精细化学品的定义范文
时间:2023-12-01 17:42:12
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篇1
摘要:
以南京信息工程大学应用化学专业本科生精细化学品化学课程的教学改革实践为基础,从大数据时代的视角,针对课程体系优化、师资队伍建设、课程内容创新、教学形式改革等方面进行系统总结,这些教学改革举措取得了很好的效果。
关键词:
大数据;应用化学专业;教学改革创新
随着信息与互联网技术的快速发展,大数据正以前所未有的方式冲击着社会的发展和人们的生活。慕课(MOOC)、微课和翻转课堂方兴未艾,并在“互联网+”的带动下,不断地影响着我国高等教育的日常教学工作[1]。然而,一方面一些公众将化工事故、环境污染归因于化学产业,从而影响化学化工类专业招生生源;另一方面部分高校重科研而轻教学,使得教学的中心地位不突出。大数据时代的来临正在影响和渗透着各行各业的发展,传统的化学教育又当如何应对大数据时代催生的机遇与挑战,这是高校一线教师和教学管理者不得不面对的一个重要而棘手的课题。本文简要探讨了大数据时代对应用化学本科教学的促进和启示作用,正是在这种作用下,笔者以精细化学品化学课程为例,总结了课程体系、师资队伍、课程内容、教学形式等方面进行的教学改革与创新,以期这些实践做法能够推广开来,为新形势下化学教学的改革工作提供一些参考。
1大数据时代对应用化学专业教学的促进和启示作用
大数据是指那些规模大到传统的数据库软件工具已经无法采集、存储、管理和分析的数据集[2]。但是大数据不是海量数据的简单叠加,而是量变引起质变,是数据量、数据形态和数据分析处理方式到理念和形态上的重大变革的总和[3]。大数据以迅雷不及掩耳之势对整个社会产生了革命性的影响,教育作为社会子系统的重要组成部分势必被波及;作为教育的龙头,高等教育也会受到大数据应用的深刻影响。应用化学专业旨在培养具备化学基本理论、基本知识以及较强的实验技能,能在科研机构、高等学校及企事业单位等从事科学研究、教学工作及管理工作的高级专门人才。然而,长期以来在人才培养实践中,专业偏重于“应用”则相对忽视了“化学”;专业偏重于“化学”则相对忽视了“应用”,这便陷入了两难境地。大数据时代促进了应用化学专业教学工作,也使得教育工作者可以跳出两难境地。大数据时代送来了新的教学模式,如沈永淼等[4]将基于QQ群的翻转课堂模式应用于大学有机化学课程教学实践中,提高了学生自主学习和参与讨论的积极性,使教师可以更好地掌控教学节奏和效果,从而收到了较好的教学实效。更重要的是,大数据时代送来了新的教学理念,如朱红等[5]对理科本科生创新能力进行了实证研究,对比得知信息化、多元化、创新性的教学行为对学生创新能力提升具有显著的正向影响。在这个拥有海量知识的信息时代,新的教学理念对于应用化学专业人才培养具有很好的启示作用,化学教学不再要求学生面面俱到地学习所有的知识,不再推荐教师讲授可以通过信息网络简单获取的知识,而更加强调讲解获取新知识、新技能的途径,更加关注学生的课堂参与度和自主实验,更加重视发展精准的个性化教学体系。正是在大数据时代新的教学模式和理论的促进和启发下,笔者对南京信息工程大学应用化学专业部分课程进行了改革,现以精细化学品化学课程为例,重点阐述大数据时代化学教师在教学方法上以及学生在学习行为上的改变。
2精细化学品化学课程体系优化与师资队伍建设
课程体系包含了课程的主体内容、学时分配、教学模式、应用方向等内容,直接影响到教学的效果。精细化学品化学原是我校应用化学专业精细化工方向的一门选修课,1名教师主讲,2学分32学时。精细化学品的开发和生产是化学工业的重要领域,也是培养和体现学生创新能力的重要学科。学生学习和掌握了精细化学品的化学知识后,不仅可胜任已有大中型企业的相关开发研究和营销工作,而且还可以根据市场和社会对精细化学品的需要,以较小的投资投入创办具有较好经济效益的科技型小微企业,这也符合国家“大众创业、万众创新”的倡导。在教学实践中,笔者发现该门课程与学生的进一步深造、就业和创业息息相关,因此需要有针对性地进行课程改革探索。
2.1优化课程体系
从2006年开始,课程团队逐步对该课程的课程内容、学时分配、教学模式等进行了大胆创新,目前该课程为应用化学专业和应用化学(国际合作)专业必修课程,3名教师合讲,3学分48学时,其中32学时为理论教学,16学时为实验教学。原先课程体系的设计旨在让学生知道精细化学品是什么,以及了解具体某个门类的内容。然而,在大数据时代的高等教育,对于这类概述型课程,学生既没有兴趣,也没有必要花长时间去学习和死记硬背。在该课程的教学实践中,侧重理论基础教学和问题导向研究,更加突出理论探索的意义;进一步强化学生的实际操作能力,增加了肥皂的制备、雪花膏的制备、洗面奶的制备和固体酒精的制备等综合性实验。其中,2013级学生团队将索氏提取器提取的草本精华液应用于肥皂的制备中,获得了校大学生创新创业竞赛一等奖。本课程教学团队从理论教学到实验教学,均主动增加应用事例的讲解和应用实例的操作,提高了学生的学习热情,拓宽了学生知识面,培养了学生综合运用知识、灵活解决实际问题的能力。
2.2建设师资队伍
师资队伍是一门课程的基础,试问如果授课教师都不能接受大数据,学生又怎么能利用大数据学习呢,又何谈课程的大数据改革呢?所以进行大数据时代的课程改革,建设一支具有互联网思维的教师队伍至关重要。大数据时代的教学注定是以“学”为中心的,而不是以“教”为中心。当然,这并不是说教不重要,而是教师应以学生为本,教会学生怎么接受与课程有关的数据就显得至关重要。课程团队教师认为大数据时代的来临必然会冲击化学教学,对于专业人才培养的促进和启示作用不容忽视,大数据时代应该倡导以学生为本的高互动教学范式(图1):
(1)无互动,不教学。在大数据时代开展教学,一定要和学生互动交流,没有互动的课堂,可以一票否决;
(2)以学生为本。在大数据时代不再需要学生什么都知道,个个都是学霸,教学做不到、也没有必要面面俱到,但是重要的思维方法和获取知识的途径要反复向学生强调,提倡精准的个性化教育;
(3)智能手机辅助课程教学。智能手机和课堂教学并不完全矛盾对立,关键在于引导和矫正,在专业课教学中鼓励教师在课件中插入二维码,引导学生课后学习,利用智能手机作为学生客户端进行课件分享、网上答疑、微博评教、微信反馈实验教学等教学教辅活动。大数据时代给师资队伍建设提出了新的挑战,关键不仅在教师本身业务能力的高低,而更在于教师是否愿意学习且能够掌握大数据时代的教学范式。
3精细化学品化学课程内容和教学形式的创新与实践
传统的教学模式是教师讲、学生听,这种模式可能会导致学生“课前不预习,上课不积极,课后不复习,考前搞突击”。所以很多教育工作者诟病其为填鸭式教学。在精细化学品化学课程近十年的创新与实践中,笔者认为:在大数据时代,课程内容和教学形式本身应该因地制宜,实事求是,以最佳的教学效果为出发点。不管是传统的教学模式还是新奇的教学模式,都需要学生认可;如果学生不认可,再好的形式都是空谈,所以关键在于提高教学内容的前瞻性和趣味性。教学内容是教学形式的灵魂,教学形式是教学内容的载体,两者相辅相成,缺一不可。
3.1创新课程内容
课程内容是一门课程的主体。精细化学品化学课程原先属于典型的概述型课程,内容庞杂、题材广泛、易懂难深,共分为精细化学品概念、表面活性剂、石油化学品、药物与中间体、农药、染料与颜料、涂料、香料、化妆品、食品添加剂等十几个章节。之前,教师讲解得很辛苦,但是学生的收获并不大。在大数据时代,这类化学概述课即属于可以通过信息网络简单获取的知识,所以必须改革课程原有的内容,基于此,课程团队对课程内容进行重组,深度挖掘教材,激发学生学习兴趣,提高学习效果,这些方法可以为同类型化学概论课教学改革提供参考。
3.1.1精讲教材重点和难点,提高理论课程的前瞻性和趣味性
将知识要点多、内容程度深的表面活性剂、药物与中间体、农药等三章分别选派3名有专业特长的教师进行讲授,分别安排在学期初期、中期和末期。在表面活性剂章节中,着重演示表面活性剂的结构,强调肥皂制备的原理,这样便于后续实验教学的开展,引申讲解快速消费品行业的多品牌战略;在药物与中间体章节中,用具体的数据和案例教学重点阐述药物开发的长期性和复杂性,讲解屠呦呦发现青蒿素的历程,从而以青蒿素的化学合成为切入口,分类介绍主要药物与中间体的合成工艺;在农药章节中,以环境保护与农业发展为开篇,简单介绍“寂静的春天”和柴静“穹顶之下”纪录片,再以问题为导向,强调现代农药发展的昨天、今天和明天。同时,将近些年发展较快的有机电子材料的内容引入到精细化学品的教学中,丰富了原有的课程内容,提高了教学内容的前瞻性,启发了学生的思考,也使其了解一些前沿知识,学习热情高涨。正是由于课程团队对课程内容进行重组,精讲重难点,不再追求面面俱到,给了教师更大的发挥空间。
3.1.2培养学生技能和能力,增强实验教学的综合性和创新性
为了有针对性地培养学生的实验技能,新版精细化学品课程开设了16学时的实验环节,在实验的选择与设计过程中将学生的兴趣和课程的重难点结合,增加了肥皂的制备、雪花膏的制备、洗面奶的制备和固体酒精的制备4个综合性实验,提供了甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的合成等创新性实验。综合性实验为必修,由教师提供实验讲义,学生自行设计制备工艺和表征过程,教师在实验中负责实验安全培训、学生答疑和实验操作评价,不负责实验讲解,刚开始学生不能适应,尤其是没有预习的学生,教师责令未预习学生离开实验室,下次再来开展实验,引起这些学生对于实验安全和实验准备的诸多反思。中后期实验受到学生充分重视,实验技能和自主实验能力得到锻炼。创新性实验为选修,不计入总学时,由学生课后进行线上慕课学习,教师在场的情况下,学生自主进行实验,近3年学生选修比例均在60%以上。在实验进行中,教师会鼓励学生在实验安全的前提下,利用智能终端记录下实验现象。实验结束后,学生除了完成实验报告以外,还需要将自己所做的产品拍照进行分析和反馈,教师逐个进行网络点评。近几年,毕业生对于该课程实验教学内容反响强烈,一些继续深造的学生表示,自主实验使他们的科研创新能力和实际动手能力得到培养和提升。
3.2丰富教学形式
教学形式和教学内容密不可分,教学形式是教学内容的载体,并不能完全抛开教学内容空谈教学形式。在大数据时代,教师需要掌握更加多元的教学形式为教学服务,如前所述,这样做不仅能提高学生的课堂参与度,还有利于提升学生的创新能力[5]。教学形式本质上反映的是师生交流与合作的形式,白杨等[6]通过多途径交流开展物理化学教学给笔者提供了很好的借鉴,除了提问法、作业法等传统交流形式,在大数据时代还可以通过网络课堂、微信答疑、合作完成、小组会议等方式进行充分交流。
3.2.1以慕课和翻转课程为手段,线上学习与线下答疑相结合
该课程组织学生成立学习小组,学生进入慕课共享平台学习染料、颜料、涂料、香料等内容,慕课具有易于使用、费用低廉、覆盖人群广、利于自主学习、学习资源丰富等优点。教师刚开始需要指导学生使用慕课平台,指定部分学习内容,学生进行个性化学习,可以学习全部内容,也可以只学习本小组指定的内容。每个学习小组集体制作PPT在课程中进行汇报,在准备的过程中如果有疑问可通过微信和QQ群等网络方式向教师提问,汇报人由课程现场抽签决定(避免组内学优生包办,学困生偷懒),汇报人汇报完毕,全组学生回答教师和其他小组学生的提问,教师可以现场纠正学生的讲解,也可以帮助该组学生回答问题。慕课的出现与快速发展,正在颠覆并改变着传统的教学内容和教学模式,本课程采用的是将慕课和翻转课堂相结合的教学设计,如果部分小组表现不佳,教师可以围绕必要的重点进行微课式讲解,但是在实际教学过程中,教师一节课讲解的总时间不宜超过15分钟。大数据时代化学教师的角色需要转变,以前教师侧重“授业”,而大数据时代教师的重点应逐步转向“解惑”。
3.2.2以问答式教学方法为导向,不断丰富师生间互动教学形式
问答法是与大数据时代最契合的教学方法,以问题为导向、以互动为基础,才能在这个信息爆炸的时代开展好教学,笔者一直倡导“无互动、不教学”的理念。纵观优秀的微课或者成功的课程导入都有很好或很实际的问题提出,好问题是课程成功的一半。如本课程在讲解精细化学品概念的时候,教师就提出一个常见的问题:什么是精细化学品?从而引出精细化学品的定义,阐述该定义是有缺陷的,引出大宗化学品的概念。进一步发问:究竟怎么界定大宗化学品还是精细化学品?并通过具体实例说明该定义本身是相对的,并不是绝对的;用实际的数据证明,有些化工产品原先属于精细化学品,后来随着产业发展变为大宗化学品。这样便将这个概念讲深讲透,学生的理解水平也得到了提高,不再需要死记硬背。除了传统的教师问、学生答的提问形式和学生问、教师答的答疑形式以外,学生和学生在课堂上也可以相互提问,甚至是辩论,只有这样才能不断丰富师生间互动教学形式。大数据时代化学学科学生的角色也需要转变,以前学生侧重理解和记忆,而大数据时代学生关注的重点应是推理和提问。
3.2.3以多元化考核方式为契机,进一步完善学生成绩考核制度
怎样科学而准确地评价学生是一个难题,大数据时代倡导精准的个性化教学,每个学生学习的内容不尽相同,就使得这个问题难上加难。考核学生的基本原则就是多元化,在贯彻学校教学考核与成绩评定规定的基础上,对学生的考核始终贯穿教学的全过程,主要包括出勤、平时作业、学习小组中的表现、实验和课程论文等诸多方面。以前教师记录学生的平时表现只能通过点名册,大数据时代这一点已经完全改观,学生的表现可以通过可视化录播系统和实验网络反馈图文并茂地呈现出来,而且每一个学生的表现都可以通过云盘分享记录下来,这是多元化考核的基础。2010年以来,学生的课程论到“一人一题”,即每个学生的论文题目均不相同,题目由现场抽签决定,在教师许可的情况下,学生之间可以自愿交换,但是不能写指定题目以外的课题。2012年以后,课程团队讨论决定,对总评成绩拟得到80分以上的学生需要选修创新性实验,拟得到90分以上的学生需进行结构化面试环节,也就是说,没有进行创新实验和面试的学生最终成绩至多为80分,激励学生追求更高的学习目标。结构化面试分为两部分:第一部分学生随机抽取信封里与两个课程相关的问题回答;第二部分学生事先将自己的课程论文内容制作成PPT,当面向三位授课教师宣读汇报,由这三名教师进行提问并评定该生成绩。经过近几年的反复实践证明,该课程得分在90分以上的学生在以后的深造和就业中都表现卓越。究其根由,在学生成绩考核制度设计时,课程要求学生不仅需要认真学习规定的内容,还需要具有创新精神和语言表达能力,这才能符合提高人才培养质量的初衷,也才能满足高校不断深化内涵发展的要求。
4小结
大数据时代给高等教育的内涵发展送来了机遇,也提出了新的挑战。作为普通的教育工作者,笔者在充实应用化学专业教学内容的过程中,充分利用大数据时代的优势,把精细化学品化学课程教学由传统的以知识记忆为主逐步改革发展到信息资源的利用和挖掘方面,并以慕课和翻转课程为抓手,坚持线上学习与线下答疑相结合,坚持理论教学和自主实验相结合,适度增加精细化学品化学课程的前瞻性和趣味性,不断丰富教学资源和教学形式,让教育教学回归其出发点,全面提高学生的学习技能和学习积极性。当然,课程教学改革研究只有进行时,没有完成时,需要不断借鉴教育同行的成功经验,不断地学习与提高。
参考文献:
[1]张丽.中国信息技术教育,2016,No.2,98.
[2]肖义平.高教学刊,2016,No.1,54.
[3]屈莉莉,陈燕.教育教学论坛,2014,No.16,57.
[4]蔡佳璐,黄荧倩,叶伟东,沈永淼.大学化学,2015,30(6),7.
[5]朱红,安栋.教育学术月刊,2016,No.1,81.
篇2
关键词:绿色 化工化学 发展问题
中图分类号:O631 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)08(b)-0000-00
在现代化社会不断进步发展的背景下,传统形式的化工化学已经难以满足社会发展需求,从而带来了绿色化工化学的应运而生。从专业化角度出发,判断化工化学是否是绿色的,所涉及的评价范围相对较广,包括经济发展层面、生态环境层面以及社会影响层面等,不仅要综合考虑到污染物的排放与人体健康情况,还必须要考虑原材料的有效利用、再生情况等。我们应在清楚了解绿色化工化学定义的基础上,促进其健康发展。
一、绿色化工化学的基本优势
(一)节约能源
传统意义上的化学化工是从原材料当中提取所需要的物质资源,仅仅考虑到了最后的结果,而没有考虑到相应的生产过程,一般情况下还会为提炼原料的部分成分而放弃了材料中的其他可利用成分,在能源与材料利用率上相对较低,浪费严重。绿色化工化学可以有效避免以上问题,借助对物质分子结构的改变,充分保留物质特性,实施高选择性反应,其副产品相对来说是非常少的,甚至能够实现原子经济型,当原料当中的原子进入产品之后,可以提升原子利用率,有效避免资源浪费。这种情况下,就能够从源头上发挥保护环境的作用,而且绿色化工化学不需要在后期进行环境治理,节省了成本。
(二)促进无污染资源合理利用
与传统化工化学方式不同,绿色化学化工中所应用到催化剂与溶剂等都是无毒无害以及绿色无污染的,能够在一定程度上充分发挥原材料的实际价值,不会对环境造成破坏,减少了后期的环境治理,降低了化工化学应用期间的经济压力,降低了能源浪费。现阶段,充分利用绿色资源属于绿色化学化工发展期间的重要优势,不会对环境带来危害。
(三)减少废物排放
从之前化工化学生产角度出发,传统化工化学在实际生产过程中会排放大量污染物,从而对环境造成严重破坏。采用绿色化工化学,相关人员可以在反应开始之前对物质所具有的化学结构实施有效重组与改造,并对其中的相关有害成分实施科学化修复,其重组之后的物质不仅包含了化工化学生产期间所需要的化学成分,而且还避免了外界环境污染,力求避免排除任何废物或者是副产品,做到废物零排放,进而从源头上减少化学生产带来的危害。
二、绿色化工化学的发展问题分析
(一)加大宣传力度
从绿色化学化工发展历史上来看,尽管其已经兴起了很多年,而且也发展了相对较长的时间,然而社会各行各业在绿色化学化工认识程度上还不够深刻,严重阻碍了其在社会范围内的快速发展。目前,我国正在大力提倡生态文明建设,借助环保工艺以及绿色化学工艺的开发,做到化工生产全过程的绿色化。从原料到产品的整个过程实现绿色化,随着现代化科学技术的不断进步发展,关于绿色化工化学的基础性研究以及工业化发展已经获得了相对较大的进展。具体来说,在基础性研究层面主要包括高效化绿色催化、离子液体以及超临界等。从某种程度上讲,绿色化工化学获得的突破性进展为我国化工领域的迅猛发展提供了契机。此外,绿色化工技术以及科技产品的日益完善,将会借助“变废为宝”的方式做到“清洁化生产”,实现新兴化工领域工业园区经济的循环式发展。
(二)促进人才的培养
从绿色化学化工人才培养角度出发,当务之急在于有效落实国家的相关教育规划纲要。将社会主义核心价值体系合理化融入到教育全过程中。着力培养具有执著信念、思想道德水平高以及专业化素质水平相对较高的高素质创新型人才。从某种程度上讲,工科大学属于工程师培养的主阵地,积极培养卓越工程师可以更好地为创新型社会建设服务,同时也是历史所赋予的使命。因此,各大高校必须要不断创新人才的培养机制、教育管理机制以及办学体制等,对质量评价以及考试招生制度进行不断改革,促进教学内容、教学方法以及教学手段的大力改革,构建现代化的学校管理制度,充分发挥高校创新人才培养的优势,尤其是在绿色化工化学方面的创新人才。积极鼓励各大高校在国家区域创新、知识创新以及技术创新等方面做出应有的贡献。针对绿色化工化学类人才,高校必须要紧跟国际工程教育步伐,对专业化教学内容进行不断更新,打造绿色化工化学特色专业,从根本上实现绿色化工化学的可持续发展。
(三)追求绿色化工化学的创新发展
从专业化角度出发,绿色化学化工领域的发展不仅应依赖微观分析化学领域的发展,还必须要有强有力的化工技术作为支撑,实现两者之间的相辅相成。此外,为了确保绿色化学化工的相关生产方式可以合理有序的发展下去,国家应该尽快采取相应的实际行动,进一步建立起与绿色化工化学息息相关的实验基地以及生产基地等,从该领域的创新发展提供技术性平台。此外,国家应该针对这一系列的创新基地给予相关资金保障,大力鼓励创新,并且要建立健全相应的激励机制,积极拓展创新思维,提升创意水平。创新性的化工化学发展模式在行业发展与科学进步中发挥着非常关键的作用,对于绿色化学化工未来发展来说十分必要。
三 结语
总而言之,绿色化工化学的发展问题是一个非常重要的问题,直接关系到社会经济发展与生态文明建设。现阶段,在社会发展以及人口增长的背景下,人们在积极追求科技发展与进步的同时,备受环境污染的困扰。所以,各国也在加大环保科技发展的研究力度,绿色化学化工受到广泛关注。致力于绿色化工化学的快速发展,可以在一定程度上有效缓解社会环境问题,进一步为环境保护做贡献。为促进绿色化工化学健康发展,我们可以通过加大宣传力度、促进人才的培养以及追求绿色化工化学的创新发展等措施,为以后的绿色化学化工发展奠定良好基础。
参考文献
[1] 王静康.绿色化学化工发展前景与人才培养[J].中国大学教学,2013,01:9-12+22.
[2] 陈t平,张岐,李嘉诚等.以绿色化学理念贯穿精细化工专业课教学[J].大学化学,2014,01:22-25.
[3] 刘欣悦.试论绿色化学化工基本问题的发展[J].科技与企业,2014,10:259.
[4] 陈晓隆.绿色化学化工的现状与发展研究[J].黑龙江科学,2014,03:282.
篇3
一、职业卫生管理
对有害作业场所检测的相关信息和岗位人员职业健康体检记录进行定期更新、预警和监控。安全检查各级各类安全生产检查管理,记录安全检查内容和结果,对不同类型安全检查分别进行监控,对检查问题整改进行跟踪验证。教育培训管理各级、各类人员安全教育培训管理,共享培训课件。记录一般培训、取证培训、复审培训和专业培训等各类安全培训教育信息,监控、预警各类人员的培训情况。型号试验技术安全管理创建、维护各类型号试验技术安全管理记录;对试验前技术安全管理准备情况、试验技术安全工作总结、型号安全防护用品配备和反馈等进行审批和归档管理。建设项目管理建设项目劳动安全审查、验收和职业卫生预评、控评审批管理,实现建设项目劳动安全和职业卫生过程监控以及考核。应急管理各级各类应急预案及演练管理,创建各级各类应急预案,并对其演练情况进行监控,与危险点(源)模块联动。设备设施管理进行设备设施检测记录的更新和维护,对特种设备、手持电动工具,场所避雷装置、接地电阻等进行动态监管和预警。审核记录创建和更新职业健康安全管理体系内审、外审记录,对问题和不符合进行跟踪验证。工作考核依托各功能模块的动态监管,设定考核项目和考核模式,自动计算打分,实现安全生产管理工作量化考核。信息与待办工作用于院级、厂所级人员向厂所、车间用户(自上而下)工作信息,工作信息需要定义完成时限,由厂所反馈工作内容。工作事项的与反馈过程通过工作流引擎实现。
二、SMIS系统特点
篇4
关键词:DCS控制系统 医药化工 应用
中图分类号:TP39文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 05-059-01
DCS控制系统采用最新的科研成果,集成了多功能回路控制器、顺序控制器、无纸记录仪、可编程控制器等控制系统之长处而开发的具有先进控制理念的,可实现复杂工业自动化构想的新型计算机控制系统。从理论上讲,DCS控制系统可以应用于各种行业,但是各行业有它的特殊性,如:HOMEYWELL主要用于石化部门,BAILEY公司的N90、INFI90主要用于电力系统,ROSEMOUNT的RS3、 -V大多用于化工系统等。我国自80年代以后,DCS控制系统逐渐取代医药化工中的常规仪表,成为医药化工自动化的主流。本文根据近几年的试验研究,论证了DCS控制系统在医药化工中的重要作用和应用。
1DCS定义
DCS是分布式控制系统(Distributed Control System)的英文缩写,国内一般习惯称为集散控制系统。它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显示(CRT)和控制(Control)等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便,目前广泛适用于化工、生化、热工、制药、电力、轻工、建材、造纸、食品、包装、环保等行业。
2DCS控制系统的工作原理
DCS是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统,是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。在系统功能方面,DCS和集中式控制系统的区别不大,但在系统功能的实现方法上却完全不同。集散系统具有分散监控和集中综合管理两方面的特征,它是将分散于现场的以微机为基础的过程监测单元、过程控制单元、图文操作站及主机集成在一起的系统,相比而言,更注重于全系统信息的综合管理。
目前DCS系统包括三大部分:带I/O部件的控制器、通讯网络和人机接口。人机接口包括操作站、工程师站和历史站。控制器I/O部件和生产过程相联接,操作站和人相联系,通讯网络把这两部分联成系统。因此操作站是DCS的重要组成部分,工程师站给控制器和操作站组态,历史站记录生产过程的历史数据,三者集中在一起使DCS系统通信功能增强,信息传输速度和吞吐量加快加大,为信息的综合管理提供了基础。
3DCS控制系统的特点
DCS具有以下特点:
3.1高可靠性
由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现,系统结构采用容错设计,因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。
3.2开放性
DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计,系统中各台计算机采用局域网方式通信,实现信息传输,当需要改变或扩充系统功能时,可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下,几乎不影响系统其他计算机的工作。
3.3灵活性
通过网络能够自由地组成从小规模数据采集与单元控制系统到千点以上的大中规模的集散控制系统。由于其分布式体系结构,信号完全隔离,提高抗干扰能力。
3.4易于维护
功能单一的小型或微型专用计算机,具有维护简单、方便的特点,当某一局部或某个计算机出现故障时,可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换,迅速排除故障。
3.5协调性
各工作站之间通过通信网络传送各种数据,整个系统信息共享,协调工作,以完成控制系统的总体功能和优化处理。
3.6控制功能齐全 控制算法丰富
DCS的构成方式十分灵活,可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能,如计划调度、仓储管理、能源管理等,也可对来自过程控制级的数据进行集中操作管理,如各种优化计算、统计报表、故障诊断、显示报警等。
4DCS控制系统在医药化工中的应用
DCS控制系统应用于制药和精细化工行业,主要是通过生产过程的自动化控制重点解决国内制药行业手工制作、无联锁的问题。在应用时,必须按照2008年国务院下发的《关于进一步加强危险化学品安全生产工作的指导意见》中关于危险工艺生产装置实现自动化的要求进行设计安装操作。
在医药化工中,通过DCS控制系统可以对整个工艺过程进行集中监视、操作、管理,对工艺过程各部分进行分散控制,不仅简化了操作员的工作还提高了生产的安全性。本公司所用DCS控制系统是和利时,新华两个厂家,主要是基于智能控制仪表,利用RS485作为现场通讯总线,采用自行开发的通讯协议,在主机实现100%仪表功能操作。如实时读取测量值、给定值、设置参数、自动/手动无扰动切换、调整手动输出值、启动/运行/停止程序,并具备开关量输入/输出操作能力。
由于医药化工行业的特殊性,在具体的DCS控制系统一般采用防爆智能数字监控、传统手工操作两种模式。这样既实现了全集成自动化,又保留了本地监控和操作的传统习惯,同时降低了对操作员的要求。在正常情况下,现场可以利用智能数字监控设备完成全自动监控,一旦计算机系统发生故障时,仪表操作人员可以依传统仪表使用方法直接操作仪表,完成紧急状况下的安全处理。
5小结
综上所述,随着计算机与网络技术的飞速发展, DCS控制系统的功能和性能都得到了巨大的提高。DCS控制系统在医药化工中的应用,不仅对整个工艺过程进行集中监视、操作、管理,还对工艺过程各部分进行分散控制,即简化了操作员的工作又提高了生产的安全性。
参考文献:
[1] 《DCS》. [N/OL].百度百科.2006-04-25(25)[2010-03-15][DB] .baike.省略/view/46688.htm?fr=ala0_1.
篇5
关键词 有机合成化学;回顾;展望
中图分类号:O312 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2013)042-005-01
跨入新世纪,随着社会经济发展和改革开放的不断深入,我国的有机化学已不再是限于少数领域,现在正在做大量有特色的工作,而且还有很多令人瞩目的新创造,尤其在金属参与的有机合成方法学、不对称催化与不对称合成以及生物活性天然产物的全合成等方面。但是作为一个发展中的有机化学大国,我们的有机化学也正在向其他的领域进军,从经典的物理有机化学到计算化学、分子识别、超分子化学、化学生物学、有机材料化学乃至更广受瞩目的绿色化学和化学生物学都可以领略到前进的步伐。基于这种状况,回顾与展望有机合成化学具有重大意义。
1 有机合成化学的回顾
自从有机化学成为一门学科以来,人们了解了分子的结构、性能,合成出各种各样有用的化工产品,这种根据一定的结构建立有机分子的手段,称为有机合成。有机合成化学是研究用化学、物理或生物方法合成有机化合物的科学。总体上看,有机合成涉及各种各样的单元反应,包括碳—碳键和碳—杂原子键的形成或断裂以及官能团的引入、转换和除去。据统计,有机化学反应目前已超过3000个,其中广泛应用于有机合成的有200多个,而且还不断有新的合成反应问世。这是有机合成方法学的问题,是有机合成的基础。另一方面是将这些反应和方法结合起来,以比较简单的分子为原料进行天然的或设计的目标分子的合成。迄今为止,已知的有机化合物已超过2000万个,其中绝大多数是通过有机合成获得的。进行有机合成时,合成路线及策略的合理而巧妙的设计以及合成方法的高效性、选择性、原子经济性、环境友好和经济实用的综合效益至关重要。
回顾有机合成化学的发展,首先应提及的是在1902-2005年共97次Nobel化学奖中,约有25项是固有机合成领域的杰出贡献而获奖,可见有机合成在化学和众多科学发展中占有极其重要的地位。它们涉及有机合成最重要的三个方面:一是天然产物的研究和复杂有机物的合成;二是重要类型反应或方法学的研究;三是有机合成的重要概念和理论。
最近三四十年有机合成得到了从未有过的飞速发展,呈现了多彩缤纷的新面貌,取得了许多令人瞩目的重大成就。此外还有几个方面值得特别指出:传统有机合成和有机化工正由资源能源耗费大、环境污染严重的状况逐步转变为绿色合成和洁净工艺;有机合成化学正渗透和深入于其他学科中,特别是对生命科学和材料科学的巨大促进;高选择性合成,特别是不对称催化合成取得很大的进展,许多有广泛应用价值的新反应和新方法相继问世;组合化学、多样性导向的合成(diversity-oricntcd synthesis,DOS)、正向合成分析(forward-synthetic analysis)、高通量自动化合成技术提供了迅速达到分子多样性的捷径,为新药、生物活性物质、精细化学品和特种功能材料的研发提供更有力的工具;利用微生物、天然酶和人工酶进行选择性催化合成日益受到重视;超声波、激光、微波等技术更加广泛地应用于化学合成反应,多种非共价键作用力,如氢键、静电力、疏水作用、π-π相互作用等,在构筑高级有序超分子新结构方面已取得许多重要成果;众多结构复杂的含多个手性中心的天然或设计的目标分子的成功合成,进一步展示了有机合成化学巨大的创造魅力以及科学-艺术的完美结合。海葵毒素就是迄今人工合成获得的具有最大相对分子质量和最多手性中心的次生代谢产物。我们今天的生活,几乎离不开有机物了。
2 有机合成化学的展望
有机合成化学发展至今,可以说已达到了十分成熟、精致、高超的学术境界。但是,它在许多方面还不能很好地满足不断提高的科技发展和人类需求。有机合成离绿色合成或理想合成(理想合成的定义是斯坦福大学P.A.Wender教授于1996年提出的,它是指用简单、安全、环境友好、资源有效的操作,快速、定量地把价廉、易得的起始原料转化为天然或设计的目标分子)还有很大的差距,不少合成方法就高效性、选择性、原于经济性、环境友好、简便实用的综合效益还较低;如何更有效利用N2、O2、H20、C02、SO2、CH4以及农副产业废弃的大量生物质,使之转化为更有用的有机物,还有大量工作要做;就合成反应的原子经济性考虑,许多有机合成反应,包括获得Nobel奖的Grignard反应、Wittig反应,原子利用率都很低;再举一个简单产品为例,由苯或苯酚制备邻苯二酚,至今还没有合成效率高,特别是选择性局的较好的一种生产方法。
回顾有机合成化学,不难发现从实验方法到基础理论都有了巨大的进展,显示出蓬勃发展的强劲势头和活力。世界上每年合成的近百万个新化合物中约70%以上是有机化合物。其中有些因具有特殊功能而用于材料、能源、医药、生命科学、农业、营养、石油化工、交通、环境科学等与人类生活密切相关的行业中,直接或间接地为人类提供了大量的必需品。与此同时,人们也面对着天然的和合成的大量有机物对生态、环境、人体的影响问题。展望未来,有机合成化学将使人类优化使用有机物和有机反应过程,有机化学将会得到更迅速的发展。
当前,和谐社会发展的需求致使现代有机合成的发展趋势产生了变化,从传统的方式向高选择性、原子经济性和保护环境的方向发展。这些发展方向都需要先进的合成工艺,即不能使用繁琐的反应步骤,控制污染物的排放量,选择高效的催化剂和洁净的反应介质,如离子液为介质的有机反应等。
但是我们相信,面对社会可持续发展提出的高需求和新挑战,通过一代代有机化学工作者的艰苦努力和不懈创新,有机合成化学必将进一步发展和完善,也必将继续为人类美好的未来做出更大的贡献。
综上所述,自尿素合成以来,有机合成化学经历了巨大发展,产生了许多新反应、新概念、新方法和新技术,推动了有机化学迅速发展,构筑了丰富多彩分子世界,推动了与之相关的众多基础学科,交叉学科和应用行业的产生与发展,为人类进步和生活质量提高做出了巨大贡献,我们要相信通过不懈努力,有机合成化学将会不断完善与发展。
参考文献
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然而,近年来,我省医化企业发生多起爆炸事故和由环保问题引发的,致使一些地方出现了“谈化色变”的苗头,或简单否定,或一概排斥,一些骨干企业因此外流,一定程度上制约了全省医化产业的改造与发展。对此,必须引起高度重视,科学认识医化产业发展的重要意义和存在问题,及早采取应对措施,努力化解前进中产生的新矛盾,促进我省医化产业与环境、社会的协调发展。
一、我省医化产业的发展现状及面临的主要问题
医化工业是重要的基础性产业,涉及生产、生活的诸多方面,技术含量高,产业关联度大,同时安全与环保要求也严。我省医化产业优势明显,又存在不可忽视的问题,面临新的挑战。
(一)我省医化产业发展成效显著
经过“九五”、“十五”期间的不断整治与改造,我省医化产业发展成效显著,已经成为全省工业重要的支柱力量,在全国具有一定影响力。主要表现:
一是在全省工业中的主导作用明显。据统计,**年,全省规模以上石化企业实现销售收入1574亿元,占全省工业企业销售额的9.4%,实现利润110亿元,占全省规模以上工业企业利润的11.7%,利润总额排名居全国第6位;医药工业实现销售收入297亿元,排名居全国前3位。
二是培育了一批优势明显的骨干企业。**年医化行业销售收入超亿元的企业有228家,其中超10亿的企业有25家。利润超过1000万元的企业有165家,其中超亿元的企业有18家。
三是形成了一批在全国乃至国际市场有竞争力的产品。化学制药、氟硅化学品、染料、颜料生产规模居全国第一,农药居全国第二,涂料、油墨居全国第三,化学原料药占全国出口市场的25%,竞争优势十分明显。
四是有力支撑了纺织、轻工等优势产业的发展。医化产业的很多产品是轻纺工业的原材料,特别是染料、助剂、颜料、树脂等产业的发展,为我省纺织、印染、塑料等加工业发展打下基础,而化学原料药工业的壮大与提高,为我省做大做强医药产业提供了保障,积累了技术与管理的经验。
五是医化产业正逐步形成集聚发展的新优势。以医化工业园区为载体,企业集聚发展,宁波化工区、浙江杭州湾精细化工园区、浙江乍浦石化工业区、国家原料药出口基地建设进展顺利,日本帝人化成株式会社10万吨/年聚碳酸酯树脂项目、台塑石化下游产品项目、烟台万华MDI工程、逸盛石化PTA项目等一批重点建设工程或已建成投产,或正在建设之中。镇海炼化100万吨乙烯工程即将启动建设。
(二)我省医化产业发展面临的主要问题
我省医化产业安全、环保事故时有发生,由此引发的已经影响整个医化产业的发展。面临的主要问题:
一是一些企业安全生产、环境保护投入欠帐较多,隐患凸现。总体看,我省对医化企业的安全和环保整治工作起步早、力度大,显著增强了企业的环保意识,促进了安全和环保工作的提高。但我省医化企业数量众多、分布广而散,随着城市化的发展,不少医化企业已处于居民区的包围之中,安全风险和压力日益凸现,亟待搬迁。同时,一些中小企业安全生产意识薄弱,安全投入少,技术装备落后,管理不严,安全隐患不可忽视。医化企业环境污染仍不同程度存在。一些中小医化企业环保意识薄弱,同时受到资金与技术的制约,环保问题仍较突出。从最近对临海、椒江、黄岩3个医化园区调研看,尽管治理工作成效显著,但问题依然不同程度的存在。一进入园区,就可闻到明显的异味。据居民反映,有些时候异味非常浓,飘散的范围比较广。
二是安全、环保问题屡屡引发。一方面,群众的安全与环保意识、自我保护意识不断增强,要求制止污染、保障健康的呼声日益高涨。另一方面,一些企业重效益、轻环保,污染问题依然突出,安全隐患不少;一些地方片面追求经济发展速度,治理手段不过硬,问题久拖不决。安全与环保问题长期积压,而群众诉求长期得不到落实,遇到偶发事故,极易引发。东阳和新昌就是因环保问题的积压而引发的。据反映,已有一些地方的村民专门赴东阳事发地学习取经,发生的区域和范围呈扩大之势。黄岩化工区附近的居民在当地一些人的组织下,成立“环保监察队”进行巡查,某企业因事故性排放气体,异味较大,千余名居民立即围攻工厂,并出现过激行为。宁波化工区一企业,项目建成后,由于周边1000余户村民搬迁难以落实,至今无法投料试车,园区管委会只得让该企业易地重建,损失上亿。
三是简单否定或一概排斥医化产业。迫于安全环保事故引发的强大压力,一些地方“谈化色变”,采取不恰当的限制政策,对医化企业一概排斥。如不敢规划建设医化园区,已启动的园区缩小规模,提高入园门槛,滞缓建设速度,致使国家批准的化学原料药出口基地建设进展迟缓;一些企业搬迁进园无法实施,陷入原地发展已无可能,搬迁用地又无法落实的尴尬境地。
同时医化项目审批特别是环保审批周期大大延长,医化产业提升和发展受到制约。浙江东港工贸有限公司和海正药业的新医药项目分别已有4年和2年未获批准;巨化集团的许多发展项目,也因此或无法开工建设,或大大推迟了进度。我省医化企业发展遭遇的这些“红灯”,引发企业外迁。江苏省盐城市滨海县的化工区内,40%以上的企业来自我省,其中东港工贸、新东海等近10家企业在当地的征地均达数百亩,投资均在5000万元以上。坚持在家乡创业的海正药业董事长白骅,也不得已选择了去外省发展,现已在南京工业园一次性购地300多亩,建设新的医化基地。调查表明,外迁企业转移的并不仅仅是污染较重的项目,而是整个生产基地,如果任其发展,今后3--5年我省医化产业必将萎缩。
二、重新认识医化产业发展的几个基本问题
对发展医化产业,一些地方从过去一哄而上,到目前的“谈化色变”,走的仍然是重审批、轻监管,重堵口、轻进步的老路。因此,有必要对医化产业发展的几个基本问题重新认识。
(一)医化产业的重要支柱作用勿容置疑。就化学工业而言,它是国民经济的基础性、支柱性行业,应用十分广泛,各个产业都离不开化学工业的基础性支持。美国化学权威人士分析表明,上个世纪90年代中期,美国化学工业每增长1.2%,GDP则增长1%。同时,化学工业又是一个技术密集性的行业,技术集聚与技术扩散效应非常突出,经济发展和社会生活中许多技术难题的解决,有赖于化学工业的技术突破和支持。化学工业、尤其是石油化工的发展水平已成为一个国家综合国力的重要标志。
我国现已形成了比较完备的化学工业体系。党的十四大确立了石油化工为我国国民经济四大支柱之一,更加有力地促进了我国化学工业的发展。**年,全国石油和化学工业实现销售收入23300亿元,占全国工业销售收入总额的14.6%;实现利税2889亿元,占全国工业利税总额的24.6%;实现化工产品进出口贸易额1421亿元,占全国进出口贸易总额的15.6%,对国民经济发展的促进作用越来越大。
医药工业则是国家重点鼓励发展的高新技术产业。**年国际医药市场的规模为5300亿美元,其中前10位制药企业销售额就达2700亿美元,为全球药品市场的50%。
我国许多省区把优先发展医化工业作为产业调整的优选战略,呈现出强劲的发展态势。原本医化工业比较薄弱的江西等省区,组织专门招商机构,以土地和税收等优惠政策,重点吸引我省医化企业前去投资建厂。一些资源产地也把发展化学工业作为产业调整的重点。山西大同煤矿集团、河北的榆林煤矿等都计划在“十一五”期间,投入近百亿巨资,发展化肥、甲醇、氯碱、聚氯乙烯等。
由此可见,医化产业的重要支柱作用是勿容置疑的,国家和兄弟省区都十分重视医化产业的发展,我们应当抓住机遇,以先进技术和科学管理促进整个产业的进步,从而带动各相关产业的提高和发展,为整个工业的协调、高质发展作出更大贡献。
(二)医化产业是我省先进制造业基地建设的重要组成部分。直至目前,是否应将石油化工和医药工业作为支柱产业加以培育,我省仍存在着不同的观点。有人认为,我省发展医化工业的自然禀赋条件并不优越,而且不利于浙江“生态省”和“绿色浙江”战略的实施,经济发展所需的化工产品可以从国际和国内其它省区获得。
事实上,我省医化工业已经在社会生产分工中形成了明显的比较优势,并有力支撑了轻纺、电子等相关优势产业的发展。失去医化产业的比较优势,没有高度发达的化学原料药工业,我省建设医药强省就无从谈起。
并且,我省具备发展医化产业良好的基础。我省海岸线绵长,港口资源丰富,集聚基础原材料能力强,而且环保自净能力强,具备医化工业发展条件;与其它省区比较,我省医化产业技术装备优势比较明显,实施改造提升的基础条件好,当前存在的安全环保问题是可以得到解决的。把化工和医药工业作为我省工业经济重要支柱加以发展,定位正确,不应动摇。简单否定我省医化产业,或消极向外省转移都不可取。
(三)医化产业是能够与环境相容的。为经济增长速度而忽视环境保护,甚至牺牲环境的做法是十分不利的;同样,简单否定或一概排斥医化产业,把环境保护、安全生产与医化产业的发展对立起来,也是十分不利的。以科学的态度和眼光审视医化产业发展中产生的矛盾与问题,以建设“生态省”和“绿色浙江”与打造浙江先进制造业基地为契机,加快技术进步,增强执法力度,切实落实安全环保责任,着力监管,标本兼治,是能够推进医化产业与环境相容共生、协调发展的,这点在一些工业化国家已经得到验证。许多发达国家的医化生产企业就毗邻居民区,企业与周围居民长期相安无事。瑞士是一个景色秀丽的国家,同时也是世界最著名的精细化工王国;日本帝人化纤在松山用光气生产聚碳酸酯的工厂距离松山机场候机楼仅200米;拜耳在杭州经济技术开发区生产锐劲特农药的工厂至今未出现过任何问题。当前我省医化产业存在的问题,主要是企业技术装备水平较低、监管不力造成的。决不能因此以恐慌恐惧的心态看待化学工业,限制医化工业在本地区的发展。这种因噎废食的做法,会错失医化产业发展的良好机遇。
应该看到,我省一批医化骨干企业通过不断的技术改造,发展循环经济,努力实现了企业发展与安全环境的协调并进。巨化集团公司推行清洁生产,上下游产品连接成链、资源封闭循环,排放量大幅削减;浙江新安化工重视资源的综合利用,回收氯甲烷,生产有机硅,获国家科技进步二等奖;华海药业等企业重视技术装备水平的提升,企业发展与环境的协调性不断增强。
总之,我们既要充分认识发展医化产业的重要性和巨大作用,正确看到我省医化产业的发展成就,也要清醒看到安全环保等方面仍然存在的矛盾和问题,积极推进医化工业的发展。
三、我省医化产业健康持续发展的对策建议
进一步提高我省医化产业的层次,促进安全环保与生产经营的协调发展,是一项复杂的系统工程,需要相关部门与企业共同努力,通力协作,多管齐下,着重从以下几方面进行:
(一)坚持整治、提高、发展的原则。从根本上解决医化行业存在的历史问题、特别是安全环保问题,决不能一堵了之,既要态度坚决,又要行动科学,必须坚持“整治、提高、发展”这一基本原则,在整治中提高,在整治中发展。整治,是通过实施“811工程”,以重点流域、重点地区、重点企业为突破口,以限期达标排放为阶段目标,使安全环保状况得到明显改善。同时,以处于居民区的企业搬迁为重点,及早实现医化生产区与居民生活区相对分离,缓解比较突出的企业与社区之间的矛盾。提高,是以提升医化行业层次为目标,鼓励企业加大安全环保投入,极大提高企业安全环保的技术装备水平和管理水平。发展,是追求本质安全和绿色化工为目标,通过技术进步,调整产品结构,提升产业层次,同时鼓励企业发展高新医化项目,要求新建、扩建的医化项目必须具有可靠的安全环保技术和管理措施,杜绝产生新的安全环保问题。
(二)切实搞好医化工业的区域布局规划,加快医化工业园区建设。政府主导,加强医化产业园区的规划和建设,引导企业集聚发展,有利于淘汰落后生产能力,有利于合理利用资源、节约基础设施投资,有利于减少中间环节、延伸产业链,有利于降低企业成本,提高经济效益。
在制订实施医化工业布局规划中,一要坚持集中性,即医化工业区必须相对集中,这是医化企业集聚发展的内在要求,有利于工业园区功能完善和经济运行,也有利于加强和提升园区的管理水平。二要坚持协同性,即医化工业区的发展规划必须成为各地城市化发展规划的重要组成部分,并且必须与城市化发展相协同,保持应有合理的空间距离,防止相互扩散,避免新城市包围工业园区,导致工业园区再度被迫搬迁的矛盾产生。三要坚持长期性。医化工业园区的选择,必须符合城市长期发展的要求,必须满足地方医化工业长期发展的需求。其中最重要的是必须为医化工业园留有足够的发展空间,以防止规划上的短视行为。对不具备条件的医化园区必须坚决撤消,确定保留的医化园区,必须要有清晰的园区定位。要严格园区准入机制,严把入园企业的技术和工艺关。
(三)增强企业安全环保意识,促进企业自律。加强对医化企业的引导,让企业经营者深刻认识到安全环保与企业生存、发展的关系。做好安全环保工作,既是企业必须履行的法定义务和应当承担的社会责任,也是企业的生命线和竞争力所在。企业要自觉推进安全环保工作,实现生产的安全,构建和谐的企业发展社区环境。要重视医化行业协会的建设,充分发挥行业协会的作用,促进企业自律。建议由省经济综合管理部门牵头,会同环保、安全等相关职能部门,对企业重视先进技术装备应用与开发、积极采用绿色生产技术、实现资源综合利用等方面综合考核,在此基础上,认定一批医化行业安全环保先进示范企业,并对这些企业在土地征用、重点项目安排、贴息支持等方面予以扶持。
篇7
关键词:信息化弹药;教学能力;生成模式;技术保障;人才培养
作者简介:范志锋(1978-),男,湖北武穴人,军械工程学院弹药工程系,讲师;刘秋生(1967-),男,河北宁晋人,军械工程学院弹药工程系,副教授。(河北 石家庄 050003)
基金项目:本文系2012年军械工程学院教学研究重点立项课题“信息化弹药教学能力生成模式研究”(课题编号:jxlx12z8)部分研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)13-0134-02
随着信息技术在弹药上的广泛应用,各种信息化弹药不断列装部队。如何使学员理解并掌握信息化弹药的相关知识,全面形成信息化弹药的技术保障能力,是摆在我们面前的重要课题。本文主要从信息化弹药教学能力生成的四个主要环节进行了探索性研究,为培养信息化弹药技术保障人才奠定了基础。
一、问题的提出
信息化弹药与传统通用弹药相比,具有高新技术含量日益增大,弹药结构更加复杂,装备数量少而单发价值高,储存寿命相对较短,与武器系统的联系更加紧密等特点。[1]上述特点决定信息化弹药的教学不能完全照搬传统通用弹药的教学。
地方一些相关军工高校主要从事信息化弹药的设计教学和研究工作,专业分工很细,相关专业的毕业生工作后主要从事信息化弹药的某一部件的设计工作。而军械工程学院(以下简称“我院”)弹药工程系作为培养全军通用弹药技术保障干部的重要基地,要求学员熟悉整个信息化弹药系统,毕业的学员走出校门后主要从事弹药技术保障工作,直接面对整个弹药装备,而不是弹药的某一部件。同时,与地方军工高校的学历教育相比,军队院校的教学具有比较鲜明的职业和岗位针对性。因此,地方相关高校的信息化弹药的教学内容、教学方法和手段对我院弹药工程专业的教学没有太大的借鉴意义,不具备复制性。
二、信息化弹药教学能力生成模式研究的内涵
目前,有关文献没有准确的教学能力生成模式的概念。教学能力生成模式是从战斗力生成模式引申出来的。模式,是解决某一类问题的方法论。战斗力生成模式是指战斗力要素结构和生成机理的基本表现形式,是构成战斗力的诸要素自身发展、相互作用、有机结合的方式,是形成和提高战斗力的一整套相对稳定的方法和途径。[2]参照战斗力生成模式的定义,我们认为教学能力生成模式是研究如何形成教学能力的方法和途径。
为形成信息化弹药的教学能力,应从信息化弹药教学内容体系、信息化弹药师资队伍知识结构和能力素质的要求、信息化弹药教学手段和条件、信息化弹药教学方法和模式等四个环节进行重点研究。
1.信息化弹药教学内容体系
教学内容是教学能力生成的基础,教学内容的构建应从教学目标入手,紧紧围绕信息化弹药技术保障人才的素质和能力需求,着眼打赢信息化条件下的战争需要,重点解决如何优化生长干部学历教育、生长干部任职培训、现职干部任职培训和轮训等不同培训层次信息化弹药教学内容体系以及具体课程设置,主要涉及原理、构造、使用、质量监测和维修等教学内容。
2.信息化弹药师资队伍知识结构和能力素质的要求
教员是军队院校教学的主体和基础,教员的知识结构和能力素质直接影响着信息化弹药的人才培养质量。打铁还需自身硬,没有高素质的教员,就不能培养高素质的人才,提高信息化弹药技术保障能力也就无从谈起。由于信息化弹药构造作用原理的复杂性,从事传统弹药教学的教员,其知识结构和能力素质已经不能完全满足信息化弹药教学的需要,应重点探讨信息化弹药教学的师资队伍应具备的知识结构和教学能力素质。
3.信息化弹药教学手段和条件
俗话说“巧妇难为无米之炊”,信息化弹药具有构造原理的复杂性,若没有相应的教学手段和条件,学员将难以理解和掌握晦涩抽象的信息化弹药知识,因此应围绕不同培训层次信息化弹药的教学内容体系,开展相应的教学手段和条件研究,主要包括教材和技术资料、教具(示教系统)、多媒体、网络等。
4.信息化弹药教学方法和模式
任何教学活动都是通过一定的教学方法和模式来实现的,信息化弹药的教学也不例外,应结合信息化弹药的特点,围绕不同培训层次信息化弹药的教学内容体系,依托既有的教学手段和条件,研究信息化弹药教学方法以及教学组织方式。
三、信息化弹药教学能力研究和建设
近年来,依托各种有利条件,从信息化弹药教学能力生成的四个环节进行了重点研究和建设,有的放矢,初步形成了信息化弹药的教学能力。
1.构建了信息化弹药教学内容体系
(1)生长干部学历教育、任职培训人才培养教学内容体系。着眼信息化条件下弹药技术保障人才的素质培养要求,结合学院关于人才培养方案制定工作的总体安排,依据针对性、系统性、代表性、继承性的原则,科学研究并构建了生长干部学历教育、任职培训信息化弹药教学内容体系,制定或修订了相应的课程标准。
(2)现职干部轮训人才培养教学内容体系。根据学院的统一部署,针对信息化弹药部队技术保障人才的急需,按照全系统、全寿命的思路,分别制定了三种典型信息化弹药检测与维修专家人才培养标准体系。
(3)现职干部任职培训人才培养教学内容体系。根据学院的统一部署,为提高任职培训干部的信息化弹药素养,在现职干部任职培训装备保障指挥(弹药方向)专业人才培养方案中增设了信息化弹药的课程内容,并制定了信息化弹药构造与作用课程标准。
2.分析了信息化弹药师资队伍知识结构和能力素质要求
针对从事传统弹药教学的师资队伍知识陈旧、能力素质不能满足信息化弹药教学要求这一现状,系统分析了从事信息化弹药教学的教员应具备的知识结构和能力素质,主要从教员的信息化弹药素养、信息化弹药教学方法和手段运用能力两个方面进行了研究。
教员信息化弹药素养的提高主要通过送学培训、专家讲座、代职锻炼等途径来完成,而教员信息化弹药教学方法和手段运用能力的提高主要通过参加教学比武活动、集体备课等途径来完成。教研室根据本研究成果,积极创造条件,有效解决了信息化弹药教学师资能力不足的难题。
3.完善了信息化弹药教学手段和条件
课题组以总部、学院给予的各种教学条件建设为契机,完成了信息化弹药系列教材和技术资料、系列教学挂图、系列教学模型和实装、系列示教系统、系列多媒体课件,基本解决了信息化弹药教学资料缺失、原理教学抽象枯燥、结构及实践教学缺少模型和实装等难题。
同时,依托总部下达的科研项目,完成了系列检测仪器、检测训练弹、修理工具等的开发和建设,解决了信息化弹药质量监测和维修教学过程中缺乏实践平台的难题,有力促进了教学和科研相长。
4.形成了信息化弹药教学方法和模式
针对信息化弹药不同教学内容以及不同培训层次,进行了各种教学方法和模式在信息化弹药教学中的应用研究,包括对比教学法、案例教学法、实验演示法、理实一体化教学模式等。
(1)对比教学法。对比教学法的优点包括:有利于培养学员提出问题、分析问题、解决问题和归纳概括能力;有利于培养学员的发散思维能力;有利于培养学员的创新能力;有利于学员加深对知识的理解,巩固知识,温故而能知新。[3]针对信息化弹药品种多,各弹种结构之间既有相同点,又存在许多不同点的特点,对比教学法主要用于信息化弹药构造原理的教学。在实际授课过程中,可以将信息化弹药与常规通用弹药进行对比,将不同种类信息化弹药之间进行对比,将同类信息化弹药之间进行对比,将同一信息化弹药上不同部件之间进行对比,将国产信息化弹药与国外信息化弹药之间进行对比等。
(2)案例教学法。案例教学,是指在教员的指导下,再现案例情景,引导学员对特殊情景进行讨论,以提高学员实际运用知识能力的一种教学方法。[4]在信息化弹药的教学过程中,对部分教学内容进行讲解时,可以穿插一些学员感兴趣且具有一定知识内涵的典型案例,并提出相关问题引导学员运用前期所学知识进行分析讨论,从而充分调动学员的学习积极性,增强教学的互动性,提高教学效果。如讲解信息化弹药使用知识时,教员可以举出部队在使用中出现的故障或事故,如末制导炮弹没有命中目标、不炸等,让学员分组进行分析,然后各小组分别发表自己的意见,之后由教员进行讲评,并给出专家的分析结论。
(3)实验演示法。演示实验能清晰地反映教学内容,帮助学员理解所学知识,同时也有助于培养学员的观察能力和逻辑思维能力,激发学员的学习积极性。[5]信息化弹药授课过程中的适当环节可以采用实验演示法,如讲解远程火箭弹的电子时间装置功能时,可以组织进行电子时间装置检测实验,让学员深刻理解电子时间装置是如何实现时间的装定、修正时间的输入和时间的输出等功能。
(4)理实一体化教学模式。理实一体化教学模式,是打破理论课、实验课和实训课的界限,将某门课程的理论教学、实践教学、生产、技术服务融于一体,教学环节相对集中,由同一教员主讲,教学场所直接安排在实训场所内,来完成某个教学目标和教学任务,教学双方边教、边学、边做,通过实践操作带动理论的学习,突出学生动手能力和专业技能的培养,充分调动和激发学员学习兴趣的一种教学方法。[6,7]在进行信息化弹药构造原理、使用、质量监测和修理等课程的教学过程中,依托建设完成的硬件条件,可以采用理实一体化的教学模式。如进行构造原理教学时,可以在同一教室,先讲解原理,然后组织学员对教学模型进行分解结合操作,从而增强教学的直观性,充分体现学员主体参与作用,大大增强学员的实践技能和动手能力。
四、结束语
教学内容、师资队伍知识结构和能力素质的要求、教学手段和条件、教学方法和模式是信息化弹药教学能力生成的四个重要环节,是培养信息化弹药技术保障人才的关键所在。本文对信息化弹药教学能力的生成模式进行了一些探索性的研究,并在多个培训层次的教学中得到了广泛应用,取得了较好的教学效果。随着新型信息化弹药的不断涌现,未来将有更多的信息化弹药列装部队,本项研究将发挥积极的示范辐射作用,推动信息化弹药教学改革的不断深入。
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