化學工論文范文
時間:2023-03-29 15:17:33
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篇1
1化學知識體系的龐大與無機化學教學時數(shù)的限制
隨著學科的發(fā)展和知識的豐富,無機化學的教學內容越來越多,書越編越厚,除了化學平衡和元素化學的知識外,還有物理化學的熱力學,反應動力學,電化學及“結構化學”的原子結構等內容,知識點密集且理論性強。以我?;瘜W工程與工藝專業(yè)為例,所用教材為天津大學楊宏孝等主編,高等教育出版社出版的無機化學第四版,550頁,教學時間為54學時,在如此短的時間內學完全部內容,顯然是很費力的。因此大學老師的授課方式和對學生的引導就顯得至關重要。
2學生自身條件的局限
無機化學的授課對象是剛剛考入大學的大一新生,一方面他們在高中早已習慣了題海戰(zhàn)術,習慣了中學那種死記硬背的學習方法,面對課時少,知識面廣,思維跳躍性強的大學有著強烈的不適應。在實際學習過程中,他們在學習初期很容易產(chǎn)生眼高手低的感覺,輕視學習,隨著課堂進度加快,中后期面臨著信息量大﹑重復少﹑練習少,心理準備不足,普遍感到學習起來很吃力,茫然不知所措,很容易產(chǎn)生焦躁和厭煩的情緒,甚至越來越不喜歡學習,這樣直接影響到他們后期的學習。另一個方面他們正處在由中學角色到大學角色的轉型期,他們中大都是缺少鍛煉的獨生子女,以前在生活和學習上極大程度地依賴老師和父母,現(xiàn)在突然失去監(jiān)督和管理,茫然不知所措。很多學生都反映大學老師上課內容多,講課速度快,很多時候都聽不懂老師講的是什么,課后自己看書也不太明白,導致出現(xiàn)“教師忙于講解,學生難以理解”的尷尬局面。其根本原因是忽視對學生學習積極性和自主學習能力的培養(yǎng),不能突出學生的主體地位。面對大學授課時間少,授課內容多的情況,培養(yǎng)學生的自學能力,突出學生的主體地位顯得尤為重要。
3課程教學內容知識陳舊,缺少靈活性
在長達三十多年的時間里,無機化學一直以化學反應原理,物質結構基礎,元素化學為課程教學基礎內容,知識點更新不大,而且還含有中學的內容。以元素部分為例,元素部分的知識瑣碎,系統(tǒng)性不強,而教材中往往只是羅列材料,削弱了理論對學習元素化合物知識的指導作用,講起來平淡乏味,不利于學生理解和掌握,難以激發(fā)學生的興趣。
4落后的傳統(tǒng)教學模式的限制
“以教師為中心,以課堂為中心,以教材為中心”的單一傳統(tǒng)教學模式,使學生對無機化學的學習感到很枯燥,認為是一大堆的英文符號和沒完沒了的數(shù)據(jù)以及無窮無盡的計算,嚴重地影響了學生學習無機化學知識的積極性,從而難以為社會提供創(chuàng)造性人材,達不到新的教育機制對“無機化學”教學目標的要求。
5師生之間缺乏及時的溝通交流
從老師的角度來看,學生有點太怯于與老師溝通了。大學的老師有一個共同的特點就是與學生溝通較少,很多學生每周只能和老師見上一兩面。相對于高中時同老師的見面頻率而言,明顯少了很多。師生間面對面交流的機會隨之也就大大減少,三成大學生整年“師生零交流”。從學生的角度來看,學生們通常只有在課上或是課間時才會和老師有互動,盡管大多數(shù)學生和老師愿意相互交流,但有時候似乎缺乏有效的溝通途徑。
6理論教學與實驗教學的不同步性
化學工程與工藝專業(yè)理論課進度相對實驗課有些滯后,導致實驗環(huán)節(jié)時學生對基礎理論知識不理解,對實驗步驟懵懵懂懂,多數(shù)學生完全按照實驗書所給的步驟來做,不加以任何思考,這樣就導致實驗做完原理步驟忘完,完全達不到通過實驗課的學習培養(yǎng)學生的科研能力和科學素養(yǎng)的目的,還會讓學生認為這是一種負擔。針對以上問題,優(yōu)化無機化學課程的結構和內容,改革教學方式,貫徹新的教學理念,正確引導學生建立正確的學習方法,提高學習興趣和自學能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,并使學生在有限的教學時間內,盡可能多地掌握無機化學基礎知識是擺在我們面前的一項重要任務,勢在必行。
二、具體改革內容、改革目標和擬解決的關鍵問題。
1教學內容的改革
課堂教學內容的變革決定了課程改革的效果,在教學改革過程中要探索先進的教學理念,不斷提高無機化學課程教學水平,使該課程在提高學生素質和能力方面發(fā)揮更大的作用。具體內容如下:
1.1精選教材內容,突出重點,分散難點
無機化學課程以“二結構、三原理、四平衡”的基本理論和元素化合物知識為主線,主要講述化學的基本原理和元素的性質以及相關化學反應。在教學過程中既要加強與中學化學教學內容的聯(lián)系,又要協(xié)調好無機化學與物理化學、有機化學和分析化學中的部分內容的關系,把握好同一知識點在不同學科之間的銜接,避免重復,更好地精簡課時,提高效率。現(xiàn)有的無機化學教材有很多與中學化學,基礎化學,分析化學重復的內容,四大化學反應,原子分子結構是工科無機化學的重要基礎理論,也是教學的難點和重點。
1.2加強無機化學教學內容的針對性
以本專業(yè)企業(yè)生產(chǎn)、學生就業(yè)、考研的實用性為出發(fā)點選擇擬講授的內容,形成化學與工程專業(yè),乃至應用化學,材料和環(huán)境等專業(yè)的全方位的培養(yǎng)模式。工科基礎化學的教學改革應在注重課程整體性的基礎上,選取教學內容,在以突出知識主線的前提下,把握好知識的深度與廣度的平衡,就是在講清楚重要知識的基礎上,讓化學原理與專業(yè)知識有機結合。
1.3理論教學與實驗同步,開放性實驗輔助理論教學
對化學工程與工藝專業(yè)的學生來說,實驗課的學習也在教學過程中也有著重要的作用,通過對實驗課的學習能夠培養(yǎng)學生的科研能力和科學素養(yǎng),為成為高素質化工類應用人才打下堅實的基礎?;A理論知識的理解對學生的實驗技能有著指導性的意義,所以要保證理論教學與實驗教學的同步性,這樣既能保證學生掌握基礎的實驗技能,又能促進其對基礎理論知識的理解。對于理論課進度相對滯后的實驗課,在實驗課環(huán)節(jié),教師要在實驗前將實驗知識與理論知識相結合并給予學生系統(tǒng)化,詳細化的講解,不能就實驗講實驗,能為學生引申的盡可能引申,這樣可以使學生做到心中有數(shù),有的放矢,這樣既保證了學生掌握基本的實驗技能,也有利于其對后續(xù)基礎理論知識的理解和掌握,理論教學與實驗教學相輔相成,更好地培養(yǎng)了學生的動手能力,思考問題分析問題解決問題的能力以及理論聯(lián)系實際的能力,進而培養(yǎng)了學生的科研能力和科學素養(yǎng)。
1.4引入多媒體演示教學
針對工科學生結構化學基礎薄弱的情況,為避免教材中單純羅列抽象概念的情況,引入多媒體輔助課堂演示教學,制作三維多媒體課件,通過計算機直觀地向學生描述原子的結構,原子軌道圖形,雜化軌道形狀與空間取向,化學鍵的形成及空間圖像等,以動畫形式生動逼真地模擬雜化形成的全過程,充分地利用了多媒體教學的圖、形、聲等特點,使課堂教學形象生動,易懂易記。教師也可以在備課過程中對多媒體課件不斷地進行修改和完善,使教學內容更加完整、充實。
1.5建立一定的平臺及時與學生進行溝通交流
針對師生之間缺乏及時溝通交流的情況,可以建立面對面的平臺或群平臺等,能夠讓學生遇到不懂的問題,包括學術問題題和個人煩惱等等,進行及時的溝通交流,引導學生充分利用業(yè)余時間,查閱無機化學相關的文獻,拓寬其知識面,調動其學習積極性,培養(yǎng)其自學能力。今年我?guī)У幕ぐ嗵氐亟艘粋€群,對實驗中存在的問題及時進行溝通交流,對于好的素材師生共享,加深了師生之間的互相了解,拉近了師生之間的距離,從而提高了學生學習的主動性和積極性。有時候學生會因為一個老師,而喜歡上一門課。
2教學方法的改革
教學方法的改革是課程改革的重要環(huán)節(jié),教師應該從教和學兩個方面改善教學方法,將化學基礎知識融于生活,科研和生產(chǎn),從而培養(yǎng)學生的學習興趣。具體做法如下:
2.1做好新舊知識的銜接,引導學生利用已有的知識解決新問題
培養(yǎng)學生養(yǎng)成課前預習課后復習的習慣,在講授過程中,教師通過設問,提問等方式,引導學生對以前所學的知識進行回憶,引導學生積極思考,用已有的知識解決新問題,這樣就使得學生在學習新知識點的同時,復習鞏固舊知識,從而增強學生學習的成就感和學習無機化學的信心。
2.2引入學生參與的制度,充分調動學生的積極性
對于深度不高的教學內容,鑒于學時所限,可以引入學生參與的制度,提前讓學生查資料,鼓勵學生用PPT形式,做幾分鐘的演講,這樣就由原來的只有教師講授轉為師生通講,充分調動學生課余時間學習的積極性,課后采用互評的形式,這樣不僅鍛煉了學生敢于發(fā)言的勇氣,也讓學生更好地積累經(jīng)驗,為下一次的成功打好基礎。
2.3以科研促進教學,讓專業(yè)知識與實際生活緊密結合
無機化學知識點多,理論性很強,學生學起來普遍感到枯燥,很難產(chǎn)生學習興趣。在教學過程中,教師要將課本上的理論與有關的科技研究成果和生活中的具體事例相結合,既有利于避免教學內容的空洞抽象、枯燥乏味,也有利于拓寬學生的知識面,同時還能更好地激發(fā)學生學習的興趣。同時也可以安排不同的學術講座,就科學領域前沿的熱點問題展開交流和討論,例如,非金屬材料科學,稀土金屬在人類生產(chǎn)生活的作用,生態(tài)環(huán)境保護等課題,以豐富學生的第二課堂,讓他們覺得自己所學的知識與社會的發(fā)展息息相關,從而增強了學生對本專業(yè)學習的信心。
2.4以提高教學質量為核心,培養(yǎng)學生的學習興趣和自主學習能力
針對大一學生要完成從高中到大學過渡的特點,實現(xiàn)從以教師講授為主向以學生自學為主的轉變,教師在課堂教學中要采取有效方法(例如,把化學基礎知識融入生活,將化學基礎知識融入生產(chǎn),將化學基礎知識融入科研等),激發(fā)學生的學習興趣,保證學生的主體性和創(chuàng)造性的發(fā)揮,以實現(xiàn)學生智力和非智力因素和諧發(fā)展,使學生由“不想學、不會學”轉變?yōu)椤蔽乙獙W、我會學”。這對于培養(yǎng)學生終生的學習習慣,促進學生學習能力的發(fā)展,幫助學生積極思考等具有非常重要的意義。
3考核方式的改革
考核是檢查教師教學效果和評價學生學習成效的必要方法,也是教學的重要環(huán)節(jié)。能夠督促學生平日的學習和客觀的評價學生的學習情況,調整如下:
3.1多元化考核評價體系的構建是檢查教學效果的重要舉措
在高校中普遍存在部分學生平時不學習,考前臨時突擊的現(xiàn)象。為了避免這種不良學習風氣的滋生,應構建多元化的考核體系,以學生的平時考核(占30%)和期末考核(占70%)進行綜合評定。考試進行的載體是試卷,試卷要以能力測試為主導,考查學生對所學基礎知識、基本技能的掌握程度和綜合運用所學知識分析、解決實際問題的能力作為命題的指導思想。在考試題型多樣化的前提下,要將基礎知識與綜合能力相結合,注重對分析問題和解決問題能力的考查。因此命題教師應在期末考試中增加一定比例的綜合素質題,以考察學生綜合運用所學知識、原理來分析和解決實際問題的能力,從而實現(xiàn)通過考試來檢查教學效果的目的。
3.2嚴格平時考核是鞏固課堂教學效果的一個重要環(huán)節(jié)
在構建的多元化考核評價體系中,學生的平時考核(共計30分)共分為三個部分:出勤情況和課堂表現(xiàn)(占5分);作業(yè)及隨堂階段性考試(占10分);專業(yè)小論文或小報告(占15分)。布置每個學生根據(jù)所學的知識點及試題規(guī)范化要求出一份自己認為有質量的試題及答案上交,老師從學生所出的題中擇優(yōu)選取,考試結束后指導學生互相批改并作出評價,這樣不僅提高了學生的學習興趣同時有力地促進了學生解題能力及綜合運用知識的能力。通過大量閱讀文獻,撰寫小論文,做小報告,從而拓寬學生的知識面,也把平時成績真正的落到實處。最后一次課,我對三個班的學生做了一個調查,在講臺上做報告,撰寫論文,出一套試卷,讓學生任選一樣去做,會怎么選?最后參與的學生65人,做報告,46%,論文:35%,出試卷,19%。選擇做報告的主要原因是具有挑戰(zhàn)性,可以很好鍛煉自己的語言表達能力,并在此過程中體會到了老師工作的不易,培養(yǎng)其在以后的學習和工作中學會尊重別人的勞動;撰寫論文有利于拓寬自己的知識面,發(fā)現(xiàn)有很多東西值得進一步學習;通過出試卷發(fā)現(xiàn)了自己在學習中存在的問題,加深了對書本知識的理解和掌握。
3.3明確的考核制度可以促進學生端正學習態(tài)度
明確的考核制度可以促進學生端正學習態(tài)度,促使學生養(yǎng)成一個良好的學習習慣。而且這種針對學習過程的每個環(huán)節(jié)的量化記錄,有利于教師掌握學生的學習動態(tài),根據(jù)平時記錄反饋的信息,及時調整教學方法、優(yōu)化教學管理,使教學效果進一步提高。
三、結語
篇2
所謂多場分布,就是指發(fā)酵生物反應器中受到的多種物理因素影響,導致反應器內基質、產(chǎn)物等在濃度和溫度上發(fā)生改變,從而對反應速率產(chǎn)生極大的影響,這些物理因素即為溫度分布、速度分布和濃度分布。以發(fā)酵液中的反應為例,其反應的最終結果都與這些多場分布因素有關,如氧的傳質速率、菌絲團以及菌體的內反應組分傳質,還有固定化酶等等,都是主要的影響因素。在很多情況下,這些影響因素在影響反應過程的同時,還會起到主導反應的作用,即為發(fā)酵罐內反應的控制環(huán)節(jié)。所以,在發(fā)酵罐中的各項反應中,傳遞特性的作用十分關鍵,它的研究對于發(fā)酵罐內化學工程的研究來說具有良好的現(xiàn)實意義,并且為以后的發(fā)酵過程控制理論的完善奠定了基礎。
2乙醇提純工藝中所涉及的化學工程問題
乙醇提純的主要工藝方法在進行乙醇的發(fā)酵工藝時,水是反應中必須要產(chǎn)生的物質之一,于是乙醇的提純工藝就落到了水與乙醇的分離工藝上?;诨瘜W原理上分析,這種提純工藝可以采用精餾法,可以采用吸附法、共沸精餾、萃取精餾,也可以采用滲透氣化膜分離法等等。一般來說,乙醇在發(fā)酵液中的質量分數(shù)在5%到12%之間,但是工業(yè)用乙醇的質量分數(shù)卻在90%以上,那么這就給乙醇的提純工藝提出了一定的挑戰(zhàn),采用傳統(tǒng)的精餾方法已經(jīng)無法滿足工業(yè)的要求。由此,可以將發(fā)酵液中的乙醇混合物分兩步進行提純,首先,利用普通的精餾提純方法得到質量分數(shù)為92.4%的乙醇,然后再利用萃取、共沸、吸附等精餾方法得到高純度的工業(yè)乙醇。精餾這種乙醇提純方法已經(jīng)發(fā)展多年,其工藝與流程也比較成熟,然而在這種精餾過程中由于產(chǎn)生很高的熱量,造成的能耗很高,并且在此過程中對于回流的要求也越來越高,大大增加了精餾成本。綜上,在傳統(tǒng)的乙醇提純工藝上還具有很大的發(fā)展與創(chuàng)新空間,可以從設備配置、生產(chǎn)效率以及工程理論上進一步研究,得出更適合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的有效方法。目前,這種工藝方法已經(jīng)有所突破,如分類與反應過程耦合的方法,就是創(chuàng)新的代表。在燃料乙醇方面,乙醇的純化可以采用的方法為多塔精餾,同時結合向乙醇混合液中增加原有體系分離因子的萃取精餾等,也可以利用膜蒸發(fā)分離的辦法,其優(yōu)點是降低能耗,避免污染環(huán)境。此外,吸附的辦法在燃料乙醇純化工藝中還沒有很成熟的使用,需要進一步的探討?,F(xiàn)階段,燃料乙醇生產(chǎn)工藝的研究,主要集中于單一操作過程,如吸附脫水共沸物、滲透蒸發(fā)、萃取精餾等,將這些單一過程組合研究的文章不多。實際的燃料乙醇純化研究中,計算機仿真的應用開始不斷增多,它在進行不同單元組合的反應規(guī)律研究上十分有利。此外人工智能方面在乙醇純化工程模擬中也有很多的應用,對于條件限定后的每個單元操作以及分離流程耦合的篩選等都是工程模擬中的主要內容。由此可見,流程組合的研究已經(jīng)上升到計算機時代,不再需要傳統(tǒng)的憑經(jīng)驗進行流程與工藝的確定了。
3生物發(fā)酵反應與分離耦合反應
就目前的燃料乙醇工藝研究而言,主要為基礎研究工作,如過程放大、生物反應與分析過程耦合、流程創(chuàng)新、工藝流程創(chuàng)新等。生物發(fā)酵反應與分離耦合。不是兩者的簡單結合,而是一種流程耦合,屬于一種創(chuàng)新的技術和理論。如果化學反應結束后就可以直接得到產(chǎn)品,那么反應過程就是相應的過程,而在工程上所說的反應過程則是綜合性的過程,包括方法、設備以及問題處理的過程。這其中形成了分離工程,利用能量與物質的傳遞、化學反應以及流體力學等相關知識,由此說明耦合問題可以進行,并且能夠完成相關問題的解決,并且可以將生物發(fā)酵看作是耦合過程,用于提高發(fā)酵與分離效率,這種方法大大促進了燃料乙醇工藝的發(fā)展。它利用了工藝改善,采用了創(chuàng)新的方法,實現(xiàn)了工藝過程最優(yōu)化,這是化學工程發(fā)展的最新契機,多場耦合的研究意義重大,為未來的發(fā)展與進步指明了方向。
4結語
篇3
材料化學工程是由化學工程學科和材料學科交叉滲透所形成的一門分支學科,其研究方向主要有兩個:一是以新材料為基礎,不斷發(fā)展反應過程的反應技術,比如吸附過程、膜過程、催化過程等。該方向主要是通過材料的特征將其分離并進行反應,其目的是揭示材料微觀結構中物質進行傳遞和反應機理,進而總結出適用于材料設計和反應過程優(yōu)化的理論方法和工藝技術。二是在材料制備的過程中,用化學工程的理論方法解決所遇到的關鍵問題,比如如何運用微結構的性能關系來實現(xiàn)對材料微觀結構和性能的控制,從而完成從材料制備到定向制備的轉化。新材料的開發(fā)是材料化學工程發(fā)展的關鍵和先導,直接可以衡量出國家的材料化學發(fā)達與否,因此,開發(fā)新材料對于材料化學工程的發(fā)展至關重要。材料化學包括陶瓷材料、聚合物材料、磁性材料、化學傳感材料、電子材料、超硬材料、無機非金屬材料、催化和吸附材料和薄膜材料等,這些材料很大程度上豐富了材料化學工程的領域,對其發(fā)展做出重要貢獻。
2新材料的開發(fā)
我國在新材料的開發(fā)領域取得了很多亮點,這些新材料的開發(fā)成為分離和反應過程的重要基石。一些研究所和大學正在開發(fā)一種非晶態(tài)的金催化材料,這種材料很有發(fā)展前途,因為它具有非常明顯的催化特性,而且其催化活性還具有特殊的選擇性,具有顯著的催化活性和特殊的選擇性。對這種材料進行流程綜合和技術集成,可以有助于我國新型石油化工技術的構建。石油化工科學研究院也開發(fā)出一種新型的鈦硅分子篩催化材料,這種材料具有定向氧化催化作用,可以實現(xiàn)“原子經(jīng)濟”,使“零排放”工藝成為可能,而且也具備工業(yè)化生產(chǎn)的可能性。而在新材料的分離技術方面,我國也取得了很大的進步,其中南京工業(yè)大學發(fā)展了以陶瓷膜材料為原料的新單元技術,同時加強了對集成單元技術的開發(fā),這些研究不僅使我國陶瓷技術更加趨于成熟,而且還形成了陶瓷膜新產(chǎn)業(yè),為我國帶來巨大的社會和經(jīng)濟效益。
3材料化學工程技術的進展
材料化學主要是對產(chǎn)品微結構進行調控,其主要手段是在加工材料時,將化學方法引入進去,這樣我們就可以通過宏觀條件來調控產(chǎn)品的微觀結構,從而為材料的加工和制備提供理論和技術指導。因此,化學工程技術的改進將直接促進材料化學工程的發(fā)展。我國在化學工程技術改進方面已經(jīng)取得了非常大的進展。清華大學在碳納米粉體材料的制備過程中,引入了傳統(tǒng)的流化床技術,大大降低了生產(chǎn)成本,從而使此生產(chǎn)技術可以用于工業(yè)化生產(chǎn),帶來巨大的經(jīng)濟效益。北京化工大學則用超重力場技術來放大納米材料生產(chǎn)過程中的形貌控制問題,這樣就可以通過調節(jié)超重力場的強度來調節(jié)和改變產(chǎn)品的粒徑,。通過這種方法,我國已經(jīng)成功制備出碳酸鋇、碳酸、碳酸鋰、氫氧化鋁和碳酸鍶等納米粉體,并且形成了工業(yè)化生產(chǎn)的技術體系,為我國帶來巨大的經(jīng)濟效益。
4展望
材料化學工程作為一門交叉學科,不僅促進了材料工業(yè)的發(fā)展,而且也豐富了傳統(tǒng)化學工程學科的內容,因此,具有非常重大的研究意義。我國材料化學工程的研究已經(jīng)取得很多可喜的成就,很多成果在世界上都位于領先水平。但是,材料化學工程中仍然有很多問題需要我們解決,因此,我們需要再接再厲,爭取使材料化學工程的研究更加深入,使其更好地為人類服務。
5結語
篇4
為了能更好的進行做好化學工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革,我們對現(xiàn)行化學工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)方案的進行了修訂工作。根據(jù)本專業(yè)特色和學生的具體情況,我們先后選擇到本專業(yè)辦學經(jīng)驗豐富、學科排名靠前的重點院校,如天津大學、北京化工大學、中國石油大學(華東)、合肥工業(yè)大學等高校和同一地域的蘭州理工大學和寧夏大學等高校進行調研。并在征求了部分在校生、畢業(yè)生和化工企業(yè)對現(xiàn)行培養(yǎng)方案修訂的意見的基礎上,我們對調研的信息和反饋的意見和建議進行認真的分析、梳理和總結。從總體上來看,現(xiàn)行培養(yǎng)方案的的培養(yǎng)目標及基本要求符合專業(yè)特點及專業(yè)發(fā)展的需要,課程設置及課時安排也基本符合專業(yè)的要求。但是現(xiàn)行培養(yǎng)方案也存在著一些問題:(1)理論課的學時較多,容易形成以教師為主導的教學模式,學生自主學習和從事創(chuàng)新性實驗項目的時間不足,而且所學習的理論知識難以應用于實踐,在畢業(yè)實習、畢業(yè)設計中表現(xiàn)尤為突出。(2)由于公共課程較多的原因,學生在前三個學期的學習過程中難以接觸到真正的專業(yè)課程,真正學習專業(yè)理論知識的時間非常有限,也造成了安排在大一下半學期的認知實習難以對學生產(chǎn)生相應的專業(yè)影響。(3)核心課程的核心地位不突出,既沒有從課時上保證,也沒有從考核方式上來要求。(4)沒有專業(yè)概論課程,學生到了三、四年級,對專業(yè)的認識還不夠清晰,對課程之間的承接關系沒有概念,綜合運用專業(yè)知識來解決實際問題的能力不足。(5)部分課程內容重復,難以形成教學上的高效率。(6)課程體系中沒有能很好地跟上現(xiàn)代化學工業(yè)中信息化的腳步,已經(jīng)廣泛應用的設計軟件,如Aspenplus、ProE等還沒有進入課程體系。(7)畢業(yè)實習還有待加強,目前安排的畢業(yè)實習時間較短,難以達到實習的目的。
二化學工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革的思路
美國、德國等發(fā)達工業(yè)國家的統(tǒng)計資料表明,高級工程人才的需求比例為:從事工程科學研究的人才為5%,這部分人才主要以研究和發(fā)現(xiàn)工程過程中的基本理論為主,偏重于工程學術研究;從事設計、開發(fā)的工程人才約占35%,主要工作是將科學原理和學科體系知識轉化為設計方案或設計圖紙;從事生產(chǎn)工藝、運行維護、管理銷售等工作的工程技術人員約占65%,將設計方案與圖紙轉化為產(chǎn)品。后兩者可以統(tǒng)稱為工程應用人才?;W院在建院之初,就確定了以培養(yǎng)工程應用型人才為主要目標。根據(jù)幾年來在人才培養(yǎng)的探索與實踐過程中,我們認為,確切地說,我們應該以打造工程生產(chǎn)一線工程師、工程技術人員為人才培養(yǎng)的主要目標,也就是說,以培養(yǎng)工程技術人員為主,對于一些學有余力的學生,可以通過進一步的深造和在實踐工作崗位上的鍛煉,成為工程人才。培養(yǎng)化工類工程應用型人才,就是要強調本科教育的專業(yè)性,通過本科教育這一相對完整的人才培養(yǎng)周期,是學生接受相對完整的、作為一線工程師所需要的基本教育,具有一線工程師應有的基本知識、基本能力、基本素質。學生通過這樣的教育,應該具有系統(tǒng)的專業(yè)基礎知識、較強的實踐動手能力、主動的自主學習能力、靈活的崗位適應能力,在現(xiàn)有成熟的化工技術和規(guī)范的基礎上,能夠應用理論知識和技術,解決生產(chǎn)實際中的具體技術問題,特別是應用所學專業(yè)知識進行集成創(chuàng)新和引進吸收再創(chuàng)新。同時,一線工程師還應具有一定的人文精神和環(huán)境意識?,F(xiàn)代化學工業(yè),不僅融化學科學、化工技術、藝術于一體,還與自然資源、生態(tài)環(huán)境、倫理道德等重大社會問題息息相關,在“十”提出“建設美麗中國”的歷史背景下,在培養(yǎng)的學生多數(shù)服務于生態(tài)環(huán)境脆弱的西部地區(qū)的前提下,更應該注重培養(yǎng)學生的人文精神和環(huán)保意識。經(jīng)過四年的執(zhí)行,現(xiàn)行培養(yǎng)方案在培養(yǎng)應用型化工技術人才方面起到了重要的作用,也積累了豐富的經(jīng)驗。在新方案修訂過程中,要在保持原方案優(yōu)點,尤其是突出實踐教學的基礎上,針對原方案的不足,結合現(xiàn)代化學工業(yè)新的發(fā)展現(xiàn)狀以及地區(qū)經(jīng)濟,來綜合考慮,完成修訂工作。基于這樣的認識,對于新的培養(yǎng)方案,需要遵循“理論系統(tǒng)夠用,突出實踐動手,營造工程背景,重視過程培養(yǎng)與評價,提倡自主學習,強化創(chuàng)新訓練”的原則?;瘜W工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂工作的指導思想:以復合型、創(chuàng)新性人才培養(yǎng)為核心,以教學改革、科學研究和服務社會為宗旨,以高素質、重能力、求創(chuàng)新為根本,以學生為主體、教師為主導,培養(yǎng)學生理論知識、綜合能力、實踐技能和科學素養(yǎng)全面協(xié)調健康發(fā)展。力求達到理論與實踐、基礎與提高、傳承與創(chuàng)新、教學與科研、素質教育與技術訓練的統(tǒng)一。
三化學工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革的內容
明確提出以轉變教育思想和更新教育觀念為先導,以完善和落實本科綜合培養(yǎng)方案為主線,深化教學改革;優(yōu)化課程體系,更新教學內容,加強實踐環(huán)節(jié),改進教學方法和教學手段;加強師資隊伍建設,提高教師整體綜合素質,形成一支教學科研相結合、教學思想活躍、知識結構、年齡結構優(yōu)化的教學梯隊;注重學生知識、能力、素質、個性的協(xié)調發(fā)展,強化創(chuàng)新意識,進一步提高人才培養(yǎng)質量,走改革和創(chuàng)新之路,探索教學管理的新機制、新模式,開創(chuàng)教學工作的新局面。
1理論課的教育改革
(1)深化課程體系改革,構建創(chuàng)新能力和全面發(fā)展的化工專業(yè)人才培養(yǎng)計劃調整知識結構,本著“理論系統(tǒng)夠用”的原則,認真梳理現(xiàn)行培養(yǎng)方案中的理論課程體系,根據(jù)專業(yè)方向,確定4~5門核心課程,凸顯核心課的核心地位,以核心課程為中心,構建理論課程體系。將理論課程按課程的特點、內容和相關性進行進一步整合,劃分為課程群,即將部分前后有銜接的課程,進行內容整合,減少重疊內容,突出重點,通過課程群的建設,使學生在學習時可以更加連貫,便于融會貫通。(2)改革和更新教學內容,積極吸收本專業(yè)科學技術發(fā)展的新成果,將化工及相關領域新技術、新成果納入課堂教學;(3)深化教學方法改革,尊重學生個性發(fā)展,推進啟發(fā)式和討論式教學方法,提倡案例教學;主要課程注重引進和選用國內外優(yōu)秀教材,不斷促進本科教學質量的提升。(4)改革教學技術,推行現(xiàn)代化教學手段。包括:多媒體、網(wǎng)絡、仿真等。盡可能采用雙外語教學。(5)改進教學和管理機制,在理論教學過程中,重視過程培養(yǎng)和評價,并以此為契機,提倡學生自主學習,在教學大綱上和教學內容上引導學生自學。
2實踐性教學環(huán)節(jié)的教育改革
工程技術人才的創(chuàng)新能力集中體現(xiàn)在工程實踐活動中創(chuàng)造新的技術成果的能力,包括新產(chǎn)品和新技術的研發(fā),新流程和新裝置的設計,新的工廠生產(chǎn)過程操作運行方案等。反映在教學過程中就是工程實踐能力的訓練和培養(yǎng)。因此在改革中高度重視和加強實踐類教學環(huán)節(jié),繼續(xù)保證實踐教學的突出地位。在實踐性教學環(huán)節(jié)中,構建由易到難,貫穿全程,逐步貼近工程實際的實踐教學體系,保證實踐教學環(huán)節(jié)比重在整個培養(yǎng)方案的比重不低于25%,適當調整理論教學課程,使教學前移,為學生創(chuàng)造更多地時間參與工程實踐,并積極創(chuàng)造條件推進“3+1”培養(yǎng)模式的改革。對教學計劃內要求的實踐性教學,結合工程實際,以實驗與工藝基本操作技能訓練為基礎,積極開展教學改革和建設。具體方案:在基礎實驗方面,重視對學生實際動手能力、規(guī)范操作和嚴謹務實的作風的培養(yǎng)。在專業(yè)基礎實驗方面,結合地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展和教師的科研方向開發(fā)大綜合專業(yè)實驗項目,逐步引入具有工程意義的實驗項目,增加綜合性、設計性和研究型實驗的比例。為后續(xù)實踐教學、創(chuàng)新性實驗項目、學科競賽、畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)奠定基礎。在校內實訓平臺建設中,基于工程背景及地方產(chǎn)業(yè)特點,以培養(yǎng)學生動手及實踐能力和工程意識為出發(fā)點,形成滿足培養(yǎng)化工類專業(yè)和相關專業(yè)的實踐綜合能力訓練及培養(yǎng)的實訓課程體系。以學校建設化工實訓中心為契機,加強工程實訓,彌補畢業(yè)實習過程中只能看不能動的缺憾,是學生真正了解化工廠。在畢業(yè)實習和畢業(yè)設計(論文)環(huán)節(jié),貫徹卓越工程師計劃,建立學生到企業(yè)和社會開展實踐實習的有效機制。精選認識實習單位,加強基地建設,繼續(xù)為學生在畢業(yè)實習過程中提供“頂崗實習”機會,結合就業(yè),讓學生能夠在就業(yè)后縮短適應期。提高學生對專業(yè)的認同度和優(yōu)越感,提高學習本專業(yè)的興趣。畢業(yè)設計以工廠實際設計為題,畢業(yè)論文以教師科研為題。落實理論聯(lián)系實際,結合工程與科研實際,一人一題,真題真做。實施雙向選擇和規(guī)范化管理。使學生的分析問題、解決問題、協(xié)作精神、創(chuàng)新意識和能力等得到充分鍛煉。
3課堂外教學環(huán)節(jié)的教育改革
篇5
學工程與工藝實驗不同于普通的化學實驗只重視一個原理的求證,它的目的是為了解決工業(yè)中的化工問題,其特點主要有實驗時間長、實驗規(guī)模大和實驗數(shù)據(jù)處理繁雜等。在整個化學工程與工藝實驗里數(shù)據(jù)處理是必不可少的階段,也是印證化學實驗成果是否行之有效的必要手段,但是由于實驗數(shù)據(jù)過于龐大,實驗當中相關的參數(shù)關系大多是非線性的,單單依靠傳統(tǒng)的手工計算不僅速度慢,還容易出現(xiàn)計算失誤的情況,根本無法滿足實際的需求,因此,將MATLAB軟件融入實驗數(shù)據(jù)的處理中刻不容緩,它能有效地將繁瑣的計算步驟化解成簡單的計算,提高工作效率,讓實驗數(shù)據(jù)的準確性達到最高值,避免誤差的產(chǎn)生。以下通過研究兩個化學工程與工藝實驗,分析MATLAB軟件在處理實驗數(shù)據(jù)時與傳統(tǒng)的手工計算有什么優(yōu)勢和便利。
二化學工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理設計
1數(shù)據(jù)處理的程序框架
因為每一個化學工程與工藝實驗的目的都不相同,因此其處理的步驟以及涉及的化學公式也不盡相同,不可能以一個程序來概括,但是經(jīng)過大量的實驗研究和總結,發(fā)現(xiàn)不同的化工實驗中都會有其相似之處。
2數(shù)據(jù)處理的程序編制
2.1數(shù)據(jù)輸入
化學工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)輸入主要依靠提示的函數(shù)input實現(xiàn),比如以溫度為例子,則其輸入函數(shù)為:t=input(‘請輸入實驗的溫度(攝氏度):’),其中輸入函數(shù)大多是以矩陣的輸入形式為主。
2.2處理和作圖
化學工程與工藝實驗中得到的數(shù)據(jù)時常會存在離散的情況,必須經(jīng)由多種擬合的方法將它們結合成一條或多條連合的曲線,而其中最常用的擬合方式是最小二乘法,因此本實驗設計中的擬合方式也采用最小二乘法的方式。設實驗的離散數(shù)據(jù)(x1,y1)通過最小二乘法將其擬合成因變量y,自變量x,輸入的函數(shù)關系為y=f(x),函數(shù)關系的主要思路是讓離散數(shù)據(jù)中的x1的殘差平方以及Σ(f(x1)-y1)2達到最小值。因為在得出化工實驗數(shù)據(jù)中多少會因為外界的因素存在著一些誤差,因此最小二乘法可以無需使輸入函數(shù)y=f(x)必須經(jīng)過全部的離散數(shù)據(jù)(x1,y1),但是殘差平方和必須達到最小值。根據(jù)最小二乘法的擬合方法可知,最小二乘法可以滿足化工實驗數(shù)據(jù)處理中的擬合應用需求。在化學工程與工藝實驗中會涉及到流體的流動阻力研究,研究主要是通過測試流體的流動阻力,在經(jīng)過特定的計算之后得出摩擦系數(shù)(λ)和雷諾準數(shù)(Re)的離散數(shù)據(jù),再同理,經(jīng)過最小二乘法擬合出連續(xù)的曲線,并根據(jù)其畫出相對應的圖形。因為摩擦系數(shù)(λ)和雷諾準數(shù)(Re)屬于成雙對數(shù)函數(shù)。
2.3建立數(shù)據(jù)庫
因為經(jīng)過上述的設計,化學工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理只能得知在特定的溫度下(比如10℃、20℃以及30℃等)實驗的物性數(shù)據(jù),但是在實際的生產(chǎn)中,工業(yè)生產(chǎn)所涉及的溫度多變,不單單只停留在設計好的溫度當中,因此,這就需要我們在數(shù)據(jù)中選擇最相近的數(shù)據(jù),假設它們屬于線性的關系,再利用內插或者外推的方式計算出實驗的物性數(shù)據(jù)常數(shù)。在本文的化工實驗中,編寫的程序已經(jīng)將實驗溫度和密度以及實驗的溫度與黏度進行多次的實驗擬合,建立出了一個相對完整的數(shù)據(jù)庫,在工作中只需將溫度輸入進系統(tǒng),則程序可以自動跳出在特定溫度下的物性數(shù)據(jù),提高數(shù)據(jù)處理效率。
3程序的運行
在編制完成化學工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)處理程序,且建立數(shù)據(jù)庫之后,便應該輸入數(shù)據(jù)以驗證程序是否能有效地處理實驗數(shù)據(jù)。在化學工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)處理中,MATLAB軟件的應用是十分重要的,經(jīng)過實驗可知,在化工實驗當中會出現(xiàn)大量的離散數(shù)據(jù),必須經(jīng)過擬合的方式進行處理,其處理過程中不僅工作量大,而且十分繁瑣,一旦出現(xiàn)差錯則必須重新重來,浪費大量的人力物力資源,而且在處理好實驗數(shù)據(jù)之后,在查看實驗當中還要將化工實驗數(shù)據(jù)重新計算一次,看結果是否與原先的計算結果相同,工作量十分重,但是如果運用MATLAB軟件則大大降低了數(shù)據(jù)處理難度,只要在MATLAB軟件中輸入相應的化工實驗數(shù)據(jù),就可以得到結果,節(jié)省了時間,提高了工作效率。
三結語
篇6
隨著實驗室的數(shù)目增加,一個實驗室管理員通常要兼管多個實驗室,在實驗室安全管理上容易產(chǎn)生漏洞。建立視頻監(jiān)控系統(tǒng),能有效彌補實驗室安全漏洞,提高安全管理有效性?;嶒灲虒W中心投入大量資金,在每個實驗室都安裝了高清晰視頻監(jiān)控設備,監(jiān)控錄像實時傳送到中心的監(jiān)控室,并自動存儲。實驗室管理人員隨時監(jiān)控實驗室的情況,大大加強了中心實驗室的安全防范措施。同時,通過監(jiān)控系統(tǒng),管理員一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)操作儀器、違反實驗室規(guī)章制度的行為可以及時進行糾正,有利于維護實驗室安全良好的秩序,促進師生中間形成一種積極向上的實驗室氛圍。
2化工實驗教學信息化平臺軟件環(huán)境建設
(1)網(wǎng)絡化實驗教學平臺
化工實驗教學中心在傳統(tǒng)的課堂講授的基礎上,充分運用信息技術、虛擬現(xiàn)實技術、計算機網(wǎng)絡技術,為學生構建了網(wǎng)絡實驗教學平臺,實現(xiàn)了多元化的實驗教學模式。通過整合實驗教學資源,實現(xiàn)了對教學隊伍、教學內容、實驗項目、大綱、講義、儀器設備、習題、多媒體課件、實驗錄像、仿真實驗、虛擬實驗等教學資源的上網(wǎng)開放,學生通過網(wǎng)絡實驗平臺還可以進行實驗準入測試、提交實驗報告、在線交流答疑等。
(2)開放式實驗預約系統(tǒng)
中心開發(fā)了開放式實驗預約系統(tǒng),該預約系統(tǒng)采用網(wǎng)上預約實驗的方式,即學生可以網(wǎng)上選定實驗項目、實驗時間、查詢實驗成績。預約系統(tǒng)分為三個角色:學生、老師、管理員,按照不同角色進行登錄認證。通過登錄該系統(tǒng),學生可以預約實驗,查看、取消已經(jīng)預約的實驗批次,查看以往實驗成績,查看下載實驗課表;老師可以進行實驗批次信息的確認、查看選課人數(shù)、學生信息,查看并導出實驗課表以及進行實驗評價打分;管理員負責對整個系統(tǒng)的基礎數(shù)據(jù)維護,包括學期管理、實驗項目和實驗批次安排、實驗室管理和老師信息管理職能。同時利用設計、搭建的短信平臺,實現(xiàn)了實驗預約的短信提醒功能,即在實驗開始前三天左右,通過公共短信平臺向學生發(fā)送短信,提醒學生實驗具體時間和地點,進一步加強和完善了實驗預約系統(tǒng)的功能。實驗預約系統(tǒng)打破了班級的界限,改變了過去按同一模式進行教學的方式,有利于因材施教,提高學生的主動性和積極性,培養(yǎng)探索和創(chuàng)新精神。
(3)虛擬實驗室
我校化工實驗教學中心以化學工程實驗裝置為原形,開發(fā)了集3D高仿真展示、多媒體授課、預習、復習、數(shù)據(jù)處理為一體的化學工程實景虛擬實驗室。虛擬實驗室將平面流程立體化,將單元操作的流程、實驗操作視頻和實驗原理動畫等信息生動逼真地呈現(xiàn)在學生面前,學生可在虛擬場景中自由漫游和穿行,實現(xiàn)了人機互動,大大豐富了實驗教學內容,有效擴展和延伸了現(xiàn)場實驗教學。中心還設計了配套的網(wǎng)絡預習系統(tǒng),進一步強化了實驗教學的預習環(huán)節(jié),提高了實驗教學的效率。目前中心開發(fā)的虛擬實驗有“原油實沸點實驗”、“泵送裝置綜合操控系統(tǒng)”、“板式精餾塔傳熱實驗”、“吸收”、“精餾”等。
(4)遠程控制實驗
遠程控制實驗是一種嶄新的實驗方法和技術,學生通過對虛擬儀器面板的操作,實時操作控制遠程的硬件設備實體,并通過視頻把實際實驗場景反饋給學生,從而得到真實的實驗數(shù)據(jù),加強了實驗操作的真實性。遠程控制實驗彌補了仿真實驗和虛擬實驗的不足,在實現(xiàn)軟件共享的同時,更重要的是做到了實驗硬件資源共享。目前我?;嶒灲虒W中心正在籌建遠程控制實驗,將遠程控制實驗作為仿真、虛擬實驗的延伸和擴展,為學生提供一種全新的實驗模型。
3加強實驗技術人員的信息化知識培訓
要提高實驗教學信息化水平,實驗技術人員必須具備一定的網(wǎng)絡信息技術知識與操作能力,加強實驗技術人員隊伍的信息化素養(yǎng)成為一個重點。中心多次組織實驗技術人員進行信息化方面的知識培訓并進行考核,派出實驗技術骨干到實驗教學信息化建設開展得較好的同類院校進行學習交流,通過實地考察和交流,吸取各高校在信息化建設方面的新理念和新經(jīng)驗,不斷提高實驗技術人員的信息化素養(yǎng)和管理經(jīng)驗。
4結語
篇7
綠色化工就是要在對環(huán)境污染嚴重的地區(qū),進行技術上的加工,使得與環(huán)境相協(xié)調的可持續(xù)發(fā)展的化學化工。重視“科學是第一生產(chǎn)力”,要堅持發(fā)展可再生資源的使用,以多種多樣的高超技術加以研究。綠色化學前景的探索對于我們還任重道遠。
【關鍵詞】綠色化學化工;綠色概念;綠色化工產(chǎn)品;綠色環(huán)境;友好化學
引言
政府只有深入研究和發(fā)現(xiàn)各種綠色產(chǎn)品,探討綠色化學化工,才能使出現(xiàn)的問題得到很好的解決,對每一個問題的發(fā)生我們都要追根溯源,從根本上根除問題。綠色化學化工技術的應用,正在不斷增多,我們要設計研究低公害,經(jīng)濟效益高的綠色產(chǎn)品,這就要求我們在一定程度上選擇適當?shù)牟牧?,例如新型的催化劑,溶劑,油漆等。利用自然界中存在的可持續(xù)發(fā)展條件,以廢棄物作為原始原料,生產(chǎn)一些綠色化學化工產(chǎn)品。國家要想改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式,就不要有自給自足的傳統(tǒng)思想,否則將可能出現(xiàn)很嚴重的結果。在宣傳方面要倡導綠色化學化工產(chǎn)品,這些產(chǎn)品的新生將會給化學史上增加一筆新的光彩。
環(huán)境與綠色這兩個詞是分不開的,綠色環(huán)境就是要把環(huán)境好好經(jīng)營,建設社會主義和諧社會。改革開放以來各種污染物大量出現(xiàn),同時還有一部分人為了暴利不惜破壞環(huán)境,所以要研究出符合經(jīng)濟條件的綠色化學化工產(chǎn)品,取得一定的經(jīng)濟效率。
一、綠色化學化工的重要性
(1)世界各國在發(fā)展建設過程中不斷造成對環(huán)境的影響,例如泥石流,地震的頻頻發(fā)生,以致于對綠色化工越來越重視。
(2)綠色化學化工基本的問題是技術與人才問題,綠色化工可以很好的保護環(huán)境和帶動一系列的化工產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,在工業(yè)上起到經(jīng)濟效益好,實用性強的理念,還可以消除化工工業(yè)對社會和環(huán)境的各種影響。
(3)綠色化學化工具有一定的循環(huán)利用性,工業(yè)的加速發(fā)展,使得一些資源的利用率得到百分百的提高,綠色化學在國際上被稱為是解決污染物的科學殺手。從目前看來,綠色化學化工前景廣闊。
(4)化工上要解決一些技術上的難題,從觀念上強化,在制造綠色產(chǎn)品方面,要有好的建設,制度要明確。
二、政府重視綠色化工技術和人才的教育培養(yǎng)
政府要主導綠色化工的技術發(fā)展,優(yōu)化政策對于綠色環(huán)境的要求,要樹立“以人為本的原則”,觀念上要高效,經(jīng)濟實惠,簡潔,建立一系列的新形勢下政企的合作關系,國家政府要落實和扶持這一方面的有關條例。其中還要結合對高新技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的綠色化學化工產(chǎn)品,優(yōu)化環(huán)境等有利條件。
加快建設對于綠色化學化工方面的人才,在國家的扶持下開發(fā)綠色化工的發(fā)展和服務。
國內先前在冶金、鋼鐵、礦類上的開發(fā)導致了很多問題的發(fā)生,現(xiàn)在需要綠色化學化工產(chǎn)品的加入為這一類企業(yè)注入新的血液。在綠色化學化工產(chǎn)品的設計和建設中加入高技術的含量。
化學與化學工業(yè)有著本質上的差別,以前的原料,不可再生資源的危害,相信大家有目共睹,這些問題制約了國家化學工業(yè)和環(huán)境的協(xié)調發(fā)展,充分利用可再生資源,是綠色化學化工的首要解決的問題之一。對于這一方面,人才上要遵循科學發(fā)展的道路,要有著對未來前景的預測,人才具備這些才能很好的為國家和人民服務。學校培養(yǎng)人才研究,綠色化工的規(guī)劃,研究論文,環(huán)保意識上,要深入到骨髓里。綠色化學代表了化學和化工學科的共同發(fā)展趨勢和目標之一,即無論是化學還是化工,不僅要面對社會發(fā)展對環(huán)境、健康和能源等方面日益嚴格的要求。
三、綠色化工的前景預測
(1)我國企業(yè)主要是以工業(yè)化為主,所以綠色化學工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有主導作用,對推動我國加速發(fā)展社會主義和諧社會做出了巨大貢獻。
(2)化學工業(yè)在教育方面,雖然有很多不完善的地方,但還是可以培育一代代優(yōu)秀工業(yè)人才,這些人才使得綠色化學化工業(yè)的發(fā)展加速。
(3)綠色化學觀念上實施科學主義發(fā)展觀,貫徹落實以人為本的原則。
(4)綠色化學含義的這種變化不僅得到各國政府的高度關注,而且也使它所涉及的內容也越來越廣,越來越豐富。從它現(xiàn)在代表的意義來看,還可用環(huán)境友好化學、可持續(xù)發(fā)展、清潔生產(chǎn)等詞匯來描述,在當今社會,環(huán)保,政治,國際上多方面的推動下,我們綠色工業(yè)發(fā)展前景相信會越來越廣闊,也將會越來越好。
四、我國對于綠色化學化工上采用的戰(zhàn)略
1、國家研究院建立了專門的機構,目前我國有很好的合成、催化綠色化學技術。如研究院的基礎研究綠色化學合成,有機化學產(chǎn)品的檢測和研究。
2、在戰(zhàn)略實施上重視可再生資源,自然界中含有最多的木質素和纖維素的植物,有著一定的可再生資源,總結方案,在綠色化學化工的問題上采用更好的方案。
3、戰(zhàn)略上要重視解決資源浪費的問題的發(fā)生,迅速推動國內的科學化工業(yè)的發(fā)展等,國際上對于綠色化工工業(yè)產(chǎn)品的溶劑,反應條件,催化劑等化學使用方法,對于高原子的組合,目標分子的研究,使綠色化學工業(yè)上保持了有效的功能外,同時讓有害影響降到最低,體現(xiàn)了經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益的統(tǒng)一。
結束語
從綠色化學化工的定義,原理研究的方向下,我國慢慢的展現(xiàn)了完整的綠色化學化工體系,以及國家人民對于綠色化學化工意識上的加強,但是目前還有很多方面不夠健全,如發(fā)展速度很快,導致一些內部問題的發(fā)生,還有對于綠色化學化工的產(chǎn)品定位,望日后有更多推進綠色化學化工的方案。
參考文獻
[1]麻生明.環(huán)境友好的合成化學.1999年科學發(fā)展報告[J]北京:科學出版社,1999.101-105
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論文關鍵詞:信息化學科教學系統(tǒng)學科資源庫互聯(lián)網(wǎng)管理工具網(wǎng)絡信息處理與交流工具
自20世紀90年代以來,國際教育界出現(xiàn)了一種以信息化教育促進教育深化改革的趨勢,這就是在教育過程中廣泛應用以多媒體計算機和網(wǎng)絡通訊技術為基礎的信息技術促進教育變革。.我國以此為契機,在新一輪的課程改革中融人.了教育信息化的.理念,強調信息技術與學科的整合。但是如何通過信息技術與學科教學的有效整合來實現(xiàn)信息化學科教學的目標,卻是一個比較龐大的系統(tǒng)工程。教師僅僅通過在課堂上使用個別信息技術手段是遠遠不夠的,學校只有建立一整套相對完善的信息化學科教學系統(tǒng),信息化學科教學的目標才能得以真正實現(xiàn)。
筆者經(jīng)過多年的實踐與研究,認為學校的信息化學科教學系統(tǒng)應該包含三個要素,即個性化校園學科資源庫、有效的互聯(lián)網(wǎng)學科資源管理工具、靈活的網(wǎng)絡信息處理與交流工具。這三個要素互相配合,能使學校信息化學科教學系統(tǒng)發(fā)揮其巨大功能。
1個性化校園學科資源庫
目前,各個地方都在積極進行教育或學科資源建設,市場上的基礎教育資源可謂五花八門、品種眾多,但在一片繁華的背后卻同時存在著重復建設、數(shù)量龐雜.、脫離教學實際需求等問題。我國可供教學上使用的軟件數(shù)量滯后于中小學信息化教學的發(fā)展,遠遠不能滿足中小學教育教學的需要,其中適合教師“個性化”需求的更少。而讓教師制作適合教學需要的所有課件,既費時又費力。因此,應盡早為教師提供既不受教學方法制約又與每個人的教學風格無沖突、具有單一主題或內容(其呈現(xiàn)方式可以是文本、圖形、圖像)的集匯的學科資源庫,教師可利用學科資源庫中的素材,方便、快捷地“組裝”出符合自己需要的教學軟件。
近幾年,在課程改革浪潮的涌動之下,原有的統(tǒng)一的教材體制正在逐漸被打破,教育部已經(jīng)批準十八家出版社從事新教材的開發(fā)和出版,教育資源多樣化的格局正在形成。新課程標準、新教材格局的出現(xiàn),勢必影響到學科資源庫中資源的時效性和適用性。因此,在進行學科資源庫建設時,不要針對某一版本的教材,而應該圍繞知識點展開,使其對不同版本的教材普遍適用。
學科分類是最基本的劃分資源內容的依據(jù),這種模式的最大優(yōu)勢是便于組織和管理,可將每個學科進一步細化到知識單元和知識點,并在遵循規(guī)范的前提下,根據(jù)學科自身的特色采用多種表現(xiàn)形式。
學科資源庫中的資源可分為基礎素材、集成單元和課件。為了便于對基礎素材的使用,可將素材分為教學指導、教學素材、參考資料和練習測試四類。基礎素材根據(jù)不同的教學模板構建為集成單元和課件,集成單元也可以直接構建為不同形式的課件。
基礎素材庫中,教學指導部分包含知識結構.、教學目標、教學建議、實驗指導.、參考教材等;教學素材部分包含預備知識、內容講解一、重點難點、典型例題、常見問題、名詞術語、實驗實踐和圖形符號等;參考資料部分包含發(fā)展史料.、前沿進展、教學論壇、典型教案、知識博覽;練習測試部分主要是習題和試題等。集成單元庫中包含案例、試題、試卷、質的評價量規(guī)集、課程試驗、文獻資料、索引目錄.、名師講堂、教與學工具或模板等;課件庫中主要包含電子圖書、電子講稿、光盤課件.、網(wǎng)絡課件、視頻流課件等。教學指導部分的內容對于教學經(jīng)驗不足的新教師來講作用很大。教學素材部分一般以盡可能小的單元進行存儲,而集成單元和課件,只是對這些素材的鏈接,這樣可以大大節(jié)省磁盤的存儲空間。教學中,教師可以根據(jù)自己的教學需要調用這些素材,組合成富有個性的教學方案,也可以直接調用已經(jīng)組合好的集成單元和課件,使用起來極其方便。
學科資源庫的建立,一方面為教師備課提供豐富的素材,另一方面也為學生提供優(yōu)秀的學習資源,作為課后鞏固復習之用。為學生提供的學科資源應該包括演示型、自主學習型、專業(yè)訓練型、課外檢索閱讀型以及許多更加開放形式的資源。
2互聯(lián)網(wǎng)學科資源管理工具
近年來,隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,網(wǎng)絡資源已成為人們獲取知識的主要渠道之一,因此僅僅依靠學校學科資源庫中提供的靜態(tài)資源,已經(jīng)不能滿足信息化教學的需要了?;ヂ?lián)網(wǎng)學科資源管理工具的功能主要有兩個方面,一是為校園學科資源庫提供動態(tài)的信息和數(shù)據(jù),不斷更新其中的知識,使教師可以獲得本學科發(fā)展最前沿的信息;二是可以讓教師通過直接訪問Internet獲取所需的學科資源。
基于以上要求,并考慮到由于網(wǎng)絡資源的不斷擴充和更新,導致任何一個工具或軟件都無法包含與某一學科相關的所有資源,加之教師所需的資源比較專一等特點,我們可以采用對包含學科資源網(wǎng)站的URL分門別類進行管理的方式,并為用戶提供使用URL的工具以鏈接到相關網(wǎng)站,這樣就可以大大提高其信息檢索的效率,幫助他們獲得有價值的學習資源。此管理工具要具有定期自動對Internet進行搜索和過濾的功能,及時把網(wǎng)絡內已更新的內容或學習網(wǎng)站報告給系統(tǒng)管理員,由系統(tǒng)管理員與學科專家共同確定管理工具內網(wǎng)站的更新,對新信息進行選擇和整理,并及時補充到學科資源庫中。資源的及時更新是信息化學科教學的基本保障之一。
3網(wǎng)絡信息處理與交流工具
以上兩個要素的建立,只是想為教師提供大量的學科資源,而如何有效地利用這些資源才是問題的根本所在。從目前廣大教師對學科資源庫利用率不高的現(xiàn)狀看,信息技術技能偏低是主要原因。因此,隨著軟、硬件設施的完善,對教師信息及技能的培訓也是教育投人的一個重要方面。但是,我們還應考慮到教師日常的繁忙工作,可以通過調整目前的培訓方式,把集中的脫產(chǎn)培訓改為隨時的技術指導,通過網(wǎng)絡使教師可以隨時獲得需要的信息技術資源和相應的技術指導。中國-另外,還可以在建設學科資源庫的同時,為教師提供更多結構化教學支持工具,使教師能夠在不培訓或少培訓的基礎上,就能方便快捷地把所需的學科資源進行有效整合,為教學服務。這些工具主要包括聯(lián)機幫助、百科全書、字典、翻譯工具.、字處理軟件、計算器、課件設計的模板和窗體、公式和符號錄人工具、自動化程序、統(tǒng)計分析工具等。
事實上,每個教師都積累了豐富的教學經(jīng)驗和方法,正是這些在信息化教學中的靈活應用,才使得教育教學效果有了顯著提高。因此,如何為這些教師提供一個交流與共享的空間,使他們之間能互相幫助、互相鼓勵,實現(xiàn)信息化學科教學的最優(yōu)效果,也是本系統(tǒng)需要建構的一個重要方面。
網(wǎng)絡信息交流工具的主要功能是形成一個虛擬的備課小組,該備課小組一般是按照不同學科來組建的,這樣同一學科不同年級的教師可以在此進行自由交流,以保證教學方法與教學內容的有效銜接,該小組還應積極歡迎校外同行的參與,形成校際間的交流與協(xié)作。虛擬備課小組還可以由同一班級的不同學科教師共同組成,這樣有利于大家對學生特點進行認識與理解,并能實現(xiàn)不同學科的優(yōu)勢互補。
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1.1案例教學的作用化工原理課程在化工類專業(yè)的學習過程中起著承上啟下的作用,是基礎課向專業(yè)課過渡的橋梁,對于學生專業(yè)興趣的激發(fā)和工程實踐能力的培養(yǎng)起著非常重要的作用。課堂講授內容和實際生產(chǎn)息息相關,涉及工業(yè)生產(chǎn)的每一個環(huán)節(jié),小到每一個裝置,大到整個生產(chǎn)流程,在化工原理課程教學中引入實際案例,能夠提高課程的教學質量,尤其對于我們三本院校來說,案例教學法有其重要作用,主要表現(xiàn)在以下幾點:(1)激發(fā)學生的學習興趣,提高教學質量和效果。教師上課講的再好,學生學習沒有主動性積極性,都很難獲得較好的教學效果。由于化工原理課程講授內容主要包括化工生產(chǎn)過程所涉及的每個單元操作,單元操作的原理和其使用的設備是其重難點內容,課程內容含有大量的實際問題如流體輸送設備及其管道的選擇,換熱器的型號及其尺寸的選擇,精餾塔塔板數(shù)和塔徑的確定等等。學生面對這些陌生的實際問題,往往會束手無策,導致學習興趣不高。這時在教學過程中引入實際案例,對其進行分析與講解,可以較大程度的吸引學生的注意力,達到提高學生學習積極性的目的,從而提高教學效果和質量。(2)培養(yǎng)學生的工程觀念,強化專業(yè)知識和意識。化工原理課程的重要任務之一是培養(yǎng)學生的工程觀念,這也符合我院人才培養(yǎng)定位和目標。在實際教學過程中,通過實際生產(chǎn)案例的引入,討論如何解決實際問題,需要對知識點在實際中應用時的情況來進行全面的分析和討論,在案例教學實施過程中,更多的是引導學生建立工程思維方式,學生的工程觀念得到逐步的建立,專業(yè)知識也得到進一步的理解與掌握。(3)加強理論與實際聯(lián)系,優(yōu)化教師的知識結構。案例教學的組織與實施,需要教師有扎實的專業(yè)理論知識的同時,還應具備較豐富的實踐經(jīng)驗。因此,對于主講化工原理的教師來說,一方面要不斷充實自身的專業(yè)知識,了解最新的科研動態(tài)和相關成果,一方面要到生產(chǎn)一線進行學習,了解化工生產(chǎn)的實際狀況,尤其是化工單元操作過程中所用設備的結構。
1.2案例的選取原則課堂案例教學的成功與否、效果如何,案例的選擇起著關鍵性作用,選擇案例大致要遵循以下幾個基本原則:(1)案例必須符合教學大綱要求,與教學內容一致。教師應根據(jù)章節(jié)的教學目標和要求,針對知識點,結合案例進行充分的深度挖掘。案例實施時,引導學生進行思考,尋求解決實際問題的可行性方案。借助案例的分析與討論,幫助學生理解與掌握的相關知識點及在實際應用中的情況。(2)案例要有足夠的啟發(fā)性和不確定性。啟發(fā)性的案例將會充分調動學生思考的積極性,同時由于案例的不確定性,給予了學生們更多的思考空間,可以激發(fā)學生自覺性的學習與探索,目的在于培養(yǎng)學生進行獨立思考、解決問題的思維方式。(3)案例必須具有真實性。由于化工原理課程工程實踐性非常強,因此在課堂教學中必須用真實可信的實例,讓學生體會到理論應用實踐,理論用于指導和解決實際問題,讓學生了解到理論知識的重要性,激發(fā)學生的求知欲。
2案例教學的導入方式
為了強化學生對化工原理課程中涉及基本原理的理解與掌握,激發(fā)學生對專業(yè)知識的學習興趣,在課堂教學中導入實際生產(chǎn)案例,其主要引入方法有:(1)課前導入:每個單元操作在實際生產(chǎn)中都有其作用和目的,因此在講解某一單元操作時可以先引入實際生產(chǎn)案例,如精餾,通過原油的常減壓蒸餾來講解該單元操作的原理及其作用。(2)問題導入:針對某一具體知識點的講解,為了強化學生對知識的理解與掌握,可以先通過知識點在實際工程問題中的應用來進行引入。如離心泵的工作原理與“氣縛”現(xiàn)象,安裝高度與離心泵的“汽蝕”現(xiàn)象。(3)歸納導入:在對某個單元操作進行總結歸納時,可以通過引入該單元操作的工程設計實例來進行教學,可以達到較全面的歸納和總結與該單元操作相關的知識點,包括基本原理,所用設備的結構和選用等。(4)講座導入:為了拓寬學生的知識結構,通過定期舉行《化工論壇》講座,講座中就本學科中某個方面所涉及的最新動態(tài)和發(fā)展進行較為全面的介紹,在講座中引入實際生產(chǎn)實例,能夠激發(fā)學生從事科學研究和探索的興趣。
3案例教學中存在的問題
由于案例教學法不同于傳統(tǒng)的教學法,對教師和學生都提出了更高的要求,在化工原理課程的教學過程中實施案例教學法,發(fā)現(xiàn)存在有如下問題:(1)我院教師大多為剛走出校門的畢業(yè)生,雖然具有較扎實的理論知識,但是在實踐經(jīng)驗與科研經(jīng)歷較為缺乏,而案例教學法需要授課教師本身具有較強的實踐經(jīng)驗和較多的科研經(jīng)歷。(2)我院學生基礎較差,尤其是部分學生的數(shù)學基礎,教師在授課過程中讓全體學生全面參與案例教學的過程實施具有一定的難度。(3)化工原理課程實際生產(chǎn)案例來源并不是很廣泛,這也成為影響案例教學法實施過程中的難題之一。
4小結與展望
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為了培養(yǎng)礦物分選加工和礦產(chǎn)資源綜合應用領域的工程技術人才,有機化學的教材內容應以培養(yǎng)學生的科學思維方法,分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新能力為目標,突出礦物加工工程專業(yè)特點,著力拓寬學生知識面。據(jù)此,本課程選擇的是獲得第三屆國家教委優(yōu)秀教材一等獎,由徐壽昌主編的《有機化學》,該教材按照官能團系統(tǒng)分類,每一個章節(jié)介紹一類有機化合物,而每一章節(jié)又按照結構、制備方法、物理和化學性質為主線,便于學生歸納總結和綜合應用。但是在2011年我校在本科生培養(yǎng)方案的調整中,將礦物加工工程專業(yè)有機化學的教學課時由64學時縮減為48學時,有機化學的教學內容必須做出相應的調整。首先,我們貫徹“少而精”的原則,對教學內容進行了優(yōu)化處理,在縮減課時的情況下,精選本學科中最基本、最重要、最精華的部分作為重點教學內容。例如,教材中烷烴、烯烴、炔烴、脂環(huán)烴、芳烴、鹵代烴、醇和醚、酚和醌、醛和酮、羧酸、胺、雜環(huán)化合物等每一個章節(jié)都包含有機化合物的分類和命名,而很多學生在高中階段對這些內容略有掌握,因此我們在第一章有機化合物的分類中,補充有機化合物的命名,將有機化合物按照官能團命名方法進行歸納和總結,后面的章節(jié)中就不再介紹。教材中某種有機化合物的制備反應和另一種有機化合物的化學反應前后重復介紹,可以將這一部分內容合并簡化。以醇制備鹵烴為例,教材第九章鹵烷的制備方法中介紹了醇與氫鹵酸作用,而第十章醇的化學性質又詳細介紹了鹵烴的生成,將這兩部分內容整合有助于學生的理解,避免了重復。教材中立體化學的內容比較抽象,對學生的空間想象力有一定的要求,而立體化學和礦物加工的專業(yè)知識關聯(lián)較少,我們將其內容適當簡化刪減。其次,為了強調礦物加工專業(yè)特色,激發(fā)學生對專業(yè)的興趣,有機化學的教學內容必須重點講授一些和專業(yè)相關的內容。例如,我們學校的礦物加工專業(yè)主要是面對煤炭行業(yè),學生必須對煤的相關知識了解透徹。煤是由有機質和礦物質組成,煤中的有機質又是由苯環(huán)、脂環(huán)、雜環(huán)和一系列的含氧、硫、氮的官能團組成,要認清煤的大分子結構,必須掌握好有機化學中芳烴、環(huán)烷烴、酚和雜環(huán)化合物這些章節(jié)的內容,另外煤經(jīng)常發(fā)生的一些化學反應,如氧化反應、裂解反應、芳構化反應、加氫反應、縮聚反應、脫氧反應和磺化反應等也滲透在有機化學各章節(jié)中。煤的浮選過程中浮選藥劑分為捕收劑、起泡劑和調整劑三種,這些藥劑大多是有機化合物。捕收劑主要是煤油、輕柴油等,它們是石油裂解的餾分產(chǎn)品,主要是C11-C16的烷烴,在有機化學烷烴的學習中可以介紹;起泡劑包含天然起泡劑松醇油(α-萜烯醇),工業(yè)副產(chǎn)品起泡劑雜醇和仲辛醇,人工起泡劑醚醇類化合物,在有機化學萜類、醇類和醚類化合物的講授中介紹;調整劑主要是一些乳化劑和絮凝劑,涉及有機化學中高分子聚合物的知識。水煤漿是一種新型的煤基流體燃料,由煤70%、水30%和少量添加劑經(jīng)一定工藝流程加工而成,添加劑起著關鍵作用。水煤漿添加劑中主要是分散劑和穩(wěn)定劑,分散劑是磺酸鹽、羧酸鹽、聚烯烴類化合物,穩(wěn)定劑是高分子表面活性劑、聚丙烯酸鹽類化合物,這些涉及羧酸和高分子聚合物的相關知識。目前,多學科交叉、滲透、融合,以基礎知識與專業(yè)知識密切結合為切入點,將相互具有內在聯(lián)系的有機化學、煤化學、選礦學的教學內容融合,將打破過去有機化學、煤化學和選礦學在課程設置上過于獨立、缺乏聯(lián)系的局面,整合原有課程內容,拓展學生知識結構。
二、有機化學教學方法的改革
傳統(tǒng)教學方法以教師在課堂上的“填鴨式”教學模式為主,往往忽略了學生的主體性,不利于學生自主學習和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。為了培養(yǎng)學生的自學能力和思考能力,提高教學效率和質量,我們在教學中采用了靈活多樣的教學方法,通過啟發(fā)式、互動式和討論式等多種教學方法,引導學生課堂上積極思考,獨立解決問題。在教學過程中我們增加一些教科書上沒有列出的反應及其具體應用實例,將同類型的反應隨時進行總結,既可提高學生的學習興趣和積極性,又可開拓學生的視野和擴大知識面。例如,水煤漿添加劑中普遍用到的分散劑是萘磺酸鹽,在萘磺酸鹽的制備過程中涉及我們所學有機化學中萘的磺化反應,萘在165℃時與濃硫酸反應的主要產(chǎn)物是β-萘磺酸,β-萘磺酸經(jīng)過與甲醛發(fā)生縮合反應后與堿中和即可得到我們所需的產(chǎn)品萘磺酸鹽。學生通過這個實例的學習,將會加深對萘的磺化反應的認識,同時拓寬了知識面,還與所學的專業(yè)知識也聯(lián)系起來。FS-201作為一種浮選劑在很多選煤廠使用,它的藥劑用量比煤油低30%左右。這種藥劑的主要成分是輕質烷基苯。這種藥劑的合成涉及有機化學中最著名的傅克烷基化反應。它的合成是烯烴與苯在三氯化鋁的催化作用下進行傅克烷基化反應,反應物經(jīng)堿洗、水洗再經(jīng)脫苯、精餾,截取255℃以前的餾分。課本中一個普通的化學反應在工業(yè)上得到應用,學生將會印象深刻。通過這些實例的學習,學生發(fā)現(xiàn)有機化學課程并不是完全和自己所學的專業(yè)沒有關系,專業(yè)知識也并不是深奧難懂,基礎課程和專業(yè)課程相輔相成,融會貫通。
三、有機化學教學手段的更新