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化工與化學工程的區別范文1
1.1多方收集信息,做好人才培養計劃的基礎性工作
專業培養計劃是全面貫徹黨和國家教育方針,全面提高教學質量的重要保證,是組織教學過程的重要依據,是構建學生知識體系的關鍵。培養計劃的確定要經過反復推敲、多次修改,要既有助于實現學校的奮斗目標、有助于融入和推動安徽省經濟社會發展,又有助于培養具有競爭力的應用型人才。由此,我們注重以下基礎性工作。(1)通過網絡、雜志、報刊、書籍等各種方式查詢專業發展動態,初步構建了專業培養計劃與教學大綱的框架。(2)通過各種方式搜集多所高校的本專業教學計劃并進行了反復學習和研究,同時選派教師分別前往華東理工大學、北京化工大學、鄭州大學、南京工業大學、合肥工業大學等高校進行專項調研,博采眾長,擬定了本專業人才培養計劃初步方案。(3)設計了面向用人單位的“學生知識結構等系列問題”調查表,了解到用人單位強調工程實踐類及應用類知識的強化,對新興技術知識有迫切的需要,對外語的應用能力也較為關注。(4)多次參加高等學校化學工程與工藝專業教學指導委員會組織的研討會,認真學習“普通高等學校本科‘化學工程與工藝專業’專業規范”(征求意見稿),充分吸取諸多專家、學者的經驗與提議。(5)建立畢業生信息庫,跟蹤實時信息,為未來進一步的人才培養計劃的修訂做好準備。
1.2專業定位與培養目標確定
安徽建筑工業學院是省屬高校,本科畢業生的就業趨向是面向安徽,服務長三角及周邊地區。根據社會的需要,學院的化學工程與工藝專業培養的是工程技術型人才。即,注重體現為地方經濟建設服務,培養“知識寬厚、適應性強”、“下得去、留得住,用得上”的高級應用型人才。
2多方位、多渠道加強新辦專業教師隊伍建設
教師是教學活動的主導者,是構成教學活動的諸多要素中的核心要素之一,因此,師資隊伍建設是高等院校教學建設的核心內容。對于高校新辦專業,一方面,由于開設時間短,建設時間短,教學條件較老專業薄弱許多,特別是師資力量薄弱尤為突出;另一方面,新辦專業大多是目前就業市場緊俏的專業,師資隊伍的建設是新辦專業建設的重點也是難點。我校化工專業新辦專業的師資隊伍建設一方面加大引進力度,引入高水平的學科帶頭人,穩定現有教師隊伍;一方面,從社會挖掘資源形成兼職教師隊伍。即采用多方位、多渠道加強新辦專業教師隊伍建設的途徑。
2.1加大教師引進力度穩定和培養現有教師
新辦專業教師部分由原來一些老專業轉調,高職稱、高學歷教師多,但屬于新專業畢業的“科班出身”少。不是本專業畢業的教師,在擔任新專業課程的教學時,專業課程教學經驗缺乏,尤其是實踐性教學環節,感到專業經驗不足,實踐知識缺乏,甚至在組織教學上感到生疏。這些情況致使新專業整體學術水平不高,缺乏學科專業帶頭人,缺乏高水平實驗人員。引進人才無疑是解決新專業建設師資的捷徑。在新辦專業師資隊伍建設上,我校有較大的引進力度,制定各種優惠條件吸引高學歷、高職稱、有教學經驗的專業人士充實新專業師資隊伍。比如,在化工專業新辦初期,我校先后從研究院、其他高校引進多位高學歷、高職稱、專業對口、經驗豐富的學科帶頭人和專業主干課程老師;另外,在應屆畢業生中,通過多方聯絡和政策宣傳,先后引進多位化學工程專業“科班出生”的碩士生、博士生加入教師行列。當然,在重視引進的同時,我校也積極創造條件穩定已有的教師隊伍,鼓勵青年教師通過學歷教育和各種非學歷教育、學術交流活動提高素質和改善師資隊伍結構。
2.2挖掘社會教育資源,形成“專職為主、兼職為輔、專兼結合”的師資隊伍
化學工程與工藝專業是目前就業市場緊俏的專業,社會專業人才稀缺,地方普通高校在人才引進方面的競爭力又遠不及重點院校和效益較高的企事業單位。所以,吸引優秀的化學工程與工藝專業科班畢業生,尤其是碩士以上的高學歷人才,對于地方普通高校來說,有些“先天不足”。但通過“后天努力”可以達到同樣的效果。我校在加大力度引進人才,穩定和提高現有的師資隊伍的同時,創造條件,挖掘社會的教育資源,聘請化工設計院、化工研究院、煤炭研究院的學者專家作為兼職的教師,除了做學術報告外,還承擔了對工程實踐性有一定要求的教學工作,如“化工設計”、“生產實習”、“畢業設計”等。這支兼職教師隊伍不僅能在一定程度上緩解師資的壓力,更重要的是強化和提高了化學工程與工藝專業的工程實踐性,給高校的教學工作注入了活力,并在推動“產學研合作”、“開放辦學”和“專業特色”等方面具有不可估量的意義。因此,“專職為主,兼職為輔,專兼結合”不失為加強新辦專業師資隊伍建設的一舉多得的有效途徑,特別是對工程實踐性要求高的專業。
3以提高教學質量為抓手,重視新辦專業內涵建設
3.1課程體系和教學方法改革
通過廣泛的考察和調研,以“普通高等學校本科‘化學工程與工藝專業’專業規范”為依據,結合安徽省富產煤炭的具體情況,確定了我?;瘜W工程與工藝專業新專業的課程體系、主干課程、主要課程、專業方向、選修課的開設、課程的教學內容、理論學時、實驗學時、系列課程及各課程間教學內容的銜接等等,突出了專業定位與專業特色,因材施教;減少必修課,增加選修課,擴展學生自由獲取知識的空間;及時修訂教學大綱,并根據新的教學大綱編寫授課計劃和教案,切實保證改革成果轉化為教學實踐,促進教學質量的提高。教師在教學實踐中,堅持“以學生為主體”,積極探索適合本課程特點的討論教學法、案例教學法、專題教學法、現場教學法等形式多樣的教學方法,增強課程的吸引力,激發學生的學習興趣,提高教學效果;教師在課程考核方式方法上,通過“小測驗+期末考試”、“考試+課程論文”、“理論考試+實驗實踐考核”、“筆試+口試”等靈活多樣的考核方式方法進行教學,促進教學方法與手段的改革。
3.2教學文件資料逐步完善
新辦專業的建設是一個長期的過程,其教學內容的安排必須經過反復研討與推敲,教材的選用和教學文件,如課程教學大綱、實驗指導書、實綱及實驗指導書書(講義)等教學文件,輔助教學軟件、配套的教學參考資料、習題集,課程設計參考資料,等提前規劃。我們的做法是通過校級教學改立項研究,圍繞新專業培養目標、培養規格、培養模式開展對課程體系、教學內容的理論研究與實踐探索。保證開課有教材,設計有手冊,實踐有內容。
3.3重視專業教學實踐體系的建設
化學工程與工藝專業是實踐性強的專業,為提高學生的實踐能力,本專業必須加強實踐性環節的教學。本專業實踐體系有:實驗、實習、設計、畢業設計(論文)。實驗包括化學基礎實驗與單元操作實驗和專業實驗?;瘜W基礎實驗依托化學實驗中心開設,單元操作實驗和化工專業實驗是化學工程與工藝專業區別于其它專業而特有的實踐環節。為此,化工系經過反復論證,從實驗項目的選擇、實驗形式的確立、實驗設施的購置等各個方面進行了詳細的規劃和研究,完成了流體力學實驗、傳熱實驗、吸收、精餾、萃取、干燥等化工單元操作實驗的開設;專業實驗完成一些專業課程實驗,如化學反應工程、化工熱力學、化工工藝學、化工分離工程等課程實驗的開設。并且對實驗教學內容進行了充實和改革,綜合性、研究設計性實驗的有較大的比例。這些實驗內容與專業培養計劃目標相吻合。實習包括認識實習、生產實習和畢業實習。穩定的實習基地是實踐性教學環節的基本前提和保證。為提高實習教學效果,我們采用了校內外相結合的實習形式。如,采用計算機仿真實習+現場實習。我校從東方仿真購置了一套大型的合成氨仿真軟件,形象逼真地反映合成氨各個工段的生產情況。利用該軟件,先在學校模擬生產現場,對生產過程有了認識以后,帶著問題,再到工廠的生產車間現場參觀實習。計算機仿真實習,訓練學生在生產操作條件改變情況下,進行調節、控制與決策的能力,以補充一般實習難以達到的訓練內容和目的,加深對實際生產過程的認識與理解,力求使學生將所學知識聯系實際,培養學生的工程實踐能力。此外,還有其他形式的實習,如,學生自己聯系實習單位實習;組織學生到工廠實習?;ぴO計在化工高等工程教育中具有重要的地位和作用。通過化工設計,對學生進行現代工程設計思想和設計方法的教育,使學生了解化工設計的基本內容、設計程序和方法,培養學生樹立經濟、安全、環境保護與可持續發展等觀點和創新意識,培養學生利用計算機輔助設計(CAD)等手段進行化工設計的能力,從而培養學生綜合應用各方面的知識與技能解決工程問題的能力。我?;瘜W工程與工藝專業學生的設計能力通過課程設計和畢業設計得到訓練,開設的實踐環節有化工原理課程設計、化工設備課程設計、化工設計課程設計、畢業設計等,體現了化工單元設備設計和過程設計能力以及綜合運用所學知識的能力。
化工與化學工程的區別范文2
1.1突出實踐能力的培養
研究生的培養是一個系統工程,研究生培養過程的各個環節必須緊密配合,才能培養出合格的、受社會熱捧的人才。特別是對于全日制工程碩士的培養來說更是如此。根據全日制工程碩士的特點,把研究生關閉在校園里培養已不能滿足社會對人才的要求,異地培養,多地培養成為必然。必須把實踐能力的培養作為主線貫穿于全日制工程碩士“培養鏈”的各個環節。在招生環節,我們對全日制化學工程工程碩士的考生的面試采取了與科學學位考生不同的方式,把對考生的實踐經驗作為主要的面試內容,讓考生感受到實踐經驗的重要性,許多考生面試后積極主動地到工廠企業鍛煉,入學后帶著在實踐中遇到的問題來學習,增強了解決實際問題的能力。在課程培養環節,我們的課程設置體現理論與實踐相結合的原則,分為公共課,專業核心課,專業拓展課,專業實踐教學四個模塊。我們加大了公共課的比重,利用我校的有效資源,合理整合了專業學位研究生的計算機與管理類課程。無論是公共課還是專業課,都把實踐教學內容貫穿其中,理論課中包含實踐知識,實踐課中包含理論知識。在實踐培養環節,我們建立了湖南化工研究院、湖南海利化工有限公司、國家農藥創制工程技術研究中心、湖南四達試劑有限公司等多個培養基地,實踐條件得到了有力的保證。另外,鼓勵研究生在學校組織的集中實踐之外增加自主分散實踐。在學位論文環節,我們要求化學工程工程碩士研究生在開題前認真查閱文獻,盡量了解國內外相關的最新研究成果,選擇直接來源于具有實際應用價值的應用技術課題和現實問題的課題。同時,聘請企業的專家、學者參加開題報告會,對選題進行嚴格審定,多角度考慮選題的合理性、可行性及實用價值。學位論文形式采用產品開發、工程或工藝設計、工程放大及新技術工程應用報告、典型案例分析等多種形式。
1.2突出課程教師和導師的主導地位
應用型人才的培養首先要通過相關課程和案例的學習和研討來提升其解決實際問題的能力,我們通過聘請企業專家來校擔任課程教師,通過改進教學方式方法加強課程教學。如研究生自主參與教學、由多位教師擔任一門課程的“拼盤式”教學模式等等。在課程建設方面,學院加大了研究生教師編寫適合我院工程碩士實踐的教材或講義的支持力度,加強了研究生精品課程的建設。研究生的培養離不開導師的主導作用,特別是全日制工程碩士的導師最少兩位,或多位導師,無論哪個培養環節都需要導師的指導與配合,校企導師分工配合,共同提高研究生的培養質量。在導師的選擇上,我們把有橫向課題,應用實踐經驗豐富的教師選作化學工程工程碩士的導師和授課教師,把與培養基地聯系較密切的老師選為校內導師,有利地促進了校企導師之間的交流與溝通,也能及時準確掌握論文選題的進展情況等等。
1.3突出工程碩士研究生的主體地位
工程碩士的培養目標是培養具有寬廣知識結構的復合型應用型專門技術人才或技術管理人才,能獨立從事專業技術工作和技術管理工作。如何實現這個目標,除了學校為研究生營造合理的寬松的環境,搭建良好的學習實踐平臺外,只能靠研究生自己長期的積累和持續的訓練,知識結構的改善,實踐能力的提高,學位論文設計都需要獨立完成,最終自我實現培養目標。
1.4重視工程碩士培養管理制度和管理機制
盡管化學工程工程碩士培養時間短,但我校研究生教育歷史悠久,有完整的研究生管理文件,管理制度也較為健全。我校研究生處成立了專業學位培養科,負責工程碩士的宏觀管理與控制,學位論文的質量標準由研究生處學位辦負責管理與控制,化學化工學院成立了由科研副院長負責的化學工程領域工程碩士培養管理小組以及由院長、教授、領域帶頭人、企業專家組成的學位分委員會。
2全日制化學工程工程碩士培養的困境
2.1生源問題
就我們這兩年的招生情況來看,生源問題非常嚴重,直接報考化學工程工程碩士的比例相當少,大多是其他專業調劑過來的,與我院同類專業學位教育碩士相比,化學工程工程碩士推免生只占其1/10。
2.2工程碩士學制問題
我?;瘜W工程全日制工程碩士學制為兩年至三年的彈性學制,我們目前先按兩年的計劃安排課程學習、實踐和學位論文,然后根據學位論文的進展情況安排論文答辯或適當延長學位論文的時間。普遍存在的問題是,在國家的全日制工程碩士的學位標準還未廣泛宣傳執行之前,導師對工程碩士的學位論文還是沿用科學學位研究生的學位標準,而學校研究生處在辦理各種證件時(如學生證、畢業證)都只體現兩年學制,普遍反映兩年的時間培養既要實踐能力強保證充足的實踐時間又按時完成高質量學位論文的人才導師壓力相當大。為了保證全日制工程碩士的培養質量,以免出現矮化工程碩士的現象,現在大多數工科院校都把全日制工程碩士的學制確定到了三年。
2.3課程體系建設問題
課程體系建設是一個長期的開放的系統工程,需要持續不斷的更新。課程建設是高校人才培養永恒的主題,目前我們在課程體系建設方面還主要借鑒科學學位的課程體系,需要政府、企業、高校、教師等多方面的熱情參與。
3建議
3.1加強宣傳力度,改變觀念和教育理念
全日制工程碩士教育是為了適應社會經濟發展對高水平應用型人才的迫切需要而開設的專業學位研究生教育類型,但無論是導師、研究生本人還是社會,對此都沒有足夠的認識,在我院關于“科學學位與專業學位的本質內涵與區別”的小型調查中,非常了解的導師只占9%,了解和比較了解的導師各占36%,不太了解的導師還占18%。由于工程碩士的生源大都是調劑生,研究生本人也是不自愿接受工程碩士教育的,重學術輕專業的傾向普遍存在。因此需要政府、高校,用人單位、宣傳媒體等都要發揮其作用。
3.2推進職業資格認證
職業資格認證考試不僅是對從業人員接受職業教育和專業知識水平的考核,也是對行業發展趨勢和職業技術要求的導向,是高校調整人才培養方案的依據。是課程體系建設的指揮棒,方向標。推進職業資格認證,是全日制專業學位教育持續發展的得力助手。在這方面,教育碩士就比較規范,工程碩士可以借鑒其他專業學位的經驗。
3.3加強師資隊伍建設
人才培養離不開教師、導師,要加強專門的工程碩士導師隊伍建設,對新導師要及時培訓,了解工程碩士的特點和培養目標。要改革教學方式,要大力研究完善與經濟社會相適應的課程體系等等都離不開師資隊伍建設。師資隊伍建設是高校發展的關鍵。
3.4加強產學研合作,加強高校間實踐基地平臺共享
化工與化學工程的區別范文3
關鍵詞:化工分離工程;教學改革;教學實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)10-0133-02
分離工程是化學工程專業的一門重要專業課程,是研究化學工業和其他化學類型工業生產中混合物的分離與提純的一門工程學科,是建立在高等數學、物理化學、化工原理、化工熱力學等課程知識基礎上的一門必修課程[1,2]。隨著化工行業的迅速發展,分離工程在現代化學工業及相關工程領域中的應用越來越重要,高校的培養目標也由最初的單純掌握教材知識轉化為能夠應用專業知識解決實際工程問題。這就要求教學目的要逐漸轉化為應用與實踐,摒棄“填鴨式”教學,引導學生主動掌握知識,培養學生的興趣并自主發現解決問題。由于化工分離工程課程的實踐性非常強,所涉及到的化學工程領域知識較多且雜,甚至有一些經驗性的知識內容,新裝置、新設備的不斷涌現對高校教學提出了更高的要求,因此改傳統專業課的教學模式、加強分離工程教學改革與實踐、鍛煉學生解決實際問題的能力顯得尤為重要。圍繞這一目標,本文探討了在教學內容、教學方法改革、教學與實際結合等方面的一些嘗試。
一、教材選擇和內容安排
隨著時代和技術的發展,化工分離工程課程的知識也在更新,學術內容越來越豐富多彩,因教學課時的限制,不能面面俱到的全部涉獵,因此教材的合理選擇和教學內容的安排對提高本門課程的教學效果十分重要。近幾年,化工分離工程的教材出版較多,重點內容如相平衡關系、多組分精餾、特殊精餾、多組分萃取、分離設備性能和效率、分離過程節能等傳統知識基本都被涵蓋在內,但一類側重于工藝過程的學習,另一類借鑒國外教材,側重于講解理論知識[3]。新型分離技術由于發展較快,側重點各有不同。綜合考慮教材、學生基礎以及實驗室條件等因素,選擇了陳洪鈁、劉家w主編的卓越工程師教育培養計劃系列教材《化工分離過程》第二版。該教材第一版1995年出版,在眾多高校沿用20余年,2014年再版,該書對原有基礎知識做了更優的安排,將陳舊技術進行了刪除,修改增加了符合時展的新型分離技術;對教學內容也進行了新的安排,更容易讓學生接受,課后主動去探討問題的解決方法,提高教學效果。
針對這本教材,筆者在教學過程中對該課程的教學內容主要講解以下章節:(1)傳質分離過程的介紹。(2)單級平衡過程章節中介紹相平衡、物料衡算和傳遞速率的介紹。主要講解相平衡關系、相平衡常數的計算、泡露點計算和絕熱閃蒸。(3)多組分多級分離過程分析與簡捷計算中介紹設計變量計算、多組分精餾、萃取精餾、反應精餾、間歇精餾的簡捷計算。(4)多組分多級分離的嚴格計算章節中介紹平衡級理論模型、三對角矩陣法以及新型軟件等知識,偏向實際問題的應用。(5)分離設備的性能和效率。(6)分離過程的節能。(7)新型分離技術和過程繼承。針對以上7個主要章節進行講解,按照課時要求精心設計教案,增加更多的實例講解,深入淺出,在課堂上抓住學生的興趣點和好奇心,逐步提高學生對概念的理解和對公式應用能力的把握。
二、教學方法改進
課堂教學是化工分離工程專業課程的重要環節,各種典型的單元分離操作知識在此課程的先修課程中都接觸過,如蒸餾、吸收等操作,深入系統的講解典型的分離單元操作,使學生在能力上提高是本課程教學的關鍵。這就要求任課教師能利用各種教學方法調動學生的積極性,激發學生擴展已有知識,對實際反應物系、多遠組分物系中的復雜問題進行探討學習,如對比理想物系與真實物系、二元組分精餾與多組分精餾之間的區別,理論板數與進料比如何變化等問題[4]。重點對多組分物系進行介紹,提高學生對實際問題的處理能力,對泡露點計算、閃蒸計算、設計變量的計算、MESH方程的建立與求解以及多組分多級分離的嚴格計算,都進行詳細的講解,同時讓學生根據自己的需求查閱相關文獻資料,建立課堂討論組,重點討論通過學習后,在文獻中仍然不理解的問題,提高學生的學習興趣與動力,促進專業技能的培養。另外,結合工廠的實習,加強學生對化工分離工程理論的感性認識。本門課程學習前,學生已經進入工廠進行了認識實習,對實際生產過程有了一定的了解。通過實習,學生也增強了學習比較抽象的課堂知識的熱情。任課教師通過針對典型的分離工藝制訂詳細的實習方案,讓學生帶有目的的去學習,既能開闊視野,又能增長知識。對實際生產過程中所遇到的一些典型問題,有針對性的了解學習,互相討論研究解決方案。如有學生在學習了分離原理后對工廠塔原料反應有了濃厚興趣,并結合軟件進行一些數據的模擬,找出自己所學理論知識與實際應用中所需知識的差距;對現有工藝提出一些改造建議,極大地鍛煉了學生處理實際問題的能力,也為后續的化工專業實驗、畢業環節、工作等打好了基礎。
三、教學與研究相結合
在教學過程中,教師結合自己的科研工作,把結合教材知識的實際應用內容傳授給學生,對學生提高能力,甚至是考研都有一定的引導作用。對學生來說,最有吸引力的課程是教材中超臨界萃取、膜分離等新興分離技術,教師在實驗室進行演示實驗(合成氣轉化費托反應合成長鏈烷烴及烯烴),由于實驗為氣體轉化為清潔燃料課題,氣體產汽油讓學生產生了好奇,便于引導學生課后查閱文獻,提高專業知識。在分離檢測方面給學生提供充足的支持,各種氣相、液相產品經過分離后進行色譜檢測,通過演示實驗以及學生自己動手實踐,以便對分離技術有更深的了解,并能擴展視野,從理論可行、經濟可行等角度考慮實際問題,達到提高專業水平的目的。
四、考核方式的完善
對化工分離工程課程的考核,一般采用考試成績與平時成績相結合的方法,但平時成績常常是由出勤、課堂作業成績以及課堂表現組成,忽視了學生在課外時間對知識的學習。針對這一問題,將學生進行分組,要求學生將課后從技術原理、特點、研究進展、技術展望等方面查閱文獻,以小組為單位形成報告,并在平時成績中提高報告分數的比例。
這種考核方式有利于學生積極主動地進行化工分離工程課程的學習,也鍛煉了查閱文獻、總結知識的能力,引導學生自主分析,了解科技發展現狀,為以后進行科研工作或考研打下基礎,提高綜合素質。
五、結語
對化工分離工程課程進行教學改革,使本課程更好的適應當代本科生工程教育的特點和學科發展趨勢。通過實施以上教學方式,強化學生對理論知識的理解和應用能力,激發興趣,提高素質以應對實際工程問題?;し蛛x工程是一個不斷發展的應用學科,在未來的教學工作中我們還將繼續加深對分離工程的研究,及時發現并完善教學上能夠改進的地方,培養滿足社會要求的化工人才。
參考文獻:
[1]中國工程教育認證協會(籌)秘書處.工程教育認證工作指南(2013版)[Z].
[2]陳洪鈁,劉家w.化工分離過程[M].北京:化學工業出版社,2014.
[3]曾.《化工分離過程》教學中提高學生工程能力的探索研究[J].廣州化工,2014,13(42):216-217.
[4]曹平,李軍,全學軍.化工分離工程教學改革探索[J].廣東化工,2012,39(11):199.
Reform and Exploration of Undergraduate Teaching in Chemical Separation Engineering
LV Peng1,2,XING Chuang1,2,GAI Xi-kun1,2,YANG Rui-qin1,2
(1.School of Biological and Chemical Engineering,Zhejiang University of Science and Technology,Hangzhou,Zhejiang 310023,China;
2.Zhejiang Province Key Laboratory of Agricultural Products Chemical and Biological Processing Technology,Hangzhou,Zhejiang 310023,China)
化工與化學工程的區別范文4
一、開設課程設計、培養學生應用知識和反應器優化設計的能力
我院開設了為期2周的化學反應工程課程設計,要求每個學生獨立完成硫酸轉化器設計,采用二轉二吸中的“3+1”或“2+2”式工藝、四段間接換熱絕熱式固定床催化反應器。每個學生的設計規模、進一段的原料氣組成、凈化率、轉化率、吸收率不相同,學生自己查閱文獻資料、查找設計方法、搜集計算公式、選擇工藝參數進行設計。完成后撰寫設計說明書,內容包括設計任務書、目錄、設計方案簡介、工藝計算、設計結果匯總、設計評述與討論、參考文獻,等等。設計過程中學生之間廣泛討論,商討設計方法,學習氛圍濃厚。雖然過程相似,但設計條件不同,每個學生都要單獨完成自己的設計任務。通過該課程設計,學生對固定床催化反應器的形式和特點,固體催化劑的性能、內擴散有效因子的概念和計算方法,平衡溫度、平衡溫度曲線的概念和繪圖方法,最佳溫度、最佳溫度曲線的概念和繪圖方法,各段進出口溫度、進出口轉化率的最佳分配方法,利用本征動力學方程,通過數值積分計算反應時間的方法,催化劑用量的計算及校正方法,反應器直徑、高度及其它附件尺寸的計算方法等知識點,有了深刻的理解和較好的掌握。
二、逐步加大實驗、鞏固所學知識、培養實驗動手能力
對于化學反應工程這種實踐性很強的工程學科來說,實驗是學生參加實踐獲取知識所必需的學習途徑。而化學反應工程的主要研究方法也是應用理論推演和實驗研究工業反應過程的規律而建立的數學模型方法。所以教會學生如何建立各類實驗反應器,如何進行實驗設計、反應條件選擇和數據處理非常有用。為此在課程建設中,我院通過專業實驗課、綜合設計型實驗課,逐步加大與化學反應工程有關的實驗。目前開設多釜串聯流動特性的測定、管式反應器流動特性測定兩個驗證型實驗;開設乙酸乙脂水解反應動力學的測定、乙醇催化裂解制乙烯反應動力學測定、乙苯脫氫制苯乙烯、反應精餾制乙酸乙酯等四個綜合設計型實驗。通過實驗,學生對返混、脈沖法、階躍法的概念以及停留時間分布的測定方法,多釜串聯模型、軸向混合模型的流動特性,理想流動反應器與實際反應器停留時間分布的區別,連續均相流動反應器的非理想流動情況及產生返混原因,全混釜中連續操作條件下反應器內測定均相反應動力學的原理和方法,反應精餾與常規精餾的區別,連續流動反應體系中氣——固相催化反應動力學的實驗研究方法,溫度、濃度、進料流量對不同反應結果的影響,轉化率、選擇性及收率的概念及計算方法等知識點,有了透徹的理解。課堂上學習的理論知識,不但在實驗中得到驗證和鞏固,而且得到了應用,掌握了反應動力學的實驗測定和相關設備的使用方法。
三、開展仿真實訓、培養實踐操作能力
我院以前有四周生產實習,實習中遇到企業為了安全和效益等因素不允許學生親自動手操作時,學生得不到實際操作設備的鍛煉機會;一般實習一個化工產品的生產過程,學生掌握了工藝流程、生產原理之后,實習后期學習興趣、主動性降低,影響實習效果等問題。而且目前大部分化工企業采用DCS控制,技術員主要在控制室通過電腦操作控制生產過程。隨著信息時代的到來,計算機仿真技術的應用越來越廣泛,采用仿真技術將復雜的工業反應過程虛擬化,從而在計算機上以“慢速”再現反應過程及變化特征,將“抽象”化為“形象”,動態演示工業生產過程。并且,仿真實訓具有無消耗、無污染、可重復操作等優點。為此我院購買了北京東方仿真軟件技術有限公司的化工培訓軟件,在校內建立仿真實驗室,開展仿真實訓教學。將以前四周全在企業的生產實習改為前兩周在企業生產現場實習,后兩周在校仿真實驗室開展仿真實訓。目前我院開設的與化學反應工程有關的仿真實習項目有固定床反應器單元、流化床反應器單元、間歇反應釜單元,以及30萬噸合成氨生產工藝中的反應部分、甲醇生產工藝中的反應部分,等等。學生要進行冷態開車操作、正常生產操作、停車操作、故障處理操作,以及單人單工段、多人單工段、多人多工段等操作環節的實訓。通過仿真操作訓練對于學生了解化工反應過程、以及工藝和控制系統的動態特性、提高對化工生產過程的運行和控制能力具有特殊效果。這種運行、調整和控制能力,集中反映了學生運用理論知識解決實際問題的水平。所以,仿真訓練是運用高科技手段強化學生掌握知識和理論聯系實際的新型教學方法。
四、參與科研活動、培養創新能力
化工與化學工程的區別范文5
每天清晨四點,城市的夜貓族剛入睡,前臺大病理科主治醫師李豐就起床。先喝一杯水,開始打坐,運動,吃過一碗五谷粥當早餐后,七點鐘,他好整以暇地出門;每天晚上八點,上班族還在辦公室里加班,李豐已開始打坐,準備九點睡覺。她的飲食清淡,中午自己煮糙米飯和蔬菜,晚上只吃中午的一半到三分之一量,整天的飲食,就是五谷雜糧和蔬菜。
很難想象,三十年前李豐罹患過淋巴癌,當年為她治療癌癥的醫師,有人都已過世了,李豐卻還活得很健康。若問為什么,可能的答案是:她現在每天的生活都很“尊重細胞”。
這三十多年來,李豐的工作,是每天在顯微鏡下看人體細胞的生老病死。
她說:人在高興時,細胞很圓潤,就像十八歲的年輕人,人生氣時,細胞就像八十歲的老頭,皺皺縮縮的。而且,好細胞和生病的細胞完全不一樣,“癌細胞就是扭扭曲曲,亂七八糟的樣子。”她說,越了解細胞,越為自己過去糟蹋細胞而感到慚愧,直到學會“尊重細胞”,身體才開始好轉。因為她與癌癥共存、“賺到三十年”的經驗,不少人會找她分享經驗。
六月一個周三下午,李豐又接到一通電話,電話中的人訴說做骨髓移植后,身體很不舒服,要她介紹推拿師,李豐不介紹,只簡單地對著電話大聲說:“去運動啦!”
身體有六十兆個細胞,有無數生化工廠,我們是管不了那么多的!還是供給原料,給它環境,讓身體自己運作就好了。李豐說的“提供細胞環境”其實是老生常談――規律作息、清淡的飲食和運動。
以肝臟為例,每天晚上十一點到凌晨三點是肝臟系統充血、要運作、要排毒的時候,此時身體躺平,肝就可以擺平,充滿足夠的血,這時的肝,會是平常的二到三倍大,如果晚上十一點過后還坐著或站著。她說:“就像菜市場吊著的豬肝,放不了多少血?!?/p>
肝臟,是最大的解毒工廠
根據醫學研究,人站著時,肝血的流量比躺著時減少三成,運動時的肝臟血液的流量又比躺著時減少五到八成,所以,醫師要肝病患者多休息,用意在臥床可以使肝的血流量增加,有助恢復肝臟健康。
肝臟被形容成人體最大的化學工廠,因為,這個重達一公斤半的器官,可以完成五百種以上的化學反應,遠超過任何人為興建化工廠的速度和效率。人體生長和活動時,身體內自然會產生各種化學變化,這些化學變化需要“酶”,人體的有兩千種,肝臟就能生產其中的一千種。
當毒性物質進入人體內,肝臟會自動透過化學作用解毒,一些重金屬如汞,和來自腸道的細菌,也會隨著膽汁分泌排出。這樣的運作是個極復雜的工程,所以,在人造器官中,人工肺、人工腎都可以達到天然器官的功能,只有人工肝臟無法像天然肝臟般完成好幾百種化學工程任務。
再說肺臟,肺臟可以容納六千立方毫米的空氣,可是人坐在椅子上時,每次呼吸進的空氣才半公升,只用了十二分之一?,F代人每天的生活就是坐辦公室,出外搭車、乘電梯,每次的呼吸量也同樣只在五百到一千立方毫米之間,其他的肺臟空間等于備而不用?!熬拖褚粋€人有一棟十二個房間的房子,可是每天忙碌出外工作,回到家里來,就只用到臥室?!崩钬S說,要用到肺臟的每一個部分,唯一的方法就是勤加運動。因為激烈運動時肌肉消耗氧的速度會比心肺供氧速度快,每分鐘呼吸速度增加一倍,每一次吸進肺部的空氣,也可增加五倍以上,另外,深呼吸可以使平常空氣無法到達的肺泡充滿空氣。
另外,為什么吃冰對胃不好?李豐曾經在手術房中接觸到病人的胃液,胃液比人體的三十七度體溫還要高,也就是說,在這樣溫度的環境中,胃細胞才能工作,灌進一杯冰水,胃液的溫度一定會驟降,這時,所有的胃細胞只好都癱在那里,暫時罷工。必須等到身體其他器官的熱抽調過來,胃恢復該有的溫度,胃細胞才會又開始工作。
救命,停止虐待你的細胞
問題是,不管是很會賺錢的企業老板,或者是被視為精英的知識分子,絕大多數人并不了解自己的身體,二十一歲創業、二十七歲就擁有三家企業、賺到一百萬美元的班?庫巴塞克在《人生不是特技表演》一書中描述現代人常常在生病之后,還不知道自己為什么生病。“拿煙虐待自己,罹患癌癥時卻又震驚得要命?!爆F任奇美醫院院長詹啟賢在衛生署長任內,描述一般人不了解自己身體的一段話就相當傳神:“一個用功的高中女生,可以清楚地背出四川的稻米、甘蔗、苧麻、桐油產地,卻無法指出肝臟、胰臟及脾臟在身體的哪個部位,一個工學院的男生可以侃侃而談電腦主機板上顯示卡與聲卡的區別,卻比較不出人腦中腦下腺與松果體的差別。”
“生病,是細胞在喊救命!”李豐認為,人應該承認生病該由自己負責,努力反省,改變行為,善待自己的細胞。有人到醫生那里,要醫生在三天內醫好他的病,因為三天后他要到北京出差。“這樣病是不會好的,只有松下來,細胞才有喘息的機會?!?/p>
人體是個奧妙的小宇宙,每天身體消化米飯、蔬菜、牛肉,吸收和排泄,都是個大工程,這中間牽涉的生化反應,真正研究起來,太復雜了。人體就像一個細胞工廠,不同的細胞做不同的工作,如胃細胞負責消化食物,肝細胞工作更多,可以儲藏營養,排除廢物,解毒。
化工與化學工程的區別范文6
關鍵詞:化學反應工程;教學改革;實踐
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.200
化學反應工程是化工類專業的一門核心課程。該課程以物理化學、化工原理、化工熱力學等化工專業基礎課為先修課程,其主要研究物料從進入反應器到離開為止的全過程,主要解決過程中的反應動力學和反應器分析與設計兩個基本問題?;瘜W反應工程內容涉及多學科,理論較抽象,數學模型多,計算復雜繁瑣,有些方程只能通過數值計算求解。因此有不少學生把化學反應工程認為是大學中最難學的課程之一[1-3]。
重慶三峽學院是一所普通本科院校,學校人才培養目標是培養應用型技術人才。在化學反應工程的教學中,結合學生的實際情況,讓學生能系統掌握本課程的內容,使教學內容達到較為合理的程度,力求把化學反應工程基本觀點與相關基礎知識緊密聯系起來,著重培養寬口徑、厚基礎、應用型化工高級人才。為此,以培養學生綜合運用基礎知識分析、解決實際問題的能力為目標,把課程的理論研究與教學方法、手段等方面研究相結合,積極地進行教學改革探索與實踐[4-6]。
1 教材的選擇和教學內容的精選
優秀的教材是課程教學的基本保證。有關化學反應工程的教材版本很多,體系編排差別較大,所涉及到的內容大都符合教學大綱的規定,因此合理選擇教材對于教學和學習非常重要。根據我校的實際情況,在研究多個版本教材的基礎上,認為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材、由陳甘棠教授主編的《化學反應工程》(第三版)符合教學內容及授課體系,該書定為我?;瘜W反應工程課程教材。該書內容經典系統,覆蓋面大,循序漸進,篇幅較短,易于學生掌握。其它版本的教材當中,朱炳辰教授主編的《化學反應工程》更注重反應工程研究方法介紹,并在相應章節中論述了反應工程學科的新進展,便于讀者深入鉆研。兩本教材各有特色,可互為補充。另外選取優秀的外文版教材譯本作為學生的參考書,讓學生涉獵到化學反應工程學科的前沿知識,開拓視野。
課程教學內容要力求體現本學科的科學性、先進性和適用性。教師只有掌握了該課程的知識結構特點,才能夠抓住教學重、難點,精心選擇教學內容?;瘜W反應工程課程的基本內容包括反應動力學和反應器設計與分析兩個方面,依據化工過程中的化學反應與反應過程中的動量、熱量和質量傳遞關系來講解,并對反應器進行設計與分析,闡明反應動力學基本原理。在實際的教學中,教師應清楚課程各部分知識的結構層次與相互關系,緊緊圍繞反應工程學科的兩個基本問題,把基本觀點與基礎知識聯系起來,從工程分析的角度討論化學反應工程中的重要概念。因此任課教師備課時必須認真鉆研教材,了解本學科發展動態及前沿,精心組織講課內容,合理安排,突出重難點,內容詳實。重點講授氣-固相催化反應本征動力學與宏觀動力學、理想流動反應器、反應器中的混合及對反應的影響等章節,突出工程意識,增強學生分析問題和解決問題的能力。對于氣-液反應及反應器、氣-液-固三相反應工程和多流體相的反應過程等內容,進行適當講解。同時努力拓寬教學內容信息,把學科研究的最新工業化成果向學生介紹,激發他們的創新意識和工程意識。對于本課程與其他學科領域交叉形成的一些新的分支,如聚合反應過程、生物反應工程、電化學等,以學生自學為主,達到開拓學生的視野和培養學生創造力的目的。
2 采用靈活多樣化的課堂教學模式
課堂教學是化學反應工程理論教學的主要環節。本課程涉及較多工程數學知識,且要求有一定的邏輯思維能力,由于學生的數學基礎比較薄弱,專業基礎知識面也不寬,課堂講授的內容和方法必須適當,才能收到較好的教學效果。在化學反應工程課程的教學過程中,采用多種多樣的n堂教學方法,改變完全以教師為中心的講授式教學為多種教學方法并用, 以達到提高學生學習的主動性,提高課堂教學效果。下面介紹主要采用的幾種教學方法。
2.1 講授式教學
教師系統地向學生傳授學科知識。教師在講授每一章時都可先用幾分鐘的時間,采用圖示的方法,概括本章主要內容和基本理論結構框架,讓學生領會教學目標,明確教學思路和重、難點以及具體應用實例,特別要聯系實際和知道如何應用到相應的具體計算當中。在每一堂課開始時,都應該有承上啟下的對上一節課的內容相應的總結,使學生能夠將知識有機地結合起來。教師在講授過程中要詳細講解典型內容,并要突出重、難點。如氣-固催化反應和氣-液反應過程,可以根據反應物分子必須接觸碰撞才能進行反應的共同特點入手,講解其最基本的反應步驟。讓學生了解其共性后,能夠舉一反三,推導出相應的液-液、液-固反應過程,既調動了學生學習的積極性,又能使學生牢固掌握基本理論。
2.2 互動式教學
即授課過程中教學雙方經常進行交流互動。教師可以選出教材中較為典型的章節或例題,首先提出問題,由學生自行閱讀課本,讓學生帶著問題自主學習,以學習課程知識為重點,讓學生自行討論閱讀的內容后,全班討論或小組討論,最后教師強調并總結該部分內容中的關鍵概念和原理等。每次課程結束時,教師可以給學生布置總結本次課程內容的任務,下次課上隨機抽出幾位學生對前一次課的內容進行提綱挈領式的回顧,由此達到督促學生課后自主復習,及時消化,保證知識的連貫性,達到溫故而知新的目的?;邮浇虒W方法能夠促使學生自主學習,新問題的提出,又能刺激學生主動想法獲取問題答案,學生上課的積極性很快提高,取得了良好的教學效果。
2.3 歸納對比法教學
化學反應工程教材中的概念抽象,公式繁多,教學推導過程復雜。歸納對比法在化學反應工程的教學過程和指導學生復習鞏固知識過程中起著重要的作用,可以把零散的、不成系統的基本概念知識系統化、理論化。例如,將理想反應器和非理想反應器,連續反應器和間歇反應器,平推流反應器和全混流反應器,等溫恒容反應與等溫變容反應,流化床反應器和固定床反應器等基本概念進行對比。通過比較,找出概念的相同點和不同點,把相近的概念區別開來,從而達到簡化、概括和記憶的目的。除了本學科之內的概念比較外,也可以不同學科進行比較。如把反應器中三傳問題與化工原理中的單元操作相比較,把宏觀動力學與物理化學課程的本征動力學相比較,有意將化學反應工程和已經學過的課程進行聯系,以加深學生對該課程學習的興趣。將復雜的概念用列表、提綱等簡單明了的形式表達出來,使學生在“識同辨異”中增進學習興趣,在“歸納”中滲透,在“對比”中鞏固,最終達到提高學習效率的目的。
2.4 案例教學法[7]
化學反應工程教材中的很多化工案例,內容過于簡略,學生很難從中真正領會到案例的作用。對于教學過程中選用的一些能夠反映技術發展前沿和創新科研的工業實例,可采用案例教學法。從化工實踐中選取合適的案例,進行專題討論,充分調動學生學習的積極性,發揮學生在學習中的主體作用,使他們通過積極的思維后主動獲取知識。在案例教學的討論中要注意教材中前后章節內容的連貫性,不孤立分割每一章節內容,要讓同學意識到,所學的知識不是獨力的而是共同為解決實際問題服務的。例如在講授固定床氣-固相催化反應時,選擇學校實習基地宜化化工集團公司合成氨多段絕熱固定床反應器的案例,結合生產實習認識,對固體催化劑的裝載具體要求,反應器的具體實際類型和操作條件、操作方式等進行詳細講解和討論,讓學生深刻體會氣-固相反應的過程、固定床催化器的特點、使用情況和選型原則等,初步掌握化工生產過程分析問題和解決問題的方法,培養學生理論聯系實際能力。案例教學可以給學生留下深刻的印象,從而激發他們的創造欲,使他們成為推動學科發展與技術進步的新生力量。
3 理論教學與實踐教學充分融合
在教學過程中,化學反應工程課程組教師充分認識到理論教學與化工專業實驗和化工設計的統一性,理論知識能指導實踐,科學實踐又能幫助將感性認識上升為理性認識后,再應用到實踐中去。抓住各實踐教學環節的機會,將本課程中的理論融入實踐教學之中。
由于校院兩級投入的加大,實驗條件和實踐教學條件有了較大的發展。針對本課程所設置的教學實驗有多釜串聯反應器停留時間分布測定實驗、管式反應器烴類裂解反應實驗、苯酐合成實驗、固定床與流化床的流動特性測定實驗和乙苯脫氫制苯乙烯實驗。現在開設的化工專業實驗中,有很多實驗是和理論課程緊密相連的,只要科學合理安排理論教學和實驗教學,就能使二者有機結合,為本課程的實踐教學提供良好的支撐。進行相關實驗能夠進一步強化學生所學的理論知識,讓學生在實驗過程中認識真正的反應器,并將所學理論知識運用到反應器的操控和數據的處理。改變那種老師“抱著走”的單一教學方法,提高學生學習的積極性和主觀能動性。
課程設計是完成課程教學后對該課程基本知識和技能進行綜合應用的一個教學環節,通過課程設計培養學生解決生產實際問題的能力和知識的綜合應用能力。為了進一步深化學生對化工反應器的認識,建成了仿真計算實驗室,仿真實驗室安裝有化工設計模擬軟件,為學生化工設計實踐提供了良好條件?;瘜W反應工程課程的主講教師也是化工設計指導老師,學生以小組為單位,教師提出設計課題,學生查閱工程手冊等資料,采用CAD 繪制設計圖紙,并通過答辯完成課題設計。通過反應工程的課程設計,初步培養學生的工程理念。
化學工程與工藝專業的學生都必須要經歷認識實習和生產實習等實踐環節?;瘜W反應工程課程組教師充分利用這些實踐教學環節,引導學生把課程理論知識與現場生產實踐相結合。例如在實習中,給學生下達任務,了解相關工業反應器的形式和特點,其中所發生反應的類型和特點,記錄反應器進出物料組成和流量等數據,利用該數據進行物料衡算,計算主產物的收率、選擇性等,使學生利用所學知識,體會到所學知識在實際工作中的作用,激發學生學習興趣,實現理論與工程實際的緊密結合。
4 改革考核方式
考試具有測評教師教學水平和學生學習效果的功能,還有引導學生積極學習的“無形指揮棒”作用??荚囍贫鹊母母锟梢酝瑫r有效促進教學內容、方法和手段的改革??荚囃ǔS虚_卷和閉卷兩種,各有特點。本課程采用平時成績(占20 %)和期末考試成績(占80 %)相結合的考核方法?;瘜W反應工程課程試題多年來一直堅持教考分離,每次考試試卷由其他教師按基本要求從試題庫出70%的考題,主講教師根據各自的講課特點出30%的考題組合而成。這種命題方式既考慮了課程的基本要求,實施教考分離,又能充分發揮各主講教師自己的講課特色,要求學生體會課堂教學的內容。
平時成績按照學生平時出勤、作業、課堂回答問題及課堂練習考核、寫小論文、寫專題報告等情況綜合評定給出。平時學生可以上學?;瘜W反應工程精品課程網站,自主學習,使學生的綜合素質得以提高。
期末筆試考核學生必須掌握和熟記的基本理論、數學模型與計算方法等,按照期末筆試答題情況給出期末成績。這種綜合評定成績方式督促學生注重綜合素質的提高,對學生良好的學風建設起到了促進作用。任課教師在每次考試后,要求必須對試卷進行詳細分析和課程總結,找出試卷中學生存在的共性問題和薄弱環節,為下一輪教學起到借鑒和促進作用,并注意在教學過程中不斷改進和完善,實現教與學兩方面共同提高。
5 結束語
在當今實施素質教育、培養創新型人才的社會大背景下,化學反應工程作為一門工程學科,要求學生系統掌握反應工程課程的內容,能夠把反應工程基本觀點與工程知識緊密聯系起來,從工程應用分析的角度來討論重要的工程概念。通過課堂教學與專業實驗、生產實習相結合以及創建課外實踐教學活動平臺和考試形式等多方面的教學改革,并比較了改進前后的教學方法對教學效果的影響進行,發現不同的內容采取相應的教學方法,學生更便于理解掌握教學內容,收到了良好的教學效果?;瘜W反應工程的教學改革還只做了初步的改革探索與實踐,每個學校具體情況都不一樣,應根據自己的專業方向和辦學特色做進一步的探討。
參考文獻:
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