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关键词:化学工程与工艺;应用型本科院校;“3+1”人才培养
一、实施方案
二、“3+1”培养模式的效果评价
三、存在的问题与不足
参考文献:
[1]川教函[20xx]633号.四川省教育厅关于开展地方普通本科高校应用型示范专业建设工作的通知[R].20xx.11.
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[5]莱弗朗研究院.四川理工学院课程教学质量评估报告[R].20xx.
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在我们目前所接触的工业中,化工是非常重要的一个步骤,虽然不像航天事业那样惊喜动魄,也不如军事可以直接用来保家卫国,可是化工却能渗透到很多行业中,其中很多都是足以值得我们骄傲的行业,化工通过提供优良以及合适的材料,来促进社会发展和科技的进步,起到基石的作用。本文主要是以化工生产作为入手点,将生产化学物品的新工艺融入到化学工程里,以寻找到更加安全环保的方法为目的,以便研制出更多又好又新的材料。
1目前化工行业中所存在的问题
作为中间环节的化学生产工艺作用非常重要,直接关系到产品的纯度、原材料的利用率并要严格控制环保,确保无污染物排出,无论什么时候都要确保人民的生活环境质量,这也是衡量国家化工行业是否发达的一个重要的参考准则。我国在化工行业的发展起步有些晚,所以亟待解决的问题也相对比较多,最主要突出的就是环保方面的问题。
1.1目前我国的化工生产率比较低
世界各个国家的工业都在迅速发展着,所以存在的问题也就更加突出,我国目前的化工产业在产率方面与发达国家的差距比较大,而在化工生产时,对于压力以及温度的要求比较高,也就是说在生产过程中所使用的生产设备要非常达标才可能有较高的产率。举例来说,比如我们在生产肥料时,器皿温度是否达标是一项很关键的因素,而我国目前的反应器皿大多都无法达到理想的温度状态,温度不足会导致化肥在生产时反应进行的不够充分,导致废料产生过多,即对原材料是种浪费,也会污染环境。而更严重的事情是,由于生产时反应不充分,会直接导致产品合格率很低,无法达到生产所需要的条件,造成了能源以及资源方面的.浪费,这直接导致目前化工产率较为底下的现状。
1.2化工厂的环保能力低下
在进行化工生产时,如果环保的能力较低,则会直接导致空气以及环境污染。这也是造成我国污染严重的罪魁祸首之一。像印刷、造纸、印染、重金属以及纺织业都属于污染环境较为严重的行业。这些行业的废水检测结果,一般都是重金属超标非常严重,对环境造成的危害不可估量,从而严重影响人们的衣食住行,也影响了我国的环境污染指数。这些重金属污染型废水的排放会严重影响我国人民饮水的质量以及土壤的质量,使得生态环境失调。
1.3不能使化工生产过程连续化
众所周知,连续性的生产过程无论在哪个行业都能极大地节省人力财力,同时又能最为充分地利用资源和能源。但我国的化工行业却存在化工生产过程连续性不好的问题。生产过程可能会因为连续性不佳而造成生产过程的中断,使得整个生产过程脱节,对化学品的成品质量造成极大的危害,并造成原料的浪费,这也是化工生产中最容易出现问题的环节。
2关于化工生产工艺的研究
2.1努力改善反应环境和条件
2.2合理处理废弃物
在化学品的生产过程中,反应条件和反应环境固然重要,但废弃物的处理也很重要。我们国家是一个资源大国同时也是一个人口大国,使得人均资源占有率很有限,为了以后子孙后代的发展,我们不能走先污染后治理的道路,应该合理处理好废弃物。我国现行的法律规定,化工生产过程中产生的重金属和有毒污染物一定不能直接排放到江河湖泊中。另外,对有毒废气也要经过处理才能排放到大气中。被污染水质的排放应该严格采用化学原理对其进行化学处理,等到指标合格后,才能通过专用渠道,排放到自然环境中。比较简单的则是通过基本反映,利用沉淀的方式,将重金属离子转变为化合物沉淀下来,使其危害性降到最低。而废气则应该在排放装置的中部和顶端设置有效的废气处理系统,过滤掉有毒的粉尘和气体,之后再排放到空气中。
2.3优化化工生产的工艺技术
3结论
在化学工程中,化工生产是很重要的过程,只有保证在化学生产过程中的有效性,使化工生产的工艺达到设计的要求,同时也要提高生产设备水准,增加在生产过程中的利用率,提高产量。要将小的化工厂进行合并,组合成规模比较大、在处理污染方面更有能力的化工厂,同时也要提高化工生产工艺的水平,使工艺在进行过程中可以最大程度的连贯起来。
摘要:化学工业在国民经济发展过程中发挥着非常重要的功能,在改进工业生产工艺、节省原材料、提高人们生活水平方面起到很大的作用。随着科学技术的发展,化学工程与工艺逐渐呈现出自动化的发展趋势,这对化工行业的未来发展提出了新的要求,本文首先对化学工程与于工艺进行了概述,然后分析了化学工程与自动化的特点和应用,再次阐述了化学工程与工艺的发展现状,最后论述了化学工程与工艺中的自动化发展趋势。
关键词:化学工程;工艺;自动化;发展
化学工程与工艺与国民经济发展和人们的日常生活有十分密切的关系,所以必须时刻处在化学行业发展的前沿阶段,将化学理论与实践进行充分结合,根据市场的需求进行化学生产。采用先进的生产技术提高化学原材料的使用效率,降低化学生产中废弃物的排放,让化工行业能够与生态环境和谐发展。化工企业应该掌握化学工程与工艺的发展特点,促进其继续向自动化发展方向发展。
1化学工程与工艺简介
化学工程与工艺的的研究以化学为基础,可以将其与工业进行充分融合。化学本身就具有实用性的特点,这个特点在化学工程与工艺中能偶充分体现出来。化学工程与工艺在国民经济领域中具有相对独立性,所以决定了其在工业中的应用领域不断扩大,专业性不断增强,其中涉及的专业也更加全面。在化工生产过程中,最为重要的就是各种化学反应,化学反应直接关系到化工生产的效率和化工品的质量。副产品的回收是化学生产中的关键环节,需要得到化工企业的重视。总之,化学工程与工艺的科学应用可以极大提高化工生产的高效性,降低对生态环境的污染程度,这也是关系到化工行业未来发展的重要因素。
2化学工程与工艺自动化概述
2.1化学工程于工艺自动化的特点
化学工程与工艺自动化中涵盖了数学、物理等多学科特点,其中还涉及到很多工业发展的法则。自动化发展趋势在化学工程与工艺中较为明显,自动化技术的应用可以极大促进化学工程与工艺的发展。以往我国化学工程与工艺中的自动化水平比较低,对化工行业的发展产生了一定的限制,很多方面长期得不到突破。应用了自动化技术之后有效改变了这种情况,需要化工企业掌握更加先进的技术,不断提高实践能力,而且自动化与计算机二者之间有十分紧密的联系,所以化工企业还需掌握扎实的计算机理论基础与专业技术,为化学工程与工艺的自动化发展奠定坚实的基础。化学工程与工艺的自动化发展给人们的日常生活带来了非常大的便利,显著提高了化工行业的生产效率。
2.2化学工程与工艺自动化应用
3基于自动化发展的化学工程与工艺的发展现状
3.1MES生产管理系统在化工生产过程中应用
3.2DCS技术的应用
4化学工程与工艺的自动化发展趋势
4.1创新化
4.2现代化
化学工程是化工行业的一级学科,所以研究内容非常之多,能量传递、物质分离等都属于化学工程研究的范畴,可见化学工程与工艺的重要性。化学工程与工艺本质上属于微观层面的加工技术,所以只有显著提升化学工程与工艺的整体发展水平,才能切实促进化工行业的可持续发展,与时代发展需求相契合。在新时期的发展背景下,随着工业化发展趋势的日益增强,现代化成为化学工程与工艺未来发展的主要趋势。化工企业需要加强对化学工程与工艺现代化发展路径进行深入探索,加强化工行业与其他学科之间的融合,充分利用现代先进技术来促进化学工程与工艺的现代化发展,有效提高化工生产的效率和质量,最大程度满足化学工程与工艺的精细化发展需求。
4.3绿色化
5结语
自动化发展趋势是化学工程与工艺未来发展的主要趋势,这是时代发展的必然趋势。化工行业不仅是工业体系中的重要组成部分,而且还与人们的衣食住行有十分密切的关系。本文基于化学工程与工艺中自动化特点与实际应用现状对其自动化发展趋势进行了分析,认为化学工程与工艺具有创新化、现代化和绿色化的发展趋势。
[1]张军,罗德敬,徐飞等.化学工程与工艺中的自动化发展趋势[J].四川水泥,20xx,(11):245.
[2]吴海红.化学工程与工艺中的自动化发展趋势[J].中国化工贸易,20xx,8(10):112.
[3]乔旭.新时代背景下化学工程与工艺发展趋势探讨[J].化工管理,20xx,(2
不少同学对这两个方向都不甚了解,对我国化工行业了解甚少,选报哪个方向都无所谓。还有相当一部分学生反映对专业的培养计划不了解,培养计划在实施过程中课程的设置和安排不尽合理,课程安排有前松后紧的现象。这些不解和困惑都在很大程度上影响到同学们的学习热情,从侧面反映出我校化学工程与工艺专业建设上亟待解决一些问题。
基于以上分析,我认为我校要培养满足市场需求的化工专业人才应该从下面几点来开展工作。
1、调整培养计划,进行培养规范的整体设计
专业规范对提高高等教育质量具有重要的现实意义,它是高等学校以专业人才培养模式改革研究为基础,在改革实践过程中对有关专业的课程体系、知识体系、实践教学体系和相应的参考指标进行整体设计,专业规范对专业人才设定培养规格,拟定培养目标。在高等院校进行教育教学改革过程中,对人才培养规范进行整体设计,是开展专业建设与深化改革的重要入手点[1]。
应对当前的就业形势,制定化工专业的专业规范非常有必要。自1999年以来,高校外延发展迅速,新增高校、新增专业多了,人才培养难度更大,要求更高。另外,高等教育大众化阶段教育质量呈多元化,亟需制定专业规范,一般高校工科专业人才培养规格的.定位决定了人才培养模式的基本框架。
2、加速进行我校化学工程与工艺专业的认证工作
化学工业是国民经济的支柱性行业,为了让高校能更好的为社会服务,高等院校为化工行业提供主要人力资源,教育部自20xx年启动了化工专业认证试点工作,目前已有6个专业点进行了试点工作[2]。化工行业对人才的评价标准和要求,主要体现在以下几个方面:
(2)数学、自然科学基础较好,工程基础知识扎实,掌握一定的经济管理知识;掌握化学工程、化学工艺学科的基本理论、基本知识,了解本专业的前沿发展现状和趋势;具备运用现代信息技术获取专业信息的能力。
(3)具备化学与化工实验技能,有工程实践经历,具备计算机应用能力,接受过科学研究与工程设计方法的基本训练,能够运用所学知识和技术手段分析并解决工程问题。
(4)具有较强的组织管理能力,表达流利,人际交往能力突出,有较强的团队协作精神。
(5)具有终身学习能力和国际视野。与以上标准相对照,我校在培养化工人才方面还存在着明显的缺陷和不足。还有很多工作要做。
结合行业要求分析,我校化工专业目前存在的问题主要有:
(1)教师队伍中普遍经历单一,缺乏工程师经历。
(2)实践教学环节不完善,学生工程实践能力较弱,创新创业能力不足,学校与工业界联系不够紧密。
(3)缺乏对学生的团队精神的系统训练。
(4)毕业生的调查与跟踪机制不够完善等。除此之外,缺乏科学的学生考评机制,缺乏毕业生跟踪与反馈体系。因此要针对这些问题,以专业认证为契机,有目的的开展工作。
3、灵活设定培养方向
专业方向的设置是高校人才培养的基础,开设什么样的专业方向,关系到培养什么样的专业人才,培养出来的人才是否符合社会的需求,这个问题关系到一个专业的前途命运。在充分利用我校资源的同时,在专业方向设置上体现差异,强化特色,做到以质量求生存,以特色求发展。在开设专业方向的问题上,要避免与周围同区域、同等水平的院校趋同,以减少资源的浪费,避免在人才培养上出现重复和过度竞争,充分体现差异[3]。
4、优化各级结构,提高培养质量
我国的高等教育逐渐从精英教育转向大众化教育阶段,大学之间的功能也由以前的趋同转向为逐渐分化,这就使得学校的专业定位显得尤为重要。我校化工专业应根据主要生源地的用人需求,将培养的方向和层次准确定位,针对培养什么样规格的人才,满足哪些领域的社会需求等这些问题开展广泛的研究,谨慎决定。此外,认真处理好专业建设中适应与对口的关系,在一般的学校,学生是直接面对市场就业的,应该将专业设置得窄一点,对口性更强一点[4]。
通过以上论述可以看出,要想扩大我校化工专业在西部地区的办学影响力,还需要我们多了解学生的思想动态,提升认识水平,根据市场的需求,提高培养质量,能够很好的在地方经济建设中发挥主要作用,扎扎实实做好专业建设工作。相信在不远的将来,我校化学工程与工艺专业一定会成为西部最具影响力的王牌专业,为我国化工行业培养出更优秀的人才。
一、化学综合实验教学的思考和改革。
1、实验方法绿色化。
结合我院的实际情况,我们对化学综合实验内容进行了合理的选择。首先,在溶剂、原料及产品的选择方面,尽量使用无毒或低毒试剂、少用或不用剧毒的有机物,如不选用苯、甲苯、二氯甲烷作为溶剂或原料进行实验,不选用高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸盐作为氧化剂,不选用硝基苯或苯胺作为产品的实验等,并努力实现半微量或微量反应。
2、实验内容现实化。
3、实验学科交叉化。
化学综合实验应综合体现有关知识:理论知识和实验知识;单元实验方法和实验操作技能;基础实验知识和科研创新能力训练;实验室实验能力和工业化生产能力训练等。化学合成属无机化学和有机化学的内容,是验证、巩固和加强理论知识,培养学生正确选择化合物的合成方法、条件优化以及一般的分离和鉴定方法,如重结晶、熔点测定等,应该注重合成方法的适用范围、实际条件、应用领域等。
4、实验项目科研化。
二、结语。
【摘要】以服务浙江及周边地区经济为导向,基于CDIO工程教育理念对化学工程与工艺本科专业的教学进行初步改革探索。建立了“华峰班”、请企业的专家来讲学、让学生到企业去等教学模式,使学生在工程实际环境中学习学科知识,得到了一些正面的结果,并初步尝试建立了化学工程与工艺专业CDIO工程理念的考核制度,为CDIO工程教育理念在化学工程与工艺专业的应用型人才培养方案改革提供一些思路。
【关键词】华峰班CDIO工程教育
一工科人才教育培养现状
我国传统的教学模式是以教师为中心、以课堂讲授为主,以理论考试成绩来评价学生的模式。当前,我国工程教育是通识教育模式和苏联教育模式的结合体。解放前,我国的先进高等工科教育主要是来自西方一些教会式的大学教育。建国后,由于化学工业发展的需要,我国效仿苏联搞起了专业教育。这种专业教育培养模式为我国的现代化建设作出了较大的贡献。其缺点是过于强调教材和教学大纲的统一,影响了教育工作者的思维活跃性,也阻碍了对工科学生创新能力的培养。因此,教育家们对苏联教育模式进行了回顾和反思,制定了通识教育和专业教育相结合的工科通识教育模式。然而,随着我国产业的进一步升级以及高校的持续扩招,导致了大量的工科毕业生找不到适合自己的工作,这可能是因为通识教育过于强调基础科学理论,而弱化了专业内容和工程实践,导致了工科毕业生只了解一些表面的理论,缺乏工程应具备的实践创新能力。
综上所述,我国工科教育从教学模式、办学机制等众多方面都存在着与产业发展脱节的问题,严重影响了人才培养的质量。尤其是理论脱离实际、实践环节薄弱、产学脱节的问题直接导致了学生找不到适合自己的工作岗位以及企业有岗位找不到合适的人才。由此可见,我国的工科人才培养模式已经不能满足产业升级的需求。为了更好地培养适合产业升级所需的人才,我们从培养模式上进行了改革探索。
二化学工程与工艺专业CDIO工程教育改革探索
CDIO工程教育模式改革旨在培养学生系统工程技术能力,尤其是项目的构思、设计、开发和实施能力,以及较强的自学、组织沟通和协调能力。CDIO模式以工程项目全生命周期的要求来组织教、学、做,学生需要掌握各门课程知识之间的联系,并用于解决综合问题。因此,课程体系的建设要突出课程之间的关联性,这就必须打破教师单打独斗的传统教学方法,而围绕CDIO工程项目的实施进行教学计划和课程关联工作。
1.化工核心课程群的组织与教师队伍建设
核心课程群由化工热力学、传递过程原理、化学反应工程、分离工程、化学工艺学、化工设计6门课程组成,构成了化学工程与工艺核心专业课的主体。化工设计以其他五门课程为基础,对提高学生分析问题、解决问题的综合工程能力起到非常重要的作用。化工原理是讲述单元操作的基本原理,是学好其他专业课程的基础;化工热力学则建立在分离工程的基础之上,阐述工业条件下各种流体热力学性质的计算;化学反应工程以传递过程为基础,传递现象和化学反应工程利用数学的方法,从微观角度阐述化学反应过程、设备设计的共性科学问题;化工工艺是关于化学品生产方法的技术科学,它以自然科学和工程科学规律为基础,使化学反应达到工业化应用水平。由此可见,核心课程群的各门专业课是相辅相成的。
在课程群建设中,涉及专业课教学的老师主要通过进修、企业实践、参加会议三种方式提高业务水平,对化工专业工程教育模式做到整体的认识,同时要求参与指导学生的化工设计。利用校企合作的机会,与企业方面的人才进行专业知识和其他方面的交流与沟通。其具体的组织与实施过程如下:
到杭州化工研究院、衢州巨化、瑞安华峰等不同类型的企业参观学习,不断地提高老师的业务水平。同时,为了让教师能够很好地参与到企业生产实践中,温州大学对担任科技特派员的教师提出教学科研任务减半、考核优先等政策鼓励。仅20xx年,我们派年轻老师带队到衢州巨化学习15天,杭州化工研究院学习3天,华峰学习7天,温州本地化工企业实践1个月左右,有效地提高了教师的工程素质。教师工程素质的增强也使学生收益颇丰,在20xx年省化工设计大赛和全国“三井杯”化工设计大赛中多次获奖。2.学生工程能力和团队合作的培养
3.逐步建立适合CDIO工程理念的考核制度
正确、公平、合理且科学有效的考核制度对本专业的健康发展起着至关重要的作用,它应当是对教学效果做出真实和客观的评价,同时有利于提高学生学习的积极性和主动性。现行的课程考核方法主要是通过期中和期末考试成绩来评定,它能在一定程度上反映学生掌握知识的程度以及教师上课的教学效果,但不能很好地促进学生学习的主动性。部分学生比较反感现行的考核制度,这是因为现行的考核方法存在比较单一、部分学生在学习上投机取巧也能获得高分而影响其他学生学习的积极性、不能全面反应学生的综合应用能力等问题。
CDIO教学模式以能力培养为目标,其主要培养的是学生的理论知识、职业技能、人际交流以及产品研发的CDIO全过程。采用CDIO教学模式,评价方法则应侧重能力的考核,能力本位的教学观贯穿课程设置和教学实践的全过程。我们进行教改,其目的是提高学生的工程实际能力,因此我们的考核将使用过程能力评测替代以往单一的成绩评定。
三结束语
化学工程与工艺专业学生的工程概念、分析和解决工程问题的培养对我国高等工科教育可持续发展以及化学工业的产业化升级起着非常重要的作用。本文就温州大学化学工程与工艺专业的毕业生进行调研,发现学生在所学的知识和培养的能力和企业所需的人才具有一定的差距。本文以服务浙江及其周边地区的经济作为出发点,初步建立了温州大学化学工程与工艺专业的CDIO工程教育理念,获得了一些正面的成果,为将来进行深入教学改革奠定了基础。同时,我们的改革尝试也为CDIO工程理念在化学工程与工艺专业的教育改革提供了一些思路。
参考文献
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一、化学工程与工艺教学的依据
化学工程与工艺教学必须要加强学生的各主面的全面发展,让学生更好的为社会的发展做出贡献就需要从化学工程与工艺的生产实践进行的出发,不断的提高学生的各方面能力,把学生的生产能力与各方面的工程管理能力进行较好的提高。努力把学生培养成为独中挡一面的全面复型人才。
高校的课程制定通常可以影响学生在学习过程中的能力发展方向,所以很多高校为了可以让学生能够更好的适应社会的发展,开始根据社会的需求对教学方向进行调整。充分全面的考虑到社会人文方面的发展与社会的需求二方面的结合。制定出学生德、智、美、体等方面的全面发展,形成符合社会需求的人才培养方略。高校的人才培养方案包括,优化教学知识与内容,根据社会变化及时的调整教学的内容,有效的减少不必要的教材重复内容,在教科书里要突出重点的前沿知识,并根据化学工程的需求拓展涉及到化学工程的其他学科内容。对人才的培养,不止仅限于知识的培养,而且要突出人才本身的其他各方面的素质提高。在实践的教学过程中,要打破其他各方面的限制,把人才品格与意志的培养当成教学过程中的重要内容进行教学实践。人才意志与修养的提高,可以让人才在今后的从业过程中,凭着这些优秀的`品格,有效的克服从业中所受到的困难与问题。
与此同时,对人才的培养要结合现代新型的多媒体教学,新型的教学形式不再仅限于单纯的课堂教学,而且要集学生的音像教学,实验室教学为一体的教学模式对学生进行各方面知识的全面提高。高校必须要打破常规的课堂教学,更加重视对学生的动力能力培养,提高学生的实验能力。培养学生对化学工程学习的积极主动性。
二、化学工程与工艺教学的创新
高校为了更好的实现课程的创新优化,很多高校开始把教学基地与教学内容进行合理的分配,形为更加科学是合理的化学工程人才培养策略。优秀的化学人才必须要对化学基础知识进行全面有效的掌握,专业课程的学习以及学生的创新实践能力都是高校对学生进行培养的重要教学内容。越来越多的高校开始把化学工程与工艺教学的创新形成更为有效的教学目标。高校开展特色教学形式,综合提高学生的除化学工程与工艺专业以外的其他学科的综合学习成绩。
1、提高学生的综合素质
2、理论与实践相结合的教学创新
中国当前的高校很难做到理论与实践的有机结合,很多高校要么重视理论轻视实践,要么重视实践却在理论教学上有所轻视。所以高校做到理论与实践相结合的教学是更好的提高学生各方面能力的有效保障。特色教学成为近年来被许多高校所提倡,所谓的特色教学就是高校大大的提高学生的化学理论知识与动手能力,同时学生自身具有较好的创新意识与创新能力。开设化学工程与工艺专业的选修课程,开展学生除化学专业以外的涉及其他课程的学习。注重对学生的个性培养与素质的提高,对学生的各方面素质进行全面的培养。满足学生的多方面的培养,高校把课程进行多模块的分列,这样一来,才能够给学生更好的知识增长。满足学生的个性化发展,根据学生的兴趣选修,形成自由学习、自主学习的良好氛围。
化学人才最终必将走出校园融入社会的化学工程的生产过程中去,所以更好的丰富学生的理论知识,以及学生在校时的化学实践的动手能力,可以帮助学生在进入社会之后的工作形成较大的帮助。化学工程专业的学生还必须具备较高的计算机操作能力与英语阅读能力,化学工程在实际的生产操作过程中,离不开计算机的辅助应用,以及学生通过英语掌握能力更好的了解更多的化学工程知识。(本文作者:宋斌单位:西北民族大学化工学院)
1我校化学工程与工艺专业的招生就业形势分析
我们对我校化学工程与工艺专业近五年来的招生率和就业率进行了统计和分析。近5年来的第一志愿的平均报考率约为26%,就业率约为95%。低的报考率说明学生对该专业的认识不足或缺乏兴趣和自信,而高的就业率说明化工行业对该专业的需求量较大。从生源的招生率来看,重庆的约占65%,外地约占35%。从就业的人员从事行业的统计数据来分析,从事化工行业的约占70%,其他行业的约占30%。从就业率的地域分布来看,在重庆工作的约占75%,在其他省份工作的约占25%。从上述分析数据可看出:一方面是大部分学生为调剂生,存在对专业兴趣不足或缺乏专业自信,因此,必须在第一个实践性教学环节-认识实习中激发学生的专业兴趣和培养学生对化工行业的热情及专业自信心;另一方面,我校培养的化工人才绝大部分服务于本地,因此,我校化学工程与工艺专业担负着为重庆化工行业输送工程性技术人才的重任。
2全国同类高校的化学工程与工艺专业认识实习的现状
3我校化学工程与工艺专业认识实习的改革与探索
3.1强化校企产学研合作实习基地
3.2打造专业的认识实习的'师资队伍
3.3开展三大化工园区的专家大讲堂
围绕重庆的化工产业发展,为更好地让学生了解重庆化工产业链布局,邀请三大化工园区的管委会领导和实习工厂总工程师及车间技术高工来校讲学,使学生更好地了解实际工业生产,减少现场实习的盲目性。为了让学生更好地理解“天然气化工”的产业发展和高附加值精细化学品和高分子化学品产业,邀请长寿化工园区管委会主任来我校讲学,让学生理解石油化工、天然气化工、氯碱化工、生物质化工、精细化工和新材料产业的布局及相互关系,深入理解“产业项目一体化、环境保护一体化、公用工程一体化、物流配送一体化、管理服务一体化”等可持续发展观和循环经济理论,构建学生工程思维。为让学生理解“磷化工”产业在我市经济发展中的作用和地位,邀请了中化重庆涪陵化工有限公司的总工程师给学生介绍磷化工产业的概况、发展历程、市场动态,并详细讲解各车间的工业原理、工艺流程、生产设备及本专业领域最先进的新技术、新工艺、新材料、新设备、研究热点以及市场前景。这些大讲堂激发了学生的求知欲,增强对其所学专业的使命感和责任感,从而增加了他们学习专业知识的动力。
3.4引入现代CAE技术
在学生看、问、听的实习过程中,学生无法了解各种反应器、换热器、精馏塔和泵等设备的内部结构的,这对学生学习后续的专业课程,如化工原理、化学反应工程、分离工程和化工工艺学,是非常不利的。基于这方面的考虑,我们做了两方面的准备。一是准备了专门的实习课件,课件中包含了大量的实物照片(原料,反应工艺和产品分离和输送)、实景录像(具体流体输送、搅拌、精馏、吸收和干燥等单元操作)等,课件真实、形象、生动地展示出离心泵、搅拌反应器、精馏塔和换热器等设备的内部结构,并让学生对尚未学到的化工单元操作原理、典型设备结构和操作有所了解。二是我们建立了计算机仿真实习系统,将认识实习工厂的具体产品的生产工艺(如合成氨制气、净化、合成工艺),所涉及的单元操作(吸收、干燥和精馏等),典型设备(离心泵、反应器、精馏塔和换热器等)作为主要内容,对生产工艺进行模拟,让学生在计算机上模拟工业过程,对制气、净化、合成等工艺的管件、阀件和控制仪表进行操作,对工艺参数进行控制和调节,进行开、停车及事故处理等各种仿真操作。这些计算机辅助教学技术可激发学生的学习兴趣,增强学生思考问题、解决问题的能力,培养学生的创新能力。
3.5强化认识实习教学管理与指导
4结语
分析了目前化学工程与工艺专业认识实习存在的问题,基于我校的教学特色和产学研模式创新,形成了具有我校特色的化学工程与工艺专业认识实习实践教学模式,提出了强化校企产学研合作实习基地、打造专业的认识实习的师资队伍、开展三大化工园区的专家大讲堂、引入现代CAE技术、强化认识实习教学管理与指导五大举措,培养化学工程与工艺专业的工程性应用型技术人才。
1化学工程与工艺的新兴技术
1.1绿色化学工程
绿色化学这个词汇已被人们所熟知。绿色化学是通过化学工程与工艺实现的。研究化学工程与工艺不仅能够使人们获得最大的利益,而且减少消耗资源和环境的污染。许多国内外的公司运用化学工程与工艺,研发符合公司要求的绿色产品。化学工程与工艺促进了化学的发展。运用化学工程与化学工艺能够减少催化剂等有害的原料的使用。绿色化学的技术就是在源头上阻止环境污染的产生,从根本上杜绝产生环境污染,并且回收再利用一些废弃物品。
1.2分离工程
1.3SupereriticalFluid,SCF(超临界流体)
超临界流体是一种具有液体和气体的性质的一种流体,在温度和压力临界点之上的无气体液体的相界面。这项技术广泛应用在化工、食品加工、生物医药工程中。对质量和工艺的要求较高。开发超临界流体有着广泛的发展前景,并且会为企业带来丰富的发展利润。近几年来,超临界水氧化法在环境治疗保护方面的研究较多,但是在化学工程与工艺方面的研究较少,现如今处于研究试验期。
2结语
化学工程与工艺的发展不仅影响着现代社会的.发展,而且有助于环境友好型社会的构建。当前世界面临着资源和能源的短缺,社会经济的发展不能以牺牲环境为代价,这就需要化学工程与化学工艺共同发展,满足我国资源节约和环境保护的需要。化学工程与工艺的行业领域需要积极配合国家提出的可持续发展战略。转变可持续发展的概念。重视化学工程与工艺发展的环保性,转变传统的化学工程与工艺,减少环境的污染,积极开发新能源,走环境友好型道路。
1发酵过程中的化学工程问题
1.1动力学与放大问题
乙醇发酵过程前期主要的活动内容是乙醇原料的液化、糖化等,在初期阶段结束以后进入到乙醇的应用特性控制阶段。这一阶段解决的主要问题是其发酵反应的动力学问题,也就是发酵反应能否继续下去的关键问题,主要包括有两个层次,一是本征动力学,主要是指从一种物质形式的本质属性出发对发酵生物反应固有速率的研究;二是宏观动力学,主要是从乙醇制备的反应器整体角度出发,充分考虑反应器中原料物质之间的能量传递情况的动力学研究。其中酶催化反应是应用最广泛的一种动力学模型。
1.2发酵罐多场问题
在具体的乙醇发酵过程中发酵罐是发酵功能实现的主要设备,而乙醇的发酵过程是一个复杂的过程,发酵过程中受各种因素的影响,温度、浓度等各种反应特性的传递会受到限制,从而在罐内形成不同的反应场,这种不规则分布的反应场会对反应的正常进行产生影响,例如对氧在发酵液中的传递速度、固定化酶传播等反应应有的过程产生影响,进而影响发酵反应的质量。但是正是发酵罐中的这种多场现象,为研究人员提供了干预发酵罐中发酵反应的契机,通过对反应罐中多场化现象的研究和有效利用,可以实现对乙醇发酵过程的人工干预,为乙醇质量的提升奠定了基础。
2提纯过程中的化学工程问题
使用发酵方法制作乙醇制得的发酵液中,乙醇的含量较低,通常情况下只有5%到12%之间,这种浓度的乙醇是无法用作燃料的,所以在乙醇发酵工作完成后对乙醇溶液进行提纯是一个必要的环节。当前应用最广泛的乙醇提纯技术是蒸馏技术,通过精蒸馏的方法将乙醇中的水分有效排出,通常情况下使用这种提纯技术只能将乙醇的含量提升到90%左右,在这种纯度基础上再使用蒸馏技术进行提纯,其提纯效率已经极低。所以为了保证乙醇溶液实现有效的工业应用,应该使用综合提纯方法对其进行提纯,提纯活动中首先以精蒸技术对乙醇溶液进行粗提纯,在提纯形成的90%乙醇溶液基础上再应用萃取、共沸和吸附等精提纯工艺做进一步提纯,形成工业应用需求的相应浓度乙醇产品。
3生物发酵反应与分离过程的耦合
从乙醇发酵工艺角度来看,现代乙醇制作工艺研究的内容还是一些基础性的内容,涉及到乙醇制作的具体工艺步骤,而生物发酵反应与分离的耦合并不是一种单纯的乙醇发酵制作工艺的完善,而是从乙醇制造整体角度出发对乙醇制造过程中的能量传递和化学反应的优化。从当前的乙醇制备角度来看乙醇制造存在着一个乙醇分离和提纯的过程,这两个过程的分离导致了整个制备过程制备资源和能量的浪费,如果能够将乙醇的分离过程和提纯过程结合在一起,也就是说提升发酵分离过程产生的乙醇溶液浓度,就能够减少乙醇提纯过程的.负担,甚至可以实现化学反应结束以后直接制得符合浓度要求乙醇的目标。这种生物发酵反应与分离过程的耦合极大的提升了乙醇制备的效率,是乙醇制备工艺发展的未来技术。
燃料乙醇是当前实用性崔强的清洁能源技术形式,其制备工艺的发展对我国能源危机的化解、能源结构的优化具有鲜明的现实意义。本文从发酵过程中的化学工程问题、提纯过程中的化学工程问题和生物发酵反应与分离过程的耦合三个角度对这一问题进行了简要分析,认为当前燃料乙醇技术存在的主要问题集中在发酵反应过程的控制、分离提纯技术的应用两个方面,针对这一问题应该从乙醇制备的整体角度出发,切实将发酵过程与提纯过程结合在一起,从二者耦合的层面出发去解决。
摘要:在世界经济飞速发展的同时,人类也面临着另一个严峻的考验,环境被污染,森林遭到破坏,土地沙化现象严重等等问题已经成为当前最突出的生态问题,影响人们的正常生产和生活,而且这种生态失衡现象还在继续,如果不能得到根本性的治理与根除,将给社会发展及人类健康带来严重的后患。本文从当前绿色化学工程与工艺的开发入手,对其在化学工业节能中的作用进行了研究和探讨。
关键词:绿色;化学工程;工艺;节能;促进
随着我国的改革开放和现代化建设的不断深入,各大化工型企业建设也越来越多,各种化工原料的使用直接危害着人类健康,破坏着生态环境,而绿色化学工程与工艺的研究正是为了减少这些污染和损伤,并通过一种化学的方法使之得到改善和提高,达到促进化学工业节能目标的实现和发展。
1对绿色化学工程与工艺的开发与分析
绿色化学一直是我们的一个设想和梦想,它是要求化工企业在进行化学生产当中,不再使用那些对自然环境和人类有害的物质,不再产生“三废”的困扰,达到绿色生产的目的。从当前的现状来看,传统的化学工程与工艺不能从根本上解决和治理这些化学排放物,而且成本高,消耗大。而绿色化学工程与工艺则是通过对化学技术及方式的改变来达到促进化学工业节能目标,实现空气质量及社会环境的彻底治理。
1.1化学原料无毒性
原料是一切污染的源头,只有从源头上进行控制和改变,才能使化学污染现象从根本上得以根除,所以绿色化学工程与工艺要实现的第一个目标就是要禁止使用有毒害性的原料,把这些污染性强的原料换作一种可再生资源来代替,不仅节能环保,还可以为我国资源的节约创造条件。
1.2化学反应的选择性
大家都知道,化学反应中会产生出另外一些物质,比如说烃类选择性氧化不仅产生大量的热量,而且终产物也不稳定,可以说这种反应的选择性是最低的,而且从化学知识中我们还知道,一些产品还具有异构体的形式,要想得到更多的终产物,那么就要对其使用选择性较高的试剂,这样可以有效的降低成本,节省资源,减少污染。
1.3催化剂的高效无害性
在进行化学反应时常常会使用到另一种物质来作为反应中的催化剂,不仅可以提高其反应速度,还可以为企业创造更大的利润,便催化剂的使用也是一个重要的污染源,所以绿色化学工程与工艺中对催化剂的研究也在不断的深入,旨在开发一种既能够提高化学反应效率,更保护自然环境的催化剂。比如说分子筛催化剂、烷基化固相催化剂等等。
2绿色化学工程与工艺在化学工业节能工作中的应用及作用
2.1绿色化工技术的应用
绿色化工技术是一种没有污染性、没有毒害性、没有废物产生的技术,也可以叫做清洁生产技术,这种技术在我国的绿化化学工程研究中已经有了突破,比如说我们所常见的对城市垃圾的处理、农村用生活垃圾所建造的沼气池、风能、太阳能技术的使用等等。从清洁生产技术的范围上来看,有以下几种:生物工程技术、绿色催化技术、辐射加工技术、超临界流体技术等等,这些技术与传统的化学工程与工艺相比具有很明显的优点,对人类健康及环境保护都能起到很大的作用。
2.2生物技术的应用
生物技术也是从生物学的角度进行研究和开发的,它只要包括一些微生物、酶以及基因、细胞等方面的技术研究。从它在化学工业领域中的具体应用来看,主要有化学仿生学和生物化工。因为我们所提倡的绿化化学工程与工艺中的催化剂需要运用大自然中的'一些无毒无害物质,比如说工业酶,它与其它化学催化剂相比,具有无污染、反应不强烈、终结物性能稳定、没有不良影响等等优点,所以在化学领域中的应用也得到了人们的认可和肯定。
2.3有利于环境保护的产品开发
在近年来我国的化学工程与工艺研究中,许多环境友好型的产品已经频频开发,不仅节能环保,而且具有良好的发展前景。比如说为了保护大气的臭氧层不被破坏而开发研究另一种产品来代替氟利昂;随着汽车用户的增多,控制汽油给大气带来的污染,而进行研究的无污染燃料二甲醚就是一个很好的例子,其它的诸如太阳能的使用及推广,无磷洗衣粉的上市等,都是绿色化学工程与工艺对化学工业节能的一种促进和提高,更是人类的一种进步。
2.4绿色生态产业链的打造
为了使绿色化学工程与工艺走上可持续发展之路,可以在化学工业生产上采取一些相对应的措施,打造绿色生态产业链,发展循环型经济带,这样可以进一步减少废物的排放量,实现节能环保的目的。
3结语
[1]张浩,杨顺博,马振.关于绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用探析[J].化工管理,20xx,(11):211.
[2]刘冠辰.浅析绿色化学工程与工艺对化学工业节能减排的促进作用[J].科技创新与应用,20xx,(34):107-108.
[3]高勃妍.论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用[J].化工管理,20xx,(09):207.
[4]王超群.论绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用[J].化工管理,20xx,(02):173.
一、化学工程与工艺专业实习现状的分析与改进
生产实习是化学工程与工艺专业教学当中的必修内容,旨在培养学生对知识的实际运用能力,为以后的工作打下坚实的基础。就目前我国该专业的生产实习状况来看,主要存在着以下几点问题:
(2)学生对于实习没有足够的重视。由于习惯于应试教育下的以成绩衡量科目的重要性,实习在大多数学生的眼里都不是重要课程,显得可有可无。很多学生甚至以分散实习的名义,仅仅找企业签字盖章,敷衍了事,却没有真正的投身到企业实习当中去。在这样一种大环境中,学生很难认识到实习对于化学工程与工艺这一学科的重要性。
(4)没有进行很好的校企联合。很多企业都认为学生实习无法给企业带来相应的市场价值和经济效益,反而因为要分心管理来企业实习的学生,会延误其正常的生产活动。同时也因为学校和学生本人对实习的不重视,造成企业接纳实习生的热情受到挫伤。而事实上,学校和企业如能充分利用学生实习的平台,校企紧密结合,既有利于提高高校毕业生的实践能力,又能帮助企业在用人方面避免“用工荒”这一尴尬现象。针对以上状况,建议对该专业的实习进行以下几点改进:
①加大实习改革,提高动手实践能力。在教学过程当中,注重实践环节,致力于培养学生的实践能力。在实验教学中,增加创新型实验,减少验证性内容,以此来培养学生的.创新能力。针对我国现在各大高校化学工程与工艺实习的问题,应该从几个方面进行改革。首先,要为学生提供稳定的实习基地,让学生将集中实习和分散实习结合起来。其次,应当提高学生的动手能力。企业应该为学生配备相应的企业导师,让学生在导师的指导下,亲自动手实践,将书本中学到的理论知识真正的运用到实践当中来。在实习过程中,不能仅仅让学生当一个旁观者,更应该让其成为真正的实践者。最后也是最重要的一点,通过帮助企业解决生产过程中碰到的技术问题,让学生在实习中体会到攻克技术难题的乐趣,培养学生的兴趣点,让学生从起初的被动学习中走出来,真正积极主动的投身到化学工程与工艺实践中来。
④加强校企联合。目前化学与工艺实习存在的最大问题就是实习地点的联系问题。因此来自于企业的社会保障必不可少。以往学校的实习环节当中,企业考虑学生安全的问题,往往存在着联系企业难这一问题。应当加强.校企联合,为学生提供充足的实习资源。在校企联合的模式当中,可以为学生提供双导师选择制度,校内导师和校外导师相结合,实现优势互补,合作共赢。企业可以配备相应的导师,对学生的实践进行指导,让学生不仅有理论知识,而且可以学以致用。其次,企业可以和学校签订合约,每年从学校选拔优秀的毕业生定点输送。这样做及解决了学生就业困难,又可以为企业招到熟悉其运营机制的劳动者,达到双赢的局面。除了企业,政府的支持也是必需的。政府应该从政策上对化学工程与工艺予以重视,并且帮助学校为学生的学习提供良好的条件和环境。
(5)改善实习考核制度。通过重建学生的实习考核制度,改变学生的被动实习状态。以往学生的实习最后都是由企业盖章,并不加入或者很少加入学生最终成绩的考核。现在,为了使学生更加积极主动的投身到化学实践当中,学生在实习中的动手能力,创新能力以及最终的实习效果等均应列入考核机制当中。
二、化学工程与工艺课程体系和教学内容的改革
随着知识信息时代的发展,以往的教育模式已经无法适应当前的形势。首先我们应该分析一下以往课程体系中存在的问题,然后有针对性的进行解决。
2.1课程体系支离破碎,整合度太低
现在化学工程与工艺的课程体系还很不完善。每门课程的联系性不高,以至于学生无法形成一个完整的知识框架和体系,不利于学生将学到的知识融会贯通,学以致用。该专业是一门结合度很高的专业,知识体系的不连贯也不利于和其他学科的有机结合。
2.2过分注重基础知识和书面知识,忽视学生的实践能力
2.3弱化了单元工程与环境和系统的关联
课程中所学到的知识,其最终的目的还是要用来解决实际的需要。目前化学工程与工艺的开发重点主要在于环境保护方面。但是现在的课程却片面注重书面知识,忽略了这一最主要的功能的联系。新的课程体系改革的着力点应该主要放在对学生实践能力和综合素质的培养。关于该专业的高校课程设置,实践探索比理论探索更为复杂,是一项艰苦的工程,需要不断地进行磨合与调试。现在主要针对以上几点,提出相应的改进方案:
(4)为化学工程与工艺专门人才培养提供师资保障。良师在学生的学习生涯当中起到的作用是举足轻重的。因此,学校在老师的选拔与配置方面应该着重注意,为学生选择理论知识和实践能力双优的教师。另外,学校也要和企业积极交流,在企业中为学生选择适合学生发展的校外导师,对学生的实习和毕业设计进行指导。
三、总结
化学工程与工艺作为构建环境友好型社会的一项重要技术,其发展对于现代社会有着不可估量的意义,因此对于其课程设置方面的改革也显得势在必行。本文通过对于之前其实习方面存在的弊病进行分析,得出了有效的改革方案。学生、学校和企业三方应该共同努力,致力于为我国培养出化学工程与工艺方面的专业人才。
关键词:事故树;化工安全;中毒
0引言
化工安全与环保是化学工程与工艺专业的一门必修课,以安全理论为指导与化工生产实践密切结合,围绕火灾、爆炸和中毒事故的预防,构建了一个比较完整、通用的化工安全技术体系。本课程是一门综合性和交叉性的课程[1]。由于本专业学生在安全系统工程方面知识的匮乏,导致学习过程中往往单一的变成对化学知识的学习而无法与安全有更深层次的结合。因此,在本课程的教学过程中融入一些安全系统工程中重要的分析方法显得尤为重要和迫切。
1内容讲解和学习方法
本文以第五章中毒事故与通风置换技术中的中毒事故预防知识讲解为例[2],引入安全系统工程中事故树分析方法对中毒事故的预防进行深入讲解。
1。1事故树介绍
事故树是用来描述事故因果关系的且有方向性的“树”,在安全系统工程,它是一种重要的分析事故原因的方法[3]。它可以对各种系统的危险性进行安全性评价,既可用来定性分析,可以用来进行定量分析[4]。
事故树进行分析的步骤如下:
(2)运用布尔代数求最小割集。最小割集是导致顶上事件发生的最低限度的基本事件的集合,事故树的最小割集越多,事故系统就越复杂,事故发生的几率也越大,在最小割集太多不好分析时,也经常利用事故树的成功树求出事故树的最小径集,针对最小径集进行定性或定量分析,最终作出事故的控制措施。
(3)结构重要度分析,是从事故树结构上分析各基本事件的重要程度。即在不考虑各基本事件的发生概率,分析各基本事件的发生对顶上事件发生所产生的影响程度。
(4)每一組最小割集是反映事故树中可能引起顶上事件发生的一个基本事件组合,据此可有的放矢地制定预防控制措施。
T—氯气急性中毒;M1—氯气泄漏;M2—泄漏区防护不当;X1—泄漏区氯气浓度达到有害浓度;X2—氯气瓶体破裂;X3—氯气瓶出口阀损坏;X4—人员不会使用防护用具;X5—泄漏区无防护用具;X6—防护用具失效
图1氯气中毒事故树
1。2事故树分析
事故树定性分析:
(1)求最小割集:
T=M1·X1·M2
=(X2+X3)·X1·(X4+X5+X6)
=X1X2X4+X1X2X5+X1X2X6+X1X3X4+X1X3X5+X1X3X6
事故树有6个最小割集,数目较多分析起来较为繁杂。
(2)求最小径集:由对偶成功树得:
T'=M1'+X1'+M2'
=X2'X3'+X1'+X4'X5'X6'
由上式可知本事故树有三个最小径集,相比最小割集要简单,最小径集分别是
P1={X1}
P2={X2,X3}
P3={X4,X5,X6}
(3)结构重要度分析:本事故树的最小径集中,P1只有单元素X1,所以X1的'重要度系数最大,P2中有两元素,且该两元素不在其他径集中重复出现,所以X2与X3重要度系数相等且小于X1,P3中有三个元素且不在其他径集中重复出现,所以X4、X5、X6重要度系数相等且重要度系数最小。按结构重要度系数排序有
I?椎(1)>I?椎(2)=I?椎(3)>I?椎(4)=I?椎(5)=I?椎(6)
(4)定性分析:综上说明事故树的最小割集有6个,比较多,说明发生氯气泄漏中毒的途径是比较多的,而最小径集有3个相对较少,表明只要控制住3种途径的基本事件不发生,就能避免氯气泄漏中毒事故的发生。
从最小径集的分析结果来看,不管氯气泄漏与否,如果氯气储存场所的氯气浓度不超标则不会造成人员伤害事故,但一旦氯气泄漏想要氯气浓度不超标往往不容易做到。因而,防止瓶破裂与瓶出口阀损坏就显得尤为重要,最后也要做好防护用具的储备工作预防措施。
(1)首先最重要的是严格控制氯气瓶库的氯气浓度,加强通风。
(2)严格按照《压力容器安全技术监察规程》进行管理,加强对瓶体及其附件的检查。
2结论
【参考文献】
[1]黄燕,庄园琳,吴世逵,等。化工安全工程课程教学改革探索[J]。化工高等教育,20xx(1):50—52。
[2]温路新,李大成,刘敏,等。化工安全与环保[M]。北京:科学出版社,20xx。
[3]徐志胜,姜学鹏。安全系统工程[M]。北京:机械工业出版社,20xx。
[4]卜全民,王涌涛,汪德爟。事故树分析法的应用研究[J]。西南石油大学学报,20xx,29(4):141—144。
前言
1绿色化工技术
绿色化工技术指的是在化学工业发展中运用化学工艺或者原理对化学方法进行改造,以此来减少化学技术中化学原料、化学废弃物或者有害化工产品对环境的危害和污染,尽量将化学过程中的废弃物进行二次利用,提升废弃物利用率的同时也减少排放量,促进化学工业的绿色和生态发展[1]。
2绿色化工技术在化学工程工艺中的开发
2.1化学原料的选用
2.2化学催化剂的选用
2.3强化化学反应的选择性
在化学反应过程中,尽量提升化学反应的选择性,让化学生成物的提取和净化更加便捷,也能够有效地控制化学生产成本,减少能源消耗和废弃物的排放。比如在石油化学工业中经常进行的烃类选择性氧化,其反应的生成物极易发生氧化现象破坏生成物,因此,在化学反应中,会尽量避免使用这种反应。强化化学反应的选择性,能够提升化学生产过程的健康发展水平。
3绿色化工技术在化学工程工艺中的运用
3.1清洁生产技术的运用
清洁生产技术在包括冶金、印刷、垃圾处理、海水淡化、煤气化技术、发电技术等行业中已经被广泛运用,在其过程中没有毒害,而且没有污染物。多种行业中运用清洁生产技术已经有效地控制了废弃物和有毒物品的发生。比如在海水淡化过程中,运用清洁的化学方法对海水进行处理,其原料是海水,这是一种比较丰富的天然资源,产生的主要成分是淡水,整个过程中的生产技术对环境的污染非常小。
3.2生物技术的运用
生物技术在化学仿生学与生物化工中的运用集中在细胞、微生物、酶的范围内,其中酶、膜化学技术运用地非常广泛。生物技术可以讲很多可再生的资源在生产过程中转化成有用的化学品,比如自然界中存在的酶是非常普遍的一种催化剂,其在生产过程中没有污染物的生成和排放,而且反应的条件比较温和,受到化学行业的广泛利用。
3.3环境友好型产品生产过程的运用
当今社会环境污染问题非常严重,各行各业对环境友好型产品的生产与利用非常急切。从人们的实际生活来讲,运用绿色化工技术的目的就是能够生产处大量的环境友好型产品,这能够给人们的实际生活带来优势。环境污染问题严重影响到人们的生活质量,环境友好型产品的开发和利用能够避免产生环境污染问题。比如在生活中传统的汽油燃烧给大气带来污染,也影响人类的健康;各种产品中氟利昂破坏了大气中臭氧层,给人们的生活埋下安全隐患;很多塑料产品在人们生活中广泛利用,带来很多便捷之处,但是使用后形成垃圾不容易被分解。这些严重的污染问题急需被解决,这些带来污染的产品急需被取代。所以,随着技术的发展,可分解的塑料制品、清洁型汽油、新型燃料逐渐地被开发使用,人们的环保意识也在增强,现在已经有很多的研究用在环境友好型产品的开发上,比如在酒精的生产上,其原料已经变成了天然的甘蔗;利用较易提取的乙醇汽油取代原来的汽油,在汽车行业中被广泛运用。环境友好型产品受到大众喜爱的同时,应该提升开发技术,加大对其的开发利用,这是与人们的实际生活紧密联系的问题,需要社会各界齐心协力的支持[3]。
结论
化学工业为各行各业的生产和发展提供了宝贵的物质资料、能源要素,但是也为环境和人们的生活带来了严重的污染问题,因此,在其发展过程中,应该采用积极的措施有效地避免污染问题。化学工程工艺中绿色化工技术的运用和开发能够从根源上避免污染问题的发生,在今后的化学工业发展中应该大力地提倡和推广。
“人才培养模式”是指在一定的现代教育理论、教育思想指导下,按照特定的培养目标和人才规格,以相对稳定的课程体系和教学内容,管理制度和评估方式,实施人才教育的过程的总和。[1-4]本文将围绕“人才培养模式”的内涵,对新形势下高校化学工程与工艺专业人才培养模式的研究与实践进行分析和论述。
一、化学工程与工艺专业培养目标和人才规格的确定
人才培养目标和人才规格是构建人才培养模式的核心依据,是高等院校人才培养质量的关键,也是办学定位的基础。人才培养目标是指高等院校通过人才培养活动,使受教育者达到的知识、能力和素质结构的预期设定,它界定了人才培养的方向问题,综合反映了学校对培养人才的总期望和要求,是高等教育质的规定性。人才培养规格是培养目标的具体化,界定了高等院校人才培养的质量问题。
进入21世纪,化学工程与工艺专业教育面临新的挑战。一方面,化学、化工技术的发展层次更为深入,化学工程与工艺专业内涵更为丰富,化学工程与工艺专业高等教育必须注重培养适应社会需求的创新能力和实践能力突出的精英人才。另一方面,化学工程与工艺专业与其他学科交叉更为深入,其作为通用工程基础专业的特征愈发突出。专业外延的扩大导致专业界线更加淡化,进一步引起就业形势和就业观念的深刻变化,化学工程与工艺专业毕业生越来越广泛地参与各类技术工作。这就对专业人才培养的多层次和多样化提出了高要求。同时,经济全球化趋势日益明显,世界经济飞速发展,化学工程与工艺专业高等教育必须主动适应国际经济、社会的发展,培养既懂技术、管理又了解国际市场运转规律的复合型国际化人才。
二、化学工程与工艺专业课程体系和教学内容的构建
(一)课程体系和教学内容构建的指导原则
课程体系是课程目标在课程内容上的要求和反映,它属于课程结构中以内容为维度的结构,是构建人才培养模式的核心,是实现人才培养目标和人才规格的总纲领,是组织教学过程、安排教学任务的主要依据。为了满足国内国际经济、社会发展对人才的需要,化学工程与工艺专业课程体系和教学内容的构建应该围绕如下原则进行。
1.厚基础、宽口径构建“平台教育”课程体系
化学工程与工艺专业在构建课程体系和教学内容时,应该以基础化学、化工为支撑,把新技术、新学科融入专业学科教育范畴,按照课程内容的内在联系,从“科学意识、科学知识、学科前沿与交叉”三个层次设立高度融合的具有基础平台教育性质的核心课程。[10]坚持厚基础、宽口径专业教育思想,设置具有科学知识特性的多门类“模块化”选修课程和培养道德素质、政治素质和人文素质的素质教育课程,根据学生的兴趣和发展潜能来培养人才,为学生个性化自主学习提供多项选择,拓展和完善学生的.智能结构,以满足“厚基础、宽口径平台教育”与“个性发展”要求。
2.坚持用工程教育理念构建课程体系,培养学生工程意识和工程实践能力
高等教育的根本任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。化学工程与工艺专业作为工科基础性专业,需着力培养应用型工程技术人才,而工程实践能力培养是专业教育的重要内容。化学工程与工艺专业教育应该结合经济社会发展对高级工程技术人才的需求,以工程教育理念为核心,整合优化课程体系和教学内容,加强学生工程意识与实践能力培养。
为了加强学生工程实践能力的培养,在化学工程与工艺专业课程体系和教学内容的构建中,应该改变过去强调工程科学理论知识,弱化工程实践能力训练,强调专业知识的传授,弱化综合素质与能力培养的普遍问题,本着理论与实践相结合的原则,密切教学与科学研究、社会实践的关系,加强实验课、课程设计、各类实习、毕业论文(设计)、社会实践等实践技能训练,增强学生分析和解决实际问题的能力。
此外,实践教育课程是工程意识和工程实践能力培养的综合性教学环节,是学生工程素质教育课程体系中重要的组成部分。在化学工程与工艺专业课程体系和教学内容的构建中,在加强基础理论教育,拓宽专业内涵,突出综合能力和创新能力,面向应用,体现素质培养和个性化教育理念的基础上,结合工程实际,强化实践能力培养,构建和完善“以实验及工艺基本操作技能训练为基础,以设计为主线,以提高学生的工程实践能力和学习能力为目标的递进式实践教学体系”。
3.以国际化视野构建课程体系,培养外向型、复合型国际化人才
随着世界经济全球化、一体化,知识信息化,必然要求高校人才培养国际化。化学工程与工艺专业也必须要培养掌握化学工程与工艺专业基础知识,具备一定外语水平,熟悉国际行业规则,能够进行跨国交流与服务,具有广阔国际视野和全球意识的外向型、复合型专业人才。
教学内容的国际化是高校人才培养国际化的关键。教学内容要国际化就必须将国内外先进的知识体系融入教学内容,以外语或双语进行教学,构建双语课程群,将外语教学与应用贯穿于整个教学过程当中。另外,在教学中以实用性和国际化为标准,以课程为单位引进经典原版外文教材及相应资料开展教学也是专业人才培养国际化的有效途径。此外,专业人才培养国际化还必须要求在基础外语教学中注重培养学生跨文化交流沟通能力,以及在传统课程设置中增加国际知识、跨文化交流课程,让学生熟悉多元文化,通晓国际规则,培养学生的国际修养与国际思维能力。
(二)化学工程与工艺专业课程体系和教学内容的构建
1.通用课程模块
通用课程模块是学生进一步学习专门知识的基础,是保障厚基础、宽口径构建平台教育的关键。该模块包括人文社科基础、政治理论基础、身体素质课程基础、自然科学基础、化工基础、计算机基础、经济管理基础等课程门类。
2.专业课程模块
专业课程模块是根据化学工程与工艺专业培养目标而开设的专业知识和专门技能课程模块,主要训练学生的工程思维,培养学生探索工程知识、解决工程问题的能力。
专业课程模块构建时,要注重设置跨学科门类的多学科交叉融合的课程。如化工专业课程与专业外语融合,化工设计与计算机程序设计、软件运用融合,化工过程分析与开发和化工技术经济学融合,化工产品开发与环境保护融合,文献检索、科技写作与科训、毕业论文融合等。学生通过跨学科门类的多学科交叉融合的课程的学习,提高全面素质,实现从专业型人才向复合型人才转变。
3.综合能力模块
综合能力模块主要为多门类选修课程。该模块为学生个性化自主学习提供选择空间,通过对该模块课程的学习,学生获得跨学科的综合知识背景,培养了学生的创造性思维、批判性思维、自学能力和人际交往技能、技术交流能力等,满足了“平台教育”基础上的“个性化发展”要求。
4.实践环节模块
实践环节模块是教学内容和课程体系的重要组成部分,是培养学生工程意识与实践能力的核心环节。该模块包括实验课、课程设计、各类实习、毕业论文(设计)、社会实践等实践训练内容。
在实践环节模块构建中,为了满足学生工程意识和实践能力培养要求,实验课程应该从验证性实验到设计性实验转变,从单科性实验向综合性实验转变,从认识性、继承性实验到研究性、创新性实验转变。
课程设计教学中,整合化工原理课程设计、化学反应工程课程设计、化工设备机械基础课程设计、化工工艺课程设计等课程内容,构架综合性大设计课程,并要求设计过程中充分运用计算机软件进行设计。设计选题应紧扣学科前沿和工程实际,并鼓励学生采用不同工艺进行设计。
实习教学是化学工程与工艺专业最为重要的实践教学内容之一,是培养学生工程实践能力的重要环节。实习教学应该和工业实际紧密结合,并采取多样化的实习教学方式。
毕业论文(设计)是对学生基础理论知识的掌握及运用其发现问题、分析问题和解决问题能力的综合检验,是培养学生创新能力的重要环节。毕业论文(设计)选题应该具备前沿性和创新性,面向工程实际,和教师科研或学术课题相结合,采取项目式教学进行毕业论文设计。
三、化学工程与工艺专业管理制度和评估方式的构建
构建一套与化学工程与工艺专业人才培养模式相适应的教学管理制度是化学工程与工艺专业人才培养模式构建的重要环节之一。
教学管理制度的构建中,必须要保证课程体系中每门课程都按照制订的教学大纲规范授课,并定期不定期对教师教学质量进行监督,构建由多种评价方式、评价主体和评价内容相互结合的多元化的评价体系,针对不同课程、不同教学环节,采取课堂教学质量评价、考试评价、实践教学评价、毕业论文质量评价等方式对教学效果进行评价。另外,教学运行管理中要特别注重丰富和发展学分制,为个性化教育提供更为广阔的空间。
此外,教学管理制度构建时,还必须创新学习指导制度,建立学业导师制,全方位多角度地为学生整个学业生涯提供指导。同时,还要完善专业培养目标与学生就业及工作能力跟踪管理,既重视学生在学校期间的考核评估,也重视其在社会实践过程中的考核评估,并根据社会对专业人才培养质量的反馈,指导并不断完善教学计划制订、教学活动实施、教学运行管理、教学质量监控保障等各个环节的管理,建立和完善化学工程与工艺专业管理制度和评估方式。
四、结语及展望
人才培养模式的构建是高校培养高素质人才的关键,随着国内、国际人才需求的不断变化,高校化学工程与工艺专业也必须不断探索、完善人才培养模式,使之更好的满足新形势下人才培养的需要。