化学工程与工艺的认识范文
时间:2023-12-21 17:20:24
导语:如何才能写好一篇化学工程与工艺的认识,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。
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[关键词] 专业认证;师资;骨干教师;教学能力;工程实践
[中图分类号] G645 [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549(2017) 02-0064-02
2013年6月,我国成为规模最大、影响力最广的国际工程教育互认协议――《华盛顿协议》的预备会员。《华盛顿协议》是世界上最具影响力的国际本科工程学位互认协议,其宗旨是通过双边或多边认可工程教育资格及工程师执业资格,促进工程师跨国执业。该协议提出的工程专业教育标准和工程师职业能力标准,是国际工程界对工科毕业生和工程师职业能力公认的权威要求。
伴随着高等教育大众化的步伐的加快,社会对高等教育质量高度关注日益增加,工程教育专业认证制度在我国得到快速发展,这也是我国大力推进工业化进程,建设创新型国家,培养大量高素质、创新型科技人才的必然,更是在全球化浪潮和经济一体化的发展趋势下,我国推进高等工程教育改革,构建与国际接轨、实质等效的高等工程教育新模式的必由之路。
工程教育专业认证不是发掘某些秀学生的卓越品质,以此来昭示专业建设的成就和专业人才培养的突出业绩,而是通过评价所有学生学习成果的达成度来评价专业办学的有效性。那么与学生学习最直接相关的就是师资队伍的建设情况,因此师资队伍的建设是工程教育质量专业认证工作过程中一项非常重要的内容。学校从建校以来,始终把建设高素质的教师队伍作为一项基础性和战略性的工作来抓,从加大人才引进力度、加快培养步伐、加强师德建设与师资管理以及引进行业或企业专家参与教学环节等多方面强化师资队伍建设。学校坚持实施“人才强校战略”,一是从自身实际和发展需要出发,明确了师资总量、队伍结构、梯队建设等主要建设目标;二是出台了《关于进一步加强师资队伍建设的若干意见》等文件,将师资队伍建设落到实处。三是鼓励和支持教师攻读博士、硕士学位,选派教师到国内外高校参加培训,不断更新知识结构。
学校为了提高教师教学能力,推动师资队伍良性发展,出台一系列师资队伍建设与发展的政策文件,强化队伍建设,鼓励教师发展。学院结合专业特色、专业发展和师资队伍现状,明确师资建设目标,成立学院教学指导委员会和教学督导组,制定了师资队伍建设系列相关制度,为本专业师资队伍健康发展提供制度保障。
一 学校成立教师教学发展中心
为完善教师教学发展机制,推进教师培训、教学咨询、教学改革、质量评价等工作的常态化、制度化,切实提高教师教学能力和水平,建设高素质教师队伍,提高教育教学质量,我校成立负责规划设计教师发展的专门机构――教师教学发展中心。该中心以激发教师潜能、追求卓越教学、提升教学科研水平、开展合作交流、服务地方经济建设为目标,在教师培训,教学咨询服务,教学改革研究,教学质量评估,提供优质教学资源以及建立适宜教师发展机制等六个方面开展工作。为今后教师的发展进行规划设计。
二 严格人才引进程序
学校在人才引进的方面严把程序关,根据学校《河北科技大学人才引进暂行规定》和《化学与制药工程学院人员调入、引进程序》等文件要求,学院根据本部门编制及学科建设需要制定本单位用人计划,在上一年度上报人事处。人事处根据学校师资结构及编制状况拟定我校人才引进计划,经学校审议后,通过各种途径向国内外公开招聘。对符合我校人才引进条件的应聘人员,由人事处会同有关部门对其个人基本情况、教学、科研水平及思想政治表现等方面进行考察。初选合格者须通过正规的试讲和考核,由校院成立试讲评判委员会,对试讲人的潜质和对专业课的掌握情况进行评判,考察合格者,提交学校党政联席会研究审议通过后引进。并从住房补贴、科研启动基金和配备办公用品经费等方面提供优惠政策。近五年学院引进本专业博士共7人。
三 加强青年教师培养
为了加强对青年教师的培养,帮助他们尽快成才,充分发挥中老年教师的传、帮、带作用,学校实施了青年教师导师制,为青年教师配备导师,按照《河北科技大学青年教师导师制实施办法》由导师在规定时间内在师德、教学、科研诸方面对其进行指导和培养,使其具备较强的教学和科研能力,从而更好地履行岗位职责,近5年共有5名青年教师进行了导师培训。为了强化青年教师与学生的沟通能力,学院实行博士班主任制度,制定《化学与制药工程学院博士班主任工作条例实施细则》,提高专业教师与学生的沟通能力,促进了青年教师的教学能力的提升,近5年共有8名教师担任了博士班主任。为了进一步加强青年教师队伍建设,鼓励青年教师高质量完成教学工作,学校制定《河北科技大学青年教师教学竞赛实施办法》,该办法规定学校每两年在全校青年教师中组织开展一次不同形式、内容的教学竞赛活动,使优秀的青年教师能尽快脱颖而出。
四 加强骨干教师培养
作为学校的骨干教师,学校采取相应的政策和措施,鼓励和支持中青年骨干教师在职攻读博士、硕士学位,并在教师在职取得博士、硕士学位后,按规定落实相关待遇。目前在全职教师中,共有16名在职攻读并获得博士学位,2名教师目前正在职攻读博士学位。同时学校鼓励和支持中青年教师申报国家留学基金项目和省人事厅优秀专家出国培训项目,选送有发展潜力的中青年骨干教师出国研修,积极鼓励老师参加学术会议,为他们创造置身国际学术前沿、了解本学科发展动态、开拓学术视野的机会,帮助他们增强创新能力,提高教学、科研水平,推进我校师资队伍建设。学校出台了《河北科技大学中青年骨干教师访学工作暂行规定》,在本专业教师中,共有10人有出国学习经历,近5年中有6位教师有出国学习经历。
五 提高教师教学能力
为了教师之间相互观摩、探讨教学内容、教学技巧,督促教师提高自身的教育教学能力,特制定实施《河北科技大学干部、教师听课查课制度》。对学院主要领导、相关处室中层干部、教学管理人员(含教务处部分人员、各教学单位教学秘书)、学生辅导员、系主任、普通教师每学期听课次数进行了相关规定。
学院制定了《化学与制药工程学院关于系部开展教研活动的有关规定》,文件要求系部每两周组织一次全体教师的教研活动,针对本系部教学环节中出现的问题进行研讨并解决。通过教研活动,加强老师之间的交流,给青年教师提供学习的机会,对促进本专业教师的教学能力的提高起到积极的促进作用。
六 加强教师的工程实践能力的培养
作为工科专业的教师,工程实践能力是非常重要的。近些年引进的教师中,主要是来自于一些985或211高校的博士研究生,他们的研究能力强,基本素质高,为我们的师资队伍建设增添活力,但是由于这些青年教师都是出校门又进校门,缺少在企业的工程实践的背景,这对于工科专业的高校教师来讲,并不利于教学活动的开展。
因此,学校采取鼓励青年教师参加3~6个月的企业工程实践,参与化工企业项目中与本专业相关的化工设计、化工生产等环节的工作形式,提高其自身的工程实践能力。
在专业认证的背景下,本专业建立起一支学缘结构、职称结构和学历结构合理的专任教师队伍,师资队伍建设情况良好。本专业教师队伍具有很强的工程经历背景和较丰富的工程实践经验。这些教师经历过化工企业项目的工程建设、运行和管理等多方面工作,具有较强的工程能力和实践经验。他们通过了解及参与企业中与本专业相关的化工设计、化工生产等环节的工作,提高了自身的工程实践能力。专业教师或具有企业工作经历,或具有工程实践经历,或承担(或参加)过一定量的企业合作课题。同时,本专业聘任了30名企业或行业专家作为兼职教师,深度参与培养方案的制定、教学环节和教学检查。师资队伍的建设为将来学生的培养奠定了良好的基础。
参考文献
[1]张凤宝,王静康.参与化工类专业认证的思考和体会[J].中国高等教育,2009(2).
[2]周伟,严兴春,鞠萍华,林利红. 基于工程教育专业认证的机械类专业师资队伍建设[J]. 教学研究, 2013(4).
篇2
【关键词】化学工程;化工生产;工艺;解决措施
化工生产工艺在不断发展的同时,对环境的污染和破坏以及对资源的消耗和浪费都达到了一个危险的临界点,若是不采取措施对其进行管理,将会出现经济发展与环境和资源互换的情况。化工生产工艺的提高虽然能够带动我国农业、工业、生产服务业等行业的提高,对我国经济的发展做出了巨大的贡献,但是,由于工艺水平的不高,其对环境的污染以及资源的消耗是极其大的。因此,必须对当前化工生产工艺的使用进行反思,对工艺的创新和提高进行探究,这是符合我国可持续发展战略以及建立和谐社会的发展目标的。因此,在此背景下对化工生产工艺的探究分析是极其有必要的,笔者在查阅相关书籍以及结合自身多年工作经验后,将在下文对化工生产工艺进行详细的分析探究。
1 当前化工生产的主要问题分析
在这个要求都不断提高的社会,化工生产工艺仍是人类社会发展所必需的,但是,一个技术不完善的化工生产工艺在各行业中的使用,若是抛开所取得的经济和社会效益成就,那就只剩下对自然环境所造成的巨大破坏以及对资源的巨大消耗,尤其是新化工生产工艺在试验的过程中,对自然环境和资源所造成的破坏和浪费是无法估计的。当前化工生产工艺造成巨大负面影响的的原因主要有几下几方面:
1.1 化工生产效率有待提高
化工生产效率低下一直都是困扰化工行业的难题之一,当前化工生产企业普遍存在这样的状况即:过分注重化工生产工艺量的提高,而忽视了对工艺水平质的提升。这种生产效率低下的问题,除了工艺技术的不完善外,工艺设备质量水平的不高以及工艺生产环境的不合适都是导致这一问题的原因。这种效率低下的问题极易导致化学原料的反应不充分和使用不完全,不仅无法生产出使人们满意的良心产品,还将造成化学原料资源的浪费,而且,这些反应不完全的化学原料极有可能产生污染和有毒性的气体和固体,一旦不经处理的排放,将污染空气和土地,给人们生活环境带来极大的破坏。
1.2 对环境造成污染和破坏
化工生产所所需的原材料多是化学材料,这些材料本身就具备对环境污染和对人体造成伤害的特性,在经过化学反应后产生的气体和固体,其具备的毒性和污染性将更大,一旦不经处理的排放,将对环境造成难以修护的破坏。部分化工生产企业为了降低生产资金、提高经济效益,往往将化工生产附生的重金属和有毒气体直接排放,这些排放的物质将对空气、土壤、水资源等造成难以修护的破坏,而且极易造成人体中毒事故,这些任意排放有毒化工物质以及造成严重后果的例子,在城市中比比皆是。
1.3 生产工艺不合格
化工生产工艺是保证化工生产质量的根本所在,而当前化工行业普遍存在生产工艺不合格的问题。化工生产不同于其他生产行业,其对生产的连贯性要求极高,而且其生产时间相对较短,一旦生产出现中断,那将破坏整个生产环节,造成生产进度和生产质量低下的问题。而生产工艺就是化工生产各个环节相联系的桥梁,若是这一桥梁出现问题,那将导致整个路段无法使用,由此可见生产工艺的重要性。
2 有效加强化学工程中化工生产工艺的分析
从上文中可以看出,化学工艺的不完善使得我国化学工程中化工生产存在着一些问题。下文笔者就将结合这些问题提供一些行之有效的加强措施:
2.1 改善化学反应的条件及环境
在化工生产中,化学反应条件是一个至关重要的影响要素,如何有效改善化学反应条件是提高生产效率、减少废料的产生的重要条件。因此,在实际生产中,务必要按照相关的标准对催化剂等所需的条件做严格检查,对于不达标的坚决不能用于化工生产。同时,产生的化学反应废料不要直接排放到自然环境中,以保证化工生产能处于一个相对良好的环境中。
2.2 依据实际情况对工艺进行调整
化工生产所涉及到的化学反应是极其广泛的,但从反应环境和条件来对其进行改善显然是不够的。若想从根本上提高化工生产的工艺,那就必须根据不同的化学反应原理来进行不同的生产工艺调整,在尊重规律的前提下对化工生产工艺做出创新和提高,这种工艺的调整给予了化工生产绿色、节能的可能。
2.3 对化工生产产生的废料进行合理处理
废料产生对任何生产行业而言都是无法避免的,化工生产也是如此,既然废料的产生已成为必然,那么我们就需要重视对废料的合理处理和有效利用。化工生产行业不同于其他行业,其生产所产生的废料往往是有毒的、危害性较大的物质,例如重金属。这些物质的再利用价值过高,而且,这些物质的随意排放将对环境造成巨大的污染和破化,因此,必须对其科学处理后再进行排放,这在我国环境法以及化工生产条例中也是有规定的。针对不同的排放物质,采取不同的处理手段,化工生产的所产生的“三废”,所需要的处理手段是不同的,必须根据实际情况来选择处理技术。此外,在对排放物质进行处理并排放后,要对排放地点的土质、水质以及空气质量进行检测,一旦发现排放物质对其仍具有污染破坏性,那就必须立即停止排放并改进排放物质的处理技术,只有达到国家规定标准后,才能继续排放。
3 结语
综上所述,虽然我国已取得巨大的经济成就,但是我国仍然是发展中国家,其资源和环境仍处于危险的边缘,若是不对化工生产工艺进行提高,那我国极有可能在未来几年内面临着环境的崩坏和资源的耗尽。因此,必须对化工生产的工艺科技进行研究和探索,将其作为化工行业行业可持续发展经济推行的关键环节来做,也只有这样才能保证化工行业的健康可持续发展,才能保证化工工艺的使用获得经济效益、环境效益以及社会效益的三赢。
参考文献:
[1]张昱.化学工程与工艺专业实验的整合研究[D].西北民族大学,2012.
[2]郭泉,蒋若愚.化工生产工艺流程认识方法的研究[J]. 现代企业教育,2012,04:4-5.
[3]朱小辉.化工生产工艺的流程探讨[J]. 科学中国人,2014,18:183.
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化学工程与工艺是运用“三传一反”的原理来加工化学原材料,通过这一原理以最有效的、简便的方法完成资源的合理利用和原料加工工业的生产过程。化学工程与工艺专业作为一门“即时性”的学科。“即时性”即随着社会对化工的要求,企业和高校的培养方案也要与时俱进符合时代的要求。这就需要我们对过时的培养体系进行一系列的改进和完善。高校和企业也要因材施教,因地制宜的构建本专业的特点,发展创新的人才培养体系。
1 化学工程与工艺对生态环境的影响
在深化改革开放的时期,化学工程与工艺已经向“环境友好型化工”方向发展。我国环境问题面临十分严峻的挑战,改善环境是当前迫在眉睫的事情。通过对化学工程与工艺的发展,不仅能够提高企业的经济效益,降低对资源的损耗和对环境的污染,而且为相关的化工企业提供一些有效的环保方案。因此,化学工程与工艺对环境保护具有重要的意义。
2 化学工程与工艺专业的实习现状及分析
以往的化工专业人才培养方案中普遍存在教学模式陈旧、人才培养模式单调、考核制度单一等问题,开设了大量的理论性的课程,对于工程实践方面十分缺乏,从而导致学生们的实践能力和动手能力较差,缺少充分的实践经验,使学生走进工厂纯属纸上谈兵。在整个工科生培养的过程中,实践能力是最重要的一个部分,实践的时候需要我们从中锻炼并掌握必要的实践技能、实践工具及从事科研和工程实践的能力[1]。从当前我国学生的生产实习来看,主要存在以下问题。
2.1 实习只是局限于参观,学生重视程度不够
在实习的时候,出于安全考虑工厂只允许学生以参观为主,讲解为辅的方式,学生只能从总体上了解大概的生产设备和工艺路段。学生在很短的实习时间内了解工厂中的工艺流程,然后粗略的整理资料,以应付课时学分,学生难有深入学习的机会。很多学生甚至借自己找实习单位的名义,仅仅靠借关系找相关企业签字盖章,有的化工专业的学生甚至没有去相应的专业实习,胡乱的找一个企业签字盖章。因此,学生的不重视,导致其很难理性的认识到这个行业的特点。
2.2 学校没有完善的见习体系,培养方案不合理
目前,许多普通高校对于自身的发展方向没有一个正确的定位,进而导致对见习体系和培养方案安排的不合理。大多数高校把实习安排在大四上学期,这个时间段许多学生正在积极的准备考研,完全没有把实习放在心上,有的学校为了考研甚至允许学生不参加实习,还有的学生正在跟着老师做毕业论文,实习效果显而易见。此外,大多数学校都是集中时间实习,这也导致企业和学校难以合作和联系。我们教学的目的不仅仅是为了理论知识,值得注意的是要掌握工程技术基本理论和方法,就要接受工程研究的思维方式和创新能力等综合素质的训练[3]。
2.3 学校和企业之间缺乏合作和联系。
当前,许多企业认为学生来工厂实习并没有给企业带来什么好处,[!]相反,企业还要提供技术支持以及人员的安排,影响了企业的正常运行。企业为了自身长远的发展,保护企业关键技术的安全,以商业机密为由,有所保留的培养学生,甚至还有的企业,当学生进入企业实习时就要签订应聘合同。其实,学生走进企业实习,既可以为企业带去优秀的人才,保障科研技术的研发,学生又可以培养综合实践能力。
3 化学工程与工艺专业实习和培养方案的改进
在实习和培养方案的改进上,天津大学余国琮院士等提出,实行灵活的学分制、导师制、自由选课制,逐步实行淘汰制[4]。这样就可以促进学生自主学习,“以师带学,以学带学”的循环发展模式。有些地方高校也提出了,利用产学研合作基地以及实习实训中心采用现场教学和教学做一体化的新型教学模式[5]。通过这些方式可以提高学生的专业水平和实践能力。
3.1 加强实习管理,落实责任制度
首先,学校要为学生提供稳定的实习基地,加强校企的合作。学校应该成立一个专门的对外机构,专管全校学生实习工作。其次,为了提高学生的动手能力以及防止安全事故的发生,企业应该实行“学徒制”,让经验丰富的工程师带领学生。在工程师的指导下,亲自动手实践,论证理论知识和总结实际经验。在实习过程中,学生不仅要运用理论知识,还可以改进工艺,帮助企业攻克技术难题。
3.2
做好课程与实习的协调工作 在化学工程与工艺专业实施了“3+1”应用型人才教学模式的尝试探索[5]。还有的学校引进国外其他大学培养人才的成功经验,构建理论教学与实践教学相学体系[6]。对于课程的设计,高校可以通过多种手段实施这种培养人才方案。还有的学校提出了最近几年国际上工程教学的一种新模式,CDIO即构思(ConcEive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)[7]。
3.3 注重教师的培养,打造实践能力强的教师队伍
化工需要培养出应用型人才,师资的培养十分重要。许多应用型大学开始培养“双师型”教师。做好在职教师的培养以及提高科研水平的工作,鼓励教师参加校企合作项目,提高理论知识的同时也积累丰富的生产实践经验。与此同时,高校也要尽可能的给教师提供出国留学的机会。
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1.1多尺度问题
由于酒精发酵过程是一个综合了微生物学、生物化学以及化学工程学的复杂过程,因此模拟计算该过程不能仅仅单一采用传统的生物学方法或化学工程的方法,而应对生物反应器中多尺度问题作综合考虑。“多尺度”理论的提出和研究最早出现在化学工程学科领域,该理论认为以“单元操作”和“过程传递”为标志的传统方法已经不能满足这一需求。研究流动、传递、分相和反应多尺度行为和同一尺度下这些现象共存的规律,是当前化学工程定量化的趋势。对生物反应器的研究表明,细胞代谢物质流与生物反应器物料流变化的相关性是研究生物反应器中多尺度关联问题的有效方法,从关系特征中区分不同层次的问题,才能有效实现发酵过程的优化[2]。当然在这些层次中,工程中最感兴趣的还是化学工程这一层面。在化学工程学角度看来,酒精发酵罐可以看做是反应器,理论上计算反应器的模型应可以适用于酒精发酵罐。
1.2动力学与放大
乙醇发酵过程前沿课题主要集中在液化、糖化和发酵过程节能降耗,包括:耐受高温、高糖浓度、高乙醇浓度的能力以及酵母高效发酵过程的基础研究;液化酶、糖化酶的作用机制及实际物系的动力学研究;同步糖化发酵工艺实际物系的代谢调控机制与酵母发酵动力学等方面的研究[3]。从化学工程角度看,上述问题涵盖发酵生物反应动力学及传递特性两个方面,动力学方程是发酵过程放大的理论基础。发酵动力学包括两个层次:一是本征动力学,它是指没有传递等工程因素影响时,发酵生物反应固有的速率;二是宏观动力学,它是指在反应器内所观测到的总反应速率及其影响因素,这些影响因素包括反应器的形式和结构、操作方式、物料的流动与混合、传质与传热等。对酶催化反应,最早和最广泛使用的生物相集总模型是Michaels-Menten方程,微生物生长和反应的模型是Monod方程,表示底物或产物抑制作用的方式也很多。结构模型最早是由Dean和Hinshelwood的提出的。他们把微生物细胞区分为两种不同的结构,具有独立的反应网络,用不同的动力学方程表示。Rankrishna把活性生物质分为两类,分别描述这两类生物质的动力学特性。但至目前,生化反应本征动力学的研究还处在发展阶段。由于生化反应常经历许多中间反应,要弄清整个反应历程和各中间反应的机理比较困难的,许多现象尚未完全弄清。德国GBF用系统工程方法对一些重要的工业生物过程进行了定量生理学、代谢工程、不同规模生物反应器波动环境条件的细胞动力学及动态特性研究,以图进行工业生物反应器的优化与放大,取得一系列重要成果。Ghaly等[4]建立了基于奶酪乳清连续发酵的动力学模型,结果表明,模型预测的细胞浓度和乙醇浓度十分准确。Birol等[5]研究了SaccharomycescerevisiaeATCC9763酵母间歇发酵的特征,并将实验结果用11种模型进行关联,比较表明Monod和Hinshelwood两种模型的关联结果较好。Li[6]研究了Zymomonasmobilis发酵时乙醇的抑制作用,并提出了3个关于乙醇抑制作用的模型。Shen等[7]研究了纤维素发酵生产乙醇的半糖化发酵动力学模型。从文献报道中看,关于发酵底物、细胞生长动力学的研究较多,乙醇产物动力学较少;同步糖化发酵工艺的研究较多,但发酵过程尤其是同步糖化发酵技术背后的物理、生物、化学机制及工程策略报道很少,该问题是生物学和化学工程的结合点,而该方面的研究将为优化设计控制提供强有力的理论依据和技术支撑。对于连续酒精发酵,情况要比间歇发酵复杂。因为要模拟计算连续酒精发酵过程,不仅要考虑酒精发酵过程中的生物化学反应特征,还要关注酒精发酵罐内的流动情况,即停留时间分布问题。在大多数情况下,只要体系的物性、流场、流态与在实际操作(热态)时比较接近,往往可以用冷模的实验方法模拟在热态下的流体力学状态,这对大设备的放大规律的研究是很有帮助的。因此,采用大型冷模研究在过程设备中流体的流体力学特性并与用小型热模所进行的动力学研究相结合,是研究发酵设备放大规律的一种有效方法[8]。生物反应工程的研究、开发与放大,目前仍然是以经验方法为主。随着科学技术的发展,用数学模型法对生物反应工程有关内容进行的研究也必将会有大的进展。
1.3发酵罐内多场分布
多场分布包括温度分布、浓度分布和速度分布。发酵生物反应器中的物理因素——传递特性将影响到反应器内基质和产物的浓度分布及温度分布,进而影响到反应器内某一组分的反应速率。例如氧在发酵液中的传质速率、固定化酶颗粒及菌丝团和菌体絮状物内反应组分的扩散传质,这些传质对反应结果都会产生影响,甚至成了反应的控制步骤,并将影响反应器的设计和放大。因此传递特性的研究是不可忽视的问题,研究发酵罐内的传热、传质及传动将是化学工程领域的一项重要任务,同时也为更好地控制发酵过程提供了理论依据。国内外许多学者在这方面开展了研究并已取得许多成果[9-13]。英国伯明翰大学Nienow采用用激光测速仪研究生物反应器中的流场,用计算机图形分析研究菌体形态与发酵液流变学、操作条件等因素;用流动跟踪法测试液相循环时间分布;用规模缩小法考察pH值、溶氧梯度对代谢过程的影响。Hristov等[14]、Zahradnik等[15]、Lee等[16]使用CFD模拟研究了生化反应器的混合、传质和反应情况,并建立了三维区域网络模型。相关传递特性的实验及模拟研究已取得一定进展,为发酵罐优化设计,工程放大提供了一定的基础数据积累与技术支撑。Xia等[17]使用CFD模拟了多搅拌器发酵罐内的速度分布。结果表明,不同的搅拌器会产生不同的速度场。质量传递结果表明,相同搅拌器的不同组合也会产生不同的质量传递系数。Lian等[18]使用CFD模拟了发酵罐内的热量传递,通过求解热量传递方程得出了发酵罐内的温度分布。CFD模型在模拟反应器内的温度、浓度和速度分布上是一种十分重要的方法,应该引起足够的重视。
2乙醇纯化过程中的化学工程问题
采用发酵的方法生产乙醇,在获得乙醇的同时不可避免地会生成水。要获得乙醇势必要对乙醇和水进行分离,从原理上讲分离乙醇和水的方法有精馏、萃取精馏、加盐萃取精馏、共沸精馏、吸附、渗透汽化膜分离等多种方法。然而发酵液中乙醇质量分数一般为5%~12%,而燃料乙醇产品的纯度却要在99%以上,因而从发酵液中分离出乙醇所耗费的能量占总能量的绝大部分。又由于乙醇易与水形成共沸物,使用普通精馏无法获得无水乙醇。所以从发酵液中分离乙醇-水混合液一般分两步:先用普通精馏方法得到质量分数为92.4%的乙醇,再用共沸精馏、萃取精馏、液液萃取、吸附或其它方法得到无水乙醇。精馏作为具有技术成熟度和应用成熟度较高的分离方法是分离乙醇-水溶液最早也是最普遍的方法。但由于溶液较高的蒸发热,精馏在操作过程中需要很高的能耗;并且随着原料中乙醇浓度的提高,精馏塔中回流比必须相应地提高,进一步提高了成本。文献报道主要有3种方法替代精馏法生产乙醇[19]:萃取法、超临界流体法和渗透蒸发膜分离法。Egan等使用多种溶剂从10%含量乙醇的水溶液中萃取乙醇,发现把乙醇含量浓缩至95%需耗能23.55kJ/L,但其所使用溶剂大多具有毒性容易造成环境污染。Brunner等利用超临界二氧化碳和乙烷作溶剂分离乙醇-水溶液,由于乙醇在气相相对较低的溶解性,超临界流体法被认为是一种较好的方法。Shah等[20]在多种条件下研究了NaA-沸石膜蒸发分离乙醇-水,120℃下可生产530L/h浓度高于99.8%的乙醇。Morigami等[21]指出了NaA-沸石膜对水表现出很高的选择透过性和渗透通量。由此可见,这部分的工艺几乎等同于化学工程的分离工艺技术,而这些化工分离工程技术趋于成熟,因而可完全加以应用。传统的分离经历了几十年的研究和发展,技术上已经比较成熟,但并不意味着它们不再发展,无论在理论上、设备的结构和效率上,仍在不断有所创新,目前呈现出分离与反应过程耦合(增加化学作用对分离过程的影响)、分离过程的集成以及多场耦合等趋势。王华军等[22]提出了一种新的乙醇除水技术路线,采用了反应+精馏同时进行的方式除去乙醇-水共沸物中的水。目前燃料乙醇工业中乙醇纯化过程一般采用多塔精馏,而向乙醇-水体系加入另一组分以增大原有体系的分离因子的萃取精馏分离方法也被采用。近年来研究工作呈现出采用复合溶剂特别是加盐萃取精馏获得无水乙醇的报道,加盐萃取精馏利用的是盐效应。加入盐溶液,可以使乙醇对水的相对挥发度大大提高,恒沸点消失,可以在较小回流比下较容易获取无水乙醇。Cook等[23]在泡罩塔中研究了加入乙酸钾萃取精馏乙醇-水共沸物的过程,结果表明加入少量的乙酸钾即可消除共沸点。他们还比较了加盐萃取精馏和传统的萃取精馏的优缺点,得出加盐萃取精馏应用于乙醇-水系统更高效。Barba等[24]从能耗的角度比较了加入CaCl2的加盐萃取精馏过程与使用苯、戊烷、二乙酯的共沸精馏过程和使用乙二醇和汽油的萃取精馏过程,结果表明以CaCl2为盐的加盐萃取精馏过程优于其它技术。从降低能耗角度而言,加盐萃取精馏更适用于从发酵液中制得无水乙醇;与只用乙二醇的萃取精馏相比,溶剂比减少了75%~80%,塔板数大幅度减少,能耗显著下降,然而加盐萃取精馏中盐的加入,不可避免导致对设备的腐蚀,盐有时会从溶剂中析出,使管道堵塞,这都是目前亟待解决的问题。离子液体萃取精馏、超枝聚合物萃取精馏是新颖的分离乙醇-水混合物的方法,有较高的分离能力。膜蒸发分离乙醇-水混合物也取得了较好的进展。膜蒸发技术是基于溶液扩散机理,其驱动力是膜两侧的化学势梯度。采用膜蒸发可比传统方法节能1/2~2/3,且可避免产品和环境受污染,具有明显的技术经济优势。采用吸附脱水分离乙醇-水共沸物也是研究热点,无机吸附剂如分子筛、氯化锂、硅胶已成功应用于发酵乙醇工业[25-27]。然而对吸附床的流场特性及放大规律认识还不是很清楚,这方面仍需要进一步研究。生物吸附剂,如谷粒、淀粉和纤维素以其良好的吸附性能、高的乙醇收率,引起人们的关注。Ladisch等[28]率先研究了使用生物吸附剂进行乙醇脱水研究,结果表明淀粉和纤维素可选择性的吸附水蒸气,可得到高于质量分数为99.5%的乙醇。Hu等[29]通过实验研究了使用玉米粉作为固定床吸附剂打破乙醇-水的共沸点,然后再经流化床重生。Hu的研究结果表明,影响吸附量的因素包括蒸汽流过固定床表面的速度、床层温度、玉米粉的粒径分布,玉米粉对水的吸附能力为0.14~0.025g水/g吸附剂。从目前研究来看,在燃料乙醇生产中对采用单一操作过程研究的较多。如单独研究吸附脱水分离乙醇-水共沸物;单独采用渗透蒸发分离乙醇-水;单独采用萃取精馏法分离乙醇-水混合物等。然而对这些分离技术的综合运用,研究单元操作的组合优化报道很少。具体来说,对于从发酵液到成品酒精采用何种单元操作以及单元操作如何组合、分析不同组合的能耗及分离效果等都是目前学术界关注的课题。通过实验研究这些单元操作组合以及流程优化,显然耗时耗力,得不偿失;然而采用计算机仿真,运用流程仿真软件研究工程放大,模拟并研究实际物系在不同单元操作组合下的规律和经济效益具有较大优势。计算机仿真将成为研究流程优化的重要手段和必然趋势。乙醇纯化过程中,各种单元操作的模拟,其分离过程的耦合可以采用商品化的流程模拟软件(如AspenPlus,ProⅡ等)。然而这些商品化模拟软件在进行过程设计时,一般采用“二步法”[30]。而采用该种方法设计操作困难,耗时耗力,各种单元操作方式通常依靠经验决定,不属于真正意义上的过程合成或集成[31]。在乙醇的纯化中,工程模拟的重点在于根据指定条件对各种单元操作和分离流程耦合筛选。这就要涉及到人工智能方面的理论,无疑当采用专家系统后,计算机本身就是一个经验丰富的工程师,它能够根据人设定的要求(目标函数),自动选择合适的流程组合,而不在需要工程师去依靠经验来选择流程、确定工艺了。这方面的研究对于进一步优化乙醇分离无疑是十分有利的,具有重要意义。
3生物发酵反应与分离过程耦合
现有燃料乙醇工艺的基础研究包括生产过程放大和流程创新、研究生物反应与分离过程的耦合、探索新的短流程工艺[3]。由于发酵反应和分离过程耦合并不仅仅是二者的简单叠加,流程的耦合往往会产生意想不到的效果,在这方面无论是理论还是技术上都有待于进一步创新。对于反应与分离过程的耦合问题的认识,需要追溯一下这个问题的源头。若通过化学反应所生成的产物就是最终产品,则相应的过程一般认为是反应过程。在工程上付诸实施的方法、设备以及其它问题的综合便是反应工程。分离过程是通过物质的迁移从物系中除去或浓集某一特定组分。在工业上实现分离过程所采用的方法、设备以及大规模生产中所遇到的问题的综合构成了分离工程。它们在工程上采用的物质和能量的传递、流体力学和化学反应的基本原理、规律是相同的,所采用的设备也有许多共同点[8]。因而耦合问题从原理上看是可行的,实验结果也进一步证实了这一点。有关生物发酵反应与分离过程耦合方面的研究已有一些报道,如液液萃取与发酵结合。Weilnhammer等[32]使用Clostridiumthermohydrosulfuricum进行连续发酵时,采用油烯基乙醇作为萃取剂消除乙醇的抑制作用,结果表明采用了现场萃取技术的乙醇收率是没有采用该技术的两倍。Gyamerah等[33]开发了一个中等规模的萃取发酵生产乙醇的流程,采用月桂醇作为萃取剂移除产物,余下的发酵液循环使用。由于发酵时进行萃取而移除产物,该流程避免了酒精对酵母的毒性,提高了发酵效率。他们的研究中也表明由于水的循环利用,新鲜水的用量减少了78%,而更加可贵的是采用稳态法将反应工程中的全混流模型和分离过程中的萃取模型结合建立了描述该萃取发酵的数学模型,在反应和分离的耦合方面做了有益的尝试。Boudreau等[34]使用戊酸、油酸和壬酸从发酵液中萃取乙醇,然后进行闪蒸。结果表明,与传统蒸馏过程相比,萃取与闪蒸过程的结合节约了38%能耗。此外,膜蒸馏与发酵结合也有报道。Gryta等[35]使用膜蒸馏生化反应器生产乙醇,采用多孔的聚丙烯膜从发酵液中分离乙醇和其它的抑制剂,从而增加乙醇的产率和糖转化为乙醇的速率。综上所述,将生物发酵直接看做反应并与分离技术耦合,来提高整个发酵及分离的效率,这种观点和方法的运用将会极大地推动燃料乙醇工艺的技术进步。采用反应工程学原理,并结合分离理论进行建模分析研究耦合过程的机理,也将会进一步推动工艺革新。然而报道中大都是生物萃取剂、膜材料及工艺条件等方面的研究,而从传递特性(传热、传质、动量传递)、多场耦合方面等化学工程角度进行的研究较少,这也是化工学科的进步滞后于科学技术整体的发展的原因之所在[1]。多场耦合对于开发新型的发酵与分离设备具有重要的指导意义,未来的发展趋势必将是将反应和分离以及多种分离结合在一起的设备。如精馏与吸附、发酵与精馏等通过一个设备操作即可实现两者的完美结合,而目前的多塔生产工艺将会被逐渐淘汰而发展对应的短流程工艺。这方面的研究及发展将极大地消减成本,同时也会降低能耗,对于改善反应与分离过程、提高效率具有很大的潜力。它的发展必将推动燃料乙醇工艺的技术进步,并有望解决乙醇生产中的能耗问题。
篇5
1我国化工工业的发展
随着经济全球化的进一步发展,化工产品的销售市场在不断的扩大,我国化工工业在面对压力的同时也迎来了很多机遇,加快了我国化工工业创新、发展的步伐.
1.1国际贸易对化工工业发展的影响
在改革的不断深化下,我国的贸易开放政策不断的趋于成熟.在这样的大环境下,全球经济化的局势给我们带来了很多的挑战.首先,全球市场竞争非常激烈,是机遇也是挑战.在激烈的竞争环境下,我国的化工工业不断的总结自身不足,整改合并、发展化工工业精加工及深加工,努力提高自己的竞争能力和国际地位.这其中一系列的措施促进了我国化工行业的生产、销售等方面的成熟和进步.其次,传统贸易形势虽已被打破,但各国的贸易政策还需要我们进一步的学习和领悟.近些年来我国化工工业在国际贸易中屡屡受挫.如在反倾销和反补贴中我们多数处于劣势.虽然如此,可经济全球化的发展是势在必行的,面对全球的大环境我们更要从自身出发.一方面制定和完善相关的政策以适应国际贸易的环境.另一方面不断的研发和发展化学工程技术,增强我国化工产品的国际竞争能力,改变我国化工工艺相对落后的不利局面,使我们成为全球化工行业的领军企业,不断的增强我国化工工业的跨国竞争实力.
1.2环境保护对化工工业的影响
化工工业的发展给人类社会带来翻天变化的同时,也带来了严重的污染.在化工产品生产过程中排出的废气、废水、废物等对地球环境造成了严重的污染,轻者影响企业周围的生产、生活.重者影响一个地区人们的生产生活.而且有些污染是长远的、难以恢复的.随着人们环保意识的增强,“节能、降耗、减排”就是未来化工工业发展的方向.首先,完善相关政策、法规,实现清洁生产、环保生产.其次,进一步加快整合速度和力度,有效的提高我国化工企业的综合竞争实力.重视科研投入,积极的研发和完善化学工程技术,促进化工高端产业的发展.第三,寻找可替代资源,减少我国对原材料的进口依赖.改良和发展以煤炭为生产原料的化工工业生产,提高我国企业化工产品的附加值,促进精细化工业的发展.第四,改变我国化工工业“初级产品多,精深加工少”的局面,减少初加工对我国环境的污染,提高企业的生产效益和产品科技含量.
1.3化工工业发展之路
随着化工工业行业整合的进行和深入,化工企业多而散、规模小的状况基本上得到了改善.产品的技术含量和附加值也在不断的提高.但是在化工方面我国企业的自主知识产权及科技成果还是比较少,在一定程度上影响了我国化工行业的发展.为了实现化工产品的高端化,解决我国资源缺乏、化工行业生产浪费严重、污染严重等问题.就要进一步加强化工行业的集中度,提高其生产效率和排放物利用率,实现能源开发的综合利用和绿色开发.首先,合理规划布局,使产业布局更加规模化、合理化.其次,拉长产业链,发展化工产品的精加工,促进高端产品的开发,实现初级产品的再加工、深加工.再次,加强化工产业排放物的利用,减少生产对环境的污染,实现排污的统一处理、科学处理.因此,化工工业的一体化、园区化、基地化是最终的发展之路,是化工工业发展的最终形态.
1.4机遇与挑战中的未来
首先,在耗能上要不断的提高能源的综合开发和综合利用,降低能源损耗,最大化的开发能源的利用价值,提高其产品的附加值.同时注重能源供应区和消耗区的联系,结合能源产品的消费市场,规划最佳的化工工业园区的建设基地.其次,化工工业要进一步加大科研投入,增强化工行业的技术水平,提高化工工业产品层次,促进化学工程技术的发展和创新,为能源的高效利用提供更可靠、更有利的支持.再次,大力培养化工工业方面的高层人才,提高化学工程技术的科技成果,使我国的化工工业达到世界领先水平,确保综合利用和可持续发展的实现.
2化学工程技术的发展
2.1化学合成等技术的发展
化学合成技术的发展有利的促进了化工工业的发展.首先,新的合成方法和催化方法加强了物质改变的的速度和效果,使通过化学方式转变的物质更符合人们的要求.同时,利用太阳能等合成手段,节约了能源,促进了新能源的开发和利用.其次,一锅合成法简化了原有有机合成的复杂程序,使物质的合成更加高效.同时又避免了许多中间物质的产生,减少了化工生产中的污物排放,促进了合成技术的清洁、环保.再次,生物化工合成法的发展,进一步提高了化工产品的技术含量,并为我国化工产业的进一步发展鉴定了基础.此外,绿色化学技术的发展引领了绿色合成技术的发展,这种合成法极大的降低了化工合成过程的污染,对环境保护起到了积极的作用.此外,化学分离技术的发展提高了化工产品的纯度,增加了产品的层次和技术含量,增强了产品的国际竞争力.随着这些化工工艺的发展,我国的化工工业的强大指日可待.
2.2环保化学工程技术的发展
随着人们对环境保护意识的增强,化工工业环保技术得到了很大的发展,在追求产品利润的同时,提高了能源的综合利用和变废为宝的实施.首先,新型能源技术的发展为环保化工拓宽了道路.如燃料电池的使用提高了能源使用的洁净、方便、高效.又如废物回收技术的发展使很多废弃的、有污染的物质变为有利用价值的商品.比如垃圾油的深加工技术,可以使废弃的油脂变为燃料、洗涤用品等.其次,本着绿色、环保的理念,化学工程的技术进入了绿色时代.在化工行业不断的完善技术、创新开发的过程中,坚持了以人类的健康为基础的开发、发展理念,实现了化学污染的源头堵截,确保了化工生产过程的清洁、环保.
2.3化学工程技术设备方面的发展
曾经,技术、化工设备的相对落后,不但阻碍了我国化工工业的发展,还使我国的化工行业在全球经济危机中遭受重创.因此,我们更深刻的认识到高端技术和先进的化工设备是化工工业发展和强大的保证.在化工设备的发展中,其技术发展方向以综合利用提高能源开发率为目标.目前我国新型的化工设备已经可以实现一台设备的不同功能使用,而且使用可选率高,产品质量有保障,且达到了节能、环保的要求.总之,化学工程技术的发展是多方面的、复杂的,在业界许多人的不断努力下,我国的化工工业保持着不断发展的状态,而且我们在化学工程技术上取得了可喜的成果.
3结语
篇6
本文主要通过对有关工艺物料、化学反应装置、整体园区等方面的深入探讨和研究,并结合相关工艺技术在实践中的经验,总结出对于化工工艺设计时安全的防范和发生危险时应对措施,从而提高化工工艺的设计水准。
关键词:
工艺设计;化学反应;危险识别
化工是一个十分特殊的行业,不管是国家还是企业本身都对化工的安全给予足够的重视,在涉及到化工工艺设计的企业,每个员工都应该对其有足够的认识,全面而充分的了解才能够使我们在化工工艺设计中达到更高的水平,实现安全生产,在化工行业立于不败之地。
1化工工艺设计
化工工艺在设计上要求严格且在实际操作上具有难度高,危险性高等特点,要真正的去认识化工工艺设计安全的重要性,才能在保证化工工艺装置在保障员工职业健康安全的同时创造出高质量的产品成果。对于生产过程中的所涉及的物料性能要有足够的了解,只有这样方便快捷安全的将各种物料进行分类,按照分类去合理的采用各种设备管道材料。同时要对涉及有毒可燃介质等带压的化工物料进行危险的等级分类,对于不同的危险等级的物料,要在设计中考虑相关等级的保护措施和事故发生后应急的应对措施。
2化工工艺设计阶段分类
2.1设计的初期
通常理论设计是在中试前组织进行,其主要目的是在一定经验的基础上根据理论分析检查设计工艺的条件和安全生产的可行性,此过程属于小试。根据分析数据的对比,不断地改进设计的要求和化工工艺,得到一套更加完美的理论体系来保证化工工艺的设计安全性。
2.2中试设计
一般说来,中试是以小试作为基础的,它主要是对小试得到的结论和再生产应用中的可行性进行复核,提高产品的使用性能,中试可对工艺的操作能否正常安全运转做出监测,它能够使化工工艺设计中得到的关键性技术更加安全可靠,如果检验的模型不够规模,可在条件允许的情况下适当的扩大检测规模,参加检验的人员可以根据实际情况选择全部检验或者随机取部分检验等相关措施。
2.3初步设计
在初步设计阶段,化工工艺设计安全性的工作重点是:结合项目安评结论及意见,编制安全设施设计专篇的工艺相关内容,同时,给其他相关专业提供工艺物料的性质及危害性,特别是火灾的危险性及消防措施方面,要和消防专业紧密结合,共同做好消防系统的安全设施设计。另外,工艺过程应采取的防泄漏、防火、防爆、防尘、防毒、防腐蚀等主要措施,正常工况与非正常工况下危险物料的安全控制措施,对重点监管的危险化工工艺说明采取的控制系统与相关规定的符合性也是此阶段工作的重点。
2.4施工图设计
有了初步设计所得到的理论依据作为支撑,进行施工图纸的设计。在工艺设计中要认真研究并落实安评及安全专篇提出的各项安全建议,确保安全设施的三同时。对初步设计中的安全设施的方案、施工量、施工进度、施工方法等进行综合可以在图纸上形象的以图文的方式展现出来。同时把工程中的工艺安全装置进行细化,确定初步设计中的各工程的需求,明确工艺安全设计的任务分工。
3化工工艺设计的特点
化工工艺设计作为一种新技术,具有技术含量高,工艺流程复杂且控制难度大等特点。在实际操作过程中缺乏相关的经验,技术理论还不够成熟,缺乏理论依据,只能通过实践不断地创新和完善。新技术建立在相关资料和实验成果的基础上,但是这些理论分析和实验数据没有在批量化的化工生产中得到应用。对于有着独特流程的化工工艺来讲,新技术的应用条件更加苛刻。管道设计因为其设计周期短,如果想要在市场上获得更多的客户资源,就必须在确保安全的同时缩短设计时间。每个建厂投资的项目在设计时工程规模都是未知数,对于设备的选择上也未知数,为了节约投资,同时还要符合国家的强制性标准是很难做到的。想要得到完整的关键性技术,就必须熟悉设计的工艺内容,还应有一定的实践经验。工艺设计由于缺乏相关强制性标准,对于安全生产来讲存在着巨大的隐患。所以在进行化工工艺设计时,对于危险的识别和控制措施是作为企业的首要目的。
4设计中的危险识别和控制
4.1做好工艺物料的分析和辨识
对于原材料具有的物理性能,稳定性等在进行危险识别时要进行严格的把关。得到一种工艺的技术并不是唯一的,我们应该从各种方法中选择一种经济合理易操作的的设计路线。化学反应装置,是一个产品生产研发的中枢神经,只有在反应装置里面发生一系列的化学反应才能得到想要的产物,所以对于反应器的设计和选型要做好充足的准备,提前分析可能遇到的各种危险因素并一一排除,对事故进行主动控制。
4.2加强政府对化工行业的监管
安全可靠是高压密封结构的首要要求,要保证高压密封结构的严密不漏,必须要避免容器超压现象的发生,提前做好容器安全压力释放装置。我国的化工产业管理模式上还有待补充,应建立全国统一的行业管理模式引导化工企业走上正轨,通过政府的监管,不断完善化工企业安全建设,实现对化工工艺安全风险的严格控制,将化工生产安全风险控制在能力范围内,做到生产可视化、可控化,做好各种突发事件应对措施,提高化工产业生产水平。
5结语
为了化工企业更好的发展,做到安全生产且生产出高水平的产品,必须提高企业的管理方式、改进管理模式。对化工企业化工工艺设计中做到全方位监控,立体式的管理。化工企业内部设置安全监督岗位,对化工工艺设计流程严格把关,发现危险因素及时排除并采取相应的预防措施,保证企业和国家的财产安全。
参考文献:
[1]朱晓东.浅析化工工艺设计中安全危险的问题[J].化学工程与装备,2011(6).
篇7
关键词: 《煤化工》 教学改革 教学方法
一、概述
《煤化工》课程是涵盖煤化学、化工原理、反应工程等内容的综合性学科。此门课程通过对煤化工产品开发的生产原理、生产方法、工艺计算、设计、操作条件及主要设备等的介绍,使学生具备煤化工专业的坚实基础,对煤化学工业的原料选择、工艺路线设计优化、典型单元操作及化工工艺的实现有深刻的认识和理解,具备对煤化工工艺流程进行分析、设计、改进及开发新工艺和新产品的能力,从而更好地服务于煤炭行业。淮北市是全国五大煤炭生产基地之一,地质储量100亿吨,远景储量350亿吨。2011年原煤产量达3373万吨,居全国第四位。淮北师范大学(以下简称“我校”)坐落在淮北市,发展煤化工专业有着得天独厚的地理优势。为了满足淮北及周边矿业集团对煤化工专业人才的需要,我校化学与材料科学学院在化学工程与工艺专业开设了《煤化工》专业必修课程。但是,在教学实践中作者发现学生对这门课程的学习疏于对课堂内容的理解和思考、学习兴趣不高。为了充分调动学生积极性和主观能动性,使我校学生在将来的工作岗位上更有竞争力,作者对《煤化工》课程的教学大纲、教学内容安排、教学方法和手段进行了一系列的探索和改革。
1.教学内容的相应调整
由于我校仅开设了煤化工课程,学生对煤化学相关的名词概念不了解,对于教学内容备感生疏。因此,我及时调整教学内容,制定适宜的教学大纲,首先穿插介绍一些煤化学相关内容,包括:煤的生成、煤的结构、煤岩学、煤的物理性质、煤的化学性质等内容。着重强调煤的分子结构理论,探究煤的结构与组成和性质之间的关联性,寻找组成和性质的变化规律。同时在教学中总结煤化学理论与煤化工的相关知识之间的联系,使学生对煤化工的相关知识有了深刻的认识,从而增强了对本课程的兴趣。其次是,对于煤化工课程的重点内容,如:煤焦化、煤的液化和煤的气化,做重点介绍。尤其对工艺原理,流程,以及设备装置的结构特点,结合图片和实例做细致具体讲述,使得学生对煤化工的重点知识有更加深刻的认识。既增加了学生学习的兴趣,又提高了其学习的积极性。
2.课堂教学方法多样化
考虑到三年级学生已经完成了对化学基础课程的学习,对于化学理论知识已经有了一定的认知。因此,在教学方法上,我将传统的以教师讲述为主的单一课堂教学模式,转变为讨论式、启发式的新型教学模式,让学生参与到课程的讨论中来。通过布置专业课题或就自己感兴趣的课题,让学生课下查阅相关资料,课上积极参与互动讨论,大胆提出自己的见解,突出学生的主体作用,发挥教师的导向作用,从而调动学生的学习积极性,提高学习效率,促进学生技能的全面提高。同时要强调的是,学生为查阅资料,准备材料花费了不少精力,教师须及时跟踪,认真批阅和讲评,从而提高学生的积极性。
3.充实并更新教材内容
现今,国际煤化工行业发展迅速,许多新技术、新成果不断被应用于生产之中。老的流程工艺逐渐被自动化程度更高的新工艺、新设备所取代。因此,在介绍教材上成熟老工艺流程的同时,要适当穿插与当今煤化学和煤化工发展前沿相关的内容,增加关于当今世界上的最新工艺、设备的讲述,使学生对当今新的工艺流程有更多的认识。因此对于教师而言,仅仅掌握教材上的内容是远远不够的,还需要时时跟踪当今煤化工发展的前沿理论,更好地充实自身理论水平,这样才能更好地激发学生学习的兴趣。另外,由于《煤化工》具有实践性较强的特点,教学过程中必须注意理论联系实际,把教学和实际生产过程有效结合起来,使学生既能在实践中加深对书本知识的理解,又能提高动脑、动手的能力。为此,根据学校周边厂矿企业生产实际,我们走访焦化厂,了解其生产工艺(备煤工艺,炼焦工艺,化产工艺,甲醇工艺,干熄焦工艺),并将具体生产工艺流程的相关知识增加到教学活动中,理论联系实际,使学生对实际工业生产有了更深刻的认知。既增加了学生的学习兴趣,又使学生对企业的生产流程有了更加清晰的认识,得到了用人单位的一致好评。
4.传统教学与多媒体教学相结合
煤化工课程内容涉及大量的设备图和工艺流程图,采用常规的板书,在黑板上画流程图耗时耗力,不能满足现代化教学的需要。此外,板书绘制的流程图为二维平面图,学生对设备构件的立体构型、工艺流程中原料和产品流向等没有完整的概念。学生理解起来非常吃力,教师讲授过程同样费力。引入多媒体教学可以有效地解决上述问题,实现教学目的。借助多媒体辅助教学软件,开发了煤化工多媒体辅助教学课件,尤其是工艺原理图、设备示意图,可以借助专业绘图软件直观、形象地向学生展现,可以帮助学生理解复杂的装置立体结构和工艺流程图,增加学生的学习兴趣及理解程度。此外,借助于网络上丰富的教学资源来充实课堂教学内容,在教学过程中根据具体需要,及时地向学生介绍国内外最新的煤化工生产工艺流程和技术等,并对国内外知名煤化工企业的最新动态、发展趋势需求等进行信息传递,使学生不仅加强和巩固了理论知识,增加了学习的积极性和主动性,而且提高了学生再就业环节中的适应能力和解决实际问题的能力,从而更好地服务于企业和社会。
总之,通过激发学生的学习兴趣、调整教学内容、结合煤化工研究的前沿理论、传统教学与多媒体教学相结合,能提高煤化工教学的质量,满足经济日益发展对创新型人才的需求。教师要想取得更好的教学效果,就要有创新意识和科研进取精神,不断完善教学内容,调整教学方式更好地为学生服务,提高教学质量。
参考文献:
[1]张香兰,王启宝.《煤化工工艺学》教学中问题启发式教学方法初探[J].化工时刊,2011,25(10):64.
[2]沈扑.《煤化工工艺学》课程的教改实践与探索[J].新课程研究,2010,177:37.
篇8
【关键词】复合教学法 研究 应用 化学反应工程
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2011)23-0001-02
复合教学是进行文化知识教学的有效方法,它既符合学科知识综合化的趋势,又顺应大学毕业生职业市场的变化。复合教学在西方发达国家大学中已广泛流行二十余年,如STS课程即“科学――技术――社会”相统一的课程,就加强了自然科学的人文趋向。国内许多综合性大学在进行课程体系设置和教学改革时对此也已涉及。随着科学技术的飞速发展,学科间的交叉与相互渗透不断加大,尤其是专业课,其内容涵盖了基础课、专业基础课等多个学科,其教学过程包括多个教学环节,注重能力培养和素质提高的复合教学在教学中的作用更显突出。针对专业课的这一特点,我们尝试对专业课及与之相关的多学科、多个教学环节进行整合教育,对“复合教学法”进行了大胆的探索与实践,不仅激发了学生的学习兴趣、开阔了学生的视野、丰富了学生的知识,而且培养了学生多方面的能力、提高了学生的整体素质,取得了较好的教学效果。在化学工程与工艺专业课《化学反应工程》的教学中,我们所采用的复合教学模式主要包括“十个结合”。
一 课程教学与教材建设相结合
结合地方高校学生特点开展教材建设。为适应培养应用型人才的需要,教学团队与国内其他地方高校合作,编写了《化学反应工程》教材,教材侧重于工程应用,并将最新科研成果编入化学反应工程新进展,强化教材的实用性。该教材由化学工业出版社于2009年1月出版,作为新世纪化工类应用型工科人才培养的系列教材之一,被教育部高等学校化学工程与工艺教学指导委员会列为推荐教材,目前已被兰州大学、河北科技大学、长春工业大学、广西大学等国内近十余所高校采用。教材建设对教学质量的提高起到了保证和推动作用。
二 课程教学与专业外语相结合
在《化学反应工程》教学过程中,我们发现学生存在重基础英语,轻专业英语;专业词汇相对贫乏;阅读专业文献少;对专业英语在文体、语法、修辞等方面的规律认识不足等诸多问题。为了提高学生的专业外语水平,在教学过程中,我们坚持与专业外语相结合,具体做法:第一,关键词汇英文化。在专业课的教学过程中,首先把课程涉及的专业术语、关键词汇等用英文给学生写出,这样便于后续的双语教学。第二,板书内容英文化。在关键词汇英文化的基础上,选取部分教材内容,全部采用英文板书,保证了专业词汇的重现性以及教学内容的系统性,为学生下一步阅读原版教材奠定基础。第三,指导学生阅读英文原版教材,教学双语化。为了便于学生阅读原版教材,指导学生将其与教学内容相结合,即选择与课堂教学紧密相关的部分章节阅读,这样不仅提高了阅读速度与质量,而且也巩固了课堂教学内容。对学生在阅读中遇到的问题及时给予解答,并经常和学生交流阅读经验、体会等。课堂教学中板书及口语表达以英语为主。
三 课程教学与计算机应用相结合
随着计算机技术的发展及其应用的普及,当今社会对大学生的计算机应用水平也提出了较高的要求。《化学反应工程》学科与计算机应用密切相关,在该学科中反应器的设计方法主要有两种,即经验法和数学模型法。经验法比较粗略,不能高倍放大;数学模型法是从过程的内在规律出发,更好地反映了过程的本质,放大周期短,放大费用低,可以高倍放大。但数学模型一般都比较复杂,必须借助计算机才能求解,计算机技术的不断进步使数学模型法得到迅速发展。为了使课堂教学与计算机应用相结合,在多年的教学实践中,我们主要指导学生进行以下几个方面的训练:(1)建立反应器的数学模型及边界条件;(2)绘制数学模型法计算框图;(3)编写数学模型计算程序;(4)利用计算机进行设计、计算。
四 课程教学与文献检索相结合
文献检索是科技工作者的基本能力,尤其在当今信息爆炸的时代更是如此。在教学过程中,我们发现学生虽然掌握了文献检索的基本知识和方法,但熟练程度不够,对本专业具有代表性的文献种类及常用检索工具了解不够全面。鉴于此,我们在专业课教学中坚持与文献检索相结合,具体的做法是:在介绍参考文献时,将本学科有代表性的学者、著作、刊物、常用检索工具等全部介绍给学生,以便于学生进行文献检索。为了提高学生的学习积极性,开展有针对性的检索训练,我们拟定几个本课程的专题,把学生分成几个小组进行文献检索,再把检索到的文献进行分类整理,加工提炼,撰写专题综述。实践证明,通过此项训练确实提高了学生的文献检索能力。
五 课程教学与科技写作相结合
科技写作是从写作学科体系中派生出来的新学科,承担着科学技术信息和成果的总结、交流、传播和贮存任务。科技写作是科技工作者必备的基本素质。为了提高学生的科技写作水平,我们要在专业课教学中坚持与科技写作相结合。具体做法是:将课程的重点内容分成几个专题,让学生首先进行文献检索,在此基础上按照科技论文规范撰写专题报告。整个过程中,教师给予帮助、指导。指导学生如何进行文献检索;对检索到的文献资料如何进行整理分类、加工提炼;如何把握论文的整体架构;如何展开正文部分;如何撰写论文的中、英文摘要;如何选择论文的关键词等。为使各个专题组之间进行相互学习和交流,举办专题报告会。这样,同学们不仅巩固了在课堂所学的知识,而且文献检索、科技写作、课件制作、上台演讲等多方面的能力都得到了提高,教学效果很好。
六 课程教学与技术经济学相结合
作为《化学反应工程》学科,其主要任务是对反应器进行正确选型、有效放大、最佳控制。所制定的技术方案必须满足“技术上先进,经济上合理,生产上安全可靠”,由此可见,本学科与技术经济学联系紧密。因此,在这门课程的教学过程中,坚持与技术经济学相结合。在教学过程中,引导学生树立工程观点,工程问题涉及诸多因素,因此工程问题是一个系统工程。在进行反应技术开发、反应器的放大设计、反应过程的控制时都要利用技术经济学的知识,使效益最大化。同一化工生产过程往往有多个不同的技术方案,在教学中,注意启发学生对不同方案进行技术经济比较,选择最优方案。同时,通过多方案比较习题,对学生进行反复训练,使学生能够自觉地利用技术经济学的知识,分析和解决反应器设计中的各种问题。
七 课程教学与课程设计相结合
纵观近年的毕业环节,学生基本上是以做毕业论文为主。而对化工专业的学生来说,毕业以后的主要去向是化工企业,从事工作以后,无论是新工艺的技术开发,还是老工艺的技术改造,都离不开化工设计。虽然化工原理有课程设计,但其主要是针对单元操作的物理过程,不是一个完整的化工设计。化工专业的学生缺少了化工设计这一基本训练,对今后从事化工设计工作显然是不利的。对历届毕业生的跟踪调查结果也说明了这一点。为了扭转这个局面,在《化学反应工程》教学中安排了课程设计。具体做法是选取“某一化工生产过程的工艺设计”作为课程设计的题目,要求学生完成查阅资料、制订方案、工艺计算、设备设计、绘图和设计说明书编写的化工设计全过程。经过课程设计,学生五个方面的能力都得到了提高:(1)搜集和整理技术资料的能力;(2)工程计算能力;(3)技术方案比较和选择的能力;(4)工程制图能力;(5)科技写作能力。
八 课程教学与实践教学相结合
为了配合课堂教学,搞好实践教学,构建了以实践教学工程观摩中心为主体的校内实践教学平台,和以企业实践教学基地和社会实践基地的校外实践教学平台,做到“校内与校外相结合”,以满足贯穿于学生整个培养过程的实践教学的要求。实践教学工程观摩中心有化工设备展及配件区、工业催化剂展区、塔填料展区、典型工艺流程动态模型展区、化工管道安装实训展区。学生通过在实践教学工程观摩中心的参观学习,对化工工艺过程及设备有了比较直观的了解和认识,有利于其工程概念的建立,也有利于课堂教学。校外实践教学平台的建立,主要是选择一些具有典型反应设备的化工企业作为实习基地,如石家庄金石化肥集团、石家庄制药集团、石家庄化纤化工有限公司、山西三维集团公司、山东金岭集团公司、河北冀荣氨基酸公司等,他们所具有的典型反应设备有:固定床反应器、气液反应器、均相反应器、流化床反应器、反应精馏装置等。在校外实习基地,根据不同情况,学生可以采取参观、短期实习、顶岗实习等多种实习方式。
九 课程教学与实验教学相结合
实验设置的指导思想是:重视实验教学环节,改变了实验教学依附于理论教学的传统观念,而是理论教学的有机补充和提高;注重对学生实践能力、创新能力、探索精神的培养。实验教学的实施方案为:课程组利用学校和学院设立的实验教学研究项目基金,开展实验教学研究,推动实验教学改革;筛选出了“基本技能―现代技术、综合应用―创新能力”综合培养的有特色的实验;建立了多层次、开放式的实验室。实验类型分为演示性实验、综合性实验、设计性实验、开放创新性实验。演示性实验、综合性实验着重培养学生的认知能力和动手能力,巩固学生所学的理论知识,使学生达到工程实践能力培养的基本要求。设计性实验、开放创新性实验着重培养学生的科学精神和协作精神。学生可自主选择课题或选择指导教师提供的课题,开展科技创新活动。
十 课程教学与科学研究相结合
本着“寓教于研、以研促教、研教融贯、教研相长”的教学理念,注重教学与科研相结合,将科技成果与技术转化为教学优势资源,分别从理念、成果、方法和手段等多途径与教学结合,渗透于教材编写、理论与实验教学、实习与毕业环节,实现了科研向教学的多方位转化。同时,言之有物的教学内容又促进了学生科研水平的提高。我们的具体做法是:
第一,科研成果进教材。团队鼓励教师撰写教材、讲义,并将最新研究成果融入教材之中。在编写《化学反应工程》教材过程中将微反应器方面取得的科研成果引入第四章《非理想反应器设计》中,将在超重力反应技术方面取得的科研成果写入第十章《反应工程新进展》中,将在催化反应新工艺开发过程中的科研成果引入第六章《气固相反应器设计》中。
第二,科研成果进课堂。团队将专业领域内的前沿科技和教师本人最新研究成果如离子液体中的化学反应、微反应器的开发、流化床反应器的实际应用等引入课堂,在第三章《理想反应器设计》的授课中,以“返混”和“平推流”为主线,讲授了团队开展的工业反应器改造的实例,开拓了学生的知识视野、激发了学生的学科兴趣。
第三,科研成果进实验室。教学团队着力于实验室建设及实验教学装置的开发研究,将多年积累的科研成果与技术融入其中,开发了多项科研成果转化而来的综合型、创新型实验项目,针对反应工程课程的重点和难点,开发了多釜串联特性实验、反应精馏实验、气固相催化反应综合实验以及超重力反应器性能测定实验等多个综合性和设计性实验装置,加深了学生对课程的理解,锻炼了学生的动手能力。
第四,科研成果进毕业环节。团队坚持将学生的毕业环节与教师的科研项目紧密相连,毕业环节论文题目80%以上来自纵横向科研课题,真实的科研课题增强了学生的责任心、锻炼了学生的科研实践和知识运用能力,使得毕业设计(论文)质量显著提高。
篇9
关键词:应用化学专业;课程体系;民办高校
【中图分类号】G640
应用化学是以化学理论为基础、跨学科交叉、跨领域应用的具有活力的学科,在材料、能源、信息、环境等与国民经济密切相关的领域占有重要地位。我校应用化学专业是处于理工科大学中的工科专业,具有坚实的理科基础。我校的应用化学专业立足宁夏,服务西部,面向全国,培养适应经济建设和社会发展需要,德、智、体、美全面发展,具有坚实的化学化工基础知识、基本理论、基本实验技能、相关的工程技术知识和计算机应用能力,获得应用研究、技术开发、科技管理方面的初步训练,具有较强的实践能力和创新精神,能够从事化学、化工及相关学科领域的科研、工艺的设计与改进、教学及管理工作等面向一线的应用型人才。
一、应用化学专业课程体系初步建立
教育部于2005年批准我校开设应用化学专业,该专业自2006年开始招生,经过近十年的教学实践,现已初步建立了适合我校人才培养需求的课程体系。课程体系由理论教学和实践教学两个部分构成。理论教学部分分为公共基础课、专业基础课、专业课三个模块:(1)公共基础课设置的课程在考虑到数理化理论是工程技术的基础知识外,工程人员的道德品质、经济方面的集约性、环境的可持续性、人文艺术的和谐性等因素也要有所体现。(2)专业基础课模块课程的设置以传统化学类专业课《无机化学及分析化学》、《有机化学》、《物理化学》为学科理论基础、以《化工原理》、《化工仪表及自动化》、《化工机械基础》为工艺和工程课理论基础。(3)专业课模块设置的课程则考虑增强专业适应性、拓宽就业面。设置了《化工分离工程》、《反应工程》、《化工热力学》等辅助建立化学反应模型的课程;《无机化工工艺学》、《精细有机合成及工艺学》、《煤化工工艺学》等工艺类课程。实践教学部分分为集中实践、分散实践两个模块:(1)集中实践模块主要开设的实验、实习、课程设计、毕业设计等环节为提高学生的实践和创新能力提供重要的平台。(2)分散实践模块则结合《思想政治社会实践》、《大学生社会实践》、《学术科技创新》、《专业社会实践》等内容,加强对学生动手能力、独立思考能力、团队协作能力、理论联系实际能力、工程实践创新能力等能力的培养。
二、应用化学专业课程体系改革的思考和实践
自我校设置应用化学专业以来,教学内容和课程体系都在不断的进行改革、变化和发展,但还没有从根本上脱离原有模式的束缚和影响。在“西部大开发”的时代背景下,如何在强化对学生基础性和应用性能力培养的基础上,提高应用化学专业学生创新能力的培养,是高等教育工作者所面临的一个共同的课题。我校一直把课程体系建设放在系部专业发展规划的首要位置,结合我校人才培养要求,不断完善课程体系。
(1)应用化学专业课程体系基本体现了“宽基础、共平台、多方向”的特点
经过几年的努力,我院对应用化学专业相关课程的内容进行了整合,加强了高等数学、大学英语、化工原理、精细有机合成及工艺学等骨干课程的改革与建设,逐步形成了新的课程体系,基本覆盖了无机化工、精细化工、煤化工等专业方向。
(2)应用化学专业课程体系加强了实践教学
将专业课实验课全部安排为为独立课程,如《无机及分析化学实验》、《物理化学实验》等。为了加强学生实验技能的培养,自2012年开始增加了《综合化学实验》课程。除此之外还加强了认识实习、生产实习、课程设计、毕业设计等专门的综合性、实践性教学环节。我院与宁夏区内多家化工企业建立了校外实践教学基地,较为有效的提高了学生的生产实践能力。
(3)在教学过程中引入了现代化的教学手段
多媒体教学以其信息量大、效率高、表现方式直观生动而广泛用于基础课的教学。我院要求教师根据课程实际情况自己制作CAI课件,充分利用网上资源,引入最新动态及相关图片,利用计算机动画进行效果渲染,激发学生学习兴趣。另外我院正在开发《化工原理》课程的计算机辅助教学软件,以DCS控制系统为基础,进行典型化工产品生产过程模拟操作。
结束语
我院将继续立足于地方经济发展和社会需求,以培养应用型人才为核心追求,积极推动和深化应用化学专业课程体系改革,为提高人才培养质量提供有力保障。
参考文献:
[1]史济斌,胡军,虞大红,蔡良珍,张文清.中国大学本科应用化学专业发展历程纪要[J].化工高等教育.2011.
[2]杨基和,王车礼.化学工程与工艺专业“大工程观”课程体系的构[J].江苏工业学院学报,2007,8(3).
[3]陈爽,苏育志,赵建华,张建华,周爱菊,王静,董文,王正平,梁红.地方高校应用型人才培养模式下化学专业实验课程体系研究[J].实验技术与管理,2012,29(3).
篇10
李伏虎
(安徽理工大学化学工程学院,安徽淮南232001)
【摘要】针对目前炼焦工艺学课程教学过程中的问题,对如何上好炼焦工艺学进行简单的讨论,提出多媒体教学、典型工艺教学、实验教学和毕业实习教学等多种教学手段相结合的方法,调动学生学习的积极性和自主性,引导学生主动发现问题、分析问题、解决问题,为学生进一步深造或工作打下坚实的基础。
关键词 炼焦工艺学;教学研究;典型炼焦工艺
炼焦工艺学是煤化工专业必修的一门专业课程,具有较强的实践性和综合性,在日常教学过程中,由于其内容覆盖面广,牵涉专业知识较深,学生普遍感觉学习时有一定的难度,课程内容枯燥,学习完课程过后印象不深,很难抓住重点难点。针对上述问题,教师应该根据炼焦领域的发展,调整教学方法,使学生获得系统化、专业化的炼焦知识,能利用所学的知识解释专业现象,具有解决生产问题的能力。下面就如何上好炼焦工艺学进行简单的讨论。
1合理设计课程内容
要教好一门课程首先教师就要合理设计课程内容,明确课程培养目标。炼焦工艺学课程主要向学生传授煤化工产品生产、科研、设计所需的基本理论和知识。课程内容应根据国内外炼焦与化产回收工业的最新发展,结合当前社会重大需求和所面临的问题,对课程内容进行结构调整,删减陈旧过时内容,尤其对课本中的一些低效老式焦炉炼焦工艺等知识点,学生感觉内容枯燥乏味,这就要求教师上课时发挥自己的能动性,将一些新型炼焦技术引入到课堂教学当中。
同时,教师还应明确教学重点如炼焦基础理论部分、焦炉基本原理部分、典型炼焦工艺等,这些知识点涉及到许多基础课程如煤化学、化工工艺学、化工原理、燃烧工程等课程的内容,讲授课程内容时,既要说明各章节内容、新老知识点的相互联系,又要避免或减少课程内容的重复。使学生清楚所学知识的来龙去脉,让学生明白学什么、如何学,合理分配重点讲解内容和自学内容。授课时要突出重点,探讨炼焦基本问题如炼焦用煤的特点、煤粘结成焦的机理、碳化室内成层结焦、炼焦化学品以及化产回收工艺等;介绍炼焦新技术及其基本原理、焦炉加热系统设计等;分析典型炼焦工艺,培养学生专业知识的实际应用能力;同时密切关注国内外相关领域发展前沿动态,使学生了解关于此学科的前沿进展。
2利用多媒体教学
合理有效地利用多媒体技术进行教学具有很多优点,可以扩大课堂讲授的信息量,拓宽学生的专业视野,使所要传授的知识直观生动形象,吸引学生的注意力,激发学生学习兴趣,从而调动学生的学习积极性和学习热情,同时,多媒体还可使课堂教学更灵活,克服了课本、教师语言、板书、挂图等传统教学方式的局限性。这些优势都有利于提高了教学的质量和效率,例如在教授焦炉结构课程内容时,可以先期播放一些大型焦炉生产的视频,为学生提供了直观具体的感性认识资料,使学生可以身临其境的感受到焦炉的生产过程。由于学生事先通过视听等学习较为抽象的教学内容,并且能够直观地认识到了焦炉的科学性和复杂性,从而能使后期教学内容的效果明显。多媒体教学能让学生在短时间内,对所学的知识理解,记忆的更加深刻。过去给讲授焦炉热工课程时,只是一味枯燥的讲解一些理论知识如焦炉热工效率、物料平衡和热平衡等等,学生学习后,效果不佳,印象不深,很多同学过段时间后就不清楚如何进行焦炉的热工评定,而现在利用多媒体教学,可以结合课本理论内容,播放一些焦炉加热、煤气燃烧和熄焦等过程的视频资料,使学生对所学内容认识更加深刻,并且在实际工作中能够运用基础知识进行分析,提高学生专业能力。
3典型工艺讲解
课堂教学时,可以将一些典型炼焦工艺引入课堂,让学生了解这些工艺的特点,并且让学生对不同工艺进行总结评价,激发学生积极性,主动参与课堂讨论,参与学习,从而不仅能活跃课堂气氛,提高教学效果和效率,同时让学生能够对所学的理论灵活应用,培养学生运用专业知识分析、解决实际问题的能力。例如在讲解捣固炼焦工艺时,先将捣固炼焦的基本原理介绍给学生,然后让学生们列表对比捣固炼焦与其他炼焦工艺的区别,如比较焦炉结构、装煤方式、炼焦煤的质量等。同学们看过对比结果后,会进行思考,带着问题来学习,在学习完本节课程后,鼓励学生相互讨论,大胆发言,激发学生学习积极性。对于一个典型工艺的讲解分析并不只是局限在某一个堂课内容的知识点上,而是要贯彻整个教学过程中。在讲授有关典型焦炉结构知识点的时候,同样可以捣固炼焦工艺继续进行探讨,让学生分析焦炉应该如何设计碳化室结构,如何最大限度的提高焦炭产量,又不会影响推焦操作。通过学习,学生就能对新型焦炉的发展等有较深的理解,掌握分析其它炼焦炉结构的特点,能够举一反三,这种讲解方式比教师照本宣科的教学更能引起学生的学习兴趣,有效地解决课堂中的教与学,并且最大限度地调动学生的学习积极性,以学生为中心,最终有助于达到教学目的。
4利用实验教学
实验教学是教学工作的重要组成部分,可以培养学生的观察力、动手能力和专业素质,使学生初步学会学科做科学研究的基本方法,是理论联系实际的一个重要环节。对于炼焦工艺学中的很多内容,仅仅是靠教师板书,甚至是多媒体也远远达不到教学效果的,必须要让学生亲体体验操作,例如学生学完了炼焦工艺学课程过后,熟悉和掌握了煤炭结焦的基本原理,然而不少学生却不知道焦炭反应性的测试,这就说明教学过程中,实验教学的部分的严重缺乏,在炼焦工艺学教授过程中,在介绍相关章节内容时,需安排相应的实验部分,并且同时教会学生做科学研究的基本方法与注意事项,让学生明白做实验前的注意事项,如何去查找实验标准,如何纪录、分析试验数据,使学生养成一个良好的科研习惯。
5利用毕业实习进行教学
煤化工专业毕业实习是一次重要的实践教学环节,是对专业课课堂教学的一个完善和补充,通过毕业实习对学生进行专业知识的深化,把理论知识和实际应用有机地结合起来,加深学生对课堂教学内容的消化、理解和掌握,提高学生对所学知识的实际应用的能力。毕业实习教学过程中,应鼓励学生多动脑、勤思考,不能走马观花的看一遍,让学生灵活运用所学理论知识,这样使他们在毕业实习的过程中,能将自己在课堂中所学的知识应用的实际生产当中,并且引导学生查找资料解决一些复杂问题。例如在参观焦炭的加热系统时,要求学生描述焦炉加热系统运行,采用何种加热方式以及这种方式的主要特点等,并要求学生根据课本所学内容和实地学习经验,学习焦炉加热系统,通过此种办法毕业实习,可以使学生不仅思考一些表面现象,还启发同学们思考深层次的问题,能收到很好的实习效果,为学生日后的进一步深造或工作打下坚实的基础。
总之,要上好炼焦工艺学课程,首先教师对课程内容进行合理设计,然后采用多媒体教学、典型炼焦工艺教学、实验教学、毕业实习教学等多种教学方法和手段,调动学生学习的积极性、自主性,引导学生主动发现问题、分析问题和解决问题,对学生进行专业技术能力和科学方法研究的培养,为学生日后的进一步深造或工作打下坚实的基础,最终将学生培养成一名合格的煤化工专业技术人员。
参考文献
[1]姚昭章,郑明东.炼焦学[M].3版.北京:冶金工业出版社,2005:1-5.