時間:2023-04-14 16:48:54
導(dǎo)語:在工程化學(xué)論文的撰寫旅程中,學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。

1.化學(xué)工藝任務(wù)特性研究依據(jù)化學(xué)工程與工藝流程進行科學(xué)審視,涉及細(xì)化的工藝任務(wù)主要是應(yīng)用專業(yè)理論和人員技能標(biāo)準(zhǔn)進行同步開發(fā)、設(shè)計的,因為科學(xué)工程的大力支持,使得單位人員基礎(chǔ)操作活動越來越正規(guī),基本能夠依據(jù)企業(yè)生產(chǎn)流程進行優(yōu)化模擬訓(xùn)練,將節(jié)點更新指標(biāo)落到實處。關(guān)于這部分學(xué)科研究領(lǐng)域眾多,工藝專業(yè)需要人員充分掌握應(yīng)用理念前提下,結(jié)合各自行業(yè)實際管理狀況進行創(chuàng)新領(lǐng)域開創(chuàng),進而形成獨具特色的專業(yè)歸控體系。
2.化學(xué)工業(yè)特點延伸依據(jù)數(shù)理、化學(xué)內(nèi)涵作為支撐媒介,進而深度聯(lián)合工業(yè)經(jīng)濟基礎(chǔ)條件進行窺測,將化工單元操作和熱學(xué)、動力學(xué)原理進行深度融合,進而有力指導(dǎo)設(shè)備開發(fā)工作?;瘜W(xué)工程主要隨著化學(xué)工業(yè)的過渡改造而形成,其中化學(xué)反應(yīng)作為生產(chǎn)流程的核心內(nèi)容,將為過程分析創(chuàng)設(shè)主動適應(yīng)空間,將研究過程方向梳理完全;而化工熱力學(xué)條件作為單元反應(yīng)的理論基礎(chǔ),對于產(chǎn)品回收效率有著充分的界定要求,其將直接決定產(chǎn)品后期回收效率,對于產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟成本規(guī)模產(chǎn)生著重大影響效果。因此,在單元詳細(xì)操作流程中,技術(shù)人員可針對各類化工設(shè)備以及產(chǎn)品形態(tài)進行科學(xué)審視,由于傳遞流程作為單元操作、反應(yīng)工程的支撐媒介,而化工產(chǎn)業(yè)在全新發(fā)展形態(tài)下需要落實核心催化技術(shù),就必須聯(lián)合跨學(xué)科形態(tài)的戰(zhàn)略進行綜合比對、研究,爭取達(dá)到統(tǒng)一規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)格局。內(nèi)部傳遞機制主要圍繞動力、熱能、產(chǎn)品質(zhì)量元素闡述,這其實就是異質(zhì)化單元內(nèi)部反應(yīng)裝置的物理演變過程。
另一方面,合成化學(xué)作為既定學(xué)科的核心要素,為設(shè)計主體開發(fā)大量非天然化合物質(zhì)提供靈感經(jīng)驗。在大量創(chuàng)新化合產(chǎn)物的影響下,有關(guān)化工產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)模型便開始順利過渡。信息技術(shù)為各類設(shè)備、工藝創(chuàng)造主動適應(yīng)條件,整體上推動了行業(yè)的進步趨勢。這部分生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)聯(lián)合各類深加工流程進行替換改造,需要化學(xué)工業(yè)不斷開發(fā)新型歸控技術(shù),進而為既定產(chǎn)業(yè)規(guī)范效率和經(jīng)濟成果提供適應(yīng)條件。技術(shù)人員需要全面開發(fā)最為先進的協(xié)調(diào)處理細(xì)則,這是創(chuàng)新化學(xué)工藝改造流程的必要準(zhǔn)則。整個技術(shù)開發(fā)活動利用市場導(dǎo)向機理進行布置,使得工業(yè)、商業(yè)化動機需求得到全面綻放。
二、化學(xué)工程、工藝試驗數(shù)據(jù)的科學(xué)搭配分析
傳統(tǒng)形態(tài)的化工實驗操作,內(nèi)部數(shù)據(jù)排列機理相當(dāng)復(fù)雜,整體活動延展下來,具體的人力、物力資源全面堆積。因為內(nèi)部流程需要借助平行試驗進行掌控,特定數(shù)據(jù)處理重復(fù)性特征廣布。因此,必要時技術(shù)人員可依靠MATLAB軟件進行流程過渡,將人工演算過程中的數(shù)據(jù)限制因素調(diào)節(jié)完畢。這部分實驗流程是掌握化工研究方式的重要環(huán)節(jié),整體流程較為漫長。所以,計算機信息技術(shù)便將這些復(fù)雜的演算流程進行智能模擬操作,并透過實驗要求建立必要的模型基礎(chǔ),使得工藝技術(shù)管制范圍下的各類可行條件全面延展。化工產(chǎn)業(yè)講求專業(yè)實驗的引導(dǎo)價值,具體行動標(biāo)準(zhǔn)動機也是圍繞特地實驗點進行參數(shù)定量關(guān)系探索,進而將化工所需遵循的客觀規(guī)律羅列完整。MATLAB軟件在整個研究過程中開辟引導(dǎo)先河,其將各類函數(shù)圖形進行輕松規(guī)劃,肅清細(xì)致符號演算和數(shù)值計算限制問題。這類軟件應(yīng)用范圍較為廣闊,包括數(shù)字通訊和財務(wù)建模等內(nèi)容。目前這類程序已經(jīng)成為國際控制終端的必要支撐媒介,現(xiàn)場操作人員基本只需編寫某種數(shù)據(jù)處理程序,之后將原始數(shù)據(jù)輸入,就能輕松提煉相關(guān)實驗結(jié)果,將優(yōu)質(zhì)化數(shù)據(jù)和圖示模型展出。另外,涉及這方面人員素質(zhì)的強化工作也相當(dāng)重要。隨著技術(shù)創(chuàng)新和科技產(chǎn)業(yè)化的加快,環(huán)境保護意識的加強,必然會帶來對分析檢驗專業(yè)人才需求的上升,且無論在數(shù)量和質(zhì)量上,都提出了新的要求。
三、結(jié)語
1.1教學(xué)模塊的選擇
環(huán)境化學(xué)本身內(nèi)容非常豐富、復(fù)雜,涉及污染物在各圈層環(huán)境介質(zhì)中的化學(xué)特性、行為和效應(yīng)及其控制的化學(xué)原理和方法?,F(xiàn)有的經(jīng)典《環(huán)境化學(xué)》教材多分為七章或七章以上,在有限的教學(xué)課時里,不可能講完全部的教材內(nèi)容,所以必須對現(xiàn)有教材內(nèi)容進行有機整合。改革后的課程教學(xué)內(nèi)容仍以“水環(huán)境化學(xué)”、“大氣環(huán)境化學(xué)”、“土壤環(huán)境化學(xué)化學(xué)”和“生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運動過程及毒性”四大塊內(nèi)容為主體,但把后面的“典型污染物在環(huán)境各圈層中的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)”穿插入“水環(huán)境化學(xué)”部分,把“有害污染物及放射性固體廢物”整合入“土壤環(huán)境化學(xué)部分”。這樣的整合既以基本原理為主,又涉及領(lǐng)域廣泛,內(nèi)容豐富,還避免了不必要的重復(fù),形成同時兼顧系統(tǒng)性和前沿性,基礎(chǔ)性及創(chuàng)新性。
1.2引入“經(jīng)典案例”
為了增強教學(xué)效果,將一些全球性、公害性的重大環(huán)境污染事件作為案例進行引入教學(xué)模塊。大氣環(huán)境化學(xué)部分放入“洛杉機煙霧”、“倫敦?zé)熿F”和“多諾拉煙霧”等事件,水環(huán)境化學(xué)部分融入“水俁病”、“痛痛病”和“劇毒物污染萊茵河”等案例,土壤環(huán)境化學(xué)部分引入“切爾諾貝利核電站泄露事件”,生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運動過程及毒性納入“米糠油事件”。這些著名“污染案例”的引入,使枯燥、難記的化學(xué)知識轉(zhuǎn)化為活生生的案例,增加了學(xué)生對專業(yè)知識的理解,營造出了生動而活躍的課堂氣氛。
1.3增加“熱點案例”
環(huán)境問題總是隨著科技和經(jīng)濟的發(fā)展而不斷發(fā)展,社會的每個發(fā)展時期都有其特殊的熱點問題需要研究解決。比如近30年來一直是全球環(huán)境熱點問題的“南北極臭氧空洞”,“溫室效”,近20年來被廣泛研究和討論的“環(huán)境內(nèi)分泌干擾物”、“持久性有機污染物”,目前冬季在我國大多數(shù)城市都會出現(xiàn)的“霧霾天氣”等。在學(xué)習(xí)重金屬污染時,結(jié)合2010年12月發(fā)生的安徽懷寧100多名兒童血鉛超標(biāo)。學(xué)習(xí)有機物污染時,聯(lián)系2010年4月的墨西哥灣漏油事件。在講授水體富營養(yǎng)化時,介紹2007年6月發(fā)生的太湖藍(lán)藻事件。這些在我們的時代、我們身邊實實在在發(fā)生的事例,給學(xué)生留下了深刻的印象,極大地激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)熱情。
1.4領(lǐng)略發(fā)展新動向
環(huán)境化學(xué)仍然是一門處在迅速發(fā)展之中的交叉學(xué)科,其研究領(lǐng)域非常廣泛,幾乎深入到環(huán)境的各個領(lǐng)域,如土壤、大氣、水體和生物圈,許多環(huán)境污染事件的深入研究和解決都依賴于環(huán)境化學(xué)的發(fā)展。由于新理論、新方法和新技術(shù)的不斷出現(xiàn),現(xiàn)有的教材內(nèi)容會相應(yīng)的滯后。為使學(xué)生了解環(huán)境化學(xué)的最新發(fā)展動向,必須將國內(nèi)外該學(xué)科領(lǐng)域出現(xiàn)的前沿知識和方法技術(shù)通過課堂介紹、討論等形式納入教學(xué)內(nèi)容。
2教學(xué)方式的多元化
2.1采取互動式教學(xué)
課堂是需要教師和學(xué)生交流的場所,不應(yīng)該由教師“滿堂灌”。在引入“經(jīng)典案例”和“環(huán)境熱點案例”時,我們采用互動式教學(xué)模式。比如在講述2005年11月的“松花江污染事故”時,我們讓學(xué)生分析污染發(fā)生的原因、主要污染物是什么,污染物在環(huán)境介質(zhì)中的形態(tài)、行為和環(huán)境效應(yīng)如何,最后讓學(xué)生思考提出合理的解決方案。這個問題的分析和解答過程中,要動用大量的知識點,比如水體有機污染的分布和形態(tài)、污染物在水體中是如何遷移和轉(zhuǎn)化的,各種形態(tài)污染物對水體、土壤生態(tài)效應(yīng)如何,對水生生物及人體的毒性效應(yīng)如何。哪些措施可以控制污染物擴散,哪些措施可以促進污染物的較快去除。這種方式的實施明顯有助于提高學(xué)生的分析問題、解決問題的能力。
2.2建立穩(wěn)定的校外實踐基地
校外實習(xí)基地是理論知識和實際應(yīng)用銜接的紐帶。我們與地方環(huán)保部門、污水處理企業(yè)、垃圾填埋廠、固體廢棄物公司、研究機構(gòu)、社會團體等多個組織簽訂了長期的教學(xué)實習(xí)基地協(xié)議,這些基地的建立為環(huán)境化學(xué)的實踐教學(xué)提供有力的保障,同時也很好地促進了地方與學(xué)校的通力合作、共同發(fā)展,以達(dá)到高校產(chǎn)業(yè)化目的的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。將課堂枯燥的理論知識與我們身邊的實際環(huán)境問題緊緊地結(jié)合起來,使抽象的問題具體化,極大地調(diào)動起了學(xué)生的能動性與積極性,學(xué)生畢業(yè)后很受用人單位的好評。
2.3以科研帶動教學(xué)
將科研融入教學(xué)有助于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力,實際情況學(xué)生的確更愿意參與到科研活動中來。近幾年我校實行了“大學(xué)生科技創(chuàng)新訓(xùn)練”計劃,在項目中我們實施了優(yōu)秀學(xué)生的導(dǎo)師制,學(xué)生可以從低年級就直接參加到科研工作來。另外,我們還將老師新的科研成果改編成具體實驗,使學(xué)生能接觸到最前沿的知識和技能。以科研帶動教學(xué)的實施,使學(xué)生畢業(yè)時已具備很強的實踐操作能力,并初步具備了科研能力。
3考核機制的結(jié)構(gòu)化
化學(xué)工程技術(shù)支持著化工工業(yè)的前進與發(fā)展,化學(xué)工程技術(shù)從理論到實驗,再到實踐,最后投入生產(chǎn)成品,是必不可少的一個環(huán)節(jié)。然而,從實驗室到工業(yè)生產(chǎn),特別是大規(guī)模的生產(chǎn),需要解決裝置的放大問題,其直接影響企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大及經(jīng)濟利益的增加,裝置放大可以節(jié)省資金,減少不必要的消耗,節(jié)省勞動力。但是要考慮到,裝置放大過程中,物流的一系列物理過程的相關(guān)條件很可能改變,達(dá)到的某些指標(biāo)通常低于實驗室的小型技術(shù)設(shè)備產(chǎn)生的結(jié)果。這種起源于放大過程的效應(yīng)被籠統(tǒng)稱為“放大效應(yīng)”,包含很多已知及未知物理因素的影響?,F(xiàn)代化工對于一套裝置一年的產(chǎn)量,一般情況下按照目前的工業(yè)生產(chǎn)規(guī)??梢赃_(dá)到大于或者等于數(shù)十萬噸,大規(guī)模的生產(chǎn)使其面臨工程方面的問題,且在指標(biāo)方面也有所降低,這對于工業(yè)而言會造成較大的資金損失。化學(xué)工程技術(shù)的進步,主要體現(xiàn)在新產(chǎn)品及工藝的不斷創(chuàng)造,而這些都需要借助化工工業(yè),除此之外,還需合理的經(jīng)濟和技術(shù)。就上述情況而言,凡是關(guān)于工業(yè)化的東西,一般情況下都?xì)w屬于化學(xué)工程的研究范疇。在日常生活中,化學(xué)工程無處不在。如:煙筒排放物中的硫、氮氧化物等有害物質(zhì),需要經(jīng)過嚴(yán)格的處理,才能對外排放,以防污染生態(tài)環(huán)境。在實驗室達(dá)到要求后,要在工業(yè)規(guī)模中實現(xiàn)大量煙氣的凈化,就必須考慮大規(guī)模凈化的經(jīng)濟性和可行性,要考慮的問題與實驗室研究不同。又如,化工工業(yè)生產(chǎn)中,要求以十分純凈的產(chǎn)品為原料,對實驗室操作來說,這比較容易達(dá)到。對大型生產(chǎn)裝置的要求是,消耗低而且經(jīng)濟方面可行,這表明課題存在很大的不同之處。
2化學(xué)工程技術(shù)的研究對象及復(fù)雜性
化學(xué)工程是以物理學(xué)、化學(xué)和數(shù)學(xué)為基礎(chǔ),并結(jié)合工業(yè)經(jīng)濟基本法則,研究化學(xué)工業(yè)中的物理變化和化學(xué)變化過程及其有關(guān)機理和設(shè)備的共性規(guī)律,并將之應(yīng)用于化工裝置的開發(fā)、設(shè)計、操作、控制、管理、強化以及自動化等過程中,在化工工藝與化工設(shè)備之間起著承上啟下的橋梁和紐帶作用的一門工程技術(shù)學(xué)科。一般情況下,化學(xué)工程的對象的情況較為復(fù)雜,具體如下:首先,該過程自身具有一定的復(fù)雜特點,包括化學(xué)與物理,而且兩者經(jīng)常發(fā)生,彼此影響。其次,物系方面較為復(fù)雜,流體與固體,或者兼而有之。流體特質(zhì)變化較大,如有低粘度和高粘度、牛頓型和非牛頓型等。最后,物系流動時邊界復(fù)雜,由于設(shè)備的形狀較為多樣,而且其在填充物方面的形狀也不正常,如催化劑、填料等,使得設(shè)備在流動邊界方面的設(shè)置較為復(fù)雜而且在確定方面不準(zhǔn)確。
3化工工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展
目前從形式上看,現(xiàn)代的化學(xué)工業(yè)經(jīng)歷了單元操作和傳遞原理與化學(xué)反應(yīng)這兩個發(fā)展階段,正準(zhǔn)備走向一個新的階段。但種類多樣、制造過程復(fù)雜以及生產(chǎn)產(chǎn)品款式較多,造成排放物復(fù)雜、量多及危害大,因此,目前化工工業(yè)應(yīng)重點關(guān)注污染問題。與此同時,在加工、貯存、運用或者處理化工產(chǎn)品時應(yīng)防止操作對環(huán)境生態(tài)以及人類健康造成危害。在化工生產(chǎn)中應(yīng)遵循國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,制定正確的方案。隨著我們國家科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,各行各業(yè)進行生產(chǎn)都要接觸化學(xué)工藝,涉及制藥、石油、材料、能源等行業(yè)的發(fā)展和污染問題,這都是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)需要面對的問題。目前,我國的化學(xué)工業(yè)經(jīng)過了半個世紀(jì)的發(fā)展,已經(jīng)形成了門類比較齊全,品種大體配套并基本可以滿足國內(nèi)需要的化學(xué)工業(yè)體系。2001年全國國有及規(guī)模以上非國有企業(yè)的石油加工工業(yè)和化學(xué)工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到10990.6億元人民幣,占全國工業(yè)總產(chǎn)值的9.8%,實現(xiàn)利稅747.8億元,石油和化學(xué)工業(yè)企業(yè)13765個,資產(chǎn)總額13344.2億元。我國化學(xué)工業(yè)獲得長足進步的同時,環(huán)境保護工作也不斷得到加強。但是化學(xué)工業(yè)在實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略過程中,仍存在不少問題和障礙,嚴(yán)重制約著我國化學(xué)工業(yè)的發(fā)展。
4二者的發(fā)展探究
以化工原理為代表的化工原理系列課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課中最重要的課程,起著由“理”及“工”承上啟下的橋梁作用,其教學(xué)目的就是培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識分析和解決化工單元操作中實際工程問題的能力。化工原理系列課程包括:理論課、實驗課、生產(chǎn)或仿真實習(xí)和課程設(shè)計四個環(huán)節(jié)。其中化工單元操作過程設(shè)計方法、操作原理及其計算是理論課程教學(xué)的重要內(nèi)容,而迅速準(zhǔn)確地進行工程計算是課程設(shè)計的基礎(chǔ),所以組織好化工原理理論課程教學(xué)是落實化工原理整體教學(xué)的關(guān)鍵。目前,化工原理主要授課內(nèi)容:流體流動、流體輸送機械、非均相物系的分離和固體流態(tài)化、傳熱、精餾、吸收、萃取、干燥等單元的基本概念、原理和工程計算方法,而通用過程模擬軟件中幾乎包括所有常見的化工單元基本模塊,在講課過程中,教師可以在講授基本原理后,使用軟件中的相關(guān)計算模塊對其工作特性進行模擬展示。
東南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院肖國民、李浩揚[3]等,利用Fluent、Aspenplus軟件應(yīng)用于講授和解決“三傳”問題。其中利用Fluent軟件,對固定床反應(yīng)器進行動量模擬,結(jié)合反應(yīng)動力學(xué)模型和對流傳熱模型等,研究反應(yīng)器內(nèi)一氧化碳與硝酸二乙酯偶聯(lián)反應(yīng),從而獲得反應(yīng)器內(nèi)速度、溫度和各物質(zhì)濃度的分布情況,模擬結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)吻合良好。這一過程給學(xué)生清晰的展示了:不僅固定床反應(yīng)器內(nèi)部的“三傳”均和反應(yīng)的進行程度相輔相成,而且若想準(zhǔn)確計算、設(shè)計或優(yōu)化一個單元操作過程,實驗情況與計算模擬必須相互反饋,相得益彰。利用Aspenplus軟件對二苯基甲烷二異氰酸酯換熱器進行設(shè)計和工程開發(fā),與傳統(tǒng)的換熱器設(shè)計計算方法相比,結(jié)果具有可靠性高、計算用時少、繪圖快、和各專業(yè)集成效應(yīng)強等優(yōu)勢。通過對甲醇—水精餾過程模擬,說明該軟件可用于質(zhì)量傳遞方面的計算。教學(xué)實踐證明,該方法不僅可以全面反映塔內(nèi)物料組成、質(zhì)量分布狀況等工藝計算結(jié)果,而且還可通過系統(tǒng)內(nèi)置板式塔或填料塔的各種塔內(nèi)件參數(shù),得到塔結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計,另外學(xué)生還可以通過改變模擬計算條件,綜合考察各因素對分離效果的影響,便于教學(xué)。
中國石油大學(xué)(華東)化學(xué)工程學(xué)院劉相、王蘭娟[16]利用軟件:Mathcad、Aspenplus和AutoCAD與傳統(tǒng)的課程設(shè)計相結(jié)合的教學(xué)方式,簡化繁瑣的計算過程,強化學(xué)生的工程意識和制圖規(guī)范,使化工原理課程設(shè)計逐步走入規(guī)范化軌道。中國石油大學(xué)(華東)化學(xué)工程學(xué)院孫蘭義,張月明[17,18]等,選擇烯烴分離裝置作為研究對象應(yīng)用于化工原理課程設(shè)計教學(xué)之中,利用Aspenplus、ProII獲得了最佳回流比、理論板數(shù)等重要數(shù)據(jù),計算機教學(xué)的引入為化工原理課程設(shè)計教學(xué)注入了新的活力。江蘇技術(shù)師范學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院張春勇,鄭純智[19]等利用Aspenplus軟件在流體流動和輸送機械、傳熱、精餾、吸收與脫吸中應(yīng)用,在教學(xué)過程中使學(xué)生看到的都是工程實例,充分踐行了理論聯(lián)系實際這一教學(xué)原則。嘉興學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院韋曉燕,譚軍[20]等,山東科技大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院張治山、高軍[21]等將Aspenplus過程模擬系統(tǒng)有目、有步驟地應(yīng)用于化工原理系列課程教學(xué),通過單元模型操作型問題、實際案例分析和課程設(shè)計三個階段的訓(xùn)練,使學(xué)生加深對化工單元設(shè)計的理解,達(dá)到培養(yǎng)“知識”+“能力”型人才的目的。另外,北京石油化工學(xué)院化學(xué)工程系葛明蘭,李翠清[22]等和安陽大學(xué)化工系李安林,張換平[23]等將ChemCAD軟件應(yīng)用與化工課程設(shè)計和簡捷精餾模型,青海大學(xué)化工學(xué)院李曉昆,張宏[24]等將ECSS軟件應(yīng)用在板式精餾塔工藝計算中。華南理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院鄭秀玉,李瓊[25]還將過程模擬系統(tǒng)應(yīng)用于化工仿真實習(xí)教學(xué)的改革與實踐當(dāng)中,取得了寶貴的教學(xué)經(jīng)驗。實際工程問題的解決方案通常是多方面因素綜合,且呈非線性關(guān)系作用的結(jié)果,解答需要經(jīng)過多次運算與討論分析。如操作型計算,盡管與設(shè)計型應(yīng)用的原理是一樣的,但是因為思考問題的角度不同,使得此類問題復(fù)雜、靈活,綜合條件的選擇計算不是一次完成,而是需要多次試算,反復(fù)迭代,加之公式復(fù)雜,計算步驟繁多,計算量很大。模擬軟件的應(yīng)用是解決這類問題行之有效的捷徑,既幫助學(xué)生加深了對各化工單元的認(rèn)識與理解,又培養(yǎng)了他們解決實際工程問題的能力。
2在化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程教學(xué)中的應(yīng)用
化學(xué)反應(yīng)工程和化工分離工程皆為化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程。其主要研究內(nèi)容的共性為過程開發(fā)、工藝設(shè)計以及實際生產(chǎn)操作過程中遇到的工程問題。在化工生產(chǎn)過程中,化學(xué)反應(yīng)是生產(chǎn)的核心,而分離過程則是其前的原料凈化和其后的產(chǎn)品精制,一般來說分離裝置的費用占總投資的70%以上。過程模擬系統(tǒng)中,基本上包含了教學(xué)過程中所包含的各式反應(yīng)器模型,另外系統(tǒng)還集成了用戶自定義模塊,用戶可根據(jù)實際需求二次開發(fā)反應(yīng)器模塊子程序。而對于化工分離過程的模擬無論是從可模擬介質(zhì)的種類和塔器的形式上,還是從模擬結(jié)果的精度上,都堪稱化工模擬技術(shù)發(fā)展的代表。如:在AspenPlus中用于模擬所有類型的多級汽-液、液-液平衡為例,其計算分為簡捷、嚴(yán)格法兩種。簡捷法計算單元模塊庫有三類:簡捷法精餾設(shè)計、簡捷法精餾核算和石油簡捷蒸餾。
嚴(yán)格法計算單元模塊庫有六類:嚴(yán)格精餾、復(fù)雜塔嚴(yán)格精餾、石油嚴(yán)格蒸餾、基于質(zhì)量傳遞速率蒸餾、嚴(yán)格間歇蒸餾和嚴(yán)格液-液萃取,每一類單元模塊庫中又有多個以進料、加熱器(冷凝器)和側(cè)線物流等不同組合形式,如:嚴(yán)格精餾不僅可用于兩相(汽-液)計算,還可用于三相(汽-液-液)計算,即可模擬:普通蒸餾、吸收、再沸吸收、萃取、再沸萃取、抽提、共沸精餾、平衡和反應(yīng)比例控制蒸餾等工藝過程,而石油嚴(yán)格蒸餾庫中就有近50種形式可選,所以過程模擬系統(tǒng)不僅可以滿足化工分離工程課程主要內(nèi)容的需要,而且對其后繼石化、煉化等工藝課程,也有較大的幫助。天津科技大學(xué)王彥飛,朱亮等采用教學(xué)內(nèi)容與AspenPlus軟件相結(jié)合以提高教學(xué)質(zhì)量,討論環(huán)氧丙烷水解絕熱連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器模型的多解性,在課堂上非??焖僦庇^的讓學(xué)生清楚了解多定態(tài)現(xiàn)象以及產(chǎn)生的原因,有助于學(xué)生對反應(yīng)過程的理解,并通過軟件使用可以回答,“如果改變某些條件,那么對于結(jié)果有哪些影響?”這樣的問題。南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工系戴斌,徐宏利用化工過程模擬系統(tǒng)ChemCAD二次開發(fā)工具,在SO2轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的工藝設(shè)計上,通過使用VBA語言編程,實現(xiàn)有復(fù)雜反應(yīng)動力學(xué)方程的反應(yīng)器工藝設(shè)計。變換不同的SO2轉(zhuǎn)化工藝條件,計算得到與之對應(yīng)的反應(yīng)器體積,從而為裝置技改、去瓶頸和優(yōu)化提供依據(jù)。上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院吳錫慧,郁平等對化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué)改革和實踐,在實驗中引入AspenPlus軟件強化計算機應(yīng)用,提高了學(xué)生們的設(shè)計和綜合分析能力。該軟件也正被學(xué)生用在大學(xué)生化工設(shè)計競賽、畢業(yè)設(shè)計和科技創(chuàng)新等環(huán)節(jié)。
天津大學(xué)化工學(xué)院李士雨,齊向娟給出了應(yīng)用ChemCAD模擬軟件更新分離過程教學(xué)內(nèi)容的初步方案包括:分離過程熱力學(xué)、自由度分析的原理和方法、單級平衡和多級平衡模擬計算等。得出:無論從國內(nèi)外化工分離過程教學(xué)內(nèi)容的更新趨勢上看,還是從工業(yè)界對分離過程教學(xué)內(nèi)容需求的變化上看,在分離過程教學(xué)內(nèi)容中增加計算機模擬分析方法是大勢所趨。華東理工大學(xué)化工學(xué)院李偉,朱家文等采用模擬軟件ProII在化工分離習(xí)題課上,同時改變熱力學(xué)方法、閃蒸條件、壓力等,完成不同條件下的多種閃蒸計算。進行丙烯精制塔精確計算可對塔操作參數(shù)進行多方案計算和比較,實現(xiàn)整體優(yōu)化;通過調(diào)節(jié)操作參數(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品的純度和塔的能耗比較,在其之間建立量化概念,這對于思考許多分離基本問題是十分有益的。江蘇石油化工學(xué)院朱建軍、林西平等利用AspenPlus軟件對醋酸與乙醇催化反應(yīng)精餾塔進行模擬,回流比、進料組成、進料位置等對醋酸與乙醇收率的影響進行了分析,結(jié)果表明:運用AspenPlus軟件可以有效、快捷、方便地模擬脂化反應(yīng)精餾過程,結(jié)果可靠,精度高。江漢大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院吳宇瓊將AspenPlus軟件引入分離工程課程及實驗教學(xué)中。通過演示軟件操作錄像、學(xué)習(xí)模擬經(jīng)典實例等方法,使學(xué)生迅速掌握并使用軟件,借此求解泡、露點及塔板數(shù)等。
廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院秦祖贈,葛利等利用ProII對膨脹器的氣體加工裝置進行模擬,福建農(nóng)林大學(xué)材料工程學(xué)院盧澤湘,范立維等利用AspenPlus對甲基叔丁基醚(MTBE)的催化反應(yīng)精餾工藝進行模擬,并進行教學(xué)演示和講解。著重在混合物熱力學(xué)性質(zhì)的計算、多組分平衡分離過程計算上,真正做到了“嚴(yán)格計算”。同時指出軟件對化工熱力學(xué)、化工設(shè)計等課程的學(xué)習(xí)也會有較大的幫助,連續(xù)三年化工專業(yè)本科生對過程模擬系統(tǒng)的學(xué)習(xí)興趣調(diào)查中“,學(xué)習(xí)興趣強烈”的分別占到總?cè)藬?shù):72.8%、83.2%、86.8%。將過程模擬系統(tǒng)應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)工程教學(xué),避免了大量計算公式推導(dǎo)、復(fù)雜數(shù)值計算等問題,可以在少用課時的情況下,盡量全面地展示化學(xué)反應(yīng)工程的核心內(nèi)容。多組分多平衡級分離的嚴(yán)格計算,是設(shè)計分離設(shè)備和優(yōu)化操作過程的必要計算手段,也是化工分離工程教學(xué)的主要內(nèi)容。使用過程模擬系統(tǒng),在進行MESH方程推導(dǎo)及基本算法介紹的同時,使得塔的精確計算和將熱力學(xué)中相對獨立的知識運用到具體的分離過程中,解決其工程實際問題成為可能,并且可以對塔的操作參數(shù)、分離要求和設(shè)備投資、運行費用等問題進行分析計算,極大地提高了學(xué)習(xí)的深度與廣度,使學(xué)生更加主動積極,綜合分析和解決實際工程問題的能力明顯提高。
3結(jié)語
從總體上來看,現(xiàn)行培養(yǎng)方案的的培養(yǎng)目標(biāo)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(shè)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(xué)時較多,容易形成以教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式,學(xué)生自主學(xué)習(xí)和從事創(chuàng)新性實驗項目的時間不足,而且所學(xué)習(xí)的理論知識難以應(yīng)用于實踐,在畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計中表現(xiàn)尤為突出。(2)由于公共課程較多的原因,學(xué)生在前三個學(xué)期的學(xué)習(xí)過程中難以接觸到真正的專業(yè)課程,真正學(xué)習(xí)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(xué)期的認(rèn)知實習(xí)難以對學(xué)生產(chǎn)生相應(yīng)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(xué)生到了三、四年級,對專業(yè)的認(rèn)識還不夠清晰,對課程之間的承接關(guān)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(nèi)容重復(fù),難以形成教學(xué)上的高效率。(6)課程體系中沒有能很好地跟上現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)中信息化的腳步,已經(jīng)廣泛應(yīng)用的設(shè)計軟件,如Aspenplus、ProE等還沒有進入課程體系。(7)畢業(yè)實習(xí)還有待加強,目前安排的畢業(yè)實習(xí)時間較短,難以達(dá)到實習(xí)的目的。
2化學(xué)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(dá)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(xué)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(xué)術(shù)研究;從事設(shè)計、開發(fā)的工程人才約占35%,主要工作是將科學(xué)原理和學(xué)科體系知識轉(zhuǎn)化為設(shè)計方案或設(shè)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(shù)人員約占65%,將設(shè)計方案與圖紙轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。后兩者可以統(tǒng)稱為工程應(yīng)用人才?;W(xué)院在建院之初,就確定了以培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才為主要目標(biāo)。根據(jù)幾年來在人才培養(yǎng)的探索與實踐過程中,我們認(rèn)為,確切地說,我們應(yīng)該以打造工程生產(chǎn)一線工程師、工程技術(shù)人員為人才培養(yǎng)的主要目標(biāo),也就是說,以培養(yǎng)工程技術(shù)人員為主,對于一些學(xué)有余力的學(xué)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(yīng)用型人才,就是要強調(diào)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(xué)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(yīng)有的基本知識、基本能力、基本素質(zhì)。學(xué)生通過這樣的教育,應(yīng)該具有系統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)知識、較強的實踐動手能力、主動的自主學(xué)習(xí)能力、靈活的崗位適應(yīng)能力,在現(xiàn)有成熟的化工技術(shù)和規(guī)范的基礎(chǔ)上,能夠應(yīng)用理論知識和技術(shù),解決生產(chǎn)實際中的具體技術(shù)問題,特別是應(yīng)用所學(xué)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(yīng)具有一定的人文精神和環(huán)境意識?,F(xiàn)代化學(xué)工業(yè),不僅融化學(xué)科學(xué)、化工技術(shù)、藝術(shù)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(guān),在“十”提出“建設(shè)美麗中國”的歷史背景下,在培養(yǎng)的學(xué)生多數(shù)服務(wù)于生態(tài)環(huán)境脆弱的西部地區(qū)的前提下,更應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的人文精神和環(huán)保意識[3]。經(jīng)過四年的執(zhí)行,現(xiàn)行培養(yǎng)方案在培養(yǎng)應(yīng)用型化工技術(shù)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(xué)的基礎(chǔ)上,針對原方案的不足,結(jié)合現(xiàn)代化學(xué)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(rèn)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(xué)習(xí),強化創(chuàng)新訓(xùn)練”的原則?;瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)方案修訂工作的指導(dǎo)思想:以復(fù)合型、創(chuàng)新性人才培養(yǎng)為核心,以教學(xué)改革、科學(xué)研究和服務(wù)社會為宗旨,以高素質(zhì)、重能力、求創(chuàng)新為根本,以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生理論知識、綜合能力、實踐技能和科學(xué)素養(yǎng)全面協(xié)調(diào)健康發(fā)展。力求達(dá)到理論與實踐、基礎(chǔ)與提高、傳承與創(chuàng)新、教學(xué)與科研、素質(zhì)教育與技術(shù)訓(xùn)練的統(tǒng)一。
3化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革的內(nèi)容
明確提出以轉(zhuǎn)變教育思想和更新教育觀念為先導(dǎo),以完善和落實本科綜合培養(yǎng)方案為主線,深化教學(xué)改革;優(yōu)化課程體系,更新教學(xué)內(nèi)容,加強實踐環(huán)節(jié),改進教學(xué)方法和教學(xué)手段;加強師資隊伍建設(shè),提高教師整體綜合素質(zhì),形成一支教學(xué)科研相結(jié)合、教學(xué)思想活躍、知識結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)優(yōu)化的教學(xué)梯隊;注重學(xué)生知識、能力、素質(zhì)、個性的協(xié)調(diào)發(fā)展,強化創(chuàng)新意識,進一步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,走改革和創(chuàng)新之路,探索教學(xué)管理的新機制、新模式,開創(chuàng)教學(xué)工作的新局面。
3.1理論課的教育改革(1)深化課程體系改革,構(gòu)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(diào)整知識結(jié)構(gòu),本著“理論系統(tǒng)夠用”的原則,認(rèn)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(gòu)建理論課程體系。將理論課程按課程的特點、內(nèi)容和相關(guān)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(nèi)容整合,減少重疊內(nèi)容,突出重點,通過課程群的建設(shè),使學(xué)生在學(xué)習(xí)時可以更加連貫,便于融會貫通。(2)改革和更新教學(xué)內(nèi)容,積極吸收本專業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新成果,將化工及相關(guān)領(lǐng)域新技術(shù)、新成果納入課堂教學(xué);(3)深化教學(xué)方法改革,尊重學(xué)生個性發(fā)展,推進啟發(fā)式和討論式教學(xué)方法,提倡案例教學(xué);主要課程注重引進和選用國內(nèi)外優(yōu)秀教材,不斷促進本科教學(xué)質(zhì)量的提升。(4)改革教學(xué)技術(shù),推行現(xiàn)代化教學(xué)手段。包括:多媒體、網(wǎng)絡(luò)、仿真等。盡可能采用雙外語教學(xué)。(5)改進教學(xué)和管理機制,在理論教學(xué)過程中,重視過程培養(yǎng)和評價,并以此為契機,提倡學(xué)生自主學(xué)習(xí),在教學(xué)大綱上和教學(xué)內(nèi)容上引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)。
3.2實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的教育改革工程技術(shù)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(shù)成果的能力,包括新產(chǎn)品和新技術(shù)的研發(fā),新流程和新裝置的設(shè)計,新的工廠生產(chǎn)過程操作運行方案等。反映在教學(xué)過程中就是工程實踐能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)。因此在改革中高度重視和加強實踐類教學(xué)環(huán)節(jié),繼續(xù)保證實踐教學(xué)的突出地位。在實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中,構(gòu)建由易到難,貫穿全程,逐步貼近工程實際的實踐教學(xué)體系,保證實踐教學(xué)環(huán)節(jié)比重在整個培養(yǎng)方案的比重不低于25%,適當(dāng)調(diào)整理論教學(xué)課程,使教學(xué)前移,為學(xué)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(xué)計劃內(nèi)要求的實踐性教學(xué),結(jié)合工程實際,以實驗與工藝基本操作技能訓(xùn)練為基礎(chǔ),積極開展教學(xué)改革和建設(shè)。具體方案:在基礎(chǔ)實驗方面,重視對學(xué)生實際動手能力、規(guī)范操作和嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的作風(fēng)的培養(yǎng)。在專業(yè)基礎(chǔ)實驗方面,結(jié)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(shè)計性和研究型實驗的比例。為后續(xù)實踐教學(xué)、創(chuàng)新性實驗項目、學(xué)科競賽、畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)奠定基礎(chǔ)。在校內(nèi)實訓(xùn)平臺建設(shè)中,基于工程背景及地方產(chǎn)業(yè)特點,以培養(yǎng)學(xué)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(guān)專業(yè)的實踐綜合能力訓(xùn)練及培養(yǎng)的實訓(xùn)課程體系。以學(xué)校建設(shè)化工實訓(xùn)中心為契機,加強工程實訓(xùn),彌補畢業(yè)實習(xí)過程中只能看不能動的缺憾,是學(xué)生真正了解化工廠。在畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(論文)環(huán)節(jié),貫徹卓越工程師計劃,建立學(xué)生到企業(yè)和社會開展實踐實習(xí)的有效機制。精選認(rèn)識實習(xí)單位,加強基地建設(shè),繼續(xù)為學(xué)生在畢業(yè)實習(xí)過程中提供“頂崗實習(xí)”機會,結(jié)合就業(yè),讓學(xué)生能夠在就業(yè)后縮短適應(yīng)期。提高學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)同度和優(yōu)越感,提高學(xué)習(xí)本專業(yè)的興趣。畢業(yè)設(shè)計以工廠實際設(shè)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(jié)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(xué)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。
3.3課堂外教學(xué)環(huán)節(jié)的教育改革對教學(xué)計劃外的實踐能力培養(yǎng),可通過開展各類科技創(chuàng)新實踐活動、大賽和專業(yè)技能培訓(xùn)的形式進行延伸。加強科研與實踐教學(xué)的融合,組建學(xué)生科研興趣小組,強化化工設(shè)計、計算機輔助設(shè)計等環(huán)節(jié),全面訓(xùn)練實踐能力。目前我院已開展大學(xué)生創(chuàng)新實驗、校級“化學(xué)實驗技能競賽”,參加全國大學(xué)生挑戰(zhàn)杯、“PRO/E建模設(shè)計大賽”和全國大學(xué)生化工設(shè)計大賽”等賽事上取得好成績。2012年、2013年、2014年由中國化工學(xué)會、中國化工教育協(xié)會、教育部高等學(xué)?;瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會舉辦的國內(nèi)包括清華大學(xué)、天津大學(xué)、浙江大學(xué)等百所高校參加的“中國石化-三井化學(xué)杯”杯大學(xué)生化工設(shè)計競賽中,以本專業(yè)學(xué)生為主的代表隊最終獲得全國一等獎二項,全國二等獎四項的優(yōu)異成績。這些活動的開展即可從多方面培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維和工程技能,培養(yǎng)團隊協(xié)作精神,增強大學(xué)生的工程設(shè)計與實踐能力,又可幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)、發(fā)展各自的志趣、潛力和特長,并對學(xué)生的就業(yè)和考研起到積極作用。
4結(jié)語
1.1以同一專業(yè)同一教學(xué)班及作為單元教學(xué)環(huán)境下的學(xué)生分層
我校是典型的民族院校,基于相對多元化的生源情況,化學(xué)工程實驗室在教學(xué)過程中,根據(jù)學(xué)生的知識基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)態(tài)度等,結(jié)合各種測試手段將學(xué)生大致分成三個層次:將專業(yè)基礎(chǔ)扎實、接受能力強、學(xué)習(xí)自覺性強的學(xué)生劃分為第一次層;將專業(yè)知識基礎(chǔ)一般但是學(xué)習(xí)態(tài)度積極、成績中等水平的學(xué)生劃到第二層;將專業(yè)知識基礎(chǔ)薄弱、學(xué)習(xí)能力欠佳、學(xué)習(xí)積極性不高的學(xué)生劃為第三層。學(xué)院根據(jù)學(xué)生的層次對同一實驗項目對學(xué)生制定不同的學(xué)習(xí)目標(biāo)。對于第一層的學(xué)生要求他們深刻理解原理,培養(yǎng)思維的廣闊性,尋求不同解題途徑,培養(yǎng)發(fā)散思維,挖掘潛在能力;對于第二層和第三層的學(xué)生則制定相對低一些的教學(xué)目標(biāo),B組層我們一般要求學(xué)生完整順利地實驗操作過程,培養(yǎng)相應(yīng)分析問題和解決問題的能力,對于C層學(xué)生要求能在指導(dǎo)教師的幫助下理解最基礎(chǔ)的理論知識,完整完成實驗步驟,達(dá)到專業(yè)實踐學(xué)習(xí)的基本目標(biāo)。同時實驗室次用遞進的方式,鼓勵下一層的學(xué)生通過學(xué)生之間的互動學(xué)習(xí),逐步進入上一層的學(xué)習(xí)目標(biāo)。
1.2以同一專業(yè)學(xué)生不同年級學(xué)生作為單元教學(xué)環(huán)境下的學(xué)生分層
學(xué)院對于大一、大二的低年級學(xué)生,注重培養(yǎng)其基礎(chǔ)實驗?zāi)芰Γ粚τ诟吣昙墝W(xué)生注重其開拓性和創(chuàng)新性的綜合培養(yǎng),另外由于我校少數(shù)民族學(xué)生較多,考慮到一些學(xué)生語言(如:維吾爾族、藏族學(xué)生)等各種障礙原因,我們合理增加最新化工學(xué)科動態(tài)和工程實踐創(chuàng)新性實驗內(nèi)容,讓學(xué)生在實踐過程中更好地理解課程內(nèi)容,自身體驗式的學(xué)習(xí),避免因少數(shù)民族學(xué)生與漢族教師之間思維方式的不同造成學(xué)生學(xué)習(xí)障礙的問題;而對于基礎(chǔ)扎實過硬,學(xué)習(xí)能力強的學(xué)生,學(xué)院則提出“科研帶動教學(xué)”,讓學(xué)生參與到教師的科研中來,挖掘?qū)W生潛能,培養(yǎng)學(xué)生的科技思維能力、工程意識和理論聯(lián)系實際的能力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使得學(xué)生能夠盡早了解、學(xué)習(xí)化工相關(guān)學(xué)科發(fā)展動態(tài),為滿足社會發(fā)展新的需要做好儲備。
1.3層層細(xì)化,以滿足不同專業(yè)學(xué)生的“口味”
我院在基礎(chǔ)學(xué)生分層的基礎(chǔ)上,又根據(jù)學(xué)院各專業(yè)特點,針對不同的專業(yè)制定不同的教學(xué)目標(biāo),內(nèi)容、技能訓(xùn)練。近年來,我院以環(huán)境、高分子、制藥工程專業(yè)學(xué)生為試點,基于化工原理和反應(yīng)工程只是作為這兩個專業(yè)基礎(chǔ)知識的要求,實驗室開設(shè)了環(huán)境化工原理、高分子化工原理、制藥工程化工原理的基礎(chǔ)理論驗證型實驗,讓學(xué)生對基礎(chǔ)知識進行“自身體驗式學(xué)習(xí)”。需要強調(diào)的是,在對學(xué)生進行分層的教學(xué)實踐中,學(xué)生的分層只是暫時的、流動的,分層的標(biāo)準(zhǔn)也是靈活的,會隨著學(xué)生的進步程度而變動。同時分層也是遞進的。分層教學(xué)不是為了拉開學(xué)生學(xué)習(xí)起點,而是協(xié)助學(xué)生挖掘自身的學(xué)習(xí)能力,幫助學(xué)生不斷地修正學(xué)習(xí)目標(biāo),持續(xù)地保持對學(xué)習(xí)的興趣,讓每一個學(xué)生,無論基礎(chǔ)好與壞、能力強與弱,都可以在自己的原有程度和能力上有所進步。對于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實踐能力、保證人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)有著不可替代的作用。
2針對工科實驗特點,構(gòu)建科學(xué)、合理、可操作的內(nèi)評估體系
當(dāng)前中國教育科學(xué)研究院是基于“投入-產(chǎn)出”的方法開展高??冃гu價的,但對于工科實驗課程用這種“投入-產(chǎn)出”的二次化分析的評定方法仍舊存在不合理性,不能有效客觀地反映學(xué)生的真實實驗水平。我們對西北各高校實驗教學(xué)進行調(diào)研后發(fā)現(xiàn),很多高校綜合評定學(xué)生的實驗課成績評定方法都是也一樣的,即學(xué)生期末卷面考試成績和平時實驗報告成績的百分比簡單結(jié)合,但對于實踐性很強的實驗室課來說,卷面考試不能客觀真實地反映學(xué)生的動手、動腦能力,這樣的考核需要進一步整合和完善,而學(xué)生平時的實驗報告成績評定存在著一定的隨機性。我院針對實驗教學(xué)存在的諸多障礙,結(jié)合專業(yè)共同體理論,構(gòu)建科學(xué)、合理、可操作的院內(nèi)評估體系。
2.1立足于學(xué)生提出了“以學(xué)生為中心,把實驗教學(xué)的主動權(quán)歸還學(xué)生”的實驗教學(xué)理念。對傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式敢于大膽放棄,嘗試探索出符合學(xué)院實際情況的教學(xué)模式,采用循序漸進、由淺入深的原則,注意理論課與實驗課之間的聯(lián)系,使兩者構(gòu)成一個螺旋上升的、具有內(nèi)在聯(lián)系的有機整體。
2.2以專業(yè)特性為導(dǎo)向化學(xué)工程與工藝專業(yè)是作為有機化工、無機化工、工業(yè)化學(xué)、石油化工等多個化工衍生專業(yè)的基礎(chǔ)專業(yè)課程,因此,建立具有化工特色,能夠兼顧基礎(chǔ)和創(chuàng)新教育的實驗教學(xué)新體系,對化工院校來說是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量至關(guān)重。
2.3促進創(chuàng)新,以學(xué)生創(chuàng)新求學(xué)院整體發(fā)展的需要,大膽改革傳統(tǒng)守舊的實驗教學(xué)管理方式,部分專業(yè)設(shè)立了開放性實驗室,建立學(xué)生興趣實驗室。設(shè)置學(xué)生創(chuàng)新實驗項目,本著“強調(diào)學(xué)生全面發(fā)展,鼓勵自主創(chuàng)新”的原則,由學(xué)生自發(fā)組員為創(chuàng)新團隊主體,專業(yè)實驗教師和理論教師參與的前提下,確定若干科學(xué)、可行的實驗創(chuàng)新項目,再由學(xué)生進行自主實驗操作分析和撰寫總結(jié)。
3結(jié)語
本科專業(yè)模塊化人才培養(yǎng)方案改革自2012年本科合格評估以來,欽州學(xué)院化學(xué)化丁.學(xué)院依據(jù)辦學(xué)定位,圍繞學(xué)生知識應(yīng)用能力、實踐和創(chuàng)新能力,全方位、系統(tǒng)地進行了教學(xué)改革。
(一)模塊化人才培養(yǎng)方案改革的基本步驟及結(jié)果
1.修訂人才培養(yǎng)目標(biāo)我們將化學(xué)T程與工藝專業(yè)新的人才培養(yǎng)目標(biāo)修訂為本專業(yè)培養(yǎng)具有高度社會責(zé)任感和職業(yè)道德素養(yǎng)的化學(xué)化工類高素質(zhì)應(yīng)用型人才,所培養(yǎng)的人才不僅能夠適應(yīng)北部灣區(qū)域化工類產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,而且能夠服務(wù)廣西、輻射東盟,為大化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供保障;所培養(yǎng)人才是掌握化學(xué)工程與工藝專業(yè)的基本理論知識,具備一定的實踐技能、創(chuàng)新能力和繼續(xù)學(xué)習(xí)能力的應(yīng)用型人才,能夠滿足北部灣經(jīng)濟區(qū)包括石油化工、精細(xì)化工、無機化工、有機化工、煤化工、教育科研等領(lǐng)域發(fā)展對專業(yè)人才的要求。畢業(yè)生可以在這些領(lǐng)域從事工業(yè)生產(chǎn)、生產(chǎn)技術(shù)改進、技術(shù)開發(fā)、工程設(shè)計及管理、教育科研等工作。
2.確定培養(yǎng)規(guī)格與要求
(1)素質(zhì)要求。本專業(yè)學(xué)生要具有較高的思想覺悟和道德意識;具有較強的化工實驗技能、工程設(shè)計方法、丁?程實踐等專業(yè)素質(zhì);具有較強的運用化學(xué)工程與工藝知識和技能綜合解決專業(yè)問題的能力;具有較強的適應(yīng)能力和團隊合作精神;具有較強的自學(xué)和知識更新能力,能夠運用現(xiàn)代信息技術(shù)實現(xiàn)自我發(fā)展。
(2)知識體系。掌握大學(xué)英語、計算機基礎(chǔ)等公共基礎(chǔ)知識;掌握高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、工程制圖、無機化學(xué)、有機化學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)知識;掌握化工原理、化工熱力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程等專業(yè)核心知識;掌握石油煉制工程、化工儀表及自動化、化工工藝學(xué)、精細(xì)有機合成及工藝學(xué)、化工分離工程、化工設(shè)計、工程制圖等從事石油煉制、石油化工、精細(xì)化工等化工行業(yè)所需的專業(yè)知識;了解環(huán)保法規(guī)、勞動安全保護以及職業(yè)健康等知識。
(3)能力要求。具有較強的綜合素質(zhì)、較強的專業(yè)綜合素質(zhì),掌握工程設(shè)計方法、工程實踐等實踐技能;具備石油煉制、石油化工、精細(xì)化工等行業(yè)生產(chǎn)所需的綜合實踐能力;具備較高的綜合素養(yǎng)和實踐能力,能夠綜合運用所學(xué)知識和技能解決實際問題;對新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備具有一定的研究設(shè)計能力。
3.將培養(yǎng)規(guī)格與要求分解為能力要素化學(xué)工程與工藝專業(yè)能力要素分解與實現(xiàn)途徑。
4.將知識點及知識點應(yīng)用組合成模塊根據(jù)新修訂的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),我們突破現(xiàn)有學(xué)科分類的條框,打破原有的課程體系,從學(xué)生能力培養(yǎng)要求出發(fā),統(tǒng)籌規(guī)劃學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)體系,將能力培養(yǎng)貫穿于各教學(xué)環(huán)節(jié)的始終,設(shè)計出合理的課程模塊,建立以能力為導(dǎo)向的應(yīng)用型人才培養(yǎng)教學(xué)體系。分別設(shè)計出公共基礎(chǔ)模塊、專業(yè)基礎(chǔ)模塊、專業(yè)核心模塊、專業(yè)拓展模塊和綜合運用模塊。針對能力培養(yǎng)目標(biāo),利用這些設(shè)計出來的課程模塊,將教學(xué)課程內(nèi)容進行重組,使教學(xué)形式多樣化,實現(xiàn)了對原有課程的整合優(yōu)化,構(gòu)建了化學(xué)工程與工藝專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的模塊化課程體系。
(二)模塊化人才培養(yǎng)方案改革的實施概況自2012年以來,我們按照先改先試、邊改邊試、邊總結(jié)邊試、邊試邊推廣的基本策略,依托“化學(xué)工藝廣西高校重點學(xué)科”“北部灣石油天然氣資源有效利用廣西高校重點實驗室”和“化學(xué)工程與工藝省級特色專業(yè)及課程一體化建設(shè)項目”,先在化學(xué)工程與工藝(石油化工)廣西高校特色專業(yè)試行模塊化教學(xué)改革,并在2013級本科生教學(xué)中實際應(yīng)用,然后逐步向油氣儲運工程專業(yè)輻射。
(三)模塊化人才培養(yǎng)方案改革實施的初步效果化學(xué)工程與工藝專業(yè)實施模塊化人才培養(yǎng)方案改革后,其在應(yīng)用轉(zhuǎn)型發(fā)展和應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面初步顯現(xiàn)出良好的效果,具體表現(xiàn)為:一是初步解決了舊有人才培養(yǎng)方案應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)不明確的問題,二是初步解決了如何增強學(xué)生運用知識解決實際問題的能力的問題,三是初步解決了校企、校地合作與產(chǎn)學(xué)研不夠深人的問題,四是初步解決了教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)相脫節(jié)的問題,五是初步解決了學(xué)生個性化發(fā)展和因材施教不能協(xié)調(diào)發(fā)展的問題。
二、化學(xué)工程與工藝本科專業(yè)模塊化人才培養(yǎng)方案改革的思考
(一)總體評價
1.理念和目標(biāo)定位明確欽州學(xué)院提出“主動服務(wù)北部灣經(jīng)濟社會發(fā)展,重點建設(shè)涉海類學(xué)科專業(yè)及臨海工業(yè)的學(xué)科,為北部灣經(jīng)濟開放開發(fā)培養(yǎng)髙質(zhì)量應(yīng)用型人才”的人才培養(yǎng)理念以及確定“以社會需求為導(dǎo)向,以服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展為宗旨,把學(xué)校建成適應(yīng)1K域經(jīng)濟社會發(fā)展特別是廣西北部灣經(jīng)濟IS:發(fā)展需要的,特色鮮明的多科性、區(qū)域性教學(xué)型大學(xué)”發(fā)展目標(biāo)定位,已貫徹在化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)方案中。
2.培養(yǎng)目標(biāo)和人才規(guī)格基本符合社會經(jīng)濟發(fā)展對化工類人才素質(zhì)的要求化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)方案是依據(jù)該專業(yè)所對應(yīng)的工作崗位確定其能力要素,并認(rèn)真分析培養(yǎng)各種能力所需的路徑和不同的課程模塊,確定了不同能力、素質(zhì)要素和模塊課程對應(yīng)表,通過不同的模塊課程教學(xué)實現(xiàn)相應(yīng)的能力和素質(zhì)的養(yǎng)成。
3.實踐學(xué)分比例顯著提高,體現(xiàn)了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求化學(xué)工程與工藝專業(yè)實踐教學(xué)學(xué)時(含課內(nèi)實踐和集中實踐性教學(xué))占總學(xué)時比例33.9%,實踐教學(xué)學(xué)分占總學(xué)分比例42.5%,體現(xiàn)了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的特點。
4.實踐教學(xué)環(huán)節(jié)貫穿全程,體現(xiàn)了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的基本規(guī)律應(yīng)用型人才培養(yǎng)重在應(yīng)用能力和實踐能力的培養(yǎng),而這些能力的培養(yǎng)需要長期、不間斷的訓(xùn)練。化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)方案中安排了不間斷、持續(xù)的專業(yè)實踐能力的訓(xùn)練,難能可貴。
(二)值得思考的問題
1.課程設(shè)置與人才培養(yǎng)目標(biāo)、人才培養(yǎng)規(guī)格一致性的問題課程設(shè)置應(yīng)根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和人才規(guī)格,通過課程教學(xué)達(dá)到預(yù)設(shè)的人才素質(zhì)要求和實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。如“培養(yǎng)規(guī)格和要求”中有“能從事教育科研領(lǐng)域工作”的描述,但無相關(guān)課程。
2.學(xué)分計算標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,易導(dǎo)致教學(xué)任務(wù)不均衡(1)不同課程學(xué)分對應(yīng)的課時不同。有16課時,如有機化學(xué);也有17課時,如化工熱力學(xué);個別的有36課時,如大學(xué)體育。(2)實踐教學(xué)每周對應(yīng)的學(xué)分差異更大。專業(yè)見習(xí)4周1學(xué)分,專業(yè)實習(xí)8周5學(xué)分,畢業(yè)論文設(shè)計14周14學(xué)分。學(xué)分是計算學(xué)生學(xué)習(xí)量的單位,也是計算教師工作量的單位。同一個專業(yè)的學(xué)分折算學(xué)時(課時)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)統(tǒng)一,便于平衡學(xué)生學(xué)習(xí)量和教師工作量的分配。
3.沒有足夠的自主學(xué)習(xí)和選修課程,彈性學(xué)制學(xué)業(yè)難以操作實行學(xué)分制的重要目的之一就是滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需要,允許學(xué)生選學(xué)不同的課程,允許學(xué)生提前或滯后畢業(yè)。要想提前畢業(yè)就必須給學(xué)生創(chuàng)造提前修滿學(xué)分的機會,但現(xiàn)在的方案設(shè)計顯然做不到讓學(xué)生提前畢業(yè)。必須有相當(dāng)量的自主學(xué)習(xí)和選修課程,開放教學(xué)時空,如假期課程、網(wǎng)絡(luò)課程、競賽學(xué)分、職業(yè)證書學(xué)分、自主申請畢業(yè)論文開題與答辯等。
三、結(jié)語
脂肪酸特別是硬脂酸是一種應(yīng)用很廣泛的有機工原料,是基礎(chǔ)油脂化學(xué)品中總產(chǎn)量最高的。其應(yīng)用涉及到橡膠工業(yè)、塑料工業(yè)、涂料工業(yè)、紡織工業(yè)、食品工業(yè)、表面活性劑工業(yè)、日化工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)等。原料主要是MVO和Tallow,MVO分為MVO(ST),即ST:PKO=9:1,MVO(BST),即BST:PKO=9:1,其中BST為70%PO與30%ST的混合。Tallow即為牛羊油(OL),大豆油(SBO),椰子油(CNO),非KOCI的主要原料,但有時客戶會有需求。油脂按熔點不同冷凍結(jié)晶分離,不同熔點產(chǎn)品分為固體脂、液體油,棕櫚油(PO)--從棕櫚果肉中制取出49%,棕櫚仁油(PKO)—從棕櫚仁中制取出50%,棕櫚油(PO)的熔點37℃分提后制得固體棕櫚油(ST)熔點52℃,液體棕櫚油(OL),熔點20℃。
2常見脂肪酸結(jié)構(gòu)及性質(zhì)
C12-0月桂酸,CH3(CH2)10COOH,IV-0;m.p44℃C16-0軟脂酸、棕櫚酸,CH3(CH2)14COOH,IV-0;m.p63℃C18-0硬脂酸,碳十八酸,CH3(CH2)16COOH,IV-0;m.p70℃C18-1油酸,c-9十八碳烯酸CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOHIV-90;m.p16℃C18-2亞油酸,c-9,c-12十八碳二烯酸,CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOHIV-181;m.p-5℃C18-3亞麻酸,c-9,c-12,c-15十八碳三烯酸,IV-273;m.p-11℃CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH
3主要生產(chǎn)工藝--水解
脂肪與水的混合物在一定條件下(酸或堿或酶的催化下,一定溫度)可以生成脂肪酸和甘油,部分水解還可生成單甘酯和二甘酯。脂肪酸生產(chǎn)過程由油預(yù)處理,水解,脂肪酸分餾,蒸餾和加氫等部分組成。油壓水解過程中常用的是常壓催化水解法,催化和非催化中壓水解,非催化高壓連續(xù)逆流水解三種形式。最先進的是酶催化水解,因為有些方面還不完善,例如費時,沒有被廣泛使用,且沒有形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模。常壓水解法具有設(shè)備簡單,所需的壓力,投資少的優(yōu)點,缺點是生產(chǎn)周期長,占地面積大,蒸汽消耗大面積,水解率低,回收成本高和廢物中甘油低。催化壓力或催化水解是常用的脂肪酸的生產(chǎn)技術(shù),優(yōu)點是生產(chǎn)周期短,蒸汽消耗少,工藝用水少,生產(chǎn)成本低,操作簡單,可生產(chǎn)淺色脂肪酸等,但設(shè)備投資和消費相對較大。連續(xù)非催化高壓回流酸水解是當(dāng)代先進的生產(chǎn)工藝生產(chǎn),其顯著優(yōu)點是實現(xiàn)了連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn),生產(chǎn)周期短,熱效率高,蒸汽消耗,低生產(chǎn)成本較低,但原料水解適應(yīng)的經(jīng)營范圍,并且困難包括昂貴的設(shè)備的投資。在脂肪酸加氫技術(shù),國外已經(jīng)引起對環(huán)管反應(yīng)器技術(shù)的積極實施,增加了氣體,固體和液體相反應(yīng)的質(zhì)量,縮短反應(yīng)時間,提高了產(chǎn)品產(chǎn)量的收益。氫化是指在催化劑(如鎳)存在下,高壓下,氫氣和脂肪酸中的不飽和脂肪酸發(fā)生反應(yīng)(加成),氫加到雙鍵上,使飽和度提高。蒸餾是指除去高沸點和低沸點雜質(zhì)以及有氣味的物質(zhì)。分餾是指一些特殊產(chǎn)品需要99%的純度特制餾分,得到單離脂肪酸。蒸餾與分餾的方法都是在高真空,較低溫度條件下,最短滯留時間內(nèi)進行。脂肪醇是基礎(chǔ)油脂化學(xué)的品種的基礎(chǔ)上第二大產(chǎn)品,化工行業(yè)也推動油脂的主要品種生長。20世紀(jì)80年代后期,我國已看到脂肪醇對發(fā)展合成洗滌劑的重要性,由于種種原因,我國以石油為主要原料的脂肪醇未充分發(fā)揮裝置能力。到目前為止,在洗滌產(chǎn)品中使用的仍然主要是天然脂肪醇脂肪醇。天然脂肪醇生產(chǎn)方法有:油脂直接加氫,脂肪醇加氫和脂肪酸甲酯的高壓加氫制醇。油脂直接加氫是將經(jīng)過脫膠,脫酸的油脂,并在310-325℃,24•5兆帕條件下加氫。期間,由于其易于脫水反應(yīng),甘油,以及聚集和對困難的缺點過濾現(xiàn)象,使脂肪醇生產(chǎn)企業(yè)目前不使用此方法。脂肪酸甲酯高壓制天然脂肪醇工藝在德國Henkel公司具有的更先進的技術(shù),它使用26兆帕,260℃-300℃制脂肪醇。寶潔公司在催化劑懸浮床加氫工藝是典型的公司,因為傳統(tǒng)工藝仍是脂肪醇生產(chǎn)廠世界的主宰。甲基配合高壓(25-30兆帕)和甲醇毒性問題不可避免,所以出現(xiàn)了國外脂肪酸直接高壓加氫和低壓加氫制備脂肪醇的技術(shù)。
4產(chǎn)品用途
4.1硬脂酸
用途:在橡膠行業(yè)主要以硬脂酸、硬脂酸鹽、硬脂酸酯的形式應(yīng)用,日化行業(yè)以硬脂酸、硬脂酸鈉、硬脂酸鉀、硬脂酸酯的形式應(yīng)用,塑料工業(yè)以硬脂酸鹽、酯、酰胺等形式在塑料產(chǎn)品中應(yīng)用,拋光材料是以硬脂酸酯、硬脂酸鹽及多種級別的硬脂酸形式應(yīng)用,紡織、印染行業(yè)通常以鉀鹽/鈉鹽、酯類、胺類、形式廣泛應(yīng)用在柔軟劑、抗靜電劑、消泡劑、印染助劑中,造紙與文教用品以酯類、酰胺、AKD(烷基烯酮二聚體)的形式作為消泡劑、表面施膠劑使用,蠟燭工業(yè)起硬化、收縮作用,防止蠟燭在燃燒過程的滴淚及變軟,另外一個作用是達(dá)到某些國家對蠟燭中可再生資源的使用要求,而在醫(yī)藥及食品工業(yè)主要以酯類的形式作為醫(yī)藥工業(yè)賦型劑,做膏、乳、栓劑的基質(zhì),以酯類的形式作為食品乳化劑使用,對于其他工業(yè),硬脂酸在活性碳酸鈣、鑄造行業(yè)、蠟燭、防水劑、膠粘劑等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。
近些年來,由于生命科學(xué)領(lǐng)域突飛猛進的發(fā)展,促使高等醫(yī)學(xué)院校的《醫(yī)學(xué)生物學(xué)》教材不斷改版,新教材中增加了不少的新知識、新技術(shù)和新進展。但出于課程體制的改革,使《醫(yī)學(xué)生物學(xué)》課程的計劃時數(shù)大幅減少,給師生的教學(xué)造成了一定的困難。所以,合理優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,科學(xué)地編寫教學(xué)大綱,是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。教學(xué)大綱是教學(xué)的綱領(lǐng)性文件,它規(guī)定了教學(xué)的目的要求和內(nèi)容。教學(xué)大綱中明確本門課程教學(xué)的基本內(nèi)容,教學(xué)的重點及難點,學(xué)生應(yīng)掌握的基本內(nèi)容、重點內(nèi)容、熟悉的內(nèi)容及一般了解的內(nèi)容范圍。教師遵循教學(xué)大綱的基本精神,結(jié)合不同專業(yè)的特點,制定嚴(yán)格的學(xué)期授課計劃。同時將教學(xué)大綱和學(xué)期授課計劃分發(fā)給學(xué)生,讓學(xué)生明白教學(xué)的目的意圖,在學(xué)習(xí)中積極主動與教師配合。這樣既可保證在課程計劃時數(shù)大幅減少的情況下把學(xué)生應(yīng)該掌握的重點內(nèi)容傳授給學(xué)生,還能培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,不僅有利于提高教學(xué)質(zhì)量,而且有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。
二、改進教學(xué)方法,轉(zhuǎn)變教學(xué)思維
隨著我國教育制度改革的不斷深入,各高校不斷擴招,使高等教育從原來的精英教育模式逐漸向大眾化的教育模式過渡。人才培養(yǎng)目標(biāo)從知識型向?qū)嵱眯偷霓D(zhuǎn)變,加上課程體制的改革使《醫(yī)學(xué)生物學(xué)》課程計劃時數(shù)的大幅減少,使教師的教學(xué)面臨著挑戰(zhàn)。所以,教師必須大膽地改變和摒棄以往的“以教師為中心、以課堂為中心”的傳統(tǒng)的教學(xué)模式,探索適應(yīng)新的培養(yǎng)目標(biāo)的新的教學(xué)方法。“案例教學(xué)法”選取臨床典型病例,結(jié)合本學(xué)科的基本理論,不僅能幫助學(xué)生更好地理解書本知識,而且能引導(dǎo)學(xué)生對書本知識作更深刻的思考與探討。我們的通過教師集體備課記錄、學(xué)生提問記錄等收集整理與教學(xué)大綱相關(guān)案例,應(yīng)用于PBL教學(xué),引導(dǎo)自學(xué)后講清教學(xué)大綱規(guī)定的重點內(nèi)容。對于要求學(xué)生一般性了解的內(nèi)容,教師只作概要性介紹,主要安排學(xué)生自學(xué),同時提出自學(xué)要求。有關(guān)本門學(xué)科的新成就和新進展則要求教師共同收集積累與教學(xué)相關(guān)音像多媒體資料,播放給學(xué)生觀看。這樣既可保證在課程計劃時數(shù)大幅減少的情況下,把學(xué)生應(yīng)該掌握的重點內(nèi)容傳授給學(xué)生,也能讓學(xué)生了解本門課程的新進展,還能培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。既有利于提高教學(xué)質(zhì)量,又有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。此外,教師在授課中也適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合臨床介紹一些相關(guān)的生命科學(xué)知識,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情,提高教學(xué)效果。
三、應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù),提高教學(xué)質(zhì)量
現(xiàn)代教育技術(shù)是應(yīng)用現(xiàn)代教育理論和現(xiàn)代信息技術(shù),以素質(zhì)教育思想和認(rèn)知學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ),對教學(xué)過程和資源進行設(shè)計、開發(fā)、利用及管理,以多媒體和網(wǎng)絡(luò)為核心、以信息技術(shù)為支持,優(yōu)化教與學(xué)的過程和資源、加強素質(zhì)教育、培養(yǎng)創(chuàng)新人才的一種新的教育模式。這不僅有利于提高學(xué)生對本門課程的學(xué)習(xí)興趣,而且使學(xué)生對所學(xué)知識印象深刻,便于記憶,達(dá)到事半功倍的效果。應(yīng)用計算機多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)輔助教學(xué),不僅使教師從老式的板書中解脫出來,而且還能大大地增加傳授給學(xué)生的信息量,緩解課程計劃時數(shù)大幅減少的矛盾,能充分利用有限的課堂時間,還便于課后重現(xiàn)課堂教學(xué)內(nèi)容,達(dá)到滿意的教學(xué)效果。
四、優(yōu)化實驗教學(xué),培養(yǎng)創(chuàng)新能力
創(chuàng)造型人才的培養(yǎng)是新世紀(jì)高等教育改革的核心任務(wù),國家需要一大批具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)造性能力的優(yōu)秀人才來迎接未來科學(xué)技術(shù)的挑戰(zhàn)。因此,如何提高醫(yī)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),使其具備相當(dāng)?shù)纳茖W(xué)思想,具有一定的自學(xué)能力、研究能力(包括觀察能力、分析能力、基本的實驗技能)、思維能力(包括分析綜合能力、抽象概括能力、判斷推理能力和創(chuàng)造能力),是現(xiàn)代生命科學(xué)教師面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。教研室通過對多年積累實驗參考資料的整理,形成了可操作的實驗內(nèi)容體系,筆者在實驗教學(xué)中,既重視本科教學(xué)的實驗環(huán)節(jié),也把實驗教學(xué)作為理論教學(xué)的擴展、延伸和深化,使實踐性教學(xué)在應(yīng)有的高度和層次上得到發(fā)展。在對學(xué)生進行基本技能的訓(xùn)練的同時,注重對學(xué)生進行實驗?zāi)芰统醪娇蒲心芰Φ呐囵B(yǎng),使學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和作風(fēng)。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)掌握生命科學(xué)知識的同時,使實踐能力和創(chuàng)新能力也有所提高??茖W(xué)的考核體系是實驗課程教學(xué)改革的熱點和難點之一。通過完善全面、公正的考核體系,促進學(xué)生學(xué)習(xí),提高教學(xué)質(zhì)量。
五、收集反饋信息,促進教學(xué)改革
通過收集、分析反饋信息,了解教學(xué)活動的基本情況、學(xué)生對教師的要求和合理化的建議,甚至是教師在教學(xué)中存在的問題。及時地總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn),及時地調(diào)整改進教學(xué)方法,開展教學(xué)研究,優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,以期在新的教育形式下取得更好的發(fā)展。近些年來,我們圍繞提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)高素質(zhì)人才這個核心任務(wù),通過多種途徑提高任課教師的自身素質(zhì)。一是堅持集體備課,圍繞教學(xué)大綱的要求,明確講授的內(nèi)容和教學(xué)的重點,弄清難點內(nèi)容。二是堅持教師之間相互聽課制度,教師之間相互聽課,可學(xué)到一些好的教學(xué)方法和講課藝術(shù),還可及時地發(fā)現(xiàn)教師存在的問題,及時地采取措施補救。三是充分發(fā)揮老教師的傳、幫、帶作用,使年輕教師能迅速成長起來,能適應(yīng)高等教育工作發(fā)展趨勢,能勝任教學(xué)工作。四是堅持在學(xué)生中設(shè)立教學(xué)信息員和學(xué)生座談會制度,在師生之間形成信息溝通的橋梁,從而促進教學(xué)相長,提高教學(xué)和管理質(zhì)量。通過學(xué)生考試成績和試卷分析,了解學(xué)生狀況及存在的不足,總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn),促進教學(xué)改革。
六、總結(jié)