精细化工工艺学论文范文

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关键词：精细合成实验；教学改革；实验技能

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）31-0044-02

应用化学是介于理学化学和工学化学工程与工艺本科专业之间的应用型工科学科，是以化学基本理论和方法，对化工、材料、医药、信息、生命、环境、能源、地球、空间和核科学等工业生产中与化学有关的问题进行应用基础理论和方法及应用研究为使命的中心学科，是人类赖以生存和国民经济发展的重要支撑。精细化学品生产是化学工业中最重要的组成部分，国际上精细化工在化工比重达85％以上，我国只有50％左右，而我们安徽省比重更低。通过改革开放三十多年的发展，我国在东部沿海地区已发展起相对集中的精细化工产业群，这也为安徽的精细化工发展提供了机遇。随着化石资源的消耗，对利用生物质生产精细化学品的技术需求日益迫切。因此，开展精细有机合成及其工艺技术的研究，对提高我省乃至我国的高分子材料化学品生产技术水平，减少环境污染和有毒有害物质排放，提高生产中安全水平，降低生产成本，起着决定性作用。国家“十一五”和安徽“861”行动计划都将高新技术产业作为优先发展的支撑产业；精细有机合成将为区域经济发展和学科发展提供强有力的理论及技术支持。

一、已有的理论实验基础

《精细化工工艺学》是应用化学专业的核心课程，是承担学生职业核心能力培养的一门课程。我们使用的教材是由天津大学唐培堃和冯亚青主编的《精细有机合成化学及工艺学》（第二版）。该课程涉及的教学内容比较多，主要有精细有机合成反应理论、精细有机合成的基元反应以及有机合成设计的主要原则和方法。本课程的教学内容主要是由十三个有机合成单元反应组成，各个单元反应之间既相互独立又相互联系。由于课程内容涉及的较多，其中不但有一定的基础理论，而且也拥有一定的实践知识，基本理论与生产实践互相联系，密不可分。在教学时如果仅仅一味地讲授理论知识或讲授实践知识，将教材上反应的特点与规律一股脑儿地灌输给学生，课堂教学就会变得死板，会使学生的学习积极性下降；另外，如果执行教学计划时，理论课与实验课间隔时间过长，课程教学无法实现对学生基本技能的训练，学生对学习的兴趣也会失去。与《精细化工工艺学》课程配套的实验课程是精细有机合成化学实验。该课程作为一门高年级的化学工艺专业和应用化学专业的专业实验必修课，是有机化学实验课程的实际应用的一个延伸。该课程希望通过具体的与生产实践相关的实验操作培训，来强化并提高学生的有机合成实际能力，同时也能增强对精细化学品的掌握。同时，希望通过该实验课程的训练，使学生的分析问题、解决问题以及能力动手能力得到提高，为学生完成毕业论文、继续深造和就业打下基础。然而，目前就《精细化工工艺学》课程而言，除了天津大学和同济大学，我们学校和有很多开设这门课程的高校，由于一些客观条件限制，目前还没有开设相应的实验内容的课程；一些学校尽管开设了这类实验课，然而与《精细化工工艺学》相配套的教学内容还是以传统方式的综合性、验证性实验为主，并且实验项目及相关的实验条件、实验药品、实验仪器都是教材上规定死的，甚至一些实验工艺相对陈旧落后，有时候常常是让学生依照讲义，按部就班地进行，不利于提高学生科研主观能动性和创造力，作为高年级专业实验训练，还存在一定的不足。安徽省委文件《关于建设高等教育强省的若干意见》（皖发（2010）9号）曾指出：我们要建立“资源共享、合作共赢”的校企合作平台和机制，并且广泛吸纳高校科研院所、相关企业作为产学研合作基地、本专科生实习实训基地和研究生联合培养单位，鼓励高校和企业合作共同建设实验室和研发中心，将高等教育不断延伸到企业，并最终融入进社会。为了适应高等教育自身发展和时展的需要，全国各地很多的地方院校纷纷提出应用型和工程型的人才培养目标，黄山学院结合自身专业特色和学校发展前景，也将学校定位为地方型应用型本科院校。鉴于以上原因，结合我校建设地方性应用型本科高校的办学宗旨及化学化工学院专业建设特色，面向我校化学工艺专业和应用化学专业开展精细有机合成实验，提高学生对精细有机合成理论知识的掌握和运用，在人才培养、科学研究、服务经济发展方面具有重要的理论意义。并且，黄山学院化学化工学院实验室和黄山安徽永佳集团及其子公司（黄山永新股份有限公司、黄山市恒（新）远化工有限公司、黄山市华惠精细化工有限公司、黄山市强力化工有限公司、黄山市华兰化工有限公司、黄山市创联洗涤科技有限公司、黄山新力油墨科技有限公司）等在内的一批当地龙头企业研发实验室已基本具备开展此类实验的条件。

二、拟开展的实验内容

实验教学改革的起点是首先要建好相关的实验平台，并设置对应的实验内容。我们拟开展的实验教学改革就是以《精细化工工艺学》课程中的十多个有机合成单元反应理论知识为指导和当地精细化工企业的生产实际为依托，并结合学校专业特点，拟开设出具有实用性和前沿性的实验：实验一：阳离子型表面活性剂—十二醇硫酸钠的制备。实验二：增塑剂—邻苯二甲酸二正辛酯的合成。实验三：阻燃剂—四溴双酚A的合成。实验四：内酯类香料—香豆素的合成。通过开展这类实验，可以使学生：（1）了解阳离子型表面活性剂的结构、性能和一般制法；（2）学习增塑剂的基本知识；掌握酯类增塑剂之一DnOP制备的实验方法；（3）学习阻燃剂的基本知识；掌握直接溴代法制备四溴双酚A阻燃剂的制备方法；（4）学习合成香料的基本知识和用Perkin反应制备香豆素的实验方法，以激发学生的实验热情，普及学生对绿色化学含义的真正理解；弥补我院没有开设精细有机合成实验课程的不足；并能使学生学以致用，提高实践思维及解决实际问题的能力；与企业合作，产学研相结合，促进地区经济发展，实现校企共赢的目的。开展这类精细化学品的合成实验，可以分别设置不同实验条件，使学生形成科学的思维方法，培养他们为了解决实际问题而获取知识的方法和途径的能力。

《精细化工工艺学》实验课程课题组的负责人及主要参与人员中硕士博士人数比例占全部成员的70%，既有多年从事大学有机化学实验和精细化学品课程教学工作的教师，又有长期从事精细化学品产品开发工作的企业工程师，他们具有扎实的理论基础和丰富的生产实践经验，多次承担各类的课程教学改革研究项目和企业技术研发改造项目，积累了很多教学改革和生产实践经验，并且黄山学院和安徽恒远化工有限公司对这项实验教学改革工作也将给予大力支持，他们承诺给予一定的经费资助和提供到企业调研和测试等方面的便利，这些条件将能保证本实验课程改革的顺利完成。

参考文献：

[1]唐培堃.精细有机合成化学及工艺学[M].第2版.天津：天津大学出版社，2002.

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[3]李江胜，李浔，黄朋勉，等.逆合成分析法在精细有机合成工艺学教学中的应用[J].广州化工，2010，38（7）：254-255.

[4]张庆，王键，滕俊江.精细化工工艺学课程与实践[J].广东化工，2009，36（6）：222-223.

[5]张庆，巩育军，苏秋芳等.地方工科院校应用化学专业人才培养及教学体系的改革与实践[J].广东化工，2006，33（12）：108-109.

[6]王巧纯.精细化工专业实验[M].北京：化学工业出版社，2008.

[7]潘懋元，车如山.略论应用型本科院校的定位[J].高等教育研究，2009，30（5）：35-38.

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[9]周莉，刘波.精细化工设计性实验教学的探索[J].化工高等教育，2008，（5）：71-72.

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“十一五”期间，中央作出了“稳疆兴疆、富民固边”的重大战略部署，明确新疆是西部大开发的重点，特别明确进一步加大对兵团的投入，支持兵团参与新疆油、气、煤炭等优势资源的开发，发挥兵团维稳戍边作用，为加快兵团发展提供了有力的政策支持和动力保障。利用新疆丰富的煤炭、盐和石灰石等资源，在石河子等地建设80至120万吨聚氯乙烯及系列产品基地，在大黄山等地建设120万吨煤焦化生产基地。依托新疆石油化工基地，创造条件参与上游、积极发展中游、大力开发下游石化产品。利用南疆天然气资源，建设以甲醇及下游产品为重点的天然气化工基地。发展精细化工、生物化工，延伸产业链，提高附加值。加大对铜镍等有色金属矿产资源的勘探开发力度，初步形成采、选、冶配套的生产体系。提高钾盐、膨润土和石棉等矿产资源开发利用水平，形成系列产品加工能力。为了跟进本地区化工行业的快速发展，大力培养具有地方特色的化工专业人才具有十分重要的意义。石河子大学化学工程专业是2005年经自治区教育厅批准开设的新专业，该专业依托地区产业煤化工、石油化工、天然气化工等迅猛发展优势，对具有地区特色的化学工程人才培养模式进行了探索与实践，构建了符合地方工科院校实际的、具有地域化工特色的人才培养方案和课程体系，基本形成了“地区优势产业+化工”的专业人才培养模式。

构建具有地域特色的化学工程人才培养方案

人才培养方案是实施人才培养工作的根本性指导文件，是开展各项教学活动的基础，是组织实施教育教学活动的依据，反映了学校人才培养的思想方针和教育理念，对提高人才培养质量具有重要的导向作用。石河子大学化学与化工学院化学工程专业是依托化工原理、传质与分离工程和化学反应工程等重点学科设立的工程类专业，专业人才培养方案分为第一课堂和第二课堂，第一课堂作为培养学生的主渠道，主要培养学生的基本素质，使学生掌握基本知识、基本技能和学习方法，保证培养的基本规格；第二课堂教学作为第一课堂的延伸和拓展，二者相互作用，构成培养体系。方案具有如下特点：

第一，体现国家教育方针，实现工科专业培养目标；

第二，遵循人才培养和学科发展规律，体现学院重点专业的办学特色；

第三，拓宽专业口径，加强基础教育和通识教育；

第四，坚持化学工程科学教育与工程实践训练并重，突出创新意识和实践能力；

第五，培养能把握化工技术发展方向和前沿目标，具有地域特色的化学工程应用型高级专门人才。

凸显化工和生物基础融合的课程体系

课程体系是实现专业培养目标，构建学生知识结构的中心环节，建立适应社会主义市场经济发展需要，体现化工学科内在规律和学校学科特色，科学合理的课程体系极为重要。我校化学工程专业的课程体系分为公共基础课、学科基础课、专业必修课、专业选修课、实践性教学、全校任选课等六大模块。课程体系凸显出化工与生物基础课程的融合。

第一，公共基础课重视人文、法律基础和外语、计算机综合素质培养，以适应现代社会对人才素质的要求。公共基础课包括数学、物理、外语、计算机、法律等。其中计算机、外语教学贯穿人才培养全过程。公共基础课共3分，816学时。

第二，学科基础课以基础化学为平台，凸显化工和生物基础，实现化工理论与地方特色化工生产的有机结合。学科基础课包括数理基础板块、工程技术基础板块、化工基础板块。数理基础板块包括概率论与数理统计、工程力学；工程技术基础板块包括工程制图、机械设计基础、电工与电子基础等；化工基础板块包括无机与分析化学、有机化学、物理化学、化工原理、化学反应工程、分离工程、化工过程模拟等；地方特色的化工板块包括石油加工工艺学、天然气加工工艺技术、煤化工、酶工程、生物反应工程等基础学科。学科基础课共38.5学分，846学时。

第三，专业必修课把握地区特色化工行业科学的发展方向与前沿，强化学生化工工程专业的背景与特色。专业必修课包括微生物工程、催化作用原理、绿色化学、分子生物学，化工分离过程等。专业必修课共38学分，720学时。

第四，专业选修课以地区优势化工产业为依托，形成化学工程与工艺和生物工程两个专业方向，专业选修课包括环境生物技术、高分子化工、聚氯乙烯工艺学、精细化工工艺学、材料化学导论、现代生物技术、环境工程等。专业方向选修课共41.5学分，756学时。

第五，实践性教学强化学生化工学科实验动手能力、实践能力和创新能力。实践性教学共35学分，计划35周完成。

第六，全院任选课要求学生至少选修4个学分72个学时的化学工程专业以外的其他学科课程，以培养综合素质。

完善化工双基础的实践教学和以实习基地为平台的实践环节教学体系

实践教学是巩固理论知识的有效途径，是培养具有创新意识、创新能力的高素质人才的重要环节。现代素质教育要求高等教育通过各种教育实践活动，大力加强学生动手能力、实践能力和创新能力的培养。化学工程是一门实践性极强的科学，实践环节教学体系由实验课程、实习课程、毕业论文(设计)组成。

1.实验课程教学体系

实验课程立足两个方面，即强化化工基础和专业实验学生综合动手能力培养。在化工基础实验方面，以基础化学为平台，强化基础化学实验课程建设，同时，开设化工原理课程设计，加强对学生工程实践能力的训练，使学生具有明显化工知识优势。在化工专业实验方面，增加设计型、综合型及自主实验型教学内容，以加强培养学生的实践能力。通过实验教学对学生进行实验思路、实验技术、实验设计、数据处理、观察能力、分析能力、表达能力的全面训练。

2.实习课程教学体系

实习课程包括化工过程状态仿真模拟实习、CAD上机实习、认识实习、生产实习和毕业实习。由于受条件和经费限制，校内实验室不可能完全满足学生的实习要求，因此必须以校内实践教学基地建设为核心，稳定和扩展校外实践基地，全面提升实习教学质量，提高学生的实践能力和创新能力。现在专业院系已经和新疆天业集团公司、新疆化肥厂、独山子炼油厂等疆内8家化工企业签订了定期实习合约，能够满足学生实践教学的需要。

3.毕业论文(设计)教学体系

毕业论文(设计)是实践性教学环节的重要组成部分，是对学生大学期间学习知识的总结和应用，因此组织好毕业论文(设计)环节对提高学生综合应用所学知识的能力有重要意义。提高大部分学生在校内进行毕业论文(设计)质量的基础上，开展校企共同培养毕业生进行毕业论文(设计)的工作，由校企根据企业生产科研实际选题，进行共同指导。

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【关键词】创新；高职教育；化工专业

创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。创新教育是以培养人的创新精神和实践能力为价值取向的教育，包括创新意识、创新精神和创新能力等诸多方面。同时，创新教育又是培养创造性思维、形成创新精神的教育，所以应该把培养学生的创新意识、创新精神和创新能力贯穿于教学的实践过程中。高职化工类专业教育应以培养学生的实践能力和创新能力为重点，满足学生就业、创业和个性发展的需要，培养学生以专业理论、技能和实践科目为主的综合职业能力，打造全面建设小康社会所迫切需要的高素质化工一线技术工人队伍。

1 设疑启智、营造创新氛围

教学中每一教学步骤都应设信息沟，层层递进，教师可根据一定的教学内容，设计适量灵活性较大的思考题，或让学生从同一来源的材料或信息中探求不同的答案，培养学生积极求异的思维能力。设计此类思考题，让学生进行讨论、争论、辩论，既调动了学生积极运用语言材料组织新的语言内容，又训练了他们从同一信息中探求不同答案的求异思维能力。当学生对这类讨论性问题产生兴趣时，他们会不畏艰难、积极主动地学习。其次，教师在上课时要让学生发表见解，多显示思维活动的过程，思维过程的展现与评议可以打破传统封闭型的教学方式，教会学生思考、探索问题和解决问题的能力。积极鼓励学生的自辟蹊径的做法，善于发现学生思维的闪光点，使学生的头脑中会经常闪现出创造的火花。总之教师应不失时机地给学生创造学习语文的氛围，加强语言信息的刺激，营造创新教学氛围。

2 培养发散思维，提高创新思维能力

有位名人曾说过：“好的先生不是教书，不是教学生，乃是教学生学”。有研究表明，讨论式、质疑式的教学有利于发散思维、创新思维的发展。要让学生丰富想象，积极探索求异，坚持独立见解，这就要求教师要善于挖掘教材中蕴含的创造性因素，通过设疑创设情景，给予每位学生参与的机会。让学生积极运用所学的知识，大胆进行发散创造。

3 创新精神的培养

创新精神是指敏锐地把握机会，敢于挑战、敢于付诸探索行为的精神状态。现代教学论首先强调的是课堂教学应以教师为主导，以学生为主体。教师要调动学生的积极性，千方百计让学生主动学习，让学生参与教学。化学化工更具备这方面的优势。学生在做四大化学实验时，教师可以大胆放手让学生去做，在明确实验目的的前提下，从仪器组装到结果分析，都由学生自己完成，教师只起引导作用；也可以边做实验边讨论学习，激发学生学习的兴趣和求知欲望。同时营造学生积极提问、充分展示自己的氛围，鼓励学生大胆质疑，对学生所取得的成绩及时肯定、表扬，让学生经常有享受成功的心理体验。教学中注意发现学生具有独特性和新颖性的思想，并给予及时的鼓励。即使是错误的想法，也不能因为不合常规而任意抹煞。要允许学生对老师的讲课提出异议，允许师生之间的多向交流。如在化工工艺学课程中，对流程图的设计问题，可以让同学们找出更合适的工艺路线或选择更合适的设备。对于学生的异议要提出表扬，这样会使学生勇于发现问题、勇于提出问题、追求解决问题，初步培养学生的创新精神。

4 创新能力的培养

创新能力，包括敏锐的观察能力、创造性的想象能力及创新思维能力和实践能力。创新是一项自主性活动，教师在创新教育过程中的主要作用在于启发和引导，讲究教学方法的启发性，调动学生的自主性和自觉性，激发积极的思维，启发诱导学生在课堂中及课外直接进行创造性活动。我们在教学中主要从以下四个方面来培养学生的创新能力：

4.1 以工作过程为导向培养学生创新能力：首先要以工作过程为导向，创设富有启发性的问题和情境，为激发学生的思维提供良好的素材。采用的方法主要有类比联想、设立悬念、以旧引新、自己动手等。通过简要的提示，引导学生在演练的同时把握教材重点，突破难点。使学生作为一个独立的个体，善于发现和认识有意义的新知识、新事物、新方法，归纳有关规律，将知识总结成系统化和网络化，这就是一个创新性的思维过程。

4.2 运用现代化的教学手段，提高学生创新能力：在化学化工课堂教学中，引入多媒体和计算机仿真教学，这样可以扩大学生的感知空间和时间，有利于发展学生的想象力、观察力和创新思维能力。在化工单元过程及设备的教学中通过使用多媒体课件演示可以使学生直观地学习流体输送设备、换热器等化工设备的内部机构和工作原理。化工原理和化工工艺课都使用了专门的仿真教学系统，生动地再现了工厂的一些流程，收到良好教学效果。

4.3 利用化学实验实训，培养学生创新能力：实验实训是高职化工实践教学的重要环节，最能培养学生的创新和实践能力。实验实训的装置、原理、过程以及结果计算都蕴含大量的创新素材。做实验的目的，并不仅是让学生学会操作，更高目标是要求学生熟悉实验原理，突破教材的框框，大胆设想，寻找完成实验的最佳途径。通过学生动手、动脑反复设计、修改、推理和完善，学生能强化对原理的理解，熟练基本的实验操作。同时，这样也可以培养学生严谨的科学态度，增强学生的创新意识，培养学生的创新思维。实验实训源于教材又高于教材，贴近生活和生产实际，通过实验实训，学生切实感受到已学知识在实际生产中的应用自主创新意识得到了提高。

4.4 开展研究性学习，培养学生创新能力：在具备良好的理论基础和实践基础上，指导学生查阅相关文献和撰写论文，让他们享受成功的喜悦。这样能激发他们的创新意识，焕发他们的创新精神，培养他们的创新能力。

我们从大一第二学期开始在教学中注重引导学生阅读化工杂志，举办科学讲座、参观化工厂，进行小论文的撰写，初步培养了学生个人查资料获取知识、进行研究性学习的能力。大二、大三进行不定期的实践实习，进行化工制图、化工过程及设备课程设计以及化工工艺流程设计，并在课余时间完成有关有机化工、无机化工、石油化工、精细化工、生物化工等方面的论文撰写。通过研究性学习的开展，大大提高了学生的创新能力，扩大了他们的知识面，巩固了他们的基础理论知识。