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[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2016)08-0052-03
“卓越工程師培養(yǎng)計劃”(以下簡稱“卓越計劃”)是《國家中長期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》組織實施的一個重大項目。[1]鄭州輕工業(yè)學院是一所以工科為主、多學科協(xié)調(diào)發(fā)展的全日制普通本科院校,是國家第二批“卓越計劃”試點學校。煙草工程專業(yè)(方向)是鄭州輕工業(yè)學院的一個特色專業(yè),主要培養(yǎng)具備煙草生產(chǎn)與加工、卷煙配方、煙草質(zhì)量檢測、香精香料等方面的基本理論、知識和技能,并掌握一定的煙草原料生產(chǎn)和卷煙加工技術(shù),能從事煙草生產(chǎn)、管理、科研等工作的專門技術(shù)人才。
煙草工程專業(yè)(方向)作為鄭州輕工業(yè)學院入選教育部“卓越計劃”的試點專業(yè)之一,于2011年開始實施“卓越計劃”。[2] [3]煙草工程系通過不斷的探索和實踐,科學制定了煙草工程專業(yè)(方向)“卓越工程師”人才培養(yǎng)方案,采取“3+1”培養(yǎng)模式進行人才培養(yǎng),在課程體系建設(shè)、教學內(nèi)容優(yōu)化、教學方法改革、教材建設(shè)、實踐教學等方面取得了顯著成效。
一、明確培養(yǎng)目標
鄭州輕工業(yè)學院煙草工程系根據(jù)“卓越計劃”的特點,結(jié)合國內(nèi)外煙草企業(yè)對煙草工程技術(shù)人才的需求,科學制定了《煙草工程“卓越計劃”人才培養(yǎng)方案》,進一步明確了煙草工程專業(yè)(方向)的培養(yǎng)目標。
煙草工程專業(yè)(方向)的培養(yǎng)目標是面向我國煙草加工制造行業(yè),根據(jù)煙草行業(yè)對煙草工程技術(shù)人才的需要,培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展,掌握自然科學和人文社科基本知識、煙草工程專業(yè)(方向)基礎(chǔ)理論及基本技能,具備從事卷煙產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)、卷煙加工工藝技術(shù)研究、卷煙生產(chǎn)管理等方面工作的基本能力,具有創(chuàng)新意識、團隊合作精神和良好的職業(yè)道德的應用型工程技術(shù)人才。
二、構(gòu)建課程體系
“卓越計劃”要求改革課程結(jié)構(gòu),優(yōu)化課程體系。[4] [5]鄭州輕工業(yè)學院煙草工程系根據(jù)煙草工程專業(yè)(方向)的人才培養(yǎng)目標,構(gòu)建和優(yōu)化課程體系。課程體系由理論課程和實踐課程(環(huán)節(jié))兩部分構(gòu)成。理論課程分為通識教育基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課等三種類型,每類課程又分為必修課和選修課;實踐環(huán)節(jié)分為集中實踐、拓展與創(chuàng)新實踐兩個模塊,實踐環(huán)節(jié)課程均為必修課。
三、優(yōu)化教學內(nèi)容
煙草工程專業(yè)(方向)實施“卓越計劃”后,由于實踐教學內(nèi)容和學時增加,客觀上造成了理論教學學時的減少。加上有些課程的部分教學內(nèi)容重復,經(jīng)常會出現(xiàn)同一個知識點被不同教師在課堂上大篇幅、反復講述的情況,這在一定程度上會影響了教學效率的提高。
煙草工程系組織有關(guān)專家對此進行研討,確定了工程制圖、機械工程基礎(chǔ)、分析化學、有機化學、物理化學、生物化學等16門課程為煙草工程專業(yè)(方向)本科生的主干課程,同時對煙草原料學、煙草化學、卷煙工藝學、卷煙產(chǎn)品設(shè)計、卷煙機械概論等8門核心專業(yè)課程進行教學內(nèi)容優(yōu)化,同時及時修訂了教學大綱。[6]
通過合理優(yōu)化教學內(nèi)容,在一定程度上消除了部分課程重疊、內(nèi)容重復等不合理現(xiàn)象,使教師能較好地完成教學任務,以達到提高教學效率的目的。這樣不但沒有增加學生的學習負擔,而且不影響理論課的教學質(zhì)量,還可以給學生留出更多的時間參加工程實踐活動,提高了學生的實踐能力。
四、教學方法改革
教教學方法是完成教學任務的必要條件,也是提高教學質(zhì)量的重要保證。[7]煙草工程系重視教學方法的改革,根據(jù)“卓越計劃”的特點,不斷探索教學方法,深化課程教學方法改革。樹立以教師為主導,以學生為主體的教學觀,在教學過程中以學生為中心組織教學活動。[8]專業(yè)課任課教師團結(jié)協(xié)作開展教學,以小班授課、分組討論、小組合作等多種形式組織教學。
創(chuàng)新教學方法,強化綜合設(shè)計訓練,充分調(diào)動學生的學習積極性,發(fā)揮學生的主觀能動性,大力推行啟發(fā)式教學、討論式教學、探究式教學、參與式教學、案例式教學等教學方法,培養(yǎng)學生提出問題、解決問題的能力,引導學生從繼承性學習走向探究發(fā)現(xiàn)性學習。
任課教師充分利用網(wǎng)絡(luò)教學平臺,進行網(wǎng)絡(luò)輔助教學。[9]煙草工程系創(chuàng)建了煙草化學、煙草原料學等課程網(wǎng)站,鼓勵和引導學生課下利用網(wǎng)絡(luò)資源進行學習。這種方法突破了教學的時空限制,將課堂教學延伸到了課外,使課堂教學與網(wǎng)絡(luò)教學有機地結(jié)合起來,達到激發(fā)學生的學習興趣、培養(yǎng)學生的自主學習能力的目的。
五、考核方式改革
在煙草工程專業(yè)(方向)實施“卓越計劃”過程中,煙草工程系任課教師不斷探索有關(guān)課程的考核方式,并進行了考核方式的改革。實施復合式考核方法,引導教師從考核“學習成績”向評價“學習成效”轉(zhuǎn)變,引導學生從注重“考試結(jié)果”向注重“學習過程”轉(zhuǎn)變,增強學生的學習主動性,著重提高學生的創(chuàng)新能力和工程實踐能力。[10]
根據(jù)不同的課程,采取有針對性的考核評價方式。對不含實驗的理論課程,采取考試成績、平時考勤和作業(yè)完成情況相結(jié)合的考核方式;對含實驗的理論課程,采取考試成績、實驗成績和平時考勤相結(jié)合的考核方式;對實驗課程,采取實驗操作情況和實驗報告相結(jié)合的考核方式;對實踐課程,根據(jù)學生的實踐表現(xiàn)、實踐報告和實踐匯報相結(jié)合進行考核。
對于理論課程的考核,適當提高平時考勤成績(或?qū)嶒灣煽儯┑谋戎兀朔藢⑵谀┛荚嚦煽冏鳛槲ㄒ坏目己朔绞剑@在一定程度上避免了學生“臨時突擊”、“死記硬背”等現(xiàn)象。實踐(或?qū)嶒灒┱n程的考核,將學生的實踐表現(xiàn)(或?qū)嶒灢僮髑闆r)作為考核成績的標準之一,并適當提高實踐表現(xiàn)(或?qū)嶒灢僮鳎┏煽兊谋戎兀朔藢嵺`(或?qū)嶒灒﹫蟾孀鳛槲ㄒ坏目己藰藴试斐傻牟糠謱W生“抄襲報告”、“報告成績高而實際實踐能力弱”等弊端,使學生重視實踐教學、自覺加強課外學習,從而促進學生綜合素質(zhì)和工程實踐能力的提高。
六、加強師資隊伍建設(shè)
建設(shè)一支教學水平高、工程實踐經(jīng)驗豐富和科研創(chuàng)新能力強的教師隊伍,是保證“卓越工程師”培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵。[11]煙草工程系十分重視師資隊伍建設(shè),造就了一支“雙師型”師資隊伍。
煙草工程系遴選了教學科研水平高、工程實踐能力強的教師作為“卓越計劃”的專任教師,專任教師均有工程實踐經(jīng)歷。為提高專任教師的教學水平,煙草工程系積極組織教師參加全國高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓中心和學校現(xiàn)代教育中心組織的教育教學技能培訓,并組織教師參加教學觀摩和講課比賽;鼓勵專任教師積極參加專業(yè)實踐,并有計劃地選派青年教師到河南中煙工業(yè)有限責任公司等煙草企業(yè)相應工程崗位實踐1年以上。通過學習不斷積累實踐經(jīng)驗,達到理論與實踐相結(jié)合,使青年教師的工程實踐能力和教學水平得到了一定的提高。
對于從煙草企業(yè)聘請的專業(yè)水平高、實踐經(jīng)驗豐富的企業(yè)兼職教師,除了讓他們承擔學生的專業(yè)課程、參與指導學生的生產(chǎn)實踐外,企業(yè)兼職教師可以在學校進行科研、進修和攻讀學位,使其水平有所提升。
七、加強教材建設(shè)
教材與教師、教法是教學成功與否的三大決定因素。教材建設(shè)是課程建設(shè)的核心,是進行教學工作、穩(wěn)定教學秩序和提高教學質(zhì)量的重要保證。
煙草工程系非常重視教材建設(shè)。近年來,煙草工程系先后出版了《煙草原料學》、《卷煙工藝學》等多部教材,特別是煙草工程專業(yè)(方向)實施“卓越計劃”以來,先后修訂出版了《卷煙煙氣化學》、《煙草專業(yè)英語》、《煙葉生產(chǎn)實習指導書》[12]等教材,為相關(guān)課程的理論教學和實踐教學工作提供了重要保障。
八、強化實踐教學
實施“卓越計劃”的目的是培養(yǎng)卓越工程師后備人才,強化學生的動手能力,而動手能力的培養(yǎng)主要依靠實踐環(huán)節(jié)。
煙草工程系十分重視實踐教學[13] [14],通過整合教學資源來加強校內(nèi)實踐教學平臺建設(shè),積極與卷煙企業(yè)、煙草公司、煙草科研院所聯(lián)系,在校外建立了穩(wěn)定的教學實踐基地,并與河南中煙工業(yè)公司技術(shù)中心聯(lián)合建立了國家級煙草工程教育實踐中心。
煙草工程系注重理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合,選派部分學生到煙草企業(yè)、煙草科研院所進行畢業(yè)設(shè)計,企業(yè)導師指導學生進行相關(guān)研究。為提高實踐教學的質(zhì)量,煙草工程系完善了指導教師的選拔、實踐教學的組織、實踐教學的過程管理、實踐教學的考核等相關(guān)制度,避免了部分學生實踐過程中“玩失蹤”、“搭便車”的現(xiàn)象。實踐過程嚴格按照實踐計劃和相關(guān)制度的要求進行,以提高學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。
九、開展教學研究
教學研究在教學改革和發(fā)展中具有重要作用,是促進教學改革的動力,是教育創(chuàng)新、提高教學質(zhì)量的要求。通過教學研究,可以促進教育觀念的轉(zhuǎn)變,從而不斷深化教學改革。
煙草工程系歷來重視教學研究,定期組織教師參加教學研討活動,讓教師相互交流教學經(jīng)驗和教學心得,鼓勵教師申報、參加教學研究項目,并及時總結(jié)教學研究經(jīng)驗,將教學研究成果運用到教學實踐中,不斷提高教學質(zhì)量。
鄭州輕工業(yè)學院煙草工程系根據(jù)“卓越計劃”要求,積極探索適合煙草工程專業(yè)(方向)的教學方法、教學模式和組織形式。其通過構(gòu)建課程體系,優(yōu)化教學內(nèi)容,改革教學方法和考核方式,加強師資隊伍建設(shè),加強教材建設(shè),強化實踐教學,積極開展教學改革,取得了顯著的效果,為煙草工程專業(yè)(方向)“卓越計劃”條件下的教育教學提供了重要參考。這對煙草行業(yè)“卓越工程師”的培養(yǎng)、全面提升煙草工程教育質(zhì)量具有十分重要的示范意義和指導作用。
[ 參 考 文 獻 ]
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管山,(1969.11-),男,天津,天津工業(yè)大學環(huán)境與化學工程學院,研究方向:化學工程。
盧素敏,(1967.07-),女,河北,天津工業(yè)大學環(huán)境與化學工程學院,研究方向:化學工程。
郭玉高,(1976.04-),男,河北,天津工業(yè)大學環(huán)境與化學工程學院,研究方向:化學工程。
卞希慧,(1983.11-),女,山東,天津工業(yè)大學環(huán)境與化學工程學院,研究方向:化學工程。
摘要:《化工原理》普通高校化工及相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,通過長期教學實踐,從培養(yǎng)學生興趣、利用多媒體教學、加強實驗教學等角度探討提高化工原理教學效果的方法與途徑。
關(guān)鍵詞:化工原理;課程教學
《化工原理》是高等院校化工、制藥、材料和環(huán)境專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課,也是很多高校的考研課程。《化工原理》課程多在大二春季學期后開設(shè)。在這個階段,學生們已經(jīng)系統(tǒng)學習了高等數(shù)學、大學物理以及無機化學、有機化學、物理化學和分析化學等基礎(chǔ)知識。而化工原理的主要內(nèi)容是利用數(shù)學、物理和化學等自然科學原理,研究和總結(jié)實際化工過程中的客觀規(guī)律,并運用規(guī)律進行過程設(shè)計、工藝計算、設(shè)備的構(gòu)造和選型等。從培養(yǎng)化工工程師的角度來看,化工原理在自然科學和解決化工實際工程問題間起著承上啟下的關(guān)鍵作用。從多年的教學實踐和學生的反饋來看,特別是對于初學者,化工原理公式繁多,理論抽象,枯燥、難于理解,即使學完原理,做題還是摸不到頭腦。.如何利用有限的學時,提高教學效果,是值得探討的問題[1-3]。筆者從自身的教學實踐出發(fā),談談提高化工原理教學效果的體會。
1. 激發(fā)和培養(yǎng)學生的學習興趣
“興趣才是最好的老師”是愛因斯坦的名言。興趣,是認知需要的心理表現(xiàn),是人對某些事物優(yōu)先給予注意,是帶有積極情緒色彩的認識傾向,興趣可分為直接興趣和間接興趣。化工原理是一門實踐性很強的課程,不但與化工生產(chǎn)而且和很多生活中的實例密切相關(guān)。教學過程中,可以從這些生活實例出發(fā),培養(yǎng)學生的直接興趣和間接興趣,激發(fā)學生學習熱情,形成學生的主動學習。學習過程中,由于學生對生活實例比較熟悉,可采用討論式教學法。在問和答的過程中,可有效強化師生的互動作用,使師生共處在動態(tài)合作的教學環(huán)境中,教學信息的傳遞和反饋得以及時進行。隨著討論問題的深入并不斷的解決的過程,可以充分調(diào)動學生的積極思維活動,提高學生提出問題、分析問題、解決問題的能力,可以極大地增強學生學好化工原理的信心和提高學生的學習興趣。
2. 合理的使用多媒體技術(shù)
當今社會的信息化速度日趨加快,隨著教育改革的不斷深化,化工原理教學已經(jīng)離不開多媒體課件。學生在獲取知識的過程中,由于同學們的閱歷、理解力等方面的原因,很多化工設(shè)備學生們從未接觸過進而增加了理解的難度,例如板式精餾塔和填料吸收塔的主要部件和附件。對設(shè)備流程的不理解,也導致了對原理概念感覺抽象而難以理解。采用多媒體技術(shù)授課,教師可以從黑板的局限中解脫出來,全面照顧每一位學生。它以其直觀的畫面、形象的聲音,使抽象的內(nèi)容變得直觀形象,能幫助學生更好地突破學習中的難點。多媒體能直觀形象地表達動態(tài)的過程,教師和學生處于主動的人機對話的學習狀態(tài),易于喚起學生的學習興趣。多媒體技術(shù)的超級連接和隨意置換使教師可以靈活控制前后內(nèi)容之間的銜接,既可單獨講解某個知識點,又可串起來前后連貫學習,使學生獲得連貫、系統(tǒng)知識。在教學實踐中發(fā)現(xiàn),由于化工原理課程公式多的特點,如果一味的采用多媒體課件,學生的理解速度很難跟上公式播放的速度,導致學生對講授內(nèi)容注意力下降,甚至放棄聽講。因此多媒體教學作為一種較新的教學模式,也有它的不足。在實際教學過程中板書和多媒體要相輔相成,發(fā)揮各自的長處,相得益彰才能收到較好的教學效果。
3. 注重實驗教學環(huán)節(jié)
實驗教學是教學過程中重要的一環(huán)。通過對實驗設(shè)備的認知與操作,學生不但可以深入了解課上所學的理論內(nèi)容,而且對工程實踐中如何實現(xiàn)原理有更深刻的認識,這對培養(yǎng)學生解決工程問題思維大有裨益。此外,通過實驗,可以強化化工設(shè)備的操作方法。例如離心泵和旋渦泵的操作和流量調(diào)節(jié)各有什么樣的特點。這些設(shè)備的操作和條件對化工類專業(yè)同學的職業(yè)發(fā)展,是十分重要的。在教學過程中發(fā)現(xiàn),很多的化工教學實驗裝置已經(jīng)是高度集成的裝置,有的裝置甚至已經(jīng)實現(xiàn)了實驗數(shù)據(jù)的實時自動采集。有的同學也反映,化工原理實驗就是按照老師的指示,動某個閥門,記錄相應的數(shù)據(jù),整個過程比較枯燥。這對化工原理教師提出了更高的要求。在指導實驗過程中,要嚴格要求學生的實驗預習、實驗操作以及實驗數(shù)據(jù)的處理過程,在實驗過程中強化學生對實驗流程,設(shè)備結(jié)構(gòu)的認知和了解,強化對實驗中各種現(xiàn)象的觀察和記錄,養(yǎng)成良好的實驗習慣。在期末考核過程中,增加對實驗部分的考核,從課程管理的角度引導學生重視實驗,從而提高整個課程的教學效果。
以上總結(jié)的是我們化工原理教學中的幾點實踐經(jīng)驗。通過以上環(huán)節(jié)的實施,我們認為可以培養(yǎng)學生主動思考習慣以及應用知識的實踐意識。這幾個環(huán)節(jié)具有內(nèi)在的統(tǒng)一性,在教學實踐中認真實行這些環(huán)節(jié),并不斷拓新,以期使化工原理課程的教學效果更上一層樓。(作者單位:天津工業(yè)大學環(huán)境與化學工程學院)
參考文獻:
中圖分類號:TQ021.8 文獻標識碼: A 文章編號: 1674-0432(2014)-15-96-1
化學工程是一門將一系列化學有關(guān)的知識進行深研究的化學或物理過程的知識學科,它還包括對原有化學設(shè)備進行改革,以化學思想為基礎(chǔ)將理論和實際工程知識糅合。具體工作可包括研發(fā)新產(chǎn)品、設(shè)計、模擬、操作實驗來強化裝備等硬件設(shè)施。化學工程領(lǐng)域包括范圍廣泛,其中有機化學、無機化學、石油化工等領(lǐng)域,因此化學工程是國民經(jīng)濟建設(shè)從而推動社會進步重要的工程領(lǐng)域。目前化學工程技術(shù)的發(fā)展方向是逐漸趨向連續(xù)化、集約化、自動化、高效化和自動化、精密化。由于化學工程技術(shù)被廣泛運用到生活領(lǐng)域所以對其的研究是十分有必要的。
1 化學工程技術(shù)的新熱點
1.1化學超臨界反應技術(shù)
超臨界的化學反應技術(shù)是指反應過程中的溫度和壓力都在臨界點之上,這樣的狀態(tài)往往是液體和氣體之間。這樣形式的存在被廣泛運用到生物化工、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域,已經(jīng)顯示出很好的效益,發(fā)展前景很好,但近年來的探究和發(fā)展階段仍處于初級,待進一步深入研究。
1.2綠色化學研究技術(shù)
綠色化學由于能夠有效避免對環(huán)境的污染,近年來備受推崇。綠色化學就是指利用化學反應技術(shù)來充分利用資源、減少污染物的產(chǎn)生來起到對環(huán)境的保護。比如,它可以對產(chǎn)生污染物的相關(guān)溶劑和廢料進行處理,利用原子技術(shù)或高選擇性的化學反應生產(chǎn)處對環(huán)境有利的產(chǎn)品,這不僅能夠增加經(jīng)濟效益而且?guī)砜捎^的社會效益。
1.3分離技術(shù)的新研究
首先,分離技術(shù)強調(diào)對生產(chǎn)設(shè)備的強化,其次是生產(chǎn)技術(shù)。總結(jié)來說就是將設(shè)備更新,將生產(chǎn)率提高的技術(shù)都屬于化學分離技術(shù)的結(jié)果。古老的分離技術(shù)方法是利用各種材料沸點不同將其分離然后做研究。隨著科學技術(shù)的發(fā)展和各領(lǐng)域研究合作分工改變?yōu)榉蛛x技術(shù)新發(fā)展提供了廣闊的前景。比如近年來,在力學的傳遞以及多相流方面,采用信息技術(shù)發(fā)生分離,還有分子的模擬就很大的提高了預測熱力學平衡的水平,對分子的人為設(shè)計加速了分離等等。因此進一步研究高效的分離技術(shù)有著深遠的意義。
2 傳熱過程新的研究發(fā)展方向
2.1傳熱學中細微尺度的研究進展
細微尺度是指從時間尺度和空間尺度進行更細微的研究的熱學范疇,如今它在熱學中已經(jīng)形成了一個分支,具有廣闊的發(fā)展前景。當一個物體的尺寸遠大于其載體時,這樣的情況會存在,但是由于尺寸的更加細微,原來的假設(shè)影響因素也會發(fā)生相應變化。目前納米技術(shù)已經(jīng)取得顯著的成績,很多領(lǐng)域都是圍繞傳熱學中的細微尺度技術(shù)進行研究的,近年來取得了高集成電路、多空介質(zhì)流等新成果,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。
2.2傳熱設(shè)備的研究進展
近些年來,利用翹片來強化傳熱,管外的翹片強化傳熱原理包括有前緣效應和非穩(wěn)定性擾動以及減薄邊界層等幾種。常用的片是沖縫片和百葉窗。將來對此的研究應該將分布參數(shù)和場地模擬相結(jié)合,來優(yōu)化傳熱裝置結(jié)構(gòu)的參數(shù),實現(xiàn)管翹式的傳熱針設(shè)計。
2.3與計算機技術(shù)的相結(jié)合
計算機技術(shù)的不斷進步是化學中大量的技術(shù)問題能夠得到有效的解決。同時節(jié)約了大量的人力物力財力,也增加了數(shù)據(jù)和相關(guān)機械的精密度。計算機的主要貢獻表現(xiàn)在計算流體力學、數(shù)值傳熱力學、采用計算機技術(shù)進行統(tǒng)計、計算有利于將數(shù)據(jù)更直觀的表現(xiàn)出來,表現(xiàn)形式更加多樣,能夠有效分析大量實驗數(shù)據(jù)。
2.4與材料科學和信息工程相結(jié)合
科學的進步和新技術(shù)的研究涌現(xiàn)就為化學工程的研究提出了新的機遇。如何形成優(yōu)質(zhì)的服務體系和完整地理論作為研發(fā)支撐成為化學工程面臨的問題。所以它必將進入一個新的發(fā)展階段,在發(fā)展中應注重與多學科的交叉,更多的研究應該包括信息和化學應用、生物與化學以及能源環(huán)境與化學相結(jié)合的學科,這都為化學工程的發(fā)展提供了新的研究方向。由于信息技術(shù)不斷深入各個行業(yè),為此通過信息技術(shù)可以將大量的信息收集、整理進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,得出的結(jié)論可以為化學工程發(fā)展研究提供新的方向。
3結(jié)語
綜上所述,伴隨科學技術(shù)的發(fā)展,專業(yè)人員對化學工程研究已經(jīng)從單一走向研究領(lǐng)域與多學科相結(jié)合的多元化方向發(fā)展,隨著時代的需要,科學技術(shù)的發(fā)展,新的發(fā)展熱點的出現(xiàn),化學工程的發(fā)展方向也是多元化的。化學工程技術(shù)多元的發(fā)展給社會帶來的也將是全新的面貌,推動整個社會向前的步伐。
參考文獻
[1]韓鋼,宋.化學工程技術(shù)中微化工技術(shù)的應用研究.[J].中國科技博覽,2012(34).
二、加強化學工程與技術(shù)學科研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實施
(一)加強研究生導師隊伍建設(shè),是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的前提
在以“創(chuàng)新和服務”為主題的第三屆中外大學校長論壇上,來自全球的140多位校長普遍認為:教師是創(chuàng)新型大學的基礎(chǔ)。加強化學工程與技術(shù)學科研究生能力的培養(yǎng),研究生導師首先需要以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才為己任,在人才培養(yǎng)中真正發(fā)揮“導”的作用,這就要求研究生導師自覺提高專業(yè)水平和專業(yè)素養(yǎng)。只有導師具備扎實的專業(yè)功底和廣闊的學術(shù)視角,能夠站在化學工程與技術(shù)學科發(fā)展的前沿,關(guān)注社會發(fā)展對學科發(fā)展和人才培養(yǎng)的新要求,才能真正引導學生在科研工作的過程中創(chuàng)新性思維,激發(fā)學生科研的興趣,營造有利于學生獨立思考、自由探索、勇于創(chuàng)新的良好環(huán)境和氛圍。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計,諾貝爾獎顯示出明顯的“集中性”特征,全世界約4%的科研機構(gòu)占了22%的諾貝爾獎的獲獎份額。如德國馬普學會有17個獲獎者,英國貝爾實驗室有11個獲獎者,日本東京大學有10位獲獎者,英國卡文迪許實驗室有7位獲獎者。另一方面,諾貝爾獎獲得者具有“傳承性”。如1909年德國的奧斯特瓦爾德,他的學生能斯脫,能斯脫的學生米里肯,米里肯的學生安德森,安德森的學生格拉塞都是諾貝爾獎獲得者。諾貝爾獎獲得的集中性和傳承性說明,科研的創(chuàng)新一方面需要一種好的氛圍,另一方面導師處于科學前沿至關(guān)重要。我校化學工程與技術(shù)學科研究生的科研成果顯示,研究生在國際化學工程與技術(shù)領(lǐng)域前三位期刊上發(fā)表的優(yōu)秀論文,60%以上出自同一科研團隊。這些數(shù)據(jù)表明,導師能夠把握學術(shù)前沿,并能及時將學生們帶入前沿,在學科前沿從事自己的科學研究,是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的前提。若研究生導師自身道德修養(yǎng)、探索創(chuàng)新能力、對專業(yè)知識的精通和把握難以發(fā)揮楷模和導向作用,則培養(yǎng)有創(chuàng)新能力的研究生就是一句空話。
(二)打造針對化學工程與技術(shù)學科專業(yè)特點的研究生立體化創(chuàng)新性培養(yǎng)平臺,是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力的重要條件
為研究生學術(shù)工作搭建交流的立體化平臺,開拓研究視野,是培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力的重要保障。我校化學工程泰山學者實驗室針對化學工程與技術(shù)學科研究生的專業(yè)特點,為研究生學術(shù)交流搭建了包括研究生學術(shù)報告輪講平臺、國內(nèi)外學術(shù)會議平臺、校企合作工程化實施平臺在內(nèi)的立體化平臺,積極拓展教育研究和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的環(huán)境。研究生學術(shù)報告輪講平臺包括研究生每月一次的學術(shù)專題匯報,報告內(nèi)容可以是自己的科研內(nèi)容,也可以是對當今世界最新的研究進展的追蹤;一年一度的齊魯研究生學術(shù)論壇-化學與化工技術(shù)發(fā)展分論壇則是整個齊魯大地化學工程與技術(shù)研究生的華山論劍;每月一期的研究生論壇則是邀請外校、外國的教師以及學術(shù)名流來校開展專題講座;鼓勵研究生參加化學工程與技術(shù)領(lǐng)域各種國際或國內(nèi)的學會和年會;根據(jù)項目合作與人才培養(yǎng)需要,直接從具有科研創(chuàng)新實力和先進生產(chǎn)能力企業(yè)聘請高級研究人員任教,把最先進的應用技術(shù)傳授給學生,并不定期地帶學生走進大型化工企業(yè)學習,強化工程能力的培養(yǎng)。上述立體化研究生創(chuàng)新平臺建設(shè),一方面使學生能夠把握各自領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域的最新進展,拓寬研究生的研究視野,挖掘研究生的學習潛力和研究能力,為研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了學術(shù)平臺保障。
(三)結(jié)合化學工程與技術(shù)學科發(fā)展正確選題,是培養(yǎng)化學工程與技術(shù)研究生創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)
關(guān)鍵詞:
綠色化學工程;工藝;化學工業(yè)節(jié)能;促進作用
在環(huán)境污染程度不斷加重、生態(tài)系統(tǒng)破壞越來越嚴重的新形勢下,加大環(huán)保保護力度、提高各種資源與能源的有效利用率,對于促進人類、經(jīng)濟、環(huán)境等可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。因此,深入了解綠色化學工程與工藝對化學工業(yè)節(jié)能的促進作用,是降低化工生產(chǎn)污染程度和減少資源浪費的重要途徑。
1綠色化學工程與工藝的合理開發(fā)
根據(jù)當前綠色化學工程與工藝的開況來看,其主要包括如下幾種:
1.1綠色化學原料的合理運用在化學生產(chǎn)工藝和相關(guān)流程中,化學生產(chǎn)原料的合理選用,在降低化學生產(chǎn)污染程度和減少資源浪費量上發(fā)揮著很總要的作用。一般情況下,化學工程中的原料都是不可再生的資源,如果大量使用,不但會加劇不可再生資源的消耗量,還會大大提高污染物的排放量,從而加重環(huán)境污染、資源浪費。因此,綠色化學原料的合理運用,是綠色化學工程的重要研究方向之一,通過使用自然物質(zhì)、綠色化學物質(zhì)、可再生化學原料等,如苞米桿、蘆葦、纖維植物,可以有效生產(chǎn)出各種化學產(chǎn)品。與此同時,在整個生產(chǎn)過程中,綠色化學原料產(chǎn)生的氣體一般是氫氣,不會給環(huán)境、人體帶來傷害,在保證生態(tài)系統(tǒng)平衡發(fā)展上有著極大作用。
1.2化學反應選擇性的有效增強在化學物質(zhì)發(fā)生反應的過程中,化學反應是非常重要的組成部門,通常情況下,化學原料的轉(zhuǎn)化都必須經(jīng)過化學反應才能完成。因此,在化學工程總,注重化學反應選擇性的有效增強,有利于提高化學工程的生產(chǎn)效率、質(zhì)量等。在實踐過程中,化學反應的影響因素有時間、環(huán)境、原料等,如在氧化反應中會產(chǎn)生大量熱能,致使化學原料發(fā)生變質(zhì)情況,從而影響化學品的生產(chǎn)質(zhì)量。所以,在注重新型反應形式的合理應用,是綠色化學工程的重要組成部分之一,不但能提高催化物的催化能力,還能大大增加物質(zhì)的反應時間,從而獲得更好的產(chǎn)生效果。
1.3無毒無害催化原料的利用在化學工業(yè)快速發(fā)展的情況下,化學反應在化學生產(chǎn)中的合理應用,對于促進化學工業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著重要影響。而在化學反應的整個過程中,催化劑是重要的催化物質(zhì),需要注重無毒無害催化原料的合理利用,才能更好的改善催化物的效用,從而達到提高化學反應效率、節(jié)能和降低環(huán)境污染程度的目的。
2綠色化學工程與工藝對化學工業(yè)節(jié)能的促進作用
2.1清潔生產(chǎn)技術(shù)的合理應用目前,清潔生產(chǎn)技術(shù)的價值非常高,在對化工原料進行無毒、無害和無廢處理以后,原料的有效利用率可以得到大大提高,從而達到提高化學工程生產(chǎn)質(zhì)量的目的。目前,最常用的清潔生產(chǎn)技術(shù)是脫硝技術(shù)和脫硫技術(shù),在對生活垃圾、具有嚴重污染的化學物質(zhì)等進行綠色處理之后,生活垃圾很多都會被轉(zhuǎn)化為沼氣。與此同時,自然發(fā)電技術(shù)的合理應用,如風能、太陽能等清潔生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā),特別是生物工程中各種清潔生產(chǎn)技術(shù)的不斷推廣,在提高環(huán)境質(zhì)量、降低環(huán)境污染程度和實現(xiàn)資源與能源的最有效利用上有著重要作用。
2.2生物技術(shù)的有機結(jié)合在化工生產(chǎn)中,比較常用的生物技術(shù)是生物化工、化學仿生學兩個部分,如生物酶的合理應用,與綠色化工工程與工藝相結(jié)合,可以是再生資源得到最有效利用,并生產(chǎn)出綠色化學品。目前,綠色化學工程與工藝中,工業(yè)酶、自然界中的酶等是非常重要的催化劑,有著無污染反應條件好、產(chǎn)物性質(zhì)好等多種有點,在促進生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)發(fā)展上有著重要影響。
2.3環(huán)境友好型產(chǎn)品的合理生產(chǎn)通過生產(chǎn)各種環(huán)境友好型產(chǎn)品,可以起到很好的環(huán)保作用,如磷洗衣粉、清潔汽油等,是綠色化學工程與工藝不斷發(fā)展的重要研究方向之一。因此,在人們生活、工作的過程中,各種綠色產(chǎn)品的使用和推廣,是降低環(huán)境污染程度、促進社會和諧發(fā)展和推動經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。
3結(jié)語
綜上所述,在加大環(huán)境保護力度和提高能源與資源有效利用率的過程中,綠色化學工程與工藝的研究,不但能減少染污物的排放量,還能改善人們的生活環(huán)境質(zhì)量。因此,加大綠色化學工程與工藝的投入力度,對于實現(xiàn)化學工業(yè)節(jié)能、促進化學工業(yè)更長遠發(fā)展有著重要意義。
參考文獻:
[1]劉森,羅澤鵬,都穎,劉思樂.綠色化學工程工藝對化學工程節(jié)能的促進作用分析[J].黑龍江科技信息,2016,02:75.
前言:
伴隨科學技術(shù)的發(fā)展,專業(yè)人員對化學工程研究已經(jīng)從單一走向研究領(lǐng)域與多學科相結(jié)合的多元化方向發(fā)展,隨著時代的需要,科學技術(shù)的發(fā)展,新的發(fā)展熱點的出現(xiàn),化學工程的發(fā)展方向也是多元化的。化學工程技術(shù)多元的發(fā)展給社會帶來的也將是全新的面貌,推動整個社會向前的步伐。
1化學工程技術(shù)的概述
化學工程技術(shù)主要研究化學生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的研究開發(fā),同時也需要設(shè)計和管理反應裝置,因此它是一門集合理論和實際操作的綜合性技術(shù)。在化學生產(chǎn)中運用化學工程生產(chǎn)技術(shù),可以顯著提高生產(chǎn)效率,縮短生產(chǎn)時間,同時還可以大幅提高產(chǎn)品的質(zhì)量,減少成本和原材料的消耗,對于產(chǎn)品的開發(fā)以及技術(shù)的改進都具有非常重要的作用。
近幾年我國的科學水平不斷進步,化學工程技術(shù)越來越來越廣泛地被應用在化學生產(chǎn)中。化學生產(chǎn)關(guān)系著全社會對化工產(chǎn)品呢的需求,也影響著我國其他產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展。化學工程技術(shù)在化學生產(chǎn)中的應用十分必要,對于維持人們的正常生活和社會的穩(wěn)定都有重要作用,因此,其應用也越來越受到人們的重視。
2化學工程中的新型反應技術(shù)
2.1綠色化學反應技術(shù)
環(huán)境問題在當今社會的發(fā)展中尤為重要,而綠色化學就是指不會污染環(huán)境的,可以保護環(huán)境的化學技術(shù)。這種技術(shù)主要采用化學方法和技術(shù)來減少甚至消除潛在污染源,比如那些妨礙社會安全、對人類健康有害、影響生態(tài)環(huán)境的原材料都可以通過這種技術(shù)加以治理,從而減少環(huán)境污染,達到保護環(huán)境的目的。而且綠色化學技術(shù)可以將污染從源頭就加以消除和治理,因此,對環(huán)境治理非常徹底。
2.2超臨界化學反應技術(shù)
所謂的超臨界液體就是指具有液體和氣體雙重性質(zhì)的物質(zhì)。當壓力和溫度都位于臨界點之上時,其狀態(tài)也位于氣體和液體間。這種超臨界流體的應用十分廣泛,在生物化工、化學工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)以及食品工業(yè)等表現(xiàn)出巨大的研究價值,具有十分光明的發(fā)展前景。我國目前的超臨界化學技術(shù)雖然已經(jīng)取得巨大的進步,但是有些方面還不夠成熟,仍然具有非常廣闊的提升空間,需要繼續(xù)努力開發(fā)。
2.3新分離技術(shù)
傳統(tǒng)的分離技術(shù)是利用沸點不同,使不同的組分從分離塔中先后分離出來。首先是對設(shè)備的強化,隨著科學水平的進步,分離技術(shù)也在不斷地更新和改進,但是任然存在很多不足的地方。而信息技術(shù)的發(fā)展,給分離技術(shù)帶來一個嶄新的局面,人們將信息技術(shù)引進到分離技術(shù)的開發(fā)研究中,取得了非常明顯的進步。比如在熱力學的傳遞性質(zhì)和多相流的研究過程中,就是引入信息技術(shù),并使之發(fā)揮功效,進而達到分離的目的,此方法已經(jīng)成為成熟的分離技術(shù)。再如分子模擬可以提高預測平衡性質(zhì)的水平,進而加速分離分子,可以用于開發(fā)新型的高效分離劑。因此,信息技術(shù)的引入對于深入和促進分離技術(shù)的深入具有重要作用,并且還能顯著提高工作效率。
3化學工程技術(shù)在化學生產(chǎn)中的應用新方向研究
3.1傳熱過程的強化
此研究主要是改進換熱器的設(shè)備,通過這種方法來提高傳熱效率,并且使設(shè)備可以持續(xù)放熱。要達到這個目的,就必須改進原來的設(shè)計工藝,開發(fā)新型傳熱材料,這樣才能不斷優(yōu)化傳熱技術(shù)。
3.2微細尺度傳熱學
微細尺度是傳熱學中一個熱點的分支學科,具有非常廣闊的發(fā)展前景。當物體尺寸大于連續(xù)介質(zhì)時,由于尺度微細,原來的影響因子也會發(fā)生變化,這樣就導致了傳入和流動規(guī)律的變化。目前的納米和微米科學都取得了明顯進步,也衍生了很多以微細尺度傳熱學為基礎(chǔ)的研究領(lǐng)域,并取得了豐碩的成果,比如微型熱管、多空介質(zhì)流動傳熱、高集成度電子設(shè)備等多項研究成果。
3.3傳熱理論
一直以來,人們都在研究液體核態(tài)沸騰的原因。但是由于沸騰復雜多變,研究過程中無法進行準確的計算。目前的研究方法存在的嚴重缺陷是計算的準確率過低,而且必須以大量實驗做為基礎(chǔ)保障。因此我們必須從新角度來和研究問題,根據(jù)基本理論,找出新的計算方法和模型,不斷深入研究傳熱理論。
3.4傳熱學中細微尺度的研究進展
細微尺度是指從時間尺度和空間尺度進行更細微的研究的熱學范疇,如今它在熱學中已經(jīng)形成了一個分支,具有廣闊的發(fā)展前景。當一個物體的尺寸遠大于其載體時,這樣的情況會存在,但是由于尺寸的更加細微,原來的假設(shè)影響因素也會發(fā)生相應變化。目前納米技術(shù)已經(jīng)取得顯著的成績,很多領(lǐng)域都是圍繞傳熱學中的細微尺度技術(shù)進行研究的,近年來取得了高集成電路、多空介質(zhì)流等新成果,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。
3.5傳熱設(shè)備的研究進展
近些年來,利用翹片來強化傳熱,管外的翹片強化傳熱原理包括有前緣效應和非穩(wěn)定性擾動以及減薄邊界層等幾種。常用的片是沖縫片和百葉窗。將來對此的研究應該將分布參數(shù)和場地模擬相結(jié)合,來優(yōu)化傳熱裝置結(jié)構(gòu)的參數(shù),實現(xiàn)管翹式的傳熱針設(shè)計。
3.6與計算機技術(shù)的相結(jié)合
計算機技術(shù)的不斷進步是化學中大量的技術(shù)問題能夠得到有效的解決。同時節(jié)約了大量的人力物力財力,也增加了數(shù)據(jù)和相關(guān)機械的精密度。計算機的主要貢獻表現(xiàn)在計算流體力學、數(shù)值傳熱力學、采用計算機技術(shù)進行統(tǒng)計、計算有利于將數(shù)據(jù)更直觀的表現(xiàn)出來,表現(xiàn)形式更加多樣,能夠有效分析大量實驗數(shù)據(jù)。
3.7與材料科學和信息工程相結(jié)合
科學的進步和新技術(shù)的研究涌現(xiàn)就為化學工程的研究提出了新的機遇。如何形成優(yōu)質(zhì)的服務體系和完整地理論作為研發(fā)支撐成為化學工程面臨的問題。
所以它必將進入一個新的發(fā)展階段,在發(fā)展中應注重與多學科的交叉,更多的研究應該包括信息和化學應用、生物與化學以及能源環(huán)境與化學相結(jié)合的學科,這都為化學工程的發(fā)展提供了新的研究方向。由于信息技術(shù)不斷深入各個行業(yè),為此通過信息技術(shù)可以將大量的信息收集、整理進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,得出結(jié)論可以為化學工程發(fā)展研究提供新的方向。
3.8做好人才工程的建設(shè)
21世紀國際社會的競爭實質(zhì)上就是以科技實力為基礎(chǔ)的綜合國力的競爭,誰在科技上遙遙領(lǐng)先誰就掌握了國民經(jīng)濟發(fā)展制高點。科學技術(shù)的競爭說到底是人才的競爭,人才是科學技術(shù)發(fā)展的動力。而化學工程技術(shù)也同樣需要優(yōu)秀的人才,因此,我們要加強化學工程的教育,培養(yǎng)出更多的優(yōu)秀化學人才。另外,還要提高化學工程待遇,加強國內(nèi)外的學術(shù)交流。目前化學工程技術(shù)正處在飛越發(fā)展期,隨著化學技術(shù)的不斷加大,化學工程技術(shù)必將以全新的面貌展現(xiàn)在我們面前。
4結(jié)束語
綜上所述,化學工程技術(shù)在化學生產(chǎn)中具有非常重要的作用,其應用大大提高了生產(chǎn)效率,節(jié)約了能源和原材料,而且還提高了產(chǎn)品的質(zhì)量,為滿足人們的日常需求和社會穩(wěn)定作出重大貢獻。
本文主要概述了化學工程技術(shù),并對其中的一些核心技術(shù)和研究進展進行了闡述,比如綠色化學反應技術(shù)、超臨界液體技術(shù)和新分離技術(shù)等,希望可以更好地促進化學工程技術(shù)的發(fā)展,不斷改進理論和技術(shù),進一步擴大其應用范圍,使它發(fā)揮更大的作用,為人類提供更好的生活,同時促進社會的不斷進步和發(fā)展。
參考文獻:
[1]張楊.淺談化學工程技術(shù)在化學生產(chǎn)中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用.2014(08).
[2]陳偉.淺析化學工程技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應用[J].科學專論.2013(01).
能源化學工程專業(yè)是研究利用化學與化工的理論和技術(shù)來解決能量轉(zhuǎn)換、能量儲存及能量傳輸問題的戰(zhàn)略性專業(yè)。能源的高效、清潔利用將是21世紀化學科學與工程的前沿性課題,也是當前社會急需的具有廣泛發(fā)展前景的新興產(chǎn)業(yè)。我國于2010年開始設(shè)置了能源化學工程戰(zhàn)略新型專業(yè),并于2011年進行試點招生。目前針對能源化學工程專業(yè)并結(jié)合學校實際情況,對能源化學工程專業(yè)的培養(yǎng)模式進行了有益的探索。例如:
(1)東北石油大學對能源化學工程專業(yè)課程體系進行了構(gòu)建,專業(yè)按照“通識教育+學科專業(yè)基礎(chǔ)+專業(yè)教育+實踐教學”四個層面對課程體系進行了設(shè)置[1];
(2)沈陽工程學院對能源化學工程專業(yè)學生的實踐能力的培養(yǎng)進行了教學探討,制定了一系列實踐教學的相關(guān)規(guī)章制度,如《實驗室開放制度》《實驗室守則》《校內(nèi)外實習管理辦法》《課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計管理辦法》等實踐教學的規(guī)章制度[2];
(3)北京化工大學對能源化學工程專業(yè)人才的培養(yǎng)注重學科發(fā)展的國際化交流與合作。每年邀請國際上著名的學者到能源化學工程實驗室進行訪問和交流,通過學術(shù)報告和互動交流,拓寬學生的國際化視野。并與多所國際著名大學建立了密切的科研合作關(guān)系和聯(lián)合培養(yǎng)學生機制,為學生搭建了國際交流平臺[3];
(4)哈爾濱工業(yè)大學能源化學工程專業(yè)教學主要側(cè)重于學科研究方向的改革,主要包括太陽能電池材料的制備及性能研究,功能晶體材料的制備,生物質(zhì)能源的開發(fā),生物質(zhì)能源與化工原料的轉(zhuǎn)化研究,多晶硅高效回收新技術(shù),發(fā)光二極管(LED)用熒光粉的研制,LED新型散熱器材料的合成及LED封裝材料等研究方向[4]。菏澤學院是一個應用型的地方本科院校,2012年菏澤學院化學化工系緊扣菏澤市煤炭石油資源豐富和能源化工基地建設(shè)的需要,成功地申請了能源化學工程專業(yè),并于2013年開始招生。構(gòu)建一個適應社會發(fā)展需求、具有地方特色的人才培養(yǎng)模式,是能源化學工程專業(yè)健康發(fā)展的基礎(chǔ)。在高等教育大眾化的背景下,應用型本科人才成為高等教育的重要對象,并占據(jù)了主導地位[5]。近年來,菏澤學院根據(jù)地方資源特點、經(jīng)濟發(fā)展需求和學校的師資結(jié)構(gòu)特點對應用型本科能源化工專業(yè)的人才培養(yǎng)模式進行了構(gòu)建。主要從人才培養(yǎng)規(guī)格、理論課程體系構(gòu)建、教學方式方法革新、實踐教學和學生科技創(chuàng)新體系的完善、考核評價方式的改進、師資隊伍建設(shè)等方面進行了探索。
1人才培養(yǎng)規(guī)格的建構(gòu)
人才培養(yǎng)規(guī)格是教學的前提和基礎(chǔ)。《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020)》明確提出:要遵循教育規(guī)律和人才成長規(guī)律,深化教育教學改革,創(chuàng)新教育教學方法,探索多種培養(yǎng)方式,形成各類人才輩出、拔尖創(chuàng)新人才不斷涌現(xiàn)的局面[6]。為此應構(gòu)建以學生為主體、以創(chuàng)新應用人才為核心,以學生全面發(fā)展為中心的多規(guī)格本科人才培養(yǎng)模式。為制定切合實際的應用型人才培養(yǎng)規(guī)格,我系深入菏澤市及周邊地市各個能源化工企業(yè)進行調(diào)研,與人力資源招聘部門進行接觸、對已畢業(yè)的學生進行調(diào)查反饋等,多方收集相關(guān)信息,并結(jié)合菏澤學院化學化工系師資結(jié)構(gòu)特點,對我們的人才培養(yǎng)規(guī)格進行了定位。在調(diào)查過程中,我們發(fā)現(xiàn):社會對能源化工專業(yè)的人才需求有三種類型:科研創(chuàng)新性,動手操作技術(shù)性和管理經(jīng)營性人才。考慮到我系師資力量和學校發(fā)展目標,我們把能源化學工程的人才培養(yǎng)目標定為培養(yǎng)動手操作技術(shù)性和能源化工企業(yè)管理經(jīng)營性人才。采用“一個專業(yè)兩個方向”進行培養(yǎng),實行“5+3”分流培養(yǎng)方式,即前5個學期在一起上通識課和專業(yè)基礎(chǔ)課,后3個學期按照學生的意愿進行分開培養(yǎng),主要開設(shè)專業(yè)課。同時對經(jīng)營管理型的學生聘請經(jīng)濟系的老師開設(shè)經(jīng)濟管理型方面的課程。
2課程培養(yǎng)體系的構(gòu)建
課程體系直接關(guān)系到培養(yǎng)人才的質(zhì)量。能源化學工程是一門內(nèi)容豐富而又廣泛的科學,是涵蓋能源、化工、環(huán)境和材料的交叉學科。課程體系按照“通識教育+學科專業(yè)基礎(chǔ)+專業(yè)教育+實踐課”四個模塊設(shè)置,注意學科前沿和知識體系的完整性,構(gòu)建具有地方特色的厚基礎(chǔ)、寬口徑、重視學科交叉的課程體系。應用型人才培養(yǎng)必須重視實踐課的建設(shè)。在課程體系構(gòu)建中,我們十分重視實踐課的比例,規(guī)定不少于總課時的20%。課程除了基礎(chǔ)課程實驗、專業(yè)課程實驗、暑假實習、畢業(yè)實習、生產(chǎn)實習,畢業(yè)論文設(shè)計外,還應增加大學生挑戰(zhàn)杯競賽、大學生科研基金項目、大學生創(chuàng)業(yè)計劃項目、開放實驗室等項目。教學是基礎(chǔ),是傳授知識;科研是創(chuàng)造知識,是教學的延伸和發(fā)展[7]。組織學生積極參加全國大學生化工設(shè)計競賽、數(shù)學建模競賽、機械設(shè)計競賽、結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽、大學生挑戰(zhàn)杯賽等競賽項目。其目的是以競賽為載體,把探索精神、創(chuàng)新技能、動手能力、合作能力、針對具體實際問題提出解決方案的能力作為培養(yǎng)目標。這些競賽對于培養(yǎng)我國本科生的科研實踐能力和創(chuàng)新精神起到了積極作用[18],加強了學生應用型能力的培養(yǎng)。
3教學方式方法的革新
緊密結(jié)合人才培養(yǎng)目標,構(gòu)建全方位的教學改革模式。在教學方法上,根據(jù)“多元智力理論”和應用創(chuàng)新型人才成長規(guī)律,進行教學方式的改革,結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實例,采用范例教學改革模式,使學生在實踐體驗中感受應用創(chuàng)新型人才成長的過程,倡導“做中學”,使學生在小組合作比賽中體會自己的成長。在教學實踐中可采用“項目活動法”,在項目設(shè)計過程中,教師僅起指導作用,學生可以自主查閱資料并開展與項目有關(guān)的研究性活動和合作學習。
4實踐教學和科技創(chuàng)新體系的完善
實踐教學和學生科技創(chuàng)新是培養(yǎng)應用創(chuàng)新型人才的重要環(huán)節(jié)。構(gòu)建多層次的包括校內(nèi)實驗、實訓、課程設(shè)計、參加科技創(chuàng)新競賽、畢業(yè)設(shè)計,校外工廠見習、項目合作導師制、校外實習的“雙導師”制以及校企合作協(xié)同培養(yǎng)制度,切實加強學生實踐能力和科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[9]。“雙導師”制是指學生的實習過程中,由學校教師和企業(yè)老師共同指導,使學生對工廠實際生產(chǎn)的流程和工藝有一個全面清楚的認識,培養(yǎng)學生運用所學知識分析工程問題和工程實踐應用能力。現(xiàn)在我們已與菏澤市的玉皇化工集團、洪業(yè)化工集團、多友科技等企業(yè)合作建立了10多處校外實習基地。雙導師制的實行,加強了校企結(jié)合,有力地培養(yǎng)了學生解決工程問題的能力,避免了學生“所學”和企業(yè)“所需”脫節(jié)的問題,實現(xiàn)了學校培養(yǎng)和企業(yè)所需人才的對接。
5考核評價方式的改進
評價是學科教學的指揮棒。在能源化學工程專業(yè)課程評價過程中,采用過程評價與終結(jié)性評價相結(jié)合的評價方式[8]。對于通識課和專業(yè)基礎(chǔ)課程,采取以閉卷考試(70%)和平時成績(作業(yè)、小論文、實踐報告)相結(jié)合為主;對于專業(yè)課,可采用閉卷考試、開卷考試和設(shè)計(論文)相結(jié)合的方式進行考核;對于選修課,采取教師自主考核與院系抽查相結(jié)合的方式;對于實習和實踐課程,結(jié)合“雙導師制”,采用化學化工系與企業(yè)共同考核的方式;對于實踐課程,采取小組提交實踐報告并答辯的方式進行評價。變單一評價為多元評價,從而調(diào)動學生的學習積極性。
6“雙師型”師資隊伍的建設(shè)
教師的“復合”能力(高深的專業(yè)理論和豐富的工業(yè)實踐操作技能)是培養(yǎng)學生應用創(chuàng)新能力的前提和基礎(chǔ)。為培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力,結(jié)合專業(yè)發(fā)展實際,構(gòu)建“外引+內(nèi)培+實踐鍛煉”相結(jié)合多渠道的“雙師型”教師的培養(yǎng)方式,加強與高校、科研院所和企業(yè)的聯(lián)系,切實提高教師的業(yè)務水平。近三年來,我系派出4位教師到能源化工企業(yè)進行業(yè)界鍛煉,培養(yǎng)教師的工程實踐能力,使教師明確企業(yè)對人才規(guī)格的需求,同時加強與企業(yè)之間的科研合作。我們還聘請企業(yè)的業(yè)務骨干為我們的兼職教師,不定期地給學生開設(shè)講座和實踐課。同時,我們鼓勵年輕教師考取化工安全評價師、化工工程師、設(shè)備設(shè)計工程師等相關(guān)專業(yè)的職業(yè)資格證書。這些措施有力地培養(yǎng)了教師的工程實踐應用能力,加強了“雙師型”師資隊伍的建設(shè)。總之,根據(jù)社會發(fā)展對能源化學工程人才的需求和菏澤學院建設(shè)應用型地方特色明顯建設(shè)的目標,化學化工系根據(jù)師資結(jié)構(gòu)特點,對能源化工人才培養(yǎng)模式進行了探索和改革,目前取得了一定的經(jīng)驗。而對如何更高效的進行校企合作,建設(shè)產(chǎn)學研聯(lián)合協(xié)同創(chuàng)新體系,打造有能源化學工程專業(yè)特色的培養(yǎng)模式和體系,是我們繼續(xù)努力和探索的目標。
參考文獻
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關(guān)鍵詞 化工專業(yè);“油類”課程群; 教學改革;課程群平臺
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2015)14-0049-02
作者簡介:程麗華,女,教授,研究方向:化學工程與工藝專業(yè);施永軍,男,實驗師,研究方向:計算機應用;洪曉瑛,女,實驗師,研究方向:化工專業(yè)實驗教學和石油化工產(chǎn)品分析;王琪,女,講師,研究方向:油氣儲運專業(yè); 謝穎,女,教授,研究方向:化學工程與工藝專業(yè)。
基金項目:本文系2013年廣東省高等學校教學改革項目“立足‘卓越計劃’的‘油類’課程群教學模式的探索與實踐”(編號:GDUP201209)的研究成果。
石化產(chǎn)業(yè)是國家十大振興產(chǎn)業(yè)之一,是廣東三大支柱產(chǎn)業(yè)之一。隨著石油化工行業(yè)的迅速發(fā)展,石化企業(yè)中新技術(shù)和新設(shè)備不斷涌現(xiàn),而且自動化程度和管理水平越來越高,屬于高度自動化,技術(shù)密集型現(xiàn)代化企業(yè),這必將導致對石油化工急需人才的要求越來越高。因而,項目組根據(jù)學校發(fā)展定位、圍繞化工專業(yè)培養(yǎng)目標以及石油化工行業(yè)對人才的需求,提出立足“卓越計劃”的“油類”課程群教學模式的探索與實踐的研究課題,探索以石油煉制工程省精品資源課程為引領(lǐng),打破學科界限構(gòu)建“油類”課程群,以校企協(xié)同管理課程、協(xié)同培養(yǎng)人才為指導,面向石化企業(yè)發(fā)展需求,創(chuàng)新課程群教學模式,有效地培養(yǎng)石油化工應用型工程技術(shù)人才,滿足我省及周邊地區(qū)對石油化工緊缺人才的需求。
一、以省精品資源課程為引領(lǐng),構(gòu)建“油類”課程群
課程群建設(shè)是近年來高等院校課程建設(shè)實踐中出現(xiàn)的一項新的課程開發(fā)技術(shù)。我校化學工程與工藝專業(yè)(石油化工方向)具有雄厚的專業(yè)基礎(chǔ)、特有的石油化工特色,2009年被國家批準為國家級特色專業(yè)建設(shè)點,2011年被列為卓越工程師培養(yǎng)計劃試點專業(yè),為我國石化行業(yè)輸送了大批高素質(zhì)的應用型人才。該專業(yè)長期以來以彰顯石化特色的《石油煉制工程》專業(yè)主干課程為抓手進行專業(yè)課程的建設(shè)與改革。它是培養(yǎng)未來石油化工工程師的思維方式和工作方式的關(guān)鍵載體,也是理論聯(lián)系實際的重要橋梁,肩負著為服務廣東及周邊地區(qū)石油化工行業(yè)提供高級應用型人才的重任,2013年被列為廣東省精品資源共享課。為此我們以省精品資源共享課為引領(lǐng),在深入對突出學校辦學特色的“油類”課程進行調(diào)研和分析基礎(chǔ)上,通過梳理各課程內(nèi)容和課程間的關(guān)聯(lián)性,在對相關(guān)課程的內(nèi)容進行優(yōu)化整合的基礎(chǔ)上,組織校企專業(yè)課程建設(shè)委員會對“油類”課程群的知識內(nèi)容進行進一步的研討,最后選擇滿足“卓越計劃”培養(yǎng)目標要求的《石油煉制工程》(含化工專業(yè)實驗)、《石油化工概論》、《石油化工工藝學》、《石油儲運基礎(chǔ)》等4門課程構(gòu)建化學工程與工藝專業(yè)(簡稱化工專業(yè))“油類”課程群。
二、以校企協(xié)同管理專業(yè)課程為原則,樹立課程群建設(shè)新理念
2011年化工專業(yè)被列為“卓越計劃”試點專業(yè),這對課程建設(shè)尤其是專業(yè)課程如何改革以適應“卓越計劃”培養(yǎng)目標的實現(xiàn)提出了更多的思索。團隊經(jīng)過多次調(diào)研與反復研究一致認為課程建設(shè)要與學校的人才培養(yǎng)目標、與行業(yè)所需人才緊密結(jié)合起來,樹立了與行業(yè)協(xié)同管理、協(xié)同育人的課程建設(shè)理念。
通過校企協(xié)同管理,使專業(yè)課程建設(shè)從目前學校的單方管理,轉(zhuǎn)變?yōu)閷W校、石化企業(yè)雙方協(xié)同管理。中國石油化工股份有限公司茂名分公司(以下簡稱茂名石化)是我國最大的石油化工基地,是我校國家級工程實踐教育中心,擁有大批高水平石化專家及先進的管理理念,對本行業(yè)技術(shù)前沿最了解,對行業(yè)發(fā)展趨勢最了解,對行業(yè)用人需求最了解。成立由企業(yè)專家組成的化學工程與工藝專業(yè)課程建設(shè)教學指導委員會,確定“油類”課程群建設(shè)主要目標,共同制定課程群建設(shè)方案、課程教學大綱及重點教學內(nèi)容;共同構(gòu)建四年不斷線的工程教育模式,以培養(yǎng)適應石化行業(yè)需求的緊缺人才。
三、按不同培養(yǎng)目標優(yōu)化教學內(nèi)容,避免內(nèi)容交叉重復
在這四門課程中,石油煉制工程和石油化工工藝學是化工專業(yè)必修課,是專業(yè)基礎(chǔ)知識的綜合應用,具有較強的實踐性,化工專業(yè)實驗則將專業(yè)知識與理論知識融合起來。石油化工過程概論是全校的公選課,包含了石油加工和石油化工的基礎(chǔ)知識,石油儲運基礎(chǔ)是專業(yè)的選修課程,主要介紹石油及油品的儲存和運輸技術(shù)。這幾門課程“油味十足”,既有聯(lián)系,又有區(qū)別。為此,我們要按著不同層次優(yōu)化教學內(nèi)容,避免交叉性內(nèi)容的重復。
筆者一直從事化學工程與工藝專業(yè)課的教學工作,為省石油煉制工程教學團隊負責人及省精品課程資源共享課程負責人。在教學研究過程中,真切地感受到各門課程是相互緊密聯(lián)系的,但有時又會出現(xiàn)課程內(nèi)容的重復。如這幾門課程中都涉及到油品的基本性質(zhì),如何根據(jù)課程的培養(yǎng)目標合理安排教學內(nèi)容就顯得非常重要。正是由于各門課程之間有千絲萬縷的聯(lián)系,各門課程的教學內(nèi)容要進行合理安排,如果在教學安排上不注重教學內(nèi)容的安排,只是簡單重復,勢必引起學生厭倦或厭學。
為此我們組織的油類課程群教學團隊將油類課程群作為一個整體來優(yōu)化教學內(nèi)容,在各門課程互通有無的基礎(chǔ)上,對于交叉性內(nèi)容,不同的具體課程,共目標各有側(cè)重,并據(jù)此安排教學內(nèi)容和課時。這樣不僅避免了簡單的重復,節(jié)省了學時,同時還激發(fā)了學生的學習興趣,提高了學習效果。
四、緊緊依托學科建設(shè)資源,教學內(nèi)容緊跟學科發(fā)展步伐
化工專業(yè)充分依托茂名石化公司得天獨厚的產(chǎn)學研優(yōu)勢,在石油化工領(lǐng)域取得了較好的科研成績,已形成一支學術(shù)水平較高、結(jié)構(gòu)合理、合作精神和創(chuàng)新能力強的研究團隊,在同類型的院校中脫穎而出,從而使化學工藝學科成為廣東省重點特色學科。課堂上,團隊成員緊跟學科發(fā)展前沿,針對石油化工的最新發(fā)展,在課堂教學中及時補充和更新的理論和知識,增加一些能反映現(xiàn)代科學技術(shù)發(fā)展的前沿內(nèi)容。例如,隨著環(huán)境保護的要求,清潔汽油、清潔柴油新技術(shù)的發(fā)展,在石油煉制工程中增加這方面的知識;隨著新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備的涌現(xiàn),在石油化工工藝學教學過程中不斷補充與課程相關(guān)的最新化工生產(chǎn)技術(shù)和科研成果。及時更新和補充專業(yè)課的教學內(nèi)容,不僅拉近了教學與學科前沿的距離,還促進了學生對新知識和新技術(shù)的認知,拓寬了學生知識面,培養(yǎng)能夠適應石油化工行業(yè)的發(fā)展和社會需求的化工人才。
同時,注重教學與科研相結(jié)合,以專業(yè)實驗為載體,促進專業(yè)理論知識的學習。專業(yè)實驗教學內(nèi)容的改革是本課程群建設(shè)的重要內(nèi)容。我校化學工程與工藝專業(yè)實驗一直獨立設(shè)課,內(nèi)容上偏重驗證,不能行之有效地檢驗和運用課程群的知識。為此,在實驗內(nèi)容的精選和安排上,我們注意引進老師的科研成果,這不僅豐富了教學內(nèi)容,提高教學效果,還增加了學生對老師科研情況的了解,培養(yǎng)學生的科研興趣,使學生盡早地加入老師的科研課題,進行團隊工作,并借助課題培養(yǎng)學生系統(tǒng)地思考問題的能力以及提高創(chuàng)新能力。
五、校企共建教學資源,協(xié)同培養(yǎng)石油化工類人才
在課程建設(shè)機制上,堅持校企(為石油石化企業(yè)服務)聯(lián)合辦學。廣東石油化工學院與中國石油石化企業(yè)一直有著天然的密切聯(lián)系,是廣東省人民政府與中國石油化工集團公司、中國石油天然所集團公司、中國海洋石油總公司共建高校,長期依托的三大企業(yè)——中石油、中石化、中海油都是世界500強的跨國集團。學校坐落在“南方油城”——茂名,與中石化屬下的“茂名石化”有著血濃于水的情感。茂名石化煉油加工能力1350萬噸/年,有60多套煉油工藝,掌握著最先進的技術(shù)裝備和生產(chǎn)工藝,有真實的工程實踐條件和環(huán)境,同時,還擁有先進的典型煉油工藝模擬仿真系統(tǒng)。我校在60年的辦學歷史中,有30多年屬石化行業(yè)公司主管,依托這種得天獨厚的優(yōu)勢,通過校企協(xié)同育人,使工程技術(shù)人才培養(yǎng)從高校培養(yǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝:推髽I(yè)聯(lián)合培養(yǎng)。在企業(yè)的深度參與下培養(yǎng)的石化工程師能更有效地滿足石化產(chǎn)業(yè)對人才的特殊需求。學校與茂名石化公司共建國家級工程實踐教育中心,為深化專業(yè)課程改革提供了重大機遇,近幾年在專業(yè)課程建設(shè)方面創(chuàng)建了企業(yè)深度參與人才培養(yǎng)特色,體現(xiàn)在與企業(yè)共建教學資源包括共同編寫了教材、實習指導書、典型事故案例分析、共同拍攝典型煉油工藝過程教學片等。這些與實際結(jié)合緊密的教學資源,對有效地培養(yǎng)石油化工類工程技術(shù)人才提供了良好的條件保障。這種面向石化,依托企業(yè)的工程教育有效地提高了教育教學質(zhì)量。
中圖分類號:G6430文獻標識碼:A文章編號:1674-120X(2016)08-0097-02收稿日期:2015-10-09
隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整升級,對高級人才的知識結(jié)構(gòu)、實踐應用能力的要求日益提高,培養(yǎng)應用型、復合型、實踐性的高級專業(yè)人才已成為高等教育的重要使命[1][2][3]。我國從2009年開始加大了全日制專業(yè)學位研究生的培養(yǎng)力度。但是,根據(jù)現(xiàn)有培養(yǎng)實踐來看,我國專業(yè)學位研究生的培養(yǎng)還存在著培養(yǎng)模式的同質(zhì)化,與社會、學校以及研究生個人的需求脫節(jié)等問題[4][5][6]。因此,開展新形勢下專業(yè)學位研究生的綜合改革具有重要意義。
一、“四位一體”化學工程專業(yè)學位研究生培養(yǎng)的建設(shè)思路
化學工程作為一個工科專業(yè),實踐性是其顯著的特點。中南大學化學工程專業(yè)在長期的辦學過程中,結(jié)合學科平臺優(yōu)勢,形成了四個具有鮮明特色的研究方向:資源化學工程、儲能化學工程、生物醫(yī)藥工程、環(huán)境化學工程,學術(shù)效益、社會效益、經(jīng)濟效益明顯,培養(yǎng)的人才在行業(yè)內(nèi)廣受好評,為專業(yè)學位研究生的培養(yǎng)奠定了良好的基礎(chǔ)。
圍繞專業(yè)學位研究生培養(yǎng)教育的要求,中南大學化學化工學院進一步加快了“從以學術(shù)型人才培養(yǎng)為主向?qū)W術(shù)型與應用型人才培養(yǎng)并重轉(zhuǎn)變”,構(gòu)建了化學工程專業(yè)學位研究生“四位一體”的教育模式:以提升學生專業(yè)應用實踐能力為主體,以課程體系改革、創(chuàng)新導師隊伍建設(shè)、豐富實踐載體以及完善評價和保障機制為著力點,深入開展化學工程專業(yè)學位研究生教育綜合改革。
二、推進化學工程專業(yè)學位研究生課程體系改革
課程體系的設(shè)置的基本思路在于突出專業(yè)學位研究生培養(yǎng)的實踐性。根據(jù)國外發(fā)達國家專業(yè)學位研究生教育的經(jīng)驗,課程學分遠遠少于學術(shù)性研究生教育[7]。因此,中南大學化學工程專業(yè)學位研究生的課程體系設(shè)置,更加注重減少培養(yǎng)體系中對課程學分的要求,適當?shù)丶訌妼嵺`能力培養(yǎng)、綜合能力發(fā)展的課程,從而達到我們培養(yǎng)復合型人才的目的。如將專業(yè)實踐從4個學分提升到10個學分,進一步突出專業(yè)實踐的重要性。課程體系的設(shè)置采用“層次化、模塊化”的模式。所謂 “層次化”是指構(gòu)建從基礎(chǔ)專業(yè)課程到專業(yè)能力發(fā)展課程,再到綜合能力發(fā)展的立體課程體系;“模塊化”是指打破現(xiàn)有的課程組成,按照培養(yǎng)人才功能的不同,對現(xiàn)有課程形成模塊化的組合。
三、創(chuàng)新化學工程專業(yè)學位研究生導師隊伍建設(shè)
國外發(fā)達國家的專業(yè)學位研究生導師隊伍建設(shè)具有以下特點:一是注重多渠道吸引優(yōu)秀人才進導師隊伍,嚴把入口關(guān)。如日本一般專門職業(yè)大學院要求有實踐經(jīng)驗的教師須占專任教師的30%以上,法科大學院要求20%以上,教職大學院要求40%以上。[8]二是注重導師隊伍的考核。如美國高校對導師實行“非升即走”的評估考核制度[9]。三是保證導師隊伍的穩(wěn)定性,加強保障。如德國的法律把教授的身份定位為國家公務員,職務也是終身的,不得任意解聘[10]。
目前,我國專業(yè)學位研究生導師隊伍建設(shè)還處于摸索階段,中南大學化學化工學院創(chuàng)新化學工程專業(yè)學位碩士生導師隊伍建設(shè)主要體現(xiàn)在以下幾方面:
(1)推進制度建設(shè)。制訂了《中南大學化學工程專業(yè)學位研究生導師遴選細則》等制度。一是明確專業(yè)學位研究生教育導師隊伍建設(shè)的重要性和作用,規(guī)定專業(yè)學位研究生教育導師隊伍建設(shè)的原則和標準,制訂專業(yè)學位研究生教育導師隊伍建設(shè)的方法和措施,積極引導專業(yè)學位研究生教育導師隊伍朝著正確的方向健康發(fā)展。二是厘清專業(yè)學位研究生導師與學術(shù)性研究生導師職責的異同,明確專業(yè)學位研究生校內(nèi)導師、企業(yè)導師的職責,制訂相關(guān)的制度。
(2)依托科研項目與平臺,拓展“雙導師”選聘途徑。中南大學化學化工學院根據(jù)化學工程專業(yè)與企業(yè)聯(lián)系緊密、在化工冶金等領(lǐng)域具有一定的行業(yè)影響力的特點,依托老師的科研項目與科研平臺,聘請企業(yè)導師。依托產(chǎn)學研合作選聘導師有兩個明顯的作用:一是以科研項目和平臺為依托,使“雙導師”聯(lián)系更加緊密,避免“雙導師”流于形式;二是積極發(fā)揮項目的紐帶作用,學生既能夠在學校接受相關(guān)教育,又能到企業(yè)受到工程應用實踐的鍛煉,而且“雙導師”能形成良性互補、互動的局面,從而提升學生的培養(yǎng)質(zhì)量。
(3)以更加開放的姿態(tài),從國外選聘兼職導師。從國外引進既有理論水平又有實踐經(jīng)驗的優(yōu)秀技術(shù)開發(fā)人才,利用其在國外工作、學習、生活的經(jīng)歷,通過對專業(yè)學位研究生的教育教學,使高校在專業(yè)學位研究生教育方面能較快獲得國際性的最新信息,有利于吸收國外專業(yè)學位研究生教育方面的先進教育教學理念,有利于促進我國高校對專業(yè)學位研究生的培養(yǎng)。
四、豐富化學工程專業(yè)學位研究生實踐載體
實踐是專業(yè)學位研究培養(yǎng)的核心。圍繞提升專業(yè)學位研究生的實踐能力,中南大學化學工程專業(yè)通過在課程中模擬實踐、在行業(yè)中鍛煉實踐,取得了良好的效果。
(1)在課程學習中注重實踐能力的提升。一是“在教學內(nèi)容中強調(diào)理論性與應用性課程的有機結(jié)合,突出案例分析和實踐研究;教學過程中重視運用團隊學習、案例分析、現(xiàn)場研究、模擬訓練等方法”,從而提升學生解決問題的能力,培養(yǎng)學生實踐意識。二是利用虛擬仿真技術(shù),讓學生更加深刻地理解相關(guān)工程化學過程。
(2)與行業(yè)與企業(yè)共建合作,提升實踐能力。一是“二維深化”企業(yè)、行業(yè)合作力度。在橫向上,加大企業(yè)合作的面;在縱向上,加深與企業(yè)合作的深度。除了就專業(yè)學位研究生人才培養(yǎng)進行合作外,還將科學研究、社會服務等多元的合作與其融為一體,使人才培養(yǎng)服務于科學研究、社會服務,并在這兩者中得到提升。二是探索企業(yè)合作的責權(quán)劃分機制。對于共建基地,對基地的組織體系、雙方職責、導師、學生、培養(yǎng)細則、知識產(chǎn)權(quán)、經(jīng)費、學校支持等內(nèi)容探索確切的規(guī)定和解釋。三是探索“集中雙向”研究生實踐機制。“集中”是指依托學校、學院、專業(yè)、系,將合作的資源進行集中起來,“雙向”是指系里將集中的資源以及培養(yǎng)的專業(yè)學位的研究生資源進行雙向的公布,讓雙方進行雙向選擇,從而達到資源優(yōu)化配置的目的。
五、完善化學工程專業(yè)學位研究生教育的評價及保障體系
(1)探索“四級聯(lián)動”專業(yè)學位研究生教育評價體系。“四級聯(lián)動”是指建立學校、政府、企業(yè)、社會機構(gòu)“四級”專業(yè)學位評價主體體系。現(xiàn)階段,我國專業(yè)學位研究生培養(yǎng)的評價主要方式就是學校自評、政府考核,企業(yè)特別是企業(yè)導師也有一定的參與度,但是不深入。社會機構(gòu)參與評價的形式還較少見。但是隨著國家評估與評價的宏觀政策的變化,比如“管辦評”分離,明確地提出了要將第三方機構(gòu)納入評價體系中。因此將社會機構(gòu)也納入評價體系中。學校是專業(yè)學位研究生教育評價的主體,中南大學化學化工學院每兩年一次,邀請校內(nèi)專家為化學工程專業(yè)學位培養(yǎng)質(zhì)量進行評估,每四年一次,邀請校外專家,包括政府教育部門官員、企業(yè)代表、其他高校化學工程教授代表、第三方的評估機構(gòu)進行診斷號脈,從而及時調(diào)整辦學思路。現(xiàn)已完成第一輪的校內(nèi)、校外專家評估。
(2)構(gòu)建“軟硬結(jié)合”專業(yè)學位研究生教育保障體系。一是完善管理體制。建立研究生專業(yè)學位建設(shè)領(lǐng)導小組,領(lǐng)導小組由學校的教授、企業(yè)導師、第三方機構(gòu)的成員組成;依托教授委員會進行決策,建設(shè)領(lǐng)導小組的提議應在教授委員會上通過才能執(zhí)行;組建專業(yè)學位研究生委員會,隸屬于學院學生工作委員會,負責指導學生的日常管理、思想政治教育等工作。二是理順內(nèi)在體制。建立、完善專業(yè)學位的質(zhì)量保障、監(jiān)控體系,嘗試建立了相關(guān)預警機制,探索建立獎助貸體系,現(xiàn)已建立25萬元/年的獎助體系。三是營造良好外部環(huán)境,取得良好效果。近年來,中南大學化學工程專業(yè)學位研究生參與實踐率達到100%,就業(yè)率達到100%,選修人文素質(zhì)相關(guān)課程達到100%。
近年來,中南大學化學化工學院依托化學工程的優(yōu)勢與特色,圍繞實踐能力提升這一核心,在課程體系改革、創(chuàng)新導師隊伍建設(shè)、豐富實踐載體以及完善評價和保障機制等四個方面,開展了化學工程專業(yè)學位研究生教育的綜合改革,具有一定的示范作用以及現(xiàn)實指導意義。
參考文獻:
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一、前言
液流電池具有安全可靠、設(shè)計靈活、使用壽命長和成本低等優(yōu)點,是一種很有應用前景的電化學儲能裝置,引起了眾多研究者的興趣[1-5]。 鋅鈰液流電池[5,6]使用Zn / Zn2+作為負電解質(zhì),Ce3+ / Ce4+作為正電解質(zhì)。充電過程,Zn2+離子還原為鋅,Ce3+離子被氧化成Ce4+離子; 放電過程,鋅被氧化,Ce4 +還原為Ce3 +。電極是鋅鈰液流電池的關(guān)鍵材料之一,其必須具有高機械強度、高導電性、良好的穩(wěn)定性和高電化學活性。由于金屬表面易鈍化且成本高,不適合用作鋅鈰液流電池電極材料。石墨氈導電性高、表面積大且成本低,是一種較好的鋅鈰液流電池電極材料。然而,石墨氈的電化學活性差和疏水性嚴重限制了鋅鈰液流電池的能量密度和能量效率。在本文中,研究了熱處理石墨氈對Ce3+ / Ce4+電對活性的影響,并報道了其在鋅鈰液流電池中的應用。 結(jié)果表明,熱處理后石墨氈對Ce3+ / Ce4+氧化還原反應的活性得到改善。
二、化學試劑和材料
石墨氈(厚度為1.0 cm,中國甘肅浩石碳纖維有限公司)。石墨氈在450℃空氣氣氛中熱處理2.5小時。碳酸鈰和甲基磺酸購自中國天津阿爾法公司。所有試劑均為AR級,除非另有說明。含有甲基磺酸的鈰溶液是通過碳酸鈰與甲烷磺酸之間的中和反應來制備。整個實驗過程均使用二次蒸餾水。
樣品表面形貌的變化使用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(MLA650F)來表征。樣品的X射線衍射圖使用Panalytical(EMPYREAN)粉末X射線衍射儀獲得。樣品表面主要元素使用X射線光電子能譜(QUANTUM 2000,USA)進行研究。循環(huán)伏安和線性掃描伏安法測量在CHI電化學站中進行。使用石墨氈作為工作電極,鉑網(wǎng)(4cm2)作為對電極,SCE作為參比電極。
三、電池性能測試
鋅鈰液流電池的性能測試采用電池測試系統(tǒng)CT2001C-10V / 2A(中國武漢藍電有限公司)實施。以熱處理石墨氈為正極,甲基磺酸鈰的甲基磺酸溶液為正極電解液;鋅片為負極,甲基磺酸鋅的水溶液為負極電解液;Nafion115膜為隔膜;電解液流速為10 mL/min。
四、結(jié)果和討論
石墨氈在空氣中熱處理后的表面形貌有明顯的變化。處理前石墨氈表面比較光滑,在425℃下空氣氣氛中熱處理2.5小時后石墨氈表面出現(xiàn)許多小孔從而增大了石墨氈的表面積。圖1展示了石墨氈對Ce3+ / Ce4+氧化還原反應的活性。隨著掃描速率的增大,峰電流增大,峰電位也增大(圖1a所示)。掃描速率的平方根與峰電流呈現(xiàn)線性關(guān)系,由此測得Ce3+離子的擴散系數(shù)為3.6 × 10-6 cm2/s。熱處理后的石墨氈,其活性得到明顯改善(圖1b所示)。
五、結(jié)論
以鋅片為負極(5 cm2),170 mL 0.5 M ZnSO4為負極電解液;熱處理石墨氈為正極(5 cm2),170mL 0.5 M Ce(CH3SO3)3 + 2M CH3SO3H為正極電解液;流速為10 mL min-1;恒電流充放電,電流為100 mA。庫侖效率、電壓效率和能量效率分別為85.0%,82.9%和70.5%。石墨氈在425℃熱處理2.5小時對Ce3+ / Ce4+氧化還原反應表現(xiàn)出良好活性。使用熱處理的石墨氈作為正極的鋅鈰液流電池庫侖效率、電壓效率和能量效率分別為85.0%,82.9%和70.5%。
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注:本文系國家自然科學基金資助,項目編號21361010。
二、“大工程領(lǐng)域”全日制工程碩士培養(yǎng)模式改革的主要措施
1.重新定位全日制工程碩士的培養(yǎng)目標
揚州大學圍繞“大工程領(lǐng)域”全日制工程碩士培養(yǎng)模式改革,邀請行業(yè)專家和企業(yè)代表共同對化學工程領(lǐng)域全日制工程碩士的培養(yǎng)目標進行重新定位,提出:培養(yǎng)面向行業(yè)、面向未來的高層次復合型“大化工”人才應該具備寬廣的知識背景、良好的創(chuàng)新思維、較高的實踐能力和強烈的責任意識,具有扎實的化工、材料、制藥、環(huán)境等學科基礎(chǔ)知識,能綜合運用化工過程、綠色工藝、工業(yè)催化、材料制備、藥物合成和環(huán)境化學等多個領(lǐng)域的研究方法和現(xiàn)代技術(shù)手段,具備獨立從事化工-材料類、化工-制藥類、綠色化工-環(huán)境保護類等多個大類方向的研究工作和解決多樣實際工程問題的能力。在此基礎(chǔ)上,學校按照“方案寬口徑、培養(yǎng)個性化、出口多方向”的基本原則,重新制定了化學工程領(lǐng)域全日制工程碩士培養(yǎng)方案。
2.構(gòu)建基于多學科交叉的“模塊化雙螺旋”課程體系
針對化學工程領(lǐng)域全日制工程碩士新的培養(yǎng)方案,學校在充分發(fā)揮自身辦學特色和整合學校教學資源的基礎(chǔ)上,由化學工程領(lǐng)域牽頭,校內(nèi)多個工程領(lǐng)域協(xié)調(diào)配合,改革了傳統(tǒng)的層次化課程體系,見圖1,構(gòu)建了基于多工程領(lǐng)域?qū)W科交叉的“模塊化雙螺旋”課程體系,見圖2。實現(xiàn)理論課程和實踐課程的多鏈交匯,有效解決了傳統(tǒng)課程體系中理論課程與實踐課程相互脫節(jié)的問題。對相關(guān)課程進行模塊化處理,使得課程內(nèi)容更具靈活性和針對性,加上多工程領(lǐng)域?qū)W科交叉的理論課程平臺和多元化實踐課程平臺所整合的多種教學資源,能夠最大限度滿足“大工程領(lǐng)域”人才培養(yǎng)的需要。其優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下三個方面:
(1)“模塊化”的課程內(nèi)容更具靈活性和針對性
通過設(shè)置模塊能夠?qū)崿F(xiàn)理論課程和實踐課程的多鏈交匯,有效解決了傳統(tǒng)課程體系中理論課程與實踐課程相互脫節(jié)的問題。對相關(guān)課程進行模塊化處理,使得課程內(nèi)容更具靈活性和針對性,加上多個工程領(lǐng)域?qū)W科交叉的理論課程平臺和多元化實踐課程平臺所整合的多種教學資源,能夠最大限度滿足“大工程領(lǐng)域”人才培養(yǎng)的需要。
(2)“雙螺旋遞進式”的課程排布更加貼合人的發(fā)展規(guī)律
“雙螺旋遞進式”的課程排布,既保持了理論課程體系和實踐課程體系相對獨立性,又確保了理論課程體系和實踐課程體系的內(nèi)在聯(lián)系性,使得各模塊之間呈現(xiàn)了從掌握多學科基礎(chǔ)知識———構(gòu)建基本工程技能———建立初步工程概念———獲得多領(lǐng)域工程科研訓練———親歷工程實踐———實現(xiàn)“大工程領(lǐng)域”的知識、能力、素質(zhì)綜合提升這樣一個循序漸進的培養(yǎng)過程,完全符合人的發(fā)展規(guī)律。
(3)多元化的實踐課程平臺能夠更好地滿足學生個性化培養(yǎng)的需要
學校多元化的實踐課程平臺由校內(nèi)和校外兩部分組成。校內(nèi)教學實踐資源包括揚州大學國家級測試中心、江蘇省環(huán)境材料與環(huán)境工程重點實驗室、揚州大學藥物研究所、揚州市材料性能強化技術(shù)中心、揚州大學聯(lián)環(huán)生物化妝品研究所、揚州大學超分子化學研究所、揚州大學高分子化學與材料研究所、揚大-中化精細化工研究所、化學工程與工藝專業(yè)實驗室、藥物合成專業(yè)實驗室等;校外教學實踐資源包括揚州市化工園區(qū)、高郵市電纜材料科技園區(qū)、大學科技成果孵化園、泰州醫(yī)藥城、江蘇油田、揚農(nóng)集團、長青農(nóng)化、上海藥明康德新藥開發(fā)有限公司、聯(lián)環(huán)藥業(yè)等多家單位,以及50多家江蘇省企業(yè)研究生工作站,近70家校企聯(lián)合培養(yǎng)基地,能夠針對學生的專業(yè)特點、興趣愛好和個人能力提供多樣化的教學資源,為學生多工程領(lǐng)域應用能力的培養(yǎng)提供了有效支撐,滿足了學生個性化培養(yǎng)的需要。
3.打通相關(guān)工程領(lǐng)域的課程設(shè)置“大工程領(lǐng)域”的課程設(shè)置
應該摒棄傳統(tǒng)的學科主義色彩,充分體現(xiàn)實用主義的根本訴求。學校通過打通相關(guān)工程領(lǐng)域的課程設(shè)置,將多工程領(lǐng)域?qū)W科交叉的構(gòu)思細化落實到相關(guān)課程之中,重點開展了以下四個方面工作:
(1)少而精地設(shè)置學位課程
學位課程主要包括政治類課程、外語類課程、工程數(shù)學類課程以及相關(guān)工程領(lǐng)域所共用的最基礎(chǔ)的課程。最基礎(chǔ)的課程并不強調(diào)學科系統(tǒng)性,而是以“必需、夠用”為度對相關(guān)課程和教學內(nèi)容進行重組和優(yōu)化,旨在為學生提供必備的基礎(chǔ)理論知識。
(2)有針對性地選取教學內(nèi)容
教學內(nèi)容首先要重視其學科交叉性、寬廣性、應用性和實踐性,重視學生應用能力和實踐能力的培養(yǎng);其次要能反映本工程領(lǐng)域和相關(guān)工程領(lǐng)域的前沿知識,使學生熟悉多個工程領(lǐng)域科研的最新動向,增強科研興趣;此外還要有針對性地將企業(yè)生產(chǎn)實際中遇到的問題或工程案例引入教學內(nèi)容,使學生對企業(yè)工程應用有一個初步的了解,增強學生對工程問題的分析能力;最后課程內(nèi)容的選取還要考慮系統(tǒng)性,做到與后續(xù)課程和課題研究的有效銜接,減少學生課程學習的盲目性。
(3)充分發(fā)揮選修課的靈活性
選修課的設(shè)置除了相關(guān)工程領(lǐng)域的專業(yè)課程外,還要設(shè)置大量的交叉學科課程,同時鼓勵學生根據(jù)自己的興趣和研究能力在全校開設(shè)的研究生課程中選擇適合自己的課程,進一步拓寬學生的知識視野,培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng),解決知識結(jié)構(gòu)單一化的問題,適應不同類型研究方向的需要,促進學生的自由發(fā)展。
(4)加大實踐課程的學分比重
“大工程領(lǐng)域”課程體系設(shè)置中,實踐課程學分占到1/3左右,實踐課程的內(nèi)容將不僅僅局限于本工程領(lǐng)域的教學內(nèi)容,更多是要提供多個工程領(lǐng)域的實踐教學內(nèi)容。而且,實踐課程體系的設(shè)置還將貫穿于全日制工程碩士的知識學習、科研選題、工程實踐,以及延伸至對論文寫作階段工程應用性的指導。同時,還要重視理論課程與實踐課程的內(nèi)在聯(lián)系,提高知識學習與工程應用的轉(zhuǎn)化效率,強化學生工程應用能力的培養(yǎng)。
4.科學合理地配備師資“大工程領(lǐng)域”的課程在師資配備上
除公共課及部分專業(yè)基礎(chǔ)課外,主要采用“三三制”,即多個工程領(lǐng)域的專家、學者講授課程占總課程的1/3,企業(yè)及研究單位的高級工程技術(shù)人員講授課程占總課程的1/3,院內(nèi)有企業(yè)工作背景及長期與企業(yè)有業(yè)務合作的教師講授課程占總課程的1/3。尤其對于實踐課程的師資配備則要充分體現(xiàn)“工程背景”,可以是具有企業(yè)工作經(jīng)歷的校內(nèi)教師,也可以是擁有一定數(shù)量面向企業(yè)橫向科研項目的校內(nèi)教師,或是來自企業(yè)具備一定教學經(jīng)驗的工程技術(shù)人員。同時,積極嘗試采用多教師串講的授課形式,例如:在化工—材料類課程中醋酸纖維的生產(chǎn)和應用這部分內(nèi)容,將安排三位老師進行串講和指導,兩位校內(nèi)教師一位主講化工工藝與設(shè)備,一位主講材料的制備及功能化,而邀請的企業(yè)高級工程師則講解醋酸纖維的應用及市場行情分析。從而實現(xiàn)了多學科知識配置—市場認知—企業(yè)應用三位一體的綜合性教學目標。