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一、能源化學(xué)工程專業(yè)定位與培養(yǎng)目標(biāo)
新專業(yè)的定位決定了專業(yè)以后的發(fā)展方向,也決定了師資隊伍的配置、實驗室建設(shè)、課程體系的建立以及學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)等。專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的制定,首先必須在對專業(yè)深入分析和了解的基礎(chǔ)上,結(jié)合國情和學(xué)校的條件,考慮專業(yè)發(fā)展與社會進(jìn)步對人才的客觀、合理的要求。所以本專業(yè)定位應(yīng)以拓寬專業(yè)面、培養(yǎng)寬口徑的掌握能源化學(xué)工程專業(yè)知識和技能,具備新產(chǎn)品、新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)研究和開發(fā)的基本能力,能從事化石能源(包括石油、煤、天然氣)、新能源(包括太陽能、氫能、生物質(zhì)能等)化工過程工程的研制與開發(fā)、裝置設(shè)計、生產(chǎn)過程的控制以及企業(yè)經(jīng)營管理等方面的工作,具有創(chuàng)新精神和較強(qiáng)工程實踐能力的高級應(yīng)用型人才。
二、能源化學(xué)工程專業(yè)課程體系的構(gòu)建
課程體系是否合理、課程內(nèi)容是否先進(jìn)直接關(guān)系到培養(yǎng)人才的質(zhì)量。能源化學(xué)工程專業(yè)是一門內(nèi)容豐富而又廣泛的科學(xué)與工程,屬交叉學(xué)科。專業(yè)按照東北石油大學(xué)“通識教育+學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)+專業(yè)教育+實踐教學(xué)”四個層面設(shè)置課程,構(gòu)建了厚基礎(chǔ)、寬口徑、重視學(xué)科交叉的課程體系。通識教育主要包括兩課、綜合基礎(chǔ)、外語、計算機(jī)、體育、公共藝術(shù)及跨學(xué)科門類修讀課程;學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)主要包括高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)課程以及物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程、線性代數(shù)、分析化學(xué)、工程制圖等等專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程;專業(yè)課程主要包括石油加工工程、基本有機(jī)化工工藝學(xué)、能源化工設(shè)計、能源轉(zhuǎn)化催化原理(雙語)等課程,同時開設(shè)了大量的專業(yè)選修課,注重學(xué)科交叉,拓展了學(xué)生的知識面;實踐教學(xué)包括實驗課程和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)兩個部分,實驗含課程實驗和專業(yè)實驗,所有的化學(xué)、物理類課程均設(shè)置了配套課程實驗。實驗中增加了綜合性、設(shè)計性實驗以及創(chuàng)新性的比重。實踐教學(xué)環(huán)節(jié)除了實習(xí)、實訓(xùn)、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計外,還開設(shè)了創(chuàng)新實踐和科研訓(xùn)練等環(huán)節(jié),在實踐教學(xué)活動期間,學(xué)生可靈活選擇在企業(yè)或校內(nèi)完成。各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)分分配情況如圖1。能源化學(xué)工程專業(yè)構(gòu)建的課程體系的特點是:注重各部分之間的系統(tǒng)性與協(xié)調(diào)性,充分強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)與實踐環(huán)節(jié)并重,基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識并重的原則,力求體現(xiàn)德、智、體、美全面發(fā)展。培養(yǎng)的學(xué)生既有豐富的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識,又有較強(qiáng)的實驗技能和實驗設(shè)計能力,并了解所學(xué)專業(yè)方向的學(xué)科前沿及發(fā)展趨勢。
三、師資隊伍建設(shè)
沒有高水平的師資隊伍就無法建設(shè)高水平的專業(yè),所以師資隊伍是專業(yè)建設(shè)的根本保障。東北石油大學(xué)制定科學(xué)合理的人才引進(jìn)政策,采用各種優(yōu)惠條件吸引高層次人才來校工作,補(bǔ)充新專業(yè)建設(shè)所需的專業(yè)教師,重點引進(jìn)高水平的學(xué)科專業(yè)帶頭人以及主干課程的專任教師,重視已有人才的培養(yǎng)提高,充分發(fā)揮老教師帶青年教師的傳幫帶作用,提高教師隊伍的整體水平和素質(zhì)。目前本專業(yè)已有10名教師,全部具有博士學(xué)位,2名教授,4名副教授,同時還聘請了企事業(yè)單位、科研院所及其他高校等高水平的專業(yè)人員擔(dān)任新專業(yè)的兼職教師。已經(jīng)構(gòu)建了年齡、職稱、學(xué)歷等結(jié)構(gòu)合理、教學(xué)與科研綜合水平高的具有發(fā)展?jié)摿處熽犖?,保證了新專業(yè)的建設(shè)順利完成。以上是針對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)的本科能源化學(xué)工程專業(yè)的學(xué)科特點和辦學(xué)定位,從培養(yǎng)目標(biāo)確定到課程體系、師資隊伍等方面的建設(shè)進(jìn)行了初步的探索與實踐。為適應(yīng)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)人才的迫切需求,下一步我們將進(jìn)一步創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式、完善課程體系,形成科學(xué)的人才培養(yǎng)方案,建立科學(xué)的管理制度,從而有效地保證人才培養(yǎng)質(zhì)量,為社會培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和較強(qiáng)實踐能力的高素質(zhì)能源化學(xué)工程專門人才。
1優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
無機(jī)及分析化學(xué)不是無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)兩門課程的疊加,教學(xué)內(nèi)容豐富,概念和理論知識較多,各章節(jié)之間的獨(dú)立性較強(qiáng)。因此合理安排教學(xué)內(nèi)容,幫助學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方法及思維方式無疑是大一第一學(xué)期開設(shè)這門課的關(guān)鍵。在內(nèi)容的安排上,前兩章首先回顧高中的一些化學(xué)基礎(chǔ)知識,并介紹了誤差及數(shù)據(jù)處理,稀溶液的依數(shù)性和膠體溶液。然后,第三和四章主要介紹化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)及化學(xué)平衡,讓學(xué)生掌握反應(yīng)三要素:反應(yīng)方向即吉布斯函數(shù)變,反應(yīng)快慢即反應(yīng)速率常數(shù),反應(yīng)限度即反應(yīng)平衡常數(shù)。第五章主要介紹物質(zhì)的結(jié)構(gòu),離子鍵及共價鍵理論和晶體結(jié)構(gòu)。第六、七、八和九章分別介紹酸堿平衡、溶解沉淀平衡、氧化還原平衡和配位平衡及其對應(yīng)滴定分析法,讓學(xué)生掌握測試固體或溶液中某種元素含量的分析測定方法。最后,第十、十一和十二章主要介紹一些簡單儀器分析法及原理,例如:第十章吸光光度法,不僅要介紹該方法的原理朗伯-比爾定律,還要介紹目視比色法、示差法和標(biāo)準(zhǔn)曲線法三種常用的吸光光度法分析法。內(nèi)容上總體上是先講理論原理,再介紹知識點,將理論原理融入生產(chǎn)實踐中,使學(xué)生較快地掌握化學(xué)理論,再通過課堂上的一些練習(xí)題,使學(xué)生加深教學(xué)內(nèi)容的記憶,知識更加系統(tǒng)。這樣不僅可以將無機(jī)和分析化學(xué)知識點有機(jī)的融合,還可以將理論應(yīng)用到生活實踐中。在一學(xué)年的學(xué)習(xí)中,總共80學(xué)時,第一學(xué)期學(xué)習(xí)前六章共計48課時,第二學(xué)期學(xué)習(xí)后六章共計32課時。在教學(xué)過程中,應(yīng)該精選教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生掌握化學(xué)基礎(chǔ)理論知識并具備較寬的知識面,為后續(xù)課程學(xué)習(xí)打下了扎實的基礎(chǔ)。與此同時,教師要熟悉該課程的教材,根據(jù)學(xué)生的專業(yè),合理制定教學(xué)大綱和教學(xué)培養(yǎng)方案,精煉教材的內(nèi)容,對于中學(xué)已經(jīng)學(xué)過的化學(xué)知識或者與專業(yè)聯(lián)系較少的理論知識可以簡略講解。比如:第四章的化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)平衡,化學(xué)反應(yīng)速率的定義,影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素以及化學(xué)平衡的移動;第八章氧化還原反應(yīng)的定義,配平,得失電子,氧化劑和還原劑等概念知識。這些知識點中學(xué)都已經(jīng)涉及過,教師在授課時只要簡單介紹即可。對于能源化學(xué)工程專業(yè)而言,水煤漿的開發(fā)和利用是近年來的一個熱點,也是煤炭清潔利用的重點。因此,對于第二章分散系的內(nèi)容應(yīng)該詳細(xì)講授,再介紹水煤漿分散系。
2激發(fā)學(xué)生興趣
興趣是最好的老師,要學(xué)好無機(jī)及分析化學(xué),首先要激發(fā)學(xué)生的興趣。第一,在無機(jī)及分析化學(xué)這門課的緒論課上,主要介紹化學(xué)的作用及學(xué)習(xí)方法。第二,闡明化學(xué)與人類生活之間密切聯(lián)系,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)。第三,無機(jī)及分析化學(xué)是化學(xué)、化工類相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課,其作用無論是對以后的專業(yè)課學(xué)習(xí)還是將來從事工作都具有重要的意義。第四,在平時的課堂教學(xué)中,可以多講一些貼近生活的例子,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。例如,在介紹影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素時,舉例說明,夏天食物容易變質(zhì),我們可以將食物放進(jìn)冰箱中保存,以防止變質(zhì)。這是通過降低溫度,達(dá)到降低食物變質(zhì)的速率。汽車尾氣CO和NO是嚴(yán)重的環(huán)境污染物,從熱力學(xué)的角度講,CO+NO→N2+CO2可以發(fā)生,但是遺憾的是,在通常狀況下,該反應(yīng)進(jìn)行的非常之慢,以致不能有效地去除車道內(nèi)的CO和NO。因此,有必要對化學(xué)反應(yīng)的速率問題進(jìn)行研究,必須考慮外界因素對反應(yīng)速率的影響,由此可引出本節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。第五,在教學(xué)過程中,穿插介紹一些與知識點相關(guān)的科技發(fā)展新動態(tài)及前沿知識,以此調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
3綜合利用各種教學(xué)方法
現(xiàn)階段的教學(xué)方法多種多樣,而在實際教學(xué)中,各種教學(xué)方式應(yīng)該相互結(jié)合、取長補(bǔ)短。根據(jù)我校無機(jī)及分析化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊多年來教學(xué)中的經(jīng)驗,可以概括為以下幾點:第一,增加課堂討論。針對一些在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題,教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生搜集資料,進(jìn)行課堂討論。在討論的過程中培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力;第二,讓學(xué)生走上講臺。讓學(xué)生走上講臺不僅可以體驗教師備課的準(zhǔn)備過程,還可以鍛煉學(xué)生的能力;第三,運(yùn)用多媒體教學(xué),可以使微觀概念及理論形象化。例如,在物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)這一章,學(xué)生一般較難理解,如果用多媒體課件和化學(xué)軟件以動畫的形式去展現(xiàn),課程內(nèi)容會更加形象、生動。這樣的教學(xué)不僅有利于學(xué)生理解、記憶,還可以活躍課堂氣氛。第四,對于公式推導(dǎo),應(yīng)該板書推理過程引導(dǎo)學(xué)生理解。在教學(xué)中應(yīng)避免盲目使用多媒體教學(xué),要將多媒體與其他教學(xué)手段結(jié)合起來,才會使學(xué)生理解公式的推導(dǎo)過程,并能較好的應(yīng)用公式。
摘要:化學(xué)工程技術(shù)是以化學(xué)工業(yè)為中心的過程及裝置的開發(fā)、設(shè)計、操作及優(yōu)化問題的工程技術(shù)學(xué)科。本文首先從化學(xué)工程技術(shù)核心理念和技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)行分析,接著對我國化學(xué)工程技術(shù)發(fā)展的動向和應(yīng)對舉措進(jìn)行研究。
關(guān)鍵要:化學(xué)工程技術(shù);發(fā)展動向;應(yīng)對舉措
現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了化學(xué)工程技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用,隨著我國工業(yè)企業(yè)規(guī)模的壯大,化學(xué)工程技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也在逐漸拓寬?;瘜W(xué)工程技術(shù)的運(yùn)用,提高了工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)效率,減少了勞動力的工作強(qiáng)度。研究化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,是促進(jìn)我國工業(yè)企業(yè)發(fā)展必經(jīng)途徑。
一、化學(xué)工程技術(shù)核心理念和技術(shù)優(yōu)勢
(一)化學(xué)工程技術(shù)核心理念化學(xué)工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)是化學(xué)元素和化學(xué)反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)和催化條件功能是重要影響化學(xué)反應(yīng)的因素。利用大型機(jī)械設(shè)備,滿足發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的環(huán)境條件,主要用于大型的工業(yè)化生產(chǎn)企業(yè),實現(xiàn)產(chǎn)品的批量成產(chǎn)。(二)化學(xué)工程技術(shù)優(yōu)勢化學(xué)工程技術(shù)具有以下三個非常明顯的優(yōu)勢。第一,具備完善的理論基礎(chǔ)?;瘜W(xué)工程技術(shù)是建立在完善的化學(xué)理論基礎(chǔ)上,化學(xué)反應(yīng)理論、物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論、電化學(xué)理論等都是化學(xué)工程技術(shù)的核心理論,并且理論基礎(chǔ)是經(jīng)過人類歷史的驗證,具有客觀、規(guī)律性,是化學(xué)工程技術(shù)堅固的理論支撐。第二,能夠提高生產(chǎn)效率?;瘜W(xué)工程技術(shù)在大型機(jī)械生產(chǎn)中發(fā)揮著生產(chǎn)優(yōu)勢,生產(chǎn)企業(yè)引入了化學(xué)工程技術(shù),優(yōu)化了生產(chǎn)模式,聯(lián)合裝置生產(chǎn)和車間生產(chǎn)相結(jié)合,不僅壓縮了生產(chǎn)成本還提高了成本的使用率。第三,避免資源浪費(fèi)和保證持續(xù)性能源供應(yīng)?;瘜W(xué)工程技術(shù)利用特定物質(zhì)的進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),達(dá)到資源的重復(fù)使用,提高資源的利用效率,并反應(yīng)成其他物質(zhì)。同時化學(xué)工程的應(yīng)用可以促進(jìn)能源的生產(chǎn),達(dá)到了持續(xù)性的能源供應(yīng),對解決我國一直以來的能源危機(jī)有著積極作用。
二、化學(xué)工程技術(shù)的發(fā)展動向
摘要:化學(xué)工程行業(yè)的發(fā)展推動了社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步,與此同時,也誘發(fā)了一系列環(huán)境污染問題。隨著時代的發(fā)展,如今世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了愈發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境問題,能源不足問題和污染物對環(huán)境的破壞導(dǎo)致人類社會與自然之間產(chǎn)生了矛盾,為了進(jìn)一步解決這些問題,必須采取綠色化學(xué)工程工藝,實現(xiàn)對化學(xué)工程資源的合理利用,加強(qiáng)對環(huán)境的保護(hù),促進(jìn)化工行業(yè)綠色發(fā)展。
關(guān)鍵詞:化學(xué)工程節(jié)能;綠色;工藝;促進(jìn)
0引言
化工生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一些有毒有害物質(zhì),對環(huán)境造成嚴(yán)重危害,而解決這一問題正是綠色化學(xué)工程工藝的基本理念,雖然我國如今已經(jīng)提出了這一設(shè)想,但是仍然需要對相關(guān)技術(shù)工藝進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn),才能達(dá)到最佳的降低有毒有害化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生的目的。隨著近些年來人們生活水平的提升,人們也逐漸意識到了環(huán)境保護(hù)的重要性,更加提倡綠色節(jié)能的生活理念,而綠色化學(xué)工程工藝正是貫徹這一理念的生產(chǎn)方式,可以通過在化工生產(chǎn)過程中采取有效化學(xué)手段,達(dá)到綠色生產(chǎn)目的。
1綠色化學(xué)工程工藝概述
綠色化學(xué)工程工藝又叫作環(huán)境無害化學(xué),是一種利用化學(xué)反應(yīng)來避免化工生產(chǎn)過程造成環(huán)境污染的學(xué)科。綠色化學(xué)工程工藝主要研究的內(nèi)容就是利用化學(xué)原理、采取化學(xué)手段降低甚至完全去除化工產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì),從而保障化工生產(chǎn)全過程的綠色環(huán)保性,降低化工生產(chǎn)對環(huán)境、對人們身體健康造成的傷害,正是因為可以讓化工生產(chǎn)反應(yīng)過程實現(xiàn)無害化,所以被稱之為綠色化學(xué)工程工藝。在世界范圍內(nèi)應(yīng)用綠色化學(xué)工程工藝后取得了比較理想的效果,主要體現(xiàn)在可以從根本上治理化工污染問題,避免了污染物的產(chǎn)生,而非在發(fā)生污染之后進(jìn)行的凈化處理措施[1]。通過綠色化學(xué)工程工藝實現(xiàn)的化工產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn),可以實現(xiàn)材料和能源利用率的最大化,避免了對不可再生資源的浪費(fèi)。
1化學(xué)工程與工藝的發(fā)展特點
化工是化學(xué)工程的簡稱,主要研究以化學(xué)為代表的相關(guān)工業(yè),化學(xué)工程與工藝是一門具有非常顯著的工業(yè)特色的學(xué)科,化學(xué)工程與工藝的研究范圍較廣,應(yīng)用的范圍也十分寬泛。許多行業(yè)都建立在化學(xué)工程與工藝基礎(chǔ)上,例如食品加工業(yè)、材料化工、印刷業(yè)、醫(yī)藥生產(chǎn)、冶煉業(yè)等?;ぜ夹g(shù)人員通過對化學(xué)工程與化學(xué)工藝方面理論知識的學(xué)習(xí),為我國各個行業(yè)奉獻(xiàn)出一份力量,所以組織構(gòu)建一個能夠發(fā)展化學(xué)工程與工藝學(xué)科的研究基地是必要的。構(gòu)建研究基地時要注意化學(xué)工程與工藝的特點,才有利于適合國家發(fā)展的培養(yǎng)人才的創(chuàng)新型體系。
2自動化技術(shù)的應(yīng)用
在現(xiàn)代計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信和現(xiàn)代控制技術(shù)為基礎(chǔ),以化工工業(yè)生產(chǎn)為服務(wù)對象,形成的一種新型工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù),強(qiáng)化了信息技術(shù)的加工處理,促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展。傳統(tǒng)的自動化儀表具有開放的網(wǎng)絡(luò)通信接口,成為網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)的一個支點。未來控制系統(tǒng)的主導(dǎo)技術(shù)是分布式工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)控制系統(tǒng)軟件及各種應(yīng)用軟件開發(fā)、系統(tǒng)集成技術(shù)成為核心技術(shù),取代了系統(tǒng)硬件,成為了高附加值的載體。實現(xiàn)了預(yù)測控制、模糊控制、神經(jīng)團(tuán)網(wǎng)絡(luò)控制,優(yōu)化管理數(shù)據(jù)叫增、診斷故障、安全管理等過程。
3化學(xué)工程與工藝的新興技術(shù)
3.1綠色化學(xué)工程