化學工業(yè)與工程技術(shù)范文
時間:2023-08-17 18:15:21
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篇1
關(guān)鍵詞:化學工藝;綠色化工;技術(shù)應(yīng)用要點
0引言
近年,社會公眾的環(huán)保意識逐步地提升,國家也大力地倡導(dǎo)在社會中發(fā)展綠色經(jīng)濟,建立友好型的工藝技術(shù)。在這種背景下,綠色的化工技術(shù)就被研發(fā)出來,其中綠色技術(shù)更多的是指在傳統(tǒng)的化工產(chǎn)品生產(chǎn)期間,減少對外界環(huán)境的污染,降低資源的消耗,實現(xiàn)技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。
1綠色化工技術(shù)的重要性分析
化工企業(yè)在生產(chǎn)化工產(chǎn)品期間,應(yīng)用綠色技術(shù)來避免生產(chǎn)過程給外界環(huán)境帶來的破壞和污染。盡量地去降低能耗,使用節(jié)能環(huán)保的材料,這樣才能夠使公司在激烈的化工市場中,獲得獨特的競爭優(yōu)勢。從原材料運輸?shù)焦S,然后再將原材料運輸?shù)缴a(chǎn)線上,在各作業(yè)環(huán)節(jié)加強控制,使化工產(chǎn)品的生產(chǎn)走向環(huán)?;?。利用零污染、低耗能的技術(shù),來減少污染物的排放,進而全面提高化工企業(yè)內(nèi)部的制造技術(shù)水平。在印刷和藥物的生產(chǎn)領(lǐng)域中,都會應(yīng)用一些綠色化工技術(shù),此時該技術(shù)就為國內(nèi)的化工行業(yè)指明了未來的發(fā)展方向。
2綠色化工技術(shù)在化學工程中的應(yīng)用分析
2.1合理地選擇催化劑
在化工產(chǎn)品的生產(chǎn)領(lǐng)域中,使用大量的催化劑(如圖1所示)會顯著地提高化學反應(yīng)的效率,進而加快化工產(chǎn)品生產(chǎn)的速度,可以明顯提高整個化工產(chǎn)品的經(jīng)濟效益。因而,化工企業(yè)應(yīng)該根據(jù)實際的化學反應(yīng)狀況,以及根據(jù)生產(chǎn)出來的化工產(chǎn)品特性,來選擇催化劑。此外,還要避免化工產(chǎn)品所形成的副產(chǎn)物被隨意地丟棄、排放,而造成化工產(chǎn)品的副產(chǎn)物危害到外界的環(huán)境。此時,要重點去管控好催化劑的使用,應(yīng)用一些無毒無害催化劑。在此基礎(chǔ)之上,還要加強對各廢棄物排放管控,應(yīng)該結(jié)合實際的要求,來選擇催化劑材料,選擇毒性不大,而且危害程度較低的材料,才能夠保證化工產(chǎn)品的生產(chǎn)綠色化。
2.2應(yīng)用沒有污染的化工原材料
科學地選擇化工材料是降低化工污染的一個有效的方法,通常情況下,社會公眾都會認為化學合成物大多都是化工原料,并且認為大多數(shù)的化合物都有毒性,會對人體產(chǎn)生較大危害。隨著近年國內(nèi)科技技術(shù)的飛速發(fā)展,一些化工原料被研制出來,有些化工原料是從農(nóng)作物和植物中提取出來,它可以替代化學的合成物,來充當化學產(chǎn)品的制劑。因而,選擇危害較小、綠色環(huán)保材料,從源頭上去抑制化工的污染。在生產(chǎn)期間,確保化學制劑使用合規(guī),避免使用那些毒害較大、污染較大的化學藥品。
2.3科學選擇化學反應(yīng)
在化工產(chǎn)品生產(chǎn)期間,要求能夠使用一些高效的化學反應(yīng),才能夠提高化學反應(yīng)效率。通?;瘜W反應(yīng)都會產(chǎn)生副產(chǎn)物,而對外界環(huán)境帶來污染破壞。此時,公司要綜合考量化學反應(yīng)經(jīng)濟性和環(huán)保性,來實現(xiàn)降低污染的目的,這也是當前綠色技術(shù)的一個重要組成和應(yīng)用的目的。公司綜合考慮經(jīng)濟成本、經(jīng)濟效益和污染問題,應(yīng)用合理的化學反應(yīng)方法,來實現(xiàn)控制化工污染的目的。
3綠色化工技術(shù)的應(yīng)用分析
3.1應(yīng)用清潔的生產(chǎn)技術(shù)
化工企業(yè)應(yīng)用比較清潔的技術(shù),能夠有效地減少生產(chǎn)過程的污染,例如,通過一定的處理設(shè)備,來降低化工產(chǎn)品的粉塵、廢氣,對廢棄物進行回收利用,這樣會實現(xiàn)資源的高效使用,也能夠減少固體垃圾的產(chǎn)生。當這些化工的污染物進入到地下水和土壤中,會擴大污染的范圍。有些工廠內(nèi)部有大量的懸浮顆粒物的粉塵,這些粉塵就會形成粉塵污染,空氣中的固體離子增多,當吸入到人體內(nèi)部會直接導(dǎo)致心肺病的產(chǎn)生。因而,要科學地處置生產(chǎn)現(xiàn)場的粉塵和廢棄物,來實現(xiàn)環(huán)保生產(chǎn)的目的。
3.2應(yīng)用生物技術(shù)
將新型生物技術(shù)運用到化學制品的制造中,例如可以運用基因工程技術(shù)、生物技術(shù)和細胞工程技術(shù),利用生物體內(nèi)部所產(chǎn)生的生物酶,來作為化學反應(yīng)的催化劑。將生物化工的合成技術(shù)作為當前化工產(chǎn)品的一個主流技術(shù),可以實現(xiàn)綠色生產(chǎn)的目的。生物技術(shù)中的膜技術(shù)是仿生學的一個重要技術(shù)組成,它也可以實現(xiàn)再生資源的循環(huán)利用,來形成化學品。綠色的生物技術(shù)需要從動植物內(nèi)部提取相應(yīng)的原料,例如,煤炭、石油等都是由生物經(jīng)過數(shù)萬年的生物化學反應(yīng),而形成的能源原料。在當前的一些化學反應(yīng)中,會使用生物酶作為催化劑,這種催化劑的催化效率顯著地要高于化學試劑的效率,這樣生物酶作為催化劑,可以實現(xiàn)環(huán)保生產(chǎn)、無污染生產(chǎn)的目的。并且化學的反應(yīng)比較溫和,形成的副產(chǎn)物對外界環(huán)境危害較小。
3.3利用友好型的環(huán)保產(chǎn)品
在化工生產(chǎn)過程中,產(chǎn)生的污染物會直接影響到人們的日常生活。因而,在使用環(huán)保產(chǎn)品期間,要盡量地避免使用那些高污染的產(chǎn)品。汽車在行駛中可以燃燒生物柴油、生物汽油,這些生物材料的生產(chǎn)制造不會對外界產(chǎn)生較大的污染。同時,生物酒精汽油燃燒時對外界的環(huán)境破壞力度較小,有些化石燃料內(nèi)部有大量的硫化物,在燃燒之后,會產(chǎn)生二氧化硫,會直接危害到大氣的平衡,以及會給國內(nèi)的大氣帶來破壞。社會公眾平時會使用一些塑料的產(chǎn)品,塑料的包裝袋,這些塑料袋的使用會給人們的生活帶來便捷。當人們使用完了之后,就會將這些塑料袋隨意丟棄,塑料袋難以分解,分解時間會長達數(shù)百年,會給社會環(huán)境帶來極大的影響,也會形成大量的固體廢棄垃圾。因而,需要對現(xiàn)有的化工技術(shù)進行轉(zhuǎn)型升級,生產(chǎn)一些環(huán)保型的乙醇汽油,可降解分解的塑料,供為大眾使用。例如,化工產(chǎn)品生產(chǎn)單位將其經(jīng)營的重心轉(zhuǎn)移到綠色產(chǎn)品生產(chǎn)上,大量的使用農(nóng)作物植物,作為原料的提取材料。在生產(chǎn)期間,可以使用甘蔗來提取乙醇,作為稀有的原料物質(zhì)。
3.4清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用
當前國內(nèi)的清潔生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到金屬冶煉,海水淡化等各個行業(yè)中,應(yīng)用的清潔技術(shù)生產(chǎn)的有害物質(zhì)不多,而且清潔技術(shù)會直接將廢棄物排放控制在環(huán)保的要求標準內(nèi)。在海水淡化工程中,應(yīng)用環(huán)保清潔的方法,來在海水中去提純淡水。淡水是人們基本的生活用品,社會對于淡水需求量較大,然而國內(nèi)淡水資源卻偏少,這是利用海水淡化技術(shù),為人們提供豐富的淡水資源。在生產(chǎn)淡水期間,利用環(huán)保型的化學制劑,來提純淡水、蒸餾淡水,這種化學試劑的危害都較小。
3.5優(yōu)化改善現(xiàn)有的化工工藝流程
在化工產(chǎn)品生產(chǎn)期間,企業(yè)要轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的生產(chǎn)方式,改變過去僅僅依靠一個裝置給各個設(shè)備供熱的模式,可以給廠房的頂層安裝太陽能電池板,來利用太陽能為化工生產(chǎn)線提供電力來源。此時,化工產(chǎn)品的生產(chǎn)單位也可以購置余熱的收集裝置,利用該裝置,可以將生產(chǎn)線上的各類熱收集。然后,對這些能量進行轉(zhuǎn)化,進一步地轉(zhuǎn)化為電能,來為生產(chǎn)線進行循環(huán)的使用。
在生產(chǎn)化工產(chǎn)品期間,也可以利用電機驅(qū)動的方式,來作為生產(chǎn)線的電力來源。應(yīng)用變頻的電動機,會降低電能消耗,有些電機在開機時浪費的能源較多,此時應(yīng)用變頻電機控制電機中的頻率,來減少電力能源的浪費消耗,也能夠使整個生產(chǎn)線變得更加穩(wěn)定。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中,會產(chǎn)生許多化工副產(chǎn)物,這些副產(chǎn)物對外界環(huán)境有一定的污染。但是通過將這些副產(chǎn)物的回收利用,可以提高公司的經(jīng)濟效益。
篇2
關(guān)鍵詞:微生物育種;項目化教學;高等職業(yè)教育
中圖分類號:G712 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)48-0164-03
早在4000多年前,我國勞動人民就會利用微生物來生產(chǎn)酒和釀造食品。如今,利用工業(yè)微生物育種技術(shù)對微生物進行改造,可以提高目的產(chǎn)物的產(chǎn)量、質(zhì)量或獲得新的目的產(chǎn)物,并符合工廠化生產(chǎn)的要求,從而使抗生素、酶制劑、氨基酸、維生素、核苷酸、生物堿、激素等微生物產(chǎn)品產(chǎn)量成倍甚至成千倍增長,同時產(chǎn)品質(zhì)量也不斷提高,各類微生物產(chǎn)品已深入到人類生活的各個方面。工業(yè)微生物育種技術(shù)是高等院校生物技術(shù)類專業(yè)的專業(yè)課程。在傳統(tǒng)的教學過程中,教學內(nèi)容往往太過理論化,理論知識與實際操作未能結(jié)合,學生學習難度大,感覺枯燥乏味;而且,教學實驗安排大多是孤立的,在技術(shù)上不具有連貫性和系統(tǒng)性,不能將技能訓練與生產(chǎn)過程有機結(jié)合,學生學完之后不知如何運用,解決實際問題的能力提高不明顯。顯然,傳統(tǒng)的教學方式已不能滿足現(xiàn)今高技能生物技術(shù)專門人才培養(yǎng)的要求。如今,許多高職院校正在積極探索新的教學方法,項目化教學就是其中常用的一種。它依照教學目標將課程內(nèi)容設(shè)計成若干個操作性較強的項目,以工作任務(wù)為中心,以典型產(chǎn)品(或服務(wù))為載體,開展課程教學,將理論知識、實踐操作與素質(zhì)培養(yǎng)融為一體,學生在完成項目工作任務(wù)過程中,既收獲了知識,又鍛煉了技能。與傳統(tǒng)教學法相比,項目化教學強調(diào)行動導(dǎo)向、項目載體、任務(wù)驅(qū)動、素質(zhì)滲透、學生主體以及理論實踐一體化,主要解決“怎么做”和“怎么做得更好”這兩個問題,是培養(yǎng)技能型人才的主要途徑[1]。2007年,湖北生物科技職業(yè)學院生物工程系開設(shè)了《工業(yè)微生物育種技術(shù)》這門課程,它是生物技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)和生物制藥技術(shù)專業(yè)的必修課。自2010年引入項目化教學方法以來,經(jīng)過多年的探索和實踐,該課程取得了良好的教學效果。
一、以崗位需求為依據(jù)確定課程目標
按照工業(yè)微生物育種技術(shù)在生物技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的定位,依據(jù)職業(yè)崗位的需求,確定本課程的教學目標,即能根據(jù)微生物育種原理和基本操作流程,制定育種的實施方案,并按照實施方案應(yīng)用微生物育種技術(shù)獲得高產(chǎn)突變株,同時能對實施過程和原有方案進行評價和改進。課程教學目標,包括知識目標、技能目標和素質(zhì)目標三個方面。(1)知識目標:熟悉工業(yè)微生物的特征,了解工業(yè)微生物育種技術(shù)的方法種類;掌握基因突變及基因重組的機制;掌握工業(yè)微生物誘變育種的原理與方法;熟悉其他常用的工業(yè)微生物育種方法。(2)技能目標:能夠根據(jù)微生物的來源與特性,選擇合適的分離純化方法,并進行分離純化操作;能夠根據(jù)微生物的類型,選擇合適的誘變育種方法;會進行生產(chǎn)菌種的保藏及復(fù)壯技能;能正確使用微生物的培養(yǎng)設(shè)備,并進行維護。(3)素質(zhì)目標:具有較強的責任心和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L;具有較強的人際溝通能力;具有較強的團隊組織協(xié)調(diào)能力;具有良好的安全、環(huán)保和節(jié)能意識。
二、以育種工作流程為主線設(shè)計教學項目
項目化教學的關(guān)鍵,在于教學項目的設(shè)計。我們一般應(yīng)根據(jù)課程教學目標,以職業(yè)活動的工作過程為依據(jù),結(jié)合職業(yè)崗位的典型工作任務(wù),按照學生的認知規(guī)律來設(shè)計項目。項目設(shè)計要打破傳統(tǒng)學科體系的章節(jié)編排,不應(yīng)以知識的邏輯順序為依據(jù)來安排教學。每個項目都有其相應(yīng)的知識、技能和素質(zhì)要求,讓學生在“做中學、學中做”。工業(yè)微生物育種技術(shù)的教學項目設(shè)計具有以下特色。
(一)課程設(shè)計思路
大多數(shù)項目化教學課程的設(shè)計思路,是將課程內(nèi)容設(shè)計成基礎(chǔ)項目、主導(dǎo)項目和自主項目。根據(jù)工業(yè)微生物育種課程內(nèi)容、操作流程和職業(yè)活動的特點,筆者將該課程設(shè)計成一個綜合性大項目,即果膠酶高產(chǎn)突變株的篩選。筆者將原先孤立、分散的單個實訓項目綜合為一個由9個子項目組成的前后連貫的大項目,其連貫性、整體性的特點更為突出(表1)。兩個子項目互為依托,前一子項目的結(jié)果是后一子項目實驗材料的來源。
(二)相關(guān)專業(yè)課程銜接
該課程項目產(chǎn)品為篩選出的果膠酶高產(chǎn)突變株,可作為后續(xù)課程發(fā)酵工程、酶工程、生物分離與純化、生物制品技術(shù)的項目化教學的材料。比如,可對果膠酶高產(chǎn)突變株的發(fā)酵條件進行摸索,或?qū)ζ浒l(fā)酵工藝進行優(yōu)化,或從高產(chǎn)突變株中分離純化果膠酶,或?qū)μ峒兊墓z酶進行性質(zhì)分析。從而完善了專業(yè)課程體系建設(shè)的連貫性、整體性及層次性,實現(xiàn)了專業(yè)課程之間的有機銜接。
三、以學生為主體完成項目實施
在具體子項目實施之前,筆者安排有項目概述環(huán)節(jié),內(nèi)容主要包括:①課程簡介:告知學生本課程的教學目標、項目設(shè)計情況、教學組織方法和考核方案等。②行業(yè)企業(yè)概況:介紹工業(yè)微生物的應(yīng)用狀況、工業(yè)微生物的概念及特點和工業(yè)微生物技術(shù)種類等。③后續(xù)課程任務(wù)的布置:要求學生查閱相關(guān)資料,指導(dǎo)學生制定子項目實施方案。以微生物育種工作流程為主線,開展子項目的實施,每個子項目有各自的知識、技能目標。在子項目的完成過程中,教師只起組織、引導(dǎo)、指導(dǎo)和評價的作用,學生才是學習的主體。每個子項目的實施步驟如下。
1.項目導(dǎo)入。首先,教師通過案例或者問題導(dǎo)入學習項目,提出問題、給出提示,導(dǎo)入本次課程的內(nèi)容,組織學生展開討論。
2.方案制定。學生通過圖書館或者網(wǎng)絡(luò)查閱資料,以小組為團隊討論并制定實施的初步方案。筆者通常安排學生利用課余時間完成該步驟。
3.方案確定。首先,每個小組以ppt形式向全班匯報制定的初步方案,分析實施可行性,并說明資料來源。然后,教師和其他小組對匯報組進行提問或評價。筆者通過交互式討論,引入相關(guān)知識,最后由教師對各小組初步方案進行點評,同時提出修改建議,鼓勵實施方案的多樣性。
4.方案實施。學生按照確定的方案,合理分工,團結(jié)協(xié)作,共同完成項目。在實施過程中,教師隨時檢查學生實施的情況,進行現(xiàn)場指導(dǎo),解答學生的疑問,參與學生的討論,糾正學生的錯誤,全面掌控學生的實施效果及學習質(zhì)量。
5.總結(jié)評估??偨Y(jié)以各小組向全班展示實訓結(jié)果的形式進行。評估采取小組互評、教師點評等方式進行。每一個項目均制定了技能考核方案及評分標準,結(jié)合學生提交的實訓報告進行過程性評價。
四、以過程性評價為手段增強技能培養(yǎng)
成績考核是教學過程中的重要環(huán)節(jié),好的考核方式對學生職業(yè)技能的養(yǎng)成會起到促進作用。傳統(tǒng)的單一筆試考核方式很難反映學生在學習過程中的素質(zhì)和能力,與強調(diào)以素質(zhì)為基礎(chǔ)、以能力為本位的現(xiàn)代高職教育理念不相符。本課程的考核以結(jié)果性評價為輔,重在過程性的評價,以靜態(tài)知識考核為輔,重在動態(tài)能力的考核,學生綜合成績的評定以過程評價、技能考核和理論考核相結(jié)合的方式進行。每個子項目的實施都要求進行過程評價,評價內(nèi)容涉及子項目實施的每個步驟,以子項目5誘變劑量的選擇為例,子項目技能量化考核表如下(見表2)。
學生、組長和教師為評價主體的三方,依據(jù)量化考核標準分別給出過程評價成績,然后按照一定比例折合成學生的過程評價終成績。理論考核和技能考核通常在學期末進行。課程總評成績的組成詳見表3。
現(xiàn)代職業(yè)教育,應(yīng)該是一種以服務(wù)為宗旨、以就業(yè)為導(dǎo)向、以職業(yè)能力培養(yǎng)為核心的教育,重心應(yīng)在于培養(yǎng)學生的動手能力和實踐創(chuàng)新能力,特別是畢業(yè)后從事某種職業(yè)的謀生能力[2]。項目化教學,充分體現(xiàn)了學生是學習的主體的特點,學生的學習主動性和積極性被有效調(diào)動了;和傳統(tǒng)的教學模式相比,其教學效果得到明顯改善。當然,以就業(yè)為導(dǎo)向,堅持走產(chǎn)、學、研相結(jié)合的路線,以崗位技能促進學生就業(yè),在高職高專院校進行課程項目化教學改革是一個漫長的過程,需要學校和教師從多方面進行改革,比如教學觀念、管理、內(nèi)容設(shè)置、教學模式及結(jié)果評定等。
參考文獻:
篇3
關(guān)鍵詞:工程測量;道路勘測設(shè)計;一體化教學
中圖分類號:G71 文獻標識碼:A 文章編號:1009-0118(2012)-03-0-02
《工程測量》課程是道路橋梁工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程的的教學內(nèi)容要求學生既要掌握測量基本理論知識又要熟練掌握各種測量儀器的操作技能,又能運用所掌握的知識在道路橋梁工程建設(shè)中進行道路現(xiàn)場施工測量?!兜缆房睖y設(shè)計》課程是該專業(yè)的主干專業(yè)課,主要講述道路線形設(shè)計與道路外業(yè)勘測知識。兩門課程教學內(nèi)容均有理論和實踐環(huán)節(jié)兩部分構(gòu)成。在各自的現(xiàn)有教學內(nèi)容體系中,兩門課程均存在有知識點的不連貫現(xiàn)象,同時兩門課程在知識結(jié)構(gòu)上又存在一定程度的知識點交叉與重疊。因此,優(yōu)化整合兩門課程的教學內(nèi)容體系,科學合理安排教學次序,互相補充,刪去重復(fù)部分,實現(xiàn)兩門課程一體化教學模式,對節(jié)約教學資源,提高教學質(zhì)量有重要意義。
一、存在問題分析
《工程測量》課程主要內(nèi)容包括:測量學的基本知識;工程上常用儀器的構(gòu)造、使用和校核;測量誤差的基本知識;大比例尺地形圖測繪;公路路線勘測階段的任務(wù)以及工作方法,包括中線的測設(shè)和路線縱、橫斷面的測量;道路工程施工階段的測量任務(wù)及方法,包括道路施工測量、橋隧施工測量等內(nèi)容。簡單概括為測量基礎(chǔ)理論知識講授與道路施工測量技能培養(yǎng)兩部分內(nèi)容?!兜缆房睖y設(shè)計》課程主要內(nèi)容為:道路設(shè)計管理與控制要素,平、縱、橫斷面設(shè)計、選線及總體設(shè)計,交叉口設(shè)計,交通設(shè)施設(shè)計,外業(yè)勘測等。同樣可以分為道路線形基礎(chǔ)理論與外業(yè)勘測技能的培養(yǎng)兩部分內(nèi)容??梢妰砷T課程,在知識結(jié)構(gòu)形式上均可分為理論教學與實踐教學兩部分;內(nèi)容上也都離不開道路線形基本知識,聯(lián)系也較為緊密。
相關(guān)調(diào)查顯示,目前國內(nèi)有關(guān)高等院校在該專業(yè)課程設(shè)置中,兩門課程的教學安排大部分為以下模式:
《工程測量》設(shè)置在大二上學期,理論學時48課時(包含8學時的實驗課時),另加2周的測量實習?!兜缆房睖y設(shè)計》課程設(shè)置在大三上學期,理論學時56課時,另加2周的室內(nèi)課程設(shè)計。
筆者用近兩年時間,通過和學生談話、調(diào)查問卷以及用人單位的反饋信息等方式,發(fā)現(xiàn)兩門課上述教學模式雖被大多數(shù)院校所采納,但的的確確存在有一定弊端。
(一)理論教學方面
對于道路橋梁工程技術(shù)專業(yè)的學生來說,《工程測量》課程的重點是1、測量儀器的基本操作;2、公路路線勘測;3、施工測量。但是后兩個知識點明顯要求學生有一定的道路線形知識基礎(chǔ),即:道路平、縱、橫斷面的基本知識以及相關(guān)計算公式。對于處在大二上學期的學生,只是學了一年的公共基礎(chǔ)課,沒有任何道路線形知識基礎(chǔ),想熟練掌握這部分知識是很吃力的。如果要求授課教師在講授《工程測量》課程時,把這部分牽扯到的道路線形基本知識加進去,那么本課程的總共48課時是遠遠不夠的。筆者每次講述到這部分時,總感覺講起來吃力,學生學起來也吃力。如果《工程測量》課程只講授測量儀器的基本操作,授課內(nèi)容明顯不夠飽滿,也不符合該課程的大綱要求。因此,《工程測量》的三大內(nèi)容(測量儀器的基本操作、公路路線勘測、施工測量)的連貫性存在一定的問題:在測量儀器基本操作與公路路線勘測之間出現(xiàn)了知識結(jié)構(gòu)的斷層。
接下來再來看《道路勘測設(shè)計》課程。《道路勘測設(shè)計》課程內(nèi)容分類為道路線形基礎(chǔ)理論與路線外業(yè)勘測技能的培養(yǎng)兩方面。首先,道路線形基礎(chǔ)理論部分用到了工程測量學里面的有關(guān)計算公式,以及轉(zhuǎn)角、控制測量等專業(yè)術(shù)語。路線外業(yè)勘測部分更是要求學生能夠數(shù)量掌握測量儀器的操作技能,是測量學知識在路橋工程中的延伸。因此《道路勘測設(shè)計》課程的學習依托于《工程測量》的知識基礎(chǔ);《工程測量》課程是《道路勘測設(shè)計》課程的先修課。此外,《道路勘測設(shè)計》課程的路線外業(yè)勘測部分和《工程測量》課程中的公路路線勘測部分講述的都是道路幾何線形在現(xiàn)場如何放線的問題。兩門課程在這里出現(xiàn)了知識點的交叉和重復(fù)。
(二)實踐教學環(huán)節(jié)方面
首先,來看《工程測量》課程2周的測量實習。2周時間的測量實習,真正能干什么呢?鑒于前面分析過的原因,在理論授課時,因?qū)W時的數(shù)量限制,學生又沒有一定的專業(yè)知識基礎(chǔ),教師針對道路路線指標有關(guān)的計算、測量部分,是無法講解的。因此,2周的實習只能是在校內(nèi)讓學生練習一下測量儀器的使用,繪制小地區(qū)平面圖。而道路橋梁工程現(xiàn)場的曲線測設(shè)、邊坡放樣等日常測量工作是無法進行的。這種模式的實習將導(dǎo)致學生雖然學過測量課程,,熟悉了道路施工常用測量儀器的使用,但是畢業(yè)后到了路橋施工現(xiàn)場遇到測量工作,仍然是一籌莫展,不能理論聯(lián)系實際,盡快將學到的知識用到工作中去。《工程測量》課程的測量實習教學效果也就偏離了實用型人才培養(yǎng)的目標。
接下來分析《道路勘測設(shè)計》課程的2周室內(nèi)課程設(shè)計。同樣是時間限制,學生不可能有搬著儀器,到現(xiàn)場進行地形測量的機會。課程設(shè)計只能是在給定的現(xiàn)場地形數(shù)據(jù),即地形圖的基礎(chǔ)上,學生按照規(guī)范要求生搬硬套,進行道路線形設(shè)計。因為缺少現(xiàn)場考察的過程,設(shè)計出來的成果往往未能和當?shù)氐匦?、景觀、環(huán)境相協(xié)調(diào),更容易忽視道路平縱橫的相互配合。最終導(dǎo)致學生設(shè)計出來的作品,只是幾種基本線形機械的累加,沒有任何工程實踐意義。因此,為期兩周的《道路勘測設(shè)計》室內(nèi)課程設(shè)計的教學效果同樣偏離了實用型人才培養(yǎng)的目標。
綜上分析:按照傳統(tǒng)的教學模式,兩門課程無論是在理論教學上,還是在實踐環(huán)節(jié)上,均出現(xiàn)一定程度的知識點次序混亂,連貫性脫節(jié),不可能完整的完成教學大綱的要求。因此,我們有必要針對上述弊端,對兩門課程傳統(tǒng)的教學模式進行改革,建立新的教學模式,使學生更容易掌握理論知識,也進一步提高學生的工程實踐技能,真正實現(xiàn)實用性人才培養(yǎng)的教學目標。
二、理論教學內(nèi)容的改革
鑒于上面的分析,兩門課程有不同程度上的知識點次序混亂,連續(xù)性脫節(jié)現(xiàn)象,我們可以打破兩門課程的現(xiàn)有格局,將兩門課程的知識點糅合在一起,從新排序,形成一個邏輯性強的道路線形勘測與施工測量知識體系。新的授課內(nèi)容安排次序如下:1、測量儀器的基本操作;2、道路線形設(shè)計基礎(chǔ)理論;3、公路路線勘測;4、施工測量。其中測量儀器的基本操作、公路路線勘測以及施工測量三部分是原《工程測量》課程中的內(nèi)容;道路線形設(shè)計基礎(chǔ)理論和公路路線勘測兩部分屬于原《道路勘測設(shè)計》課程中的知識。新的教學次序連貫性強,由淺入深,由理論到實踐,符合人們認識新事物的認識規(guī)律,更便于學生學習掌握。
此外,新教學體系從內(nèi)容上新的理論教學內(nèi)容涵蓋了原兩門課程的全部知識點,而且公路路線勘測部分知識只出現(xiàn)一次,避免了原兩門課程在此部分知識的重復(fù)現(xiàn)象,節(jié)省了約20課時。這樣,原來兩門課程理論教學總104課時,可以縮短為84課時。
三、實踐環(huán)節(jié)的改革
為了避免兩門課程實踐環(huán)節(jié)的上述弊端,我們同樣可以將二者放在一起進行,互相彌補彼此的不足,達到更好地教學效果。我們可以選擇一個地物地貌適合教學、具有一定規(guī)模的地質(zhì)公園作為實習基地。實踐環(huán)節(jié)的4周時間,具體安排如下:第一周,進行地形圖測繪。第二周,進行道路選線、現(xiàn)場放出導(dǎo)向線。第三周,進行道路的平面、縱斷面、橫斷面線形設(shè)計。期間如果對地形有疑問,可隨時到現(xiàn)場重新測量核實。第四周,根據(jù)設(shè)計成果,現(xiàn)場進行模擬道路施工測量。新的實習內(nèi)容安排涵蓋了原兩門課程的實踐環(huán)節(jié)的教學任務(wù),而且與道路施工的現(xiàn)場相吻合。通過實習學生不但完成了對測量儀器的認識與使用,也熟悉了道路施工工序,增強了工程實踐經(jīng)驗。這樣學生一旦走出校門,進入工地就可以馬上完成理論與實踐的結(jié)合過程,盡快進行現(xiàn)場施工測量。
四、結(jié)語
新的教學模式,打破了《工程測量》、《道路勘測設(shè)計》兩門課程的孤立進行的傳統(tǒng)模式,而是將兩門課程的知識點,融會貫通,按照人們對事物的認識規(guī)律,由淺入深、由理論到實踐的從新排序,形成兩門課程一體化教學模式。無論是理論教學上,還是實踐教學上,不但節(jié)約了時間,更有利于學生完成對知識的學習掌握,在教學上可以收到事半功倍的效果。
參考文獻:
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[3]工程測量教學內(nèi)容改革初探[J].楊建光.張家口:張家口職業(yè)技術(shù)學院學報,2008:71-73.
篇4
關(guān)鍵詞:工作過程系統(tǒng)化;項目教學;數(shù)控模具專業(yè);教學改革
一、開展以工作過程為導(dǎo)向的項目式教學的必要性
我校地處廣東珠三角中心地區(qū)的國家五金制品產(chǎn)業(yè)基地、國家電子音響制品產(chǎn)業(yè)基地――小欖鎮(zhèn)。近年來,小欖鎮(zhèn)形成了以五金制品產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo),帶動電子音像、家用電器等產(chǎn)業(yè)并駕齊驅(qū)的發(fā)展格局。產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要大量懂技術(shù)、會操作的技術(shù)工人。
中山市建斌中等職業(yè)技術(shù)學校作為本鎮(zhèn)唯一一所職業(yè)高中,擔負著為本地及周邊市鎮(zhèn)企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)人才資源的重任。隨著企業(yè)對人才需求要求的提高、普通高中的擴招、中職生源素質(zhì)的降低,傳統(tǒng)教學方法已不適應(yīng)現(xiàn)代教學。近幾年,我國高職、高專探索“工作過程系統(tǒng)化”有很多成功的案例,值得我們學習和借鑒,但是在中職這一塊,“工作過程系統(tǒng)化”的課程開發(fā)還基本處于空白或者起步階段,更沒有系統(tǒng)的研究和成功的藍本。我校率先提出了數(shù)控模具專業(yè)“工作過程系統(tǒng)化”項目課程開發(fā)及教學研究的課題,探索先進的課程模式和教學設(shè)計,改變目前教學模式所存在的缺陷,加快數(shù)控模具技術(shù)領(lǐng)域技能型人才的培養(yǎng)。
二、以工作過程為導(dǎo)向的數(shù)控模具專業(yè)項目式教學的作用
1.基于能力本位的教育觀的需要
現(xiàn)代教育研究表明,具有不同智能類型和不同智能結(jié)構(gòu)的人,對知識的掌握也具有不同的指向性。形象思維強的人,能較快地獲取經(jīng)驗性和策略性的知識,這正是職業(yè)教育的優(yōu)勢,也正是大多數(shù)職業(yè)學校學生的優(yōu)勢。以工作過程為導(dǎo)向開展教學工作,注重了學生各種能力的培養(yǎng),體現(xiàn)了以能力為本位的教育觀。個體職業(yè)能力的高低取決于專業(yè)能力、方法能力和社會能力三要素整合的狀態(tài)。專業(yè)能力是指具備從事職業(yè)活動所需要的專門技能及專業(yè)知識,要注重掌握這些知識和技能,以獲得合理的智能結(jié)構(gòu)。方法能力是指具備從事職業(yè)活動所需要的工作方法及學習方法,要注重學會學習、學會工作,以養(yǎng)成科學的思維習慣。社會能力是指具備從事職業(yè)活動所需要的行為規(guī)范及價值觀念,要注重學會共處、學會做人,以確立積極的人生態(tài)度。
2.基于行動導(dǎo)向的教學觀的需要
“學習領(lǐng)域”是跨學科的課程方案,以典型的職業(yè)工作任務(wù)為核心來建構(gòu)課程內(nèi)容,將專業(yè)學科體系與職業(yè)行動體系緊密結(jié)合,以企業(yè)的產(chǎn)品為項目載體,以生產(chǎn)該產(chǎn)品的工作過程為主線,按照“資訊―計劃―決策―實施―檢查―評價”完整的“行動”方式開展教學活動,讓學生通過完成項目產(chǎn)品來獲得相應(yīng)職業(yè)技能?!皩W習領(lǐng)域”課程新方案在建構(gòu)課程內(nèi)容時,打破了傳統(tǒng)學科知識結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性,提出了“工作過程系統(tǒng)化”的新思想,使校內(nèi)教學進一步融入生產(chǎn)實際、工作實際,實現(xiàn)“做項目”尤如“做產(chǎn)品”,“課堂學習”尤如“生產(chǎn)實踐”。
3.基于工作過程系統(tǒng)化的課程觀的需要
按照工作過程系統(tǒng)化進行課程開發(fā),在職教界已經(jīng)被廣泛接受和認可,尤其是在高職已經(jīng)出現(xiàn)了許多運用成功的范例。工作過程,在企業(yè)里為完成一件工作任務(wù)而獲得的一個工作成果當中的一個完整的工作程序。職業(yè)教育課程,不是指向?qū)W科,而是指向工作過程。因為傳統(tǒng)的學科體系課程結(jié)構(gòu)導(dǎo)致陳述性知識與過程性知識分割,理論知識與實踐技能分割,知識排序的方式與知識習得的方式分割。這是與職業(yè)教育的培養(yǎng)目標相悖的。顯然,以就業(yè)為導(dǎo)向的職業(yè)教育,其課程內(nèi)容應(yīng)以過程性知識為主、陳述性知識為輔,以實際應(yīng)用的經(jīng)驗和策略的習得為主、以適度夠用的概念和原理的理解為輔,重點培養(yǎng)學生的綜合應(yīng)用能力和對產(chǎn)品、項目的加工生產(chǎn)能力。
4.基于不同思維類型的人才觀的需要
教育實踐和科學研究證明,人類的智力有兩種傾向:一種是以邏輯思維為基礎(chǔ),一種是以形象思維為基礎(chǔ)。邏輯思維是抽象的,形象思維是具體的。職業(yè)教育所面對的更多的是以形象思維為主的學生,他們排斥符號和抽象的理論,他們喜歡在學習知識技能的時候能夠把它放在具體的環(huán)境和背景中,能夠看得見摸得著感受得到。
三、以工作過程為導(dǎo)向開展數(shù)控模具專業(yè)項目教學研究要點
1.學習領(lǐng)域類型
因為本課題的研究目的是要開發(fā)出基于工作過程系統(tǒng)化的課程,因此如何根據(jù)企業(yè)需要對數(shù)控模具專業(yè)傳統(tǒng)的學科進行統(tǒng)一的整合和取舍,最終得出數(shù)控模具專業(yè)的基于工作過程系統(tǒng)化的新的課程體系,是一項長期的工作。
2.學習情景設(shè)計
根據(jù)教師的課堂教學經(jīng)驗、學生的特點,結(jié)合工廠企業(yè)的生產(chǎn)實際,使新開發(fā)的課程體系能夠體現(xiàn)職業(yè)能力導(dǎo)向的要求,反應(yīng)企業(yè)的典型工作實踐,研究每個學習領(lǐng)域所包含的學習情景,統(tǒng)籌規(guī)劃每個學習領(lǐng)域的學習情景數(shù)目、學習情景的項目、學習情景的內(nèi)容、學習情景之間的遞進關(guān)系等等,是本課題研究的另一個重點內(nèi)容。
3.考核評價機制
建立適應(yīng)新課堂教學模式行之有效的課堂管理、實訓管理、產(chǎn)教結(jié)合、師資培養(yǎng)、專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的考核評價機制。
4.學生成長要素
按新的課堂教學模式開展教學工作后,從資訊到評價等整個工作過程中學生適應(yīng)性學習的行為習慣、學習方式的養(yǎng)成。
四、以工作過程為導(dǎo)向開展數(shù)控模具專業(yè)項目教學研究的步驟
第一階段,課程方案開發(fā)與設(shè)計階段:①成立專業(yè)指導(dǎo)委員會,進行企業(yè)調(diào)研,完成調(diào)查報告。根據(jù)崗位群的劃分成立調(diào)查組,調(diào)研各崗位群的工作任務(wù)。②確定數(shù)控模具專業(yè)定位及各崗位群所必須具備的知識要求、技能要求及專業(yè)素養(yǎng)要求。③歸納典型工作任務(wù),確定行動領(lǐng)域從而設(shè)計開發(fā)學習領(lǐng)域。④學習領(lǐng)域課程的設(shè)計,完成課程標準的制定:數(shù)控模具技術(shù)專業(yè)職業(yè)能力結(jié)構(gòu),含社會能力、專業(yè)能力、方法能力;主干課程的知識和技能,含課程、教學內(nèi)容與技能;學習領(lǐng)域的描述,含學時、學習目標及學習內(nèi)容。
第二階段,教學研究的深入展開研究階段:①結(jié)合數(shù)控模具專業(yè)對口企業(yè)的崗位群要求,將學習領(lǐng)域具體化,確定數(shù)控模具技術(shù)專業(yè)以項目為載體的學習情境。②開發(fā)學習領(lǐng)域課程標準:課程描述、能力目標、課程內(nèi)容、教材、實訓場地、考核方式及標準等。
第三階段,教學研究的課堂實踐階段:①實施新的課程方案,按照學習領(lǐng)域的課程標準開展日常的教學,教師教案與作業(yè)布置均體現(xiàn)工作過程。②進行師資培訓,加強專業(yè)教師對數(shù)控專業(yè)實行工作過程系統(tǒng)化教學的理解與掌握,強化各學習領(lǐng)域與學習情境所要求的教師技能。③選取數(shù)控模具專業(yè)部分班級實施工作過程系統(tǒng)化的教學驗證,記錄開展過程中的得與失,做好數(shù)據(jù)整理工作。④反饋調(diào)整,將實施過程中遇到的問題、經(jīng)驗與教訓進行反饋,調(diào)整相關(guān)細節(jié)工作與內(nèi)容。⑤完成特色資料:收集課程實施過程中的資料,如統(tǒng)一的圖紙、統(tǒng)一的任課計劃書、統(tǒng)一的評價表及實訓總結(jié)等;收集相關(guān)教學課件、錄像、作品集、教材及論文集等。
第四階段,總結(jié)提高階段:①對第一屆實行工作過程系統(tǒng)化教學的畢業(yè)生進行調(diào)研,記錄企業(yè)反饋的各方面意見。②收集并匯總資料,分析前期實施階段的各項數(shù)據(jù),與未實行工作過程系統(tǒng)化方案教學的班級進行對比,總結(jié)該研究取得的相關(guān)成就。③反饋并調(diào)整,總結(jié)出對后續(xù)繼續(xù)開展工作過程系統(tǒng)化教學的啟發(fā)、經(jīng)驗與教訓。
(作者單位:中山市建斌中等職業(yè)技術(shù)學校)
參考文獻:
篇5
關(guān)鍵詞:化學工業(yè);綠色化學工程;節(jié)能生產(chǎn);促進作用
20世紀80年代以來,化學品在社會公眾中的形象產(chǎn)生了一些微妙的變化。一些人甚至認為,“化學品有毒、有味、污染環(huán)境。國內(nèi)一些食品、化妝品廣告或包裝上常有一句“本品不含任何化學添加劑”?!盎瘜W”似乎成了“有害”的同義詞,殊不知,那些標榜著純天然的也是化學品。廣義地說,任何物質(zhì)都是有毒的,物質(zhì)的毒性與物質(zhì)的“量”有關(guān)。分析綠色化學工程及工藝在化學工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,能夠降低化學工業(yè)污染程度,提高化工節(jié)能效果,對化工行業(yè)的發(fā)展意義重大。
一、綠色化學概述
(一)綠色化學概念。色化學又稱環(huán)境友好化學,是運用現(xiàn)代科學技術(shù)的原理和方法來減少或消除化學產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)和應(yīng)用中有害物質(zhì)的使用與產(chǎn)生,使所研究開發(fā)的化學產(chǎn)品和過程更加對環(huán)境友好。從這定義上來看,綠色化學的目的就是在化學轉(zhuǎn)化的全過程中對污染進行預(yù)防,把污染末端開始控制變?yōu)樵搭^就治理。綠色化學涉及對化學產(chǎn)品及其合成設(shè)計與改造。通過提供一個新的方法,既通過改變化學方應(yīng)與化工過程,從而從根本上減少或消除危害物質(zhì)的產(chǎn)生,并進而解決環(huán)境問題。
(二)綠色化學特點。第一,綠色化學考慮社會可持續(xù)發(fā)展,促進人與自然的協(xié)調(diào)。大力開發(fā)人類最理想的綠色資源和能源,充分利用生物質(zhì),即植物、農(nóng)作物,以及其他通過光合作用產(chǎn)生的有機物,它們是理想的石油品替代原料。此外,還可利用取之不盡、用之不竭的太陽能及風能、地熱能和海洋能等,促進化工生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展。綠色化學是人類用環(huán)境危機的巨大代價換來的新認識、新思維和新科學,是更高層次的化學。第二,綠色化學是研究與環(huán)境友好化學反應(yīng)和技術(shù),特別是新的催化工程技術(shù),在選擇原料路線時,盡量使用低污染、無污染的原料,以替代有毒有害的原材料,反應(yīng)過程中采用對環(huán)境友好的媒介和反應(yīng)技術(shù)。如:酶催化反應(yīng)、膜催化反應(yīng)、清潔合成技術(shù)、生物工程技術(shù)等?!边@些采用生物技術(shù)、酶技術(shù)及基因重組工程等高新技術(shù)開發(fā)新的化學反應(yīng)與合成新的化合物,能夠?qū)崿F(xiàn)化學反應(yīng)技術(shù)的綠色化。第三,綠色化學是從源頭上防止污染的生成。即污染預(yù)防環(huán)境治理則是對已被污染的環(huán)境進行治理,即“末端治理”。時間表明,這種“末端治理”的粗放式經(jīng)營模式,往往治標不治本,只注重污染的凈化和處理,不注意從源頭上和生產(chǎn)全過程中預(yù)防和杜絕廢物的產(chǎn)生和排放,既浪費資源和能源,治理費用投資又比較大,綜合效益差,甚至造成二次污染。因此,綠色化學的目的就是把現(xiàn)有的化學工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)路線從“先污染、后治理”改變?yōu)椤皬脑搭^上消除污染”。
二、G色化學工程與工藝在化學工業(yè)節(jié)能中的應(yīng)用
(一)清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用。清潔生產(chǎn)技術(shù)也被稱為無害、無毒、無廢的綠色化技術(shù),比如先進的脫硝和脫硫技術(shù);城市垃圾的無害化處理技術(shù);生活垃圾制沼氣技術(shù);高效清潔的煤氣化技術(shù);利用風能、太陽能等自然能發(fā)電技術(shù)等等,這此都利用了清潔生產(chǎn)的技術(shù)。清潔生產(chǎn)技術(shù)包括的范圍很廣,主要有以下幾種技術(shù):生物工程技術(shù),這其中有細胞工程、酶工程、基因工程等等;輻射加工技術(shù),如離子束、射線和中子束等在常溫常壓下就可以引起一些需要在高溫高壓下才能進行的反應(yīng);綠色催化技術(shù),這里有多種催化劑,比如分子篩催化劑、相轉(zhuǎn)移催化劑等;超臨界流體技術(shù),這里有超臨界H2O和超臨界CO2都能阻燃并且無毒。
(二)生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品。發(fā)展綠色化學工程與工藝,其目的是生產(chǎn)出環(huán)境友好型產(chǎn)品。在生活中有許多實例,比如尋找替代品來替代氟利昂,這樣可以保護大氣的臭氧層;使用可降解的塑料制品;無磷洗衣粉、清潔汽油等等。因為傳統(tǒng)汽油柴油給大氣帶來了嚴重污染,近年來國內(nèi)外流行使用的新汽油、低硫柴油或者是其他無污染燃料,大大減少汽車尾氣造成的污染。
三、綠色化學工程與工藝對化學工業(yè)節(jié)能起到的作用
烴類選擇性氧化是一類具有強放熱性的反應(yīng),石油化工工業(yè)中時常發(fā)生這種反應(yīng),但是,它的生成物不穩(wěn)定,很容易被進一步氧化,生成H2O和CO2。在各類的催化反應(yīng)中,此反應(yīng)一般不會被選擇,因為有時生成物中還會存在同分異構(gòu)提,不利于得到最終產(chǎn)物,所以,為了簡化生產(chǎn),一般都會使用選擇性高的試劑。這樣不僅可以降低分離產(chǎn)品和純化產(chǎn)品的難度,還提高了反應(yīng)的選擇性,還能夠起到降低成本,節(jié)約資源,減少環(huán)境污染的作用。所以加強這一方面的研究會有很強的實用性,比如開發(fā)載氧能力強、選擇性好的新型催化劑,就可以應(yīng)對不同的烴類氧化反應(yīng)。
四、結(jié)語
總而言之,綠色化學工程與工藝采用無毒的溶劑、原料,選擇無污染、低耗、節(jié)能的化學工藝過程,應(yīng)用清潔的生產(chǎn)技術(shù),實現(xiàn)生產(chǎn)與環(huán)境相協(xié)調(diào),產(chǎn)品和生態(tài)友好,開發(fā)和應(yīng)用綠色化學工藝,已成為當代化學工業(yè)的發(fā)展趨勢和前沿技術(shù),是建設(shè)環(huán)境友好型社會的關(guān)鍵所在。
參考文獻:
[1]喬昱.闡述綠色化學工程與工藝對化學工業(yè)節(jié)能發(fā)展的作用[J].山東工業(yè)技術(shù),2014(16):147-147.
篇6
化學工程與工藝專業(yè)的定位
1.化學工程與工藝專業(yè)的性質(zhì)及培養(yǎng)模式
化學工程與工藝專業(yè)屬于工科專業(yè),授予工學學士學位。由于化學工業(yè)的相關(guān)領(lǐng)域極為廣泛,化學工程與工藝專業(yè)涉及的專業(yè)方向也就非常多樣化,各高校的化學工程與工藝專業(yè)特點亦不盡相同。我校近年來根據(jù)社會經(jīng)濟、工業(yè)發(fā)展的需求趨勢,兄弟院?;瘜W工程與工藝專業(yè)方向的設(shè)置,以及我校原有的相近專業(yè)優(yōu)勢,設(shè)置了能夠體現(xiàn)我校特色的化學工程與工藝專業(yè)方向,逐步建立了適合我?;瘜W工程與工藝專業(yè)的教育培養(yǎng)模式。2008年,我?;瘜W工程與工藝專業(yè)已有7屆本科畢業(yè)生,其學生就業(yè)形勢良好,社會反饋積極.在制定教學計劃的工作中加強教學內(nèi)容和課程體系的改革,加強實踐教學環(huán)節(jié),目的在于進一步提高教學質(zhì)量,培養(yǎng)適應(yīng)能力更強的化學工程與工藝人才。
2.化學工程與工藝專業(yè)的任務(wù)
根據(jù)化學工程與工藝專業(yè)的性質(zhì),化學工程與工藝專業(yè)的任務(wù)是培養(yǎng)學習化學工程學與化學工藝學等方面的基本理論和基本知識,受到化學與化工實驗技能、工程實踐、計算機應(yīng)用、科學研究與工程設(shè)計方法的基本訓練.具有對現(xiàn)有企業(yè)的生產(chǎn)過程進行模擬優(yōu)化、革新改造,對新過程進行開發(fā)設(shè)計和對新產(chǎn)品進行研制的基本能力。由于涉及化工的學科和領(lǐng)域很多,化學工程與工藝專業(yè)除了讓學生學習一般應(yīng)用化工的基本知識和基本技能外,還應(yīng)該結(jié)合本地區(qū)、本行業(yè)及本校的實際情況,重點學習化工在某個或某幾個領(lǐng)域中的具體應(yīng)用,以便形成不同高校應(yīng)用化工專業(yè)的特色專業(yè)方向.
3.化學工程與工藝專業(yè)的業(yè)務(wù)培養(yǎng)目標
本專業(yè)培養(yǎng)具備化學工程與化學工藝方面的知識,能在化工、煉油、冶金、能源、輕工、醫(yī)藥、環(huán)保和軍工等部門從事工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)管理和科學研究等方面工作的工程技術(shù)人才。
4.化學工程與工藝專業(yè)的課程設(shè)置
為了使不同高校既有統(tǒng)一的規(guī)范,又有不同的專業(yè)特色,根據(jù)應(yīng)化學工程與工藝專業(yè)的任務(wù)和業(yè)務(wù)培養(yǎng)目標,化學工程與工藝專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)該具有較扎實的化工理論基礎(chǔ),較寬的化工應(yīng)用知識以及一定的工程技術(shù)基礎(chǔ),從而該專業(yè)的課程設(shè)置(公共課、基礎(chǔ)課除外)應(yīng)由基礎(chǔ)化學課、工程基礎(chǔ)課和專業(yè)方向課3部分組成?;A(chǔ)化學課包括:無機化學、有機化學、分析化學、物理化學等。工程基礎(chǔ)課主要包括:化工儀表與自動化、化學工程基礎(chǔ)、電工電子學等。專業(yè)方向課:可根據(jù)具體方向選擇專業(yè)化學課,如電化學工程方向可選理論電化學、化學電源工藝學、電解工程和電鍍工程等。精細化工方向可選擇化工工藝學、化工分離工程、化學反應(yīng)工程等。另外實踐性環(huán)節(jié)包括基礎(chǔ)實驗、綜合實驗、提高實驗、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習和畢業(yè)論文等。
我?;瘜W工程與工藝專業(yè)方向
就專業(yè)方向而言,化學工程與工藝專業(yè)的性質(zhì)是工科?;瘜W工程與工藝專業(yè)應(yīng)該是培養(yǎng)具有較扎實及寬廣的化學工程理論基礎(chǔ)知識,特別注意培養(yǎng)學生的動手能力及解決實際問題的能力。教學計劃的總體設(shè)計中要體現(xiàn)應(yīng)用型人才所具備的工程技術(shù)基礎(chǔ)知識,重視實驗、實踐、實習、畢業(yè)論文等環(huán)節(jié)。設(shè)置專業(yè)發(fā)展方向,結(jié)合廣西經(jīng)濟發(fā)展的需要,建立在合理利用廣西及學校的資源及適應(yīng)科技發(fā)展、注重社會需求基礎(chǔ)上。據(jù)此,我校化學工程與工藝專業(yè)專業(yè)方向設(shè)定為:電化學工程與精細化工。
篇7
1 化學工程與工藝概述
化學工程,簡稱化工,是研究以化學工業(yè)為代表的,以及其他過程工業(yè)生產(chǎn)過程中有關(guān)化學過程與物理過程的一般原理和規(guī)律,如石油煉制工業(yè)、冶金工業(yè)、食品工業(yè)、印染工業(yè)等,并應(yīng)用這些規(guī)律來解決過程及裝置開發(fā)、設(shè)計、操作等問題,它是以數(shù)學及少量的物理觀念為基礎(chǔ)應(yīng)用于化學工業(yè)上,主要研究大規(guī)模改變物料中的化學組成及其機械和物理性質(zhì),來替生產(chǎn)化學品或是物料工廠提供一個反應(yīng)流程設(shè)計方式。實驗研究、本文由收集整理理論分析和科學計算已經(jīng)成為當代化工研究中不可或缺的三種主要手段。
化學工程的研究領(lǐng)域最初只是化工單元操作,如:輸送現(xiàn)象(為化工學科當中“單元操作”的理論基礎(chǔ))、化工熱力學輸送現(xiàn)象。隨著發(fā)展,后來又發(fā)展出一些新的分支,化學工程領(lǐng)域的分支龐大,可應(yīng)用在各類化學相關(guān)領(lǐng)域的研究及實務(wù)上的操作,因應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要,以化工的知識背景為基礎(chǔ),例如半導(dǎo)體工業(yè)。隨計算機的快速發(fā)展,數(shù)值模擬(cfd)在化工的發(fā)展占據(jù)重要的地位。
2 化學工程與工藝專業(yè)簡介
2.1 化學工程與工藝任務(wù)。根據(jù)化學工程與工藝專業(yè)的性質(zhì),化學工程與工藝專業(yè)的任務(wù)是培養(yǎng)學習化學工程學與化學工藝學等方面的基本理論和基本知識,受到化學與化工實驗技能、工程實踐、計算機應(yīng)用、科學研究與工程設(shè)計方法的基本訓練.具有對現(xiàn)有企業(yè)的生產(chǎn)過程進行模擬優(yōu)化、革新改造,對新過程進行開發(fā)設(shè)計和對新產(chǎn)品進行研制的基本能力。由于涉及化工的學科和領(lǐng)域很多,化學工程與工藝專業(yè)除了讓學生學習一般應(yīng)用化工的基本知識和基本技能外,還應(yīng)該結(jié)合本地區(qū)、本行業(yè)及本校的實際情況,重點學習化工在某個或某幾個領(lǐng)域中的具體應(yīng)用,以便形成不同高校應(yīng)用化工專業(yè)的特色專業(yè)方向。
2.2 化學工程以及化學工業(yè)的一些特點。以物理學、化學和數(shù)學為基礎(chǔ),并結(jié)合工業(yè)經(jīng)濟基本法則,研究化工單元操作以及有關(guān)的流體力學、傳熱和傳質(zhì)原理、熱力學和化學動力學等在化學工業(yè)上的應(yīng)用,以指導(dǎo)各種過程及其設(shè)備的開發(fā)、改進和發(fā)展屬于化學工程學的內(nèi)容?;瘜W工程是隨著化學工業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)發(fā)展而形成的?;瘜W工程包括過程動態(tài)學及控制、化工系統(tǒng)工程、傳遞過程、單元操作、化工熱力學、化學反應(yīng)工程等方面。化學反應(yīng)是化工生產(chǎn)的核心部分,提供過程分析和設(shè)計所需的有關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù),研究傳遞過程的方向和極限,化工熱力學是單元操作和反應(yīng)工程的理論基礎(chǔ),它決定著產(chǎn)品的收率,對生產(chǎn)成本產(chǎn)生重要影響。對單元操作的研究,可用來指導(dǎo)各類產(chǎn)品的生產(chǎn)和化工設(shè)備的設(shè)計;傳遞過程是單元操作和反應(yīng)工程的共同基礎(chǔ),化學工業(yè)在新的形勢下要求處于化學核心地位的催化技術(shù)和化學工程都必須用跨學科的戰(zhàn)略進行多學科的研究。動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞,這三種傳遞,實質(zhì)上就是各種單元操作設(shè)備和反應(yīng)裝置中進行的物理過程。
合成化學是化學學科的核心,化學家不僅發(fā)現(xiàn)和合成了眾多天然存在的化合物,同時也創(chuàng)造了大量非天然的化合物,使人類社會所有的化合物達到2230萬個(美國化學文摘1999年12月10日收錄的化合物數(shù)),并且以幾個月就有100萬個的速度發(fā)展,大量新化合物的產(chǎn)生是化學工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)的基礎(chǔ)。信息技術(shù)及工程技術(shù)的進步為設(shè)備和工藝創(chuàng)新創(chuàng)造了條件,推動了化工行業(yè)的技術(shù)進步。 化學工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)和許多深度加工的產(chǎn)品更新?lián)Q代快,要求化學工業(yè)必須不斷發(fā)展和采用先進科學技術(shù),從而提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。不斷尋求技術(shù)上最先進和經(jīng)濟上最合理的方法、原理、流程和設(shè)備是化學工業(yè)工藝創(chuàng)新追求的目標?;ば录夹g(shù)開發(fā)程序是一套科學的程序,它是以市場為導(dǎo)向、以創(chuàng)新為宗旨,以工業(yè)化和商業(yè)化為目的的創(chuàng)新過程。世界上經(jīng)濟發(fā)達國家化學工業(yè)的研究開發(fā)費用、科研人員以及專利和文獻的數(shù)量都居各工業(yè)部門的前列。
3 化學工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理分析
傳統(tǒng)的化工實驗的數(shù)據(jù)處理是相當復(fù)雜的,需要花費大量的人力物力,由于化工實驗需要平行實驗,數(shù)據(jù)處理過程的重復(fù)性也非常大。借助matlab軟件的應(yīng)用,可以使人們從大量的數(shù)據(jù)處理當中解脫出來。
化學工程與工藝專業(yè)實驗是初步了解、學習和掌握化學工程與工藝科學實驗研究方法的一個重要的實踐性環(huán)節(jié)。化工實驗的特點流程較長,規(guī)模較大,數(shù)據(jù)處理也較為復(fù)雜。因此依靠計算機處理數(shù)據(jù)會使繁瑣的數(shù)據(jù)處理過程變得簡單快捷,大大提高工作效率。數(shù)據(jù)處理是每一個化學工程實驗必不可少的步驟,也是至關(guān)重要的一個步驟。通過實驗可以建立過程模型、分析工藝技術(shù)的可行條件。但是化工實驗數(shù)據(jù)的處理往往并不是那么簡單,它需要通過復(fù)雜的數(shù)學計算,若僅僅依靠手工計算則需要花費大量的時間,而且化工實驗數(shù)據(jù)的處理量很大、重現(xiàn)性很高,因此應(yīng)用計算機來處理實驗數(shù)據(jù)可以大大提高工作效率?;瘜W工程與工藝專業(yè)是一個以實驗為基礎(chǔ)的專業(yè)學科。實驗的目的是通過有限的實驗點去尋找某一對象或某一過程中各參數(shù)之間的定量關(guān)系,從而揭示某化工過程所遵循的客觀規(guī)律。
matlab在化學工程與工藝實驗中的應(yīng)用進行初步的嘗試。傳統(tǒng)的化工實驗的數(shù)據(jù)處理是相當復(fù)雜的,需要花費大量的人力物力,由于化工實驗需要平行實驗,數(shù)據(jù)處理過程的重復(fù)性也非常大。而matlab是一個強大的數(shù)學軟件,能夠方便地繪出各種函數(shù)圖形,一方面可以解決符號演算問題,另一方面可以解決數(shù)學中的數(shù)值計算問題。matlab的應(yīng)用范圍非常廣,包括信號和圖像的處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計、測試和測量、財務(wù)建模和分析以及計算生物學等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。它已成為國際控制界的標準計算軟件。借助matlab軟件的應(yīng)用,可以使人們從大量的數(shù)據(jù)處理當中解脫出來,利用matlab軟件編寫一個數(shù)據(jù)處理程序:只需輸入任意一組原始數(shù)據(jù),就可以把實驗結(jié)果,數(shù)據(jù)模型以及作圖一起顯示出來。
篇8
關(guān)鍵詞:綠色化學工程與工藝;工業(yè)節(jié)能;促進作用
中圖分類號: TE08 文獻標識碼: A
引言
當下,我國倡導(dǎo)節(jié)能理念之風日益興盛,在各類的生產(chǎn)活動中,環(huán)保的地位越來越高。國家政府出臺了一系列的規(guī)章制度來推行環(huán)境保護的實施,監(jiān)察力度日益加大,打擊環(huán)境污染的力度明顯提高,相關(guān)的工作人員的努力也有了顯著的成效。長期以來,我國作為世界上的工業(yè)生產(chǎn)大國,工業(yè)發(fā)展速度之快令世人驚嘆。然而,與工業(yè)迅猛發(fā)展一起出現(xiàn)的還有環(huán)境污染的問題,這時,成功進入人們眼球的“綠色”理念就成為了當今時代下的主題,綠色化學工程的理念也逐步的興盛起來。
一、綠色化學工程興起的原由
1、綠色化學工程與工藝簡介
談起綠色化學工程興起的原由,我們就應(yīng)該首先來了解一下什么是綠色化學工程。說到化學工程可能所有的人都并不陌生,它就是常常被人以簡稱來時常談?wù)摰幕?。隨著新時代的發(fā)展,化學工程得到了廣泛的應(yīng)用,與此同時,化學污染也成為了化學工程的代名詞,環(huán)境污染現(xiàn)象、資源浪費現(xiàn)象等等,都給社會發(fā)展背上了沉重的負擔。
而此時發(fā)展起來的綠色化學工程于工藝就是為了解決這一問題。綠色化學工程與工藝就是用化學的方法和技術(shù)去減少或消滅那些對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生。從而提高環(huán)境的保護效率,增強資源的可持續(xù)使用的效率。綠色化學的理想在于不再使用有毒、有害的物質(zhì),不再產(chǎn)生廢物,不再處理廢物。
2、綠色化學工程和工藝的意義
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們的生活水平有了顯著的提高并增強,人們生活的步伐也明顯加快,化學生產(chǎn)也為人們所普遍接受并廣泛應(yīng)用,但化工生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢物排放,會對環(huán)境產(chǎn)生嚴重的影響,甚至生產(chǎn)生活用水也受到了一定程度的污染,這些不合理現(xiàn)象的存在甚至會危害到人們的生命安全,長期生活在這樣環(huán)境下的人們的精神也會受到?jīng)_擊。
化學生產(chǎn)不僅要大量采集自然物資,還對自然環(huán)境造成影響,這是當今時代背景下所不能容忍的。政府的政策的出臺、監(jiān)察機關(guān)的嚴厲執(zhí)法、相關(guān)工作人員加快技術(shù)研究開發(fā)出環(huán)境友好產(chǎn)品就顯得尤其重要了,綠色化學工程與工藝也就成了未來化工生產(chǎn)發(fā)展的方向。
當化學工程逐漸的融入了“節(jié)能”的概念和“綠色”的概念時,化學工程的生產(chǎn)再也不是當初的污染的代名詞,綠色化學工程將保護生態(tài)環(huán)境和提高資源的利用率抬到實質(zhì),自然環(huán)境得到了有效的保護,原來只能廢棄的垃圾也做到了成功的再回收利用。這樣看來,綠色化學工程與工藝就成為了新時代所倡導(dǎo)的新詞匯,它成功的成為了保護環(huán)境資源的有效手段,而技術(shù)的進步,城市污染的減少,從而提升我們賴以生存的環(huán)境條件。
二、綠色化學工程與工藝的應(yīng)用
根據(jù)當下的環(huán)境氛圍,我國綠色化學工程的開發(fā)和應(yīng)用都有了一定的發(fā)展,從本質(zhì)問題治理起來,俗話說:“射人先射馬,擒賊先擒王。”只有抓住了根本性的問題,才能夠真正的解決問題?,F(xiàn)階段,我國的綠色化學生產(chǎn)體現(xiàn)在下面幾個方面。
1、選用無毒、無害化學原料
從化學原料的選擇入手,盡量選擇無毒、無害,并且可進行再生利用的化學原料來進行化學產(chǎn)品的生產(chǎn)和制作。對于化學產(chǎn)品來說,最根本的問題在于原料的選擇,它是影響著化學生產(chǎn)過程和生產(chǎn)工藝重要原因之一。綠色化學工程與工藝是以無毒無害的化學原料為基本原則,在化學工業(yè)生產(chǎn)的起始就采取了防治手段,并且,綠色化學工程與工藝采用可再生資源為開發(fā)原料,保證在化學工業(yè)生產(chǎn)過程中進行無污染操作。
2、采用綠色高效的化學催化劑
綠色高效的化學催化劑的使用是非常必要的。目前我國也正在積極的研究這樣技術(shù),如采用綠色生物仿生催化劑。石油化工反應(yīng)中烷烴氧化反應(yīng)時碳氫鍵是相當惰性的,通常情況下需要苛刻的反應(yīng)條件,如高溫高壓才能使之活化。采用新型的綠色生物仿生催化劑,能夠?qū)崿F(xiàn)在溫和條件下對分子氧的活化,在烷烴的氧化反應(yīng)中表現(xiàn)出很高的催化活性和選擇性,因而綠色仿生催化劑使用也是綠色工學工程與工藝所追求的方向之一。
3、提高化學反應(yīng)的選擇性
采用先進工藝和使用選擇性高的試劑等手段提高化學反應(yīng)的選擇性,可以降低成本,節(jié)約資源,減少環(huán)境污染。如石油化工中經(jīng)常會發(fā)生的反應(yīng)――如以上所說的烷烴類選擇性氧化反應(yīng),這一類反應(yīng)具有強放熱性的特性,其目的產(chǎn)物不穩(wěn)定,有時有些產(chǎn)品還具有異構(gòu)體形式,在各類的催化反應(yīng)中此反應(yīng)的選擇性最低,采用選擇性高的試劑,提高反應(yīng)選擇性,從而能夠獲得更多的最終產(chǎn)物。
三、綠色化學工程與工藝在化學工業(yè)節(jié)能中的應(yīng)用
基于綠色化學工程與工藝下的化工產(chǎn)品的大量的使用,在一定程度上實現(xiàn)了我國的化學工業(yè)節(jié)能,就目前而言,綠色化學工程與工藝在國內(nèi)已經(jīng)得到應(yīng)用領(lǐng)域主要有以下幾個:
1、清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用
清潔生產(chǎn)技術(shù)也被稱為無害、無毒、無廢的綠色化技術(shù)、生活垃圾制沼氣技術(shù)、高效清潔的煤氣化技術(shù)、利用風能、太陽能等自然能發(fā)電技術(shù)等等,這些都利用了清潔生產(chǎn)的技術(shù)。清潔生產(chǎn)技術(shù)包括的范圍很廣,主要有以下幾種技術(shù):生物工程技術(shù),這其中有基因工程;輻射加工技術(shù);綠色催化技術(shù),這里有多種催化劑,都能阻燃并且無毒。清潔生產(chǎn)技術(shù)具有許多優(yōu)點,其產(chǎn)品清潔無毒,不管是對環(huán)境還是對人體都是安全的。
2、結(jié)合生物技術(shù)的應(yīng)用
生物技術(shù)領(lǐng)域包括有細胞、微生物和酶的技術(shù)范疇。它在化工領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括兩個方面,化學仿生學和生物化工。生物酶在生物體內(nèi)作為一種催化劑具有高效性和專一性,廣泛參與到生物合成的各個過程。而在化學仿生學中主要是膜化學這一領(lǐng)域使用到生物技術(shù)。綠色化學工程與工藝部分采用了生物技術(shù),使可再生資源合成化學品。早期的有機化合物原料多數(shù)直接來源于動植物,之后才發(fā)展到利用石油和煤炭作為原料。在綠色化學工程與工藝中,催化劑一般用的都是自然界中存在的酶或者是工業(yè)酶。酶與一般的化學催化劑相比,具有無污染、反應(yīng)條件溫和產(chǎn)物性質(zhì)優(yōu)良等優(yōu)點。
3、生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品
綠色化學工程的生產(chǎn)也可以生產(chǎn)出來符合社會發(fā)展的環(huán)境友好型的產(chǎn)品。它的生產(chǎn)的出現(xiàn),在很大程度上做到了對環(huán)境的保護作用。在社會中,人們隨時隨地都可以買到放心的“綠色”產(chǎn)品,不僅維護了自身的健康,同時也是在為社會做著重大的貢獻,這樣一舉兩得的事情,若是真的能夠?qū)崿F(xiàn),對國家的發(fā)展和社會的進步影響的意義也是十分巨大的。
結(jié)束語
在綠色化學工程與工藝中采用無毒無害的原料,使用節(jié)約減排的生產(chǎn)工藝,采取清潔生產(chǎn)的技術(shù),可以有效地使化學工業(yè)產(chǎn)品的破壞性降低,實現(xiàn)人與自然的和諧,達到產(chǎn)品與生態(tài)之間的互補。因此,開發(fā)和研究綠色化學工程與工藝是影響當代化學工業(yè)發(fā)展的決定性因素之一,成為了可持續(xù)發(fā)展的重要前提。
參考文獻
[1]蔡永宏.淺論綠色化學工程與工藝,創(chuàng)建高效、節(jié)能、清潔的未來化工廠[J].化工管理.2013(24):27-28.
篇9
關(guān)鍵詞:化學產(chǎn)品工程 分子產(chǎn)品 配方產(chǎn)品
所謂化學工業(yè),主要是通過化學反應(yīng)或物理操作將自然資源轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟愃枰漠a(chǎn)品的工業(yè)類型,在上世紀迅速發(fā)展,至今為人類提供了豐富的產(chǎn)品。隨著人類對自然資源的逐漸深入利用,化學工業(yè)也發(fā)生了巨大的變化,個性化、多品種、小批量的專用化學品成為發(fā)展的主要方向。隨著傳統(tǒng)化學工業(yè)的飽和,化學工程轉(zhuǎn)向產(chǎn)品,研究向微觀層次深入,也專注于專用化學品的研究。
一、化學產(chǎn)品工程的理論體系
1.化學產(chǎn)品工程
隨著市場的發(fā)展,專用化學品也面臨著新的挑戰(zhàn),如產(chǎn)品的設(shè)計、功能、投入市場時間、通用設(shè)備選擇等等。傳統(tǒng)的單元操作也轉(zhuǎn)向配方產(chǎn)品生產(chǎn)相關(guān)的操作。也足以看出化學產(chǎn)品工程的理論正在朝著以產(chǎn)品導(dǎo)向為開發(fā)的方向,尋找適合的方法繼續(xù)擰產(chǎn)品設(shè)計及生產(chǎn),為其提供理論與技術(shù)支持?;瘜W產(chǎn)品工程主要回答的是生產(chǎn)何種產(chǎn)品,或者是該產(chǎn)品如何滿足市場、環(huán)境及性能等方面內(nèi)的要求?;瘜W產(chǎn)品工程研究的核心內(nèi)容是產(chǎn)品的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,要從微觀上定量和模擬分析。對產(chǎn)品的質(zhì)量要進行設(shè)計與控制,化學工程師所面臨的問題已經(jīng)遠遠超出了化學工程領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。
2.產(chǎn)品設(shè)計特征
傳統(tǒng)的過程設(shè)計主要是根據(jù)產(chǎn)品的數(shù)量、開發(fā)成本、利潤及效率等方面進行考慮,實現(xiàn)經(jīng)濟效益這一基本目標,同時兼顧環(huán)境、安全等因素。在設(shè)計過程中,對分離與反映過程的不同方案進行對比,最終通過對公用工程、設(shè)備、材料及產(chǎn)品進行評估,進行經(jīng)濟性評價,過程設(shè)計綜合了傳遞過程、熱力學及單元操作等技術(shù)。與之不同的是,產(chǎn)品工程不但注重過程與單元的效率,更以用戶需求作為產(chǎn)品功能的實現(xiàn)目標,注重小規(guī)模生產(chǎn),新產(chǎn)品要快速進入市場,對市場的反應(yīng)也比較敏捷。引起規(guī)模比較小,消耗的資源也比較少。
二、化學產(chǎn)品工程中的關(guān)鍵技術(shù)
1.分子產(chǎn)品工程
根據(jù)產(chǎn)品的分子機構(gòu)、性能及加工行為間的規(guī)律,設(shè)計出市場需要的化學品,是現(xiàn)代化學產(chǎn)品工程的發(fā)展趨勢。試驗固然重要,但是作為產(chǎn)品工程人員要具備分子結(jié)構(gòu)對產(chǎn)品性能產(chǎn)生何種影響的預(yù)測能力,從而設(shè)計出滿足其性質(zhì)需求的化學產(chǎn)品。在分子產(chǎn)品工程中,對分子結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系研究非常重要,分析其關(guān)系主要通過計算化學領(lǐng)域的理論與方法以及半經(jīng)驗的分析方法來完成。采用計算機輔助分子設(shè)計方法,能夠有效的降低產(chǎn)品的開發(fā)周期以及能源的消耗,計算機輔助分子設(shè)計的目的是為了滿足特殊性質(zhì)要求的分子及分子混合物,是基于大量候選分子中,通過合理的時間篩選出最符合要求的產(chǎn)品,通常通過正反兩個方面來完成,首先,建立關(guān)系模型,反映出分子節(jié)后及分子交互作用和性質(zhì)間的關(guān)系;其次,在關(guān)系模型建立的基礎(chǔ)上,對分子結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,使之滿足性質(zhì)要求,這是一個數(shù)學規(guī)劃尋優(yōu)的問題。在分子產(chǎn)品工程中,分子模擬技術(shù)是一項關(guān)鍵的技術(shù),產(chǎn)生于上世紀八十年代,是將模擬計算工具與計算機圖形處理技術(shù)相結(jié)合,對現(xiàn)實世界的化學與物理過程進行分子模擬進行描述,目前該技術(shù)已經(jīng)成為產(chǎn)品設(shè)計中的主要方法。該技術(shù)通過對分子力學、量子力學、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、分子動力學、數(shù)值算法及三維結(jié)構(gòu)匹配等領(lǐng)域內(nèi)的研究成果進行綜合運用,實現(xiàn)對化合物宏觀性能的解釋。采用該技術(shù)能夠直觀的了解分子靜態(tài)結(jié)構(gòu),還能給出分子宏觀性能與結(jié)構(gòu)間的定量結(jié)果。尤其是對試驗手段很難觀察到的物理過程及現(xiàn)象,能夠通過分子模擬進行再現(xiàn)。目前,分子模擬研究的領(lǐng)域主要涉及到傳遞性質(zhì)、流體流動、化學反應(yīng)機理、高分子結(jié)構(gòu)、復(fù)雜流體、相平衡、臨界現(xiàn)象、晶體構(gòu)造、膜及界面現(xiàn)象等。
2.配方產(chǎn)品工程
目前,化學產(chǎn)品工程更傾向于消費者所需求的產(chǎn)品性能的開發(fā),如顏色、光澤、懸浮液的穩(wěn)定性、催化劑的性能等方面,化學品市場對具有特殊工藝性質(zhì)的復(fù)合配方的需求越來越多。如化妝品、表面活性劑、藥物、洗滌劑、農(nóng)用化學品等等。為滿足其性能,這些產(chǎn)品被設(shè)計成結(jié)構(gòu)顆粒固液分散體系、結(jié)構(gòu)化固體、凝膠、溶膠、水溶性聚合體、泡沫紙品等,和基礎(chǔ)化學品對比,此類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,性質(zhì)與質(zhì)量與分離操作中的純度和濃度有直接的關(guān)系。在配方產(chǎn)品中,分子聚集成的微相區(qū)介于宏觀和微觀之間,稱為介觀體系。該體系將宏觀與微觀聯(lián)系起來,在合成與加工中,介觀分離的時間非常短,如果僅僅從試驗上進行把握,幾乎是不可能的。因此介觀模擬技術(shù)出現(xiàn),該技術(shù)能夠?qū)φ鎸嵉脑囼灄l件進行模擬膠體溶液及聚合物的微觀形貌、化學形態(tài)、流動性等,對于高分子科學、化學工程及配方化學中涉及到的復(fù)雜問題能夠很好的進行解決?;诮橛^尺度,計算機模擬有了飛快的發(fā)展,成為現(xiàn)階段計算化學研究的前沿,目前,相對成熟的模擬方法主要有耗散顆粒動力學及介觀動力學,這兩種方法都是基于平均場密度泛函理論而存在。在實際應(yīng)用中,已經(jīng)成功的用于共聚物相分離、高分子混合增溶劑、逆變膠束、油-水-表面活性劑體系及乳膠種子形成等領(lǐng)域。
化學工業(yè)是國民經(jīng)濟重要的支柱產(chǎn)業(yè)和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),資源、資金、技術(shù)密集,產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高,經(jīng)濟總量大,產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣,在國民經(jīng)濟中占有十分重要的地位。“十二五”是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要戰(zhàn)略機遇期,也是化學工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵時期。為適應(yīng)國內(nèi)外形勢新變化,深入貫徹落實科學發(fā)展觀,加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式,促進石化和化學工業(yè)轉(zhuǎn)型升級,提高行業(yè)整體質(zhì)量和效益,增強國際競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力,特編制本規(guī)劃。規(guī)劃期為2011-2015年。本規(guī)劃內(nèi)容包括石油化工、天然氣化工、煤化工、鹽化工和生物化工等。
三、結(jié)束語
化學產(chǎn)品工程所研究的方向來源于化學工業(yè)的新挑戰(zhàn)與需求,通過新的理論體系的構(gòu)建,強力的推動化學工程的發(fā)展。其研究主要是以產(chǎn)品為導(dǎo)向來發(fā)展的,包含產(chǎn)品的設(shè)計、專業(yè)技術(shù)及知識等,其目的是為了降低產(chǎn)品的開發(fā)周期,提高設(shè)計水平,提升產(chǎn)品的質(zhì)量。在研究中,化學產(chǎn)品工程需要解決兩個實際問題:產(chǎn)品的物理參數(shù)與期望性能指標間的關(guān)系;如何將該關(guān)系轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)技術(shù)。也因此,對于優(yōu)秀的化學工程師來說,化學界的需求非常大,與以往的過程工程師不同,化學工程師需要具備更為豐富的知識背景,此外,市場人員、科學院及工程師之間的配合也非常重要。由此可見,化學產(chǎn)品工程結(jié)合了不同領(lǐng)域的研究成果,并以產(chǎn)品為導(dǎo)向發(fā)展的知識體系,必然成為化學工程的重要研究方向。
參考文獻
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篇10
關(guān)鍵詞:產(chǎn)學研;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)創(chuàng)意;化學工程領(lǐng)域;人才培養(yǎng)
作者簡介:劉峙嶸(1969-),男,江西蓮花人,東華理工大學化學生物與材料科學學院,教授;樂長高(1967-),男,江西撫州人,東華理工大學化學生物與材料科學學院,教授。(江西 撫州 344000)
作者簡介:本文系江西省學位與研究生教育教學改革研究課題(課題編號:JXYJG-2011-028)、江西省學位與研究生教育教學改革研究課題(課題編號:JXYJG-2012-057)、江西省高等學校教育教學改革研究課題(課題編號:JXJG-11-8-14)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)35-0034-02
專業(yè)型碩士是我國研究生教育的一種形式,與學術(shù)型碩士處于同一培養(yǎng)水平。國務(wù)院學位委員會將專業(yè)學位定位為具有特定職業(yè)背景的學位,主要培養(yǎng)特定職業(yè)背景的高層次專門應(yīng)用型人才。2009年首次招生以來,專業(yè)碩士發(fā)展迅速,專業(yè)類型、招生比例和招生專業(yè)都有大幅度的增加。預(yù)計到2015年,專業(yè)碩士招生將占研究生總招生的50%以上,我國將形成學術(shù)型研究生和專業(yè)型研究生均衡發(fā)展的總體格局。[1-3]
化學工程領(lǐng)域是一種工程碩士專業(yè)學位?;瘜W工程是研究化學工業(yè)和其他工業(yè)過程中所進行的化學過程與物理過程共同規(guī)律的一門工程學科,涉及在化工、煉油、輕工、冶金、能源、醫(yī)藥、環(huán)保、軍工等部門從事產(chǎn)品研制、工藝開發(fā)、過程設(shè)計、系統(tǒng)模擬、裝備強化、操作控制、環(huán)境保護、生產(chǎn)管理等內(nèi)容。
東華理工大學化學生物與材料科學學院2002年獲得“應(yīng)用化學”二級學科工學碩士點授予權(quán),2005年獲得“化學工藝”二級學科工學碩士點授予權(quán),2008年獲得化學工程領(lǐng)域工程碩士授予權(quán),2010年獲得“化學工程與技術(shù)”一級學科工學碩士點授予權(quán)。該學科擁有先進的實驗平臺,雄厚的科研開發(fā)實力。“化學工程與技術(shù)”碩士點擁有一支知識和年齡結(jié)構(gòu)均較合理的師資隊伍。
產(chǎn)學合作是一種學校理論學習與企業(yè)工程實踐相結(jié)合的教育模式,相對于其他類型的人才培養(yǎng),產(chǎn)學合作對化學工程領(lǐng)域人才的培養(yǎng)更為重要,豐富的實習實踐訓練、扎實的研究訓練對提高研究生就業(yè)競爭力有很大幫助。與19世紀研究生教育產(chǎn)生時所處的社會環(huán)境不同,現(xiàn)代社會更加強調(diào)產(chǎn)、學、研的一體化。我?!盎瘜W工程”領(lǐng)域一直高度重視產(chǎn)學合作教育對化工人才培養(yǎng)的重要作用,對“產(chǎn)學研”與“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)創(chuàng)意”結(jié)合培養(yǎng)化學工程領(lǐng)域高級人才進行了一些探索和實踐,取得了成效。
一、“產(chǎn)”為先、引導(dǎo)創(chuàng)業(yè)意識
東華理工大學(原華東地質(zhì)學院)是江西省人民政府與工業(yè)和信息化部國防科技工業(yè)局(原國防科工委)共建的一所具有地學優(yōu)勢和核科學特色的高等院校,我校“化學工程”領(lǐng)域長期以來一直為核化學化工行業(yè)培養(yǎng)高級人才,一直與核化工企業(yè)保持良好的合作關(guān)系。
我校建校以來,長期受部委管轄,與當?shù)鼗て髽I(yè)聯(lián)系很少。自從學校下放江西省人民政府管理以來,經(jīng)過多方努力,積極與地方企業(yè)聯(lián)系,義務(wù)為地方企業(yè)提供技術(shù)咨詢和服務(wù),增進了雙方的了解和相互信任,局部彌補了企業(yè)領(lǐng)軍人物和專業(yè)人才比例偏低的不足。目前已與江西省內(nèi)十多家化工企業(yè)建立了廣泛的產(chǎn)學研合作,如江西撫州添光化工有限公司、江西撫州三和醫(yī)藥化工有限公司、江西贛亮醫(yī)藥原料有限公司、江西撫州蒼源生物科技有限公司、江西撫州市臨川之信生物科技有限公司、江西省永方電源有限公司。通過不同層次層面的合作,形成了校企長期穩(wěn)定的產(chǎn)學研關(guān)系,促進了企業(yè)通過加快引進高校技術(shù)成果來提升企業(yè)的科技競爭力,形成了產(chǎn)學相結(jié)合的化工初中高級人才培養(yǎng)基地和產(chǎn)學研結(jié)合的教學科研創(chuàng)新基地,又是企業(yè)破解行業(yè)技術(shù)問題和研究生培養(yǎng)的共同體。
產(chǎn)學研合作是指企業(yè)、科研院所和高等學校之間的合作方式,產(chǎn)學研合作是一個系統(tǒng)工程,其功能和作用都是雙向的。導(dǎo)師鼓勵研究生走出“象牙塔”,向社會學習,向基層學習,向?qū)嵺`學習,注重就業(yè)創(chuàng)業(yè)引導(dǎo),努力使專業(yè)學習與創(chuàng)業(yè)教育緊密結(jié)合,專業(yè)實踐與創(chuàng)業(yè)實踐有效銜接,讓研究生在“做中學”,進一步增強研究生創(chuàng)業(yè)理念,促進研究生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力,提高就業(yè)率和就業(yè)質(zhì)量。企業(yè)的收獲在于教學培養(yǎng)的人才和科研成果最終流向企業(yè),通過一年實踐學習,對實習企業(yè)有一定了解的化學工程領(lǐng)域研究生畢業(yè)后選擇回實習企業(yè)就業(yè),這些研究生對企業(yè)工藝流程有比較深刻的了解,不需要經(jīng)過培訓,很容易上崗;企業(yè)的技術(shù)骨干也可以到我校通過攻讀化學工程碩士學位提高理論水平。
二、“學”為主、培養(yǎng)創(chuàng)新能力
學校不必建立一個比真實化工廠的工程實踐環(huán)境更好的化學工業(yè)實驗室,通過多層面、全方位的產(chǎn)學研合作,學校既可有效地解決化學工業(yè)實驗室建設(shè)所需要的經(jīng)費不足和場地缺乏等問題,同時能夠解決實踐教學指導(dǎo)環(huán)節(jié)中化工專任教師“弱工程化”的問題,增加接觸化工企業(yè)的機會,增強工程實踐能力,以提高化工專業(yè)課程教師工程素質(zhì)和培養(yǎng)“雙師型”教師。
另外我?!盎瘜W工程與技術(shù)”學科教師在承擔各級縱向科研課題的同時,也通過與化工企業(yè)廣泛合作,承擔大小橫向研發(fā)項目,在促進自身科研水平提升的同時,也為教學質(zhì)量的提高奠定了基礎(chǔ)。所有這些縱向橫向項目的開展都為研究生的畢業(yè)論文和畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)提供了充足的題目來源和經(jīng)費支撐,為研究生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)奠定了必備基礎(chǔ)。
創(chuàng)新是在一定范圍內(nèi)、時間內(nèi)做別人沒有做過的事,提出別人沒有提出過的東西的一種活動過程及其結(jié)果。進入化工企業(yè)的專業(yè)型研究生,采取1+2或2+1模式,每位學生分配學校和企業(yè)雙重導(dǎo)師,共同負責整個培養(yǎng)過程。學生在校遵守學校的各項管理制度,進入企業(yè)則必須遵守企業(yè)的員工管理制度。使研究生“真刀真槍”作畢業(yè)設(shè)計(論文),在企業(yè)導(dǎo)師的指導(dǎo)下,能夠在理論知識學習扎實的基礎(chǔ)上獲得足夠的實際工程技術(shù)鍛煉,獲得較強的化學工程專業(yè)技術(shù)核心能力,為研究生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的開發(fā)創(chuàng)造了條件。該學科及時與化工企業(yè)交流合作,了解化工企業(yè)對化學工程領(lǐng)域高級人才知識結(jié)構(gòu)的需要,不斷調(diào)整專業(yè)型化學工程領(lǐng)域培養(yǎng)方案/培養(yǎng)計劃,制定出符合化工市場需求的應(yīng)用型高級人才培養(yǎng)的課程體系和課程內(nèi)容;聘請多名企業(yè)工程技術(shù)人員作為企業(yè)導(dǎo)師或工程實踐指導(dǎo)教師,形成了化工專業(yè)理論教師與化工企業(yè)工程人員相結(jié)合、學校與企業(yè)緊密結(jié)合的實踐教學體系;突出研究生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。[4-5]
三、“研”為線、點燃創(chuàng)意火花
化工企業(yè)所取得的科研成果由校企雙方共享,校企雙方以互惠互利、共同可持續(xù)發(fā)展為原則。通過產(chǎn)學研用結(jié)合,可進一步提高我?;瘜W工程領(lǐng)域研究生群體的社會貢獻率,優(yōu)化研究生的知識結(jié)構(gòu)和能力骨架,增強研究生分析問題及解決實際問題的能力,同時促進合作單位研究開發(fā)能力、科技創(chuàng)新能力和綜合競爭實力的不斷提高。[6]
高校應(yīng)充分發(fā)揮教書育人、科學研究及服務(wù)社會三大職能?!盎瘜W工程與技術(shù)”學科教師穿梭于學校和生產(chǎn)企業(yè)之間,能及時了解什么是社會急需的技術(shù)和適用的技術(shù),密切關(guān)注科技成果應(yīng)用價值來提高科技成果轉(zhuǎn)化率,根本上解決經(jīng)濟科技“兩張皮”,擺脫長期以來科研成果在實驗室“睡大覺”現(xiàn)象,切實充當產(chǎn)、學、研的紐帶和橋梁,讓彼此從原來的松散聯(lián)盟變成緊密合作體。目前“化學工程與技術(shù)”學科多名知名教授被化工企業(yè)聘請為省級科技特派員或承擔省級產(chǎn)學研課題。2010年撫州三和醫(yī)藥化工有限公司科研項目“雷貝拉唑羥基物鹽酸鹽”先后獲得撫州市科學技術(shù)獎一等獎和江西省科技進步獎三等獎,2011年撫州三和醫(yī)藥化工有限公司科研項目“奧美拉唑氯化物”又先后獲得撫州市科學技術(shù)獎一等獎和江西省科技進步獎三等獎,2012年撫州三和醫(yī)藥化工有限公司“醫(yī)藥中間體技術(shù)創(chuàng)新團隊”被認定省級技術(shù)創(chuàng)新團隊,這些科研成果里也凝聚了我?!盎瘜W工程與技術(shù)”學科教師和研究生的心血和汗水。研究生在企業(yè)實踐期間體會到比別人擁有更多的信息就會有更多的創(chuàng)意,也觀察到如何將好創(chuàng)意應(yīng)用到商業(yè),從而實現(xiàn)自己的創(chuàng)業(yè)夢想。
大力開展產(chǎn)學研深度合作,大力倡導(dǎo)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)創(chuàng)意理念,培養(yǎng)高素質(zhì)的化學工程領(lǐng)域研究生,是我們今后將繼續(xù)探索和實踐的目標。
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