化学工程与工艺专业建设范文
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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).
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1.1背景
武汉科技大学是由武汉钢铁学院等隶属于原冶金工业部的三所在汉高校通过合并和改名而来。1998年,根据国家高等教育管理体制改革需要,学校成为第一批实行“中央与地方共建,以湖北省人民政府管理为主”的划转院校。划归湖北省管理后,学校立足于湖北建设、面向中南地区、辐射全国。武汉科技大学化学工程与工艺专业始建于1958年,原名为“炼焦化学专业”,1985年改为“煤化工专业”。1992年,按“煤化工”、“城市燃气”和“炭素材料”三个专业分别招生。1996年,随着教育部大学本科专业目录的调整,“煤化工”、“城市燃气”和“炭素材料”三个专业归并为“化学工程与工艺”专业[1]。总之,化学工程与工艺专业以煤化工(焦化)为特色,是武汉科技大学的传统特色专业。武汉科技大学是我国焦化专业人才的摇篮,所培养的焦化专业人才遍布全国各地,且大多成为企业的技术骨干或领导。为了适应市场经济形势、进一步提高人才培养质量和扩大毕业生的就业面,需要不断完善培养目标,加强基础理论知识的教学和采用多学科复合型培养模式,对多学科交叉课程进行整合和调整;强化工程实践能力、动手能力和创新能力的培养;在采用宽口径和重基础培养模式的同时突显专业特色。
1.2目标
所构建的化学工程与工艺专业课程体系能适应社会发展的需要,培养出具有宽厚基础理论、合理知识结构、较强创新能力、较全实践技能和明显煤化工特色的复合型化工类高级工程技术人才。毕业生能在焦化、炭素材料、燃气、石油化工、精细化工、环境保护等行业从事生产管理、工程设计、技术开发和科学研究等方面的工作。
2课程体系建设
2.1整合与优化原有课程
2.1.1整合《工程力学》与《化工设备机械基础》
武汉科技大学化学工程与工艺专业在课程整合之前,所开设的《工程力学》学时数为82。《工程力学》是整个课程体系中学时数很大的课程之一,且有些内容对化学工程与工艺专业并不是十分重要。为了增加学生社会的适应能力,加大学生的知识面和提高综合素质,经过仔细研究和综合权衡,决定压缩一些已开设课程的学时和增加一些新的课程。《工程力学》就是这次课程体系改革的压缩对象。考虑到《工程力学》与《化工设备机械基础》关系最密切,就将压缩后的《工程力学》与《化工设备机械基础》整合成一门课程,取名为《化工设备与材料》。整合的《化工设备与材料》定位为化学工程与工艺类专业一门综合性的机械类技术基础课,其内容包括工程力学、化工设备材料与焊接和化工容器设计三大部分。其任务是使学生具备基本工程力学知识,了解化工设备的选材要求及常用材料的特性,了解和掌握化工设备的设计计算方法和过程及典型设备的结构设计与计算,强化化工类专业本科生对化工设备的机械知识和设计能力。整合后的《化工设备与材料》总学时数为46,其中工程力学部分由原来的82学时压缩到16学时,为其它课程腾出66学时[2]。
2.1.2整合《化工设计》与《化工技术经济》
很多学校将《化工设计》是列为化学工程与工艺专业的一门专业必修课。课程主要介绍化工工艺设计的基本知识和方法,包括原料路线、技术路线的选择,工艺流程设计,物料衡算、能量计算,工艺设备的设计和选型,车间布置设计,化工管路设计,非工艺设计项目的考虑和设计文件的编制等内容。学习该课程可提高综合运用已学过的化工原理、物理化学、化工热力学、反应工程、分离工程、化工工艺学和机械制图等方面知识解决化工工程实践问题的能力。武汉科技大学化学工程与工艺专业原来的课程体系中没有设置这门课,主要是因为受总学分和总学时的限制,没有富余学时来开设这门课,现在通过整合《工程力学》与《化工设备机械基础》腾出66学时,学时的问题已得到解决。所腾出66学时不能全部用于开设《化工设计》,经过仔细研究后决定将《化工设计》与已开设的《化工技术经济》进行整合,取名为《化工工程设计与技术经济分析》,定位为专业基础课,学时数由原来的18调整为54。
2.1.3优化《能源化学》
《能源化学》是化学工程与工艺专业的专业基础课,其前身为《煤化学》,为了拓宽学生的就业面,重新整理了传统课程的教学内容,在煤化学课程的基础上,将其它一些主要能源也引进来,从而形成了能源化学课程,总学时数为54,其中实验学时数为8。经过几年的教学实践后发现,由于教学内容较多,该课程的教学时数过于紧张,尤其是实验学时严重不足。在本次课程体系建设中,将该课程的理论教学内容和实验教学内容进行分离和单独设课。实验教学内容取名为《能源化学实验》,学时数为18;理论教学内容仍用原来的课程名称,学时数为46。
2.1.4优化《能源化学工学》
《能源化学工学》是化学工程与工艺专业模块1(煤化工模块)的主干专业课程,由《炼焦学》和《炼焦化学产品回收与加工》整合而成。以前的课程体系设置时为了强调重基础,对该课程的学时进行了大幅压缩,总学时数为54,其中实验学时数为18。经过几年的教学实践后发现,该课程的教学时数压缩过大,对教学效果产生较大影响,用人单位的反馈意见也证实了这一点。在本次课程体系建设中,将该课程的理论教学内容和实验教学内容进行分离和单独设课。实验教学内容取名为《能源化学工学实验》,学时数为18;理论教学内容仍用原来的课程名称,学时数为46。
2.1.5优化《高炭化学与碳材料工程基础》
如前所述,炭素材料曾是武汉科技大学化工类的招生专业之一。在化工专业课程体系中设置炭素材料类的课程也是一大特色,这种特色为化工类毕业生的就业提供了更多机会。每年都有化工类的毕业生在炭素材料行业中就业,在全国的主要炭素企业中都有武汉科技大学化学工程与技术学院毕业的校友。但有一段时间为了强调重基础,弱化了炭素材料课程的教学,仅开设了《碳材料工程基础》,而且还是任意选修课,教学时数只有28学时。根据毕业生和用人单位的反馈意见,在本次课程体系建设中,决定优化该课程的教学设置,将该课程定位为指定选修专业课,教学时数增至44,课程名称改为《高炭化学与碳材料工程基础》。
2.2增设《化工CAD绘图与识图》
工程图纸是工程技术上用来表达设计思想和进行技术交流的主要手段,任何工程技术方案的实施,都必须以其为依据,因而被喻为“工程界的技术语言”。很多学校的化工类专业都开设计《化工制图》这门课程,主要内容有化工工艺图和化工设备图两大部分,用于培养学生阅读和绘制化工专业图样的能力。同时,它也为学生完成毕业设计和适应今后工作需要提供了不可缺少的基本能力。武汉科技大学化学工程与工艺专业原课程体系中只设置了《机械制图》,没有开设《化工制图》。根据毕业生和用人单位的反馈意见,在本次课程体系建设中,决定增设《化工CAD绘图与识图》这门课程。该课程由《化工制图》和《Auto-CAD绘图》整合而成,内容包括:AutoCAD绘图软件及其应用、工艺流程图、设备布置图、管道布置图和化工设备图,教学时数为36,其中14学时为上机实践学时。
3教学方式改革
3.1在实践中培养学生的动手能力和创新能力
依托湖北省煤转化与新型炭材料重点实验室,通过开设本科生创新性实验与创新性研究等课外实践活动,为培养学生的动手能力、创新能力提供保障。鼓励和扶持本科生进行实验技能和化工设计竞赛。本科生从三年级开始下到实验室,参与到指导教师的实际科研项目中去,熟悉科研过程,锻炼实践技能,培养创新能力。
3.2组建和培养教学团队
原来大多数专业课都只有一名任课教师,待其退修或调离工作岗位后再找教师接替。现在每门课至少有两门任课教师,一般采取以老带新的模式,且任课教师都要有工程实践经验。如《能源化学》教学团队,由2名老教师、1名中年教师和2名年轻教师组成,其中3名教师具有博士学位,4名教师有正教授职称,2名教授为博士生指导教师。已有8名没有工程实践经验的年轻教师被派到河南、云南等地焦化企业进行了3个月实践锻炼,回校后教学效果有了明显提高。
3.3多种途径组织实践教学
近年来,化学工程与工艺专业建立了一批相对稳定的教学实习基地。考虑到专业特色和培养方向的要求,实习基地以武汉平煤武钢联合焦化有限公司为主体。该公司在国内具有技术力量雄厚,生产工艺先进的特点,并具有较高的管理水平。同时,该公司可以说是焦化的一部“百科全书”,建有4.3m、6m、7.63m焦炉,所采用的配套工艺也有多种,是一个相当理想的焦化特色化工专业教学实习基地[3]。但是现在化学工程与工艺专业的招生人数越来越来多,一年的招生人数达280人之多。一个焦化公司能一次接纳这么学生去实习已经勉为其难,实习过程只能用走马观花来形容,很难深入下去。为了解决这一问题,采取了一系列措施,如下厂前先给学生分工段介绍现场工艺流程和主要设备,播放现场录制的录像,开发主要设备的三维数字模型供学生在电脑进行自主观察、解剖和组装,购置计算机仿真培训软件供学生在电脑上进行仿真操作。
篇3
【关键词】地方产业需求 技能型 人才培养体系 能源化工
基金项目:陕西省高等教育改革研究项目(项目编号:11BY60);榆林学院教学改革与课程建设研究项目(项目编号:HGY2015-10,JG1530,ZD1508)。
榆林学院在陕西省高等学校“质量工程”和“本科教学工程”项目的导引下,以“育人为本、夯实基础、广泛联合、突出实践、注重应用、提高能力”为指导思想,以知识、技能及素质的培养为主线,在地方应用型高校中首次构筑并实践了“重基础、宽口径、广联合、突实践、强能力”的能源化工技能型人才培养新体系[1-2],即从传统化学工程与工艺理论课程体系向“化工课程群―化学课程群―材料科学课程群―装备与控制课程群”四元三阶的交叉学科理论课程体系演变;从传统实践教学体系向“三层次实验―三模块实习实训―多途径技能创新训练”三元三阶的立体化实践教学体系演变。
四元三阶理论课程体系
现代化工学科的发展已经和能源、材料、机械等多个学科深度交叉,化学工程与工艺专业的传统课程体系已经无法为这一发展提供充足动力,能源化工生产过程中也急迫需要化工工艺师、化工设备师、化工仪表师、化工产品分析师等复合技能型人才,这意味着传统化学工程与工艺专业课程体系面临重新“洗牌”的形势,不少课程需要减少学时,一些新课程又需要开设。化学工程与工艺专业从传统课程体系向“化工课程群―化学课程群―材料科学课程群―装备与控制课程群”四元三阶的现论课程体系演变。全新的现论课程体系可以使学生在知识结构上达到“产教融合,卓越培养”,既具备扎实的工科基础,又具备与时俱进的工程思维,有力地提升了学生的综合应用能力[3]。榆林国家级能源化工基地的产业发展为化学工程与工艺专业新课程体系的建设提供了思路。图1显示了已构建的四元三阶理论课程新体系的框架。
“化工课程群―化学课程群―材料科学课程群―装备与控制课程群”均由学科平台课(必修课)、专业方向课(必选课)和选修课组成,使学生具有扎实的化工基础和良好的工程素养,为学生提供了适应地方产业特色的知识体系,为区域能源化工基地的建设提供了大量复合技能型人才。
三元三阶实践教学体系
新形势下,应用型本科院校教学改革的重点是注重应用、重视实践、突出工程思维能力的培养。化工学科作为一门注重实践能力培养的应用型学科,人才培养更需要深入了解实际能源化工生产过程,加强基本技能培养,强化应用能力训练并提升综合工程素质。[4-5]我校构筑的化学工程与工艺专业实践教学体系已从传统单一的“基础实验―专业实验(实习)”演变为“三层次实验―三模块实习实训―多途径技能创新训练”三元三阶的立体化实践教学体系。图2显示了三元三阶实践教学新体系的框架。
三元三阶实践教学体系中,三层次实验包括基础实验、综合实验、专业技能实验;三模块实习实训包括课程设计与专业见习、仿真与综合实训、生产实习;多途径技能创新训练包括毕业论文、科创活动、产教融合。其中,三层次实验、三模块实习实训和毕业论文为必修内容,科创活动、产教融合为选修内容。立体化的实践教学体系贯穿了本科四年的学习,使学生掌握娴熟的实践应用技能。通过系统的、综合的技能训练,使学生了解了产业发展方向和地方经济特点,强化了学生工程意识和实践能力的培养,全面提升了技能型能源化工人才培养质量。
3、宽口径大类培养与特色化分类提高
化学工程与工艺专业工程特色显著、专业口径宽、覆盖面广,作为榆林学院升本后的第一个本科专业,在榆林煤、气、油、盐四种资源转换驱动下,专业培养目标不能局限于单一方向,适应性要广,因此只能实行化工大类招生。新形势下应用型本科教学改革的趋势一是加强专业基础、实行大类培养;二是重视实践、突出创新思维和创新能力的培养。因此,实施“宽口径大类培养与特色化分类提高”的培养方案,对于国家能源化工基地经济建设所需的技能型能源化工人才的培养具有十分重要的意义。
参考文献:
[1] 张鹏、高维平、李健秀:《化工专业人才培养的教育内容和知识体系的构建》,《化工高等教育》2007年第24卷第5期,第1-4页。
[2] 刘峥、陶慧林:《地方高校化工专业人才培养方案构建与实施》,《教育教学论坛》2010年第35期,第214-215页。
[3] 姚干兵、王雅琼、张晓红:《拓展化工专业实践 优化创新人才培养》,《广州化工》2012年第40卷第23期,第170-172页。
[4] 陈田田、赵宜江、徐继明:《新建化工类本科专业实践教学体系的研究与实践》,《陕西教育:高教》2012年第12期,第58-59页。
篇4
对化学工程与工艺的新老师,上可以通过导师制培养方法,引导新教师多多参加丰富的行业教育交流研讨会,为他们提供更多的实践机会。通过培训与监督,提高这些老师的理论教育教学水平和实践教学水平,能够独自承担起相应的课程教学任务。修整化学工程与工艺专业教师的培养方案:第一,可以鼓励现任化学工程与工艺专业老师接受再教育,进行专业知识的换血,拓展知识储备;第二,为专业老师提供进企业参加观摩实训的机会,积累工程实践经验,加深对教学工作的认识,获得相关知识的补充和深入理解;第三,加强校企合作,聘请企业工程师到学校为化学工程与工艺专业的学生授课,也可以让他们参与到专业课老师的听课活动中,为老师提供意见。通过以上这些措施可以构建一支高素质的“双师型”师资队伍。浙江工业大学为加快青年教师培养,确保人才培养质量实行青年教师导师制度,有利于提高教师队伍整体教学水平保证人才培养质量,有利于青年教师尽快适应高校教学岗位,实行青年教师导师制度。该制度规定,凡35周岁以下(含)新来学校在教师岗位上工作的毕业生或从事高校教师工作不满一年的新调入的青年教师必须接受导师的指导。青年教师应在导师指导下完成随班听课、课后辅导、批改作业、试讲、辅助实验指导、参与科学研究等环节内容。青年教师经导师制考核合格后才能承担学校普通本、专科生课程,未接受导师指导或考核不合格的青年教师不能申请高校教师资格,为具备一支合格的化学工程与工艺专业卓越工程师教学师资队伍提供了制度保障。
(二)树立正确的工程化教育理念
从工程项目的实际情况作为出发点,根据社会经济发展的需求,利用一定的工程技术手段,培育学生形成良好的环境思维工程意识,提高学生的综合素质,增强学生的实践技术水平。在落实“卓越工程师教育培养计划”的时候,将技术能力水平的提高作为主要内容,实现人才培养形式的全方面调整。在学生学习的过程中,首先应该将牢固地掌握基础知识作为最基本的任务,然后逐步提高实践动手能力,提高工程设计水平与工程创新能力。另外,还要着重调整课程结构,进行教学内容的优化,引导学生掌握基本的研究性学习策略。加强对学生的创新意识与能力的提高,提高学生的综合素质。为学生安排进企业学习的机会,让他们学会用正确的态度认识企业文化建设,掌握基本的企业生产技术。鼓励学生多参加实践生产活动,指导并监督学生做好毕业设计工作,激励学生多参与企业的技术设计创新活动。
(三)改革实践教学环节
采取有效的措施推定实践课程教学设计的完善,将课程设计工作与生产实践活动巧妙地结合在一起。加强校企合作,保证课程教学设计的内容与生产实践活动相符合,帮助学生加强工艺设计的经济意识。在实验课程方面,首先应该对具体的实验内容进行综合分析,采取有效的实验方案和实验措施,将最新的科研成果和科研项目引入到学生的日常课程学习中。老师应该加强自身学习,时刻关注国内外前沿的新变化,新发现。辩证地将国外一些先进的、完善的、合理的实验教学项目引入到自己的课程教学工作中,丰富课堂内容,提高实验课程的趣味性,调动学生的学习积极性,推动学生科学思维意识和创新能力的形成。另外,在对学生的实验学习成绩进行考核的过程中,要从实验预习、实验过程、实验报告几个方面来打分。在实习教学的过程中,尤其需要注意的一点就是加强校企之间的合作,可以让企业管理人员以及企业技术专家参与到课程方案设计活动中。根据学校的实际情况以及企业对人才的需求来建设实践教学基地,为学生提供充足的进企实习机会,建设良好的实践平台。
(四)人才培养的目标
将卓越工程师作为学校化学工程与工艺专业人才培养工作的终极目标。为了实现这一目标,在学生大学阶段的教育工作中,首先应该做的就是让化学工程与工艺专业的学生掌握相关的理论知识,在此基础上加强一线工程师能力的培养与训练。参照化工本科专业工程教育认证标准来制定相应的方案,选择合理的措施。在新的人才需求之下、调整人才培养模式。对教学内容进行不断完善,改革课程教育结构,调整教学手段、确立新的行之有效的教育教学制度、提高师资队伍的综合素质。遵循科学发展观念,结合企业的实际发展状况为学生构建最切实际的训练平台,加强校企之间的合作协商力度,为社会经济的发展培养出具备环境友好意识,具备熟练技能的高级化学工程师。浙江工业大学化学工程与工艺专业卓越化学工程师以培养服务工程师和生产工程师为主。因此人才培养目标以知识、能力和素质三方面的协调发展为基础。强调毕业生能与浙江省经济发展相适应,能够从事化工及相关领域的生产管理、设计咨询和职业教育等工作,能够结合相应的工程技术与相关学科知识,解决化工生产过程中的实际问题。毕业生具有自主学习的能力,短期内能获得注册化学工程师资格,成长为能够面向和引领未来的创新型工程师,也具备发展成为优秀企业家和知名学者的潜力。
(五)调整人才培养的模式
根据社会经济的发展,以及企业的发展状况及时地调整人才的培养模式。学校应该参考工业界的标准要求来制定具体的培养目标和培养标准,以便培养出的化学化工专业工程人才能够满足社会经济发展的需求。同时,在对“卓越工程师教育培养计划”的落实情况进行评定的时候,也应该参考国际通用准则与标准。根据实际需求调整课程结构,改变教学手段与方式,将卓越计划培养标准作为参照条件,严格按照工程标准要求,不断提高学生的实践能力,设计能力以及创新能力,促进课程教学内容的不断优化。提高工程人才的综合素质,在学生们中间提倡基于问题、基于项目、基于案例的学习方法,提高学生们的自主学习的能力,引导学生认真做好毕业设计工作。
(六)结语
篇5
关键词:专业特色;课程体系;化学工程与工艺;电化学工程
哈尔滨工业大学电化学工程专业成立于1962年,是国内最早建立的电化学工程专业之一。1999年我国大学本科专业目录调整,原多个化工类专业(含电化学工程)统一合并为“化学工程与工艺”专业,但各大学中的该专业侧重方向与特色不同。我校保留了原来的“电化学工程”方向与特色,并被教育部认定为第三批高等学校特色专业建设点。在特色专业的建设过程中,面对宽口径的“化学工程与工艺”专业,既要开设核心化工课程又要保持电化学工程专业方向的课程。2008年修订培养方案时,我们将化学工程与工艺专业分为“化学工艺”与“电化学工程”两个专业方向进行课程设置。对“化学工艺”专业方向的学生按“化学工程与工艺”专业规范要求构建化工课程体系进行培养;而对于“电化学工程”方向,探索以满足专业规范中核心知识要求为前提,依据专业特色的需要,通过以知识点为标准(不拘泥于课程名称)协调专业规范要求与专业方向的关系,构建彰显专业特色的课程体系。2012年修订培养方案时,我们在系统地分析总结前期实践效果的基础上,形成了新培养方案。本文重点介绍了我们构建与“电化学工程”专业方向对应的课程体系的一些做法,以期达到抛砖引玉之作用。
一、面向国家需求的专业特色定位与培养目标
专业特色是特色专业的灵魂,特色定位准确与否直接决定了特色专业建设的成败。首先,专业特色的定位要以长期形成的办学理念以及在人才培养方面的积累为基础。哈尔滨工业大学化学工程与工艺专业的“电化学工程”方向经过半个多世纪的深厚积累,培养了大批我国电化学工程领域的中坚力量。20世纪80年代,本专业王纪三教授的“发泡镍电极”技术,带动了我国电池行业的技术进步,胡信国教授的“一步法无氰电镀铜”工艺引领了电镀行业降低污染的技术革命,因此获得了国家发明奖。当前,传统石化类资源的日趋紧张及环境污染压力,已成为限制我国经济发展的一大瓶颈,研发新型能源与电镀清洁生产新工艺,是国家能源、环境的重大战略需求,特色专业责无旁贷要担当起此方面人才培养的重任。我们认为,特色定位不能脱离化工领域及化工学科,要根据国家对人才需求现状和发展趋势,充分发挥自己已经积累的特色基础和教学资源优势,有效利用外部环境中的有利因素和发展机遇进行定位。基于此,哈工大“化学工程与工艺”专业特色方向确定为化学电源和电化学表面处理,与电池及电镀行业对应。
本专业毕业的学生应具有以下几方面的知识和能力:(1)具有坚实的自然科学基础,较好的人文、艺术和社会科学基础知识及较高的科学素养;(2)具有较强的计算机和外语应用能力;(3)较系统地掌握本专业领域的理论基础知识,了解学科前沿及最新的发展动态;(4)具有创新意识和独立获取知识的能力;(5)具有较强的分析解决问题的能力及实践技能,具有从事与本专业有关的产品研究、设计、开发以及组织管理的能力;(6)熟悉本专业领域相关的发展方针、政策和法规。
二、基于专业特色的内涵和建设目标,明确课程设置的原则
专业特色是指充分体现学校办学定位,经过长期办学实践逐步积淀形成,优于其他学校相关专业的独特、稳定和具有鲜明个性特点并为社会所承认的专业风格。开展专业特色建设,旨在促进高等学校人才培养工作与社会需求的紧密联系,满足国家经济社会发展对多样化、多类型和紧缺型人才的需求。通过专业特色建设,探索专业建设实践,丰富专业建设理论,形成专业建设、人才培养与经济社会发展紧密结合的专业建设思路与人才培养方案,形成该专业建设内容的相关参考规范,对国内同类型专业建设起到示范和带动作用。
人才培养方案的制订与优化是专业特色建设的核心内容,而课程体系的设计是实现培养目标的基础,是完成特色型人才培养的保证。课程体系构建要根据人才培养目标要求应具备的知识、能力、素质,明确其应具有的知识结构进而设置相应课程,形成结构合理能满足专业特色需要的课程体系。我们认为满足专业特色的课程设置应遵循如下原则:
1.通识教育和专业教育相结合的原则。课程设置上要处理好宽基础与专业特色的关系,注重理学基础教育,既要满足特色的要求,又要为学生未来可持续发展和继续学习打好基础。通识教育和专业教育课程的有机结合,拓宽学生知识和视野,使学生在科学基础、人文素养、专业素质和能力等方面同步提升,促进学生的全面发展。
2.坚持在满足“化学工程与工艺”专业规范要求前提下彰显专业特色的原则。依据专业特色的需要,以知识点为标准,构建融会贯通、有机联系的课程体系。应以学生为本,不但要有与专业特色要求知识结构对应的课程体系,还要通过增加选修课的方式,构建与专业规范完全对应的课程体系,以满足本专业方向学生的自主选修。同时注意设置反映行业与产业形成的新知识、新成果、新技术和学科发展的课程。
3.加强实践教学与创新能力培养的原则。单独设置与实践教学及创新意识培养对应的课程,注重理论课与实验课的衔接与相互补充。增加实验教学比重,及时将教师的相关研究成果转化为实验教学内容,使我校的强势科研力量转化为优质教学资源。并通过设置产学结合与创新类课程等,培养学生运用所学知识解决实际问题的能力及创新意识。
4.促进本科教育国际化的原则。保证学生四年外语不断线。在通识教育阶段基础上,参照国外同类专业课程体系,设置和建设系列化专业教育双语课程,培养学生跨文化交流能力,提高学生的国际竞争力。
三、以满足专业规范基本要求为前提,构建彰显专业特色的课程体系
高等教育大众化的显著特征之一是多样化,但多样化不是随意化,不能没有基本的人才培养质量标准。专业规范就是专业人才培养的总体框架与规定,我们不能背离专业规范中的基本要求去追求所谓的专业特色,遵循专业规范而不拘泥于规范的专业特色才能日益彰显。专业特色总体上呈现多样性特征,而专业规范体现了统一性的特征,专业规范中的人才培养基本规格,核心知识领域等质量要求标准是统一的,这是专业本身具有的特征。要协调好专业规范的统一性与专业特色多样性的关系,以满足专业规范基本要求为前提来彰显专业特色。我们以“化学工程与工艺”专业规范中要求的知识点为标准,围绕“电化学工程”知识结构的需要构建课程体系。基本做法如下:
1.在通识教育方面,强化数理基础,数学类课程278学时、物理课程177学时,人文与社会科学基础课177学时,公共外语课200学时(前两学年完成公共外语课后,大三开设双语课有“化工热力学”、“电化学测量”等,大四开设“表面工程”、“新型化学电源”、“电动车能源系统”双语课,保证四年外语不断线),还设有文化素质讲座、全校任选课等;针对行业、学科发展的需求,在通识教育的基础上,通过知识点不重复介绍来压缩相应课程的学时,设置与电化学工程知识结构对应的学科基础课、专业核心课、专业选修课。为拓宽专业基础,将“工程制图基础”、“化工传递与单元操作”、“化工热力学”、“化工综合实验”、“专业导论课”、“化工安全概论”、“理论力学”、“材料力学”、“电工与电子技术”、“电工与电子技术综合实验”、“高分子材料”、“新能源概论”、“无机材料制备方法”等定为学科基础课。按教学目标重组突出专业特色的主干课程体系,把“无机化学”、“有机化学”、“分析化学”、“物理化学”、“化工传递与单元操作”、“化工热力学”、“电化学原理”、“电化学测量”、“化学电源工艺学”、“电镀工艺学”10门课程作为专业主干课。
2.以知识点为标准,通过必修与限选课来满足专业规范的基本要求。“电镀车间设计”、“化学电源设计”为实践类必修课,同时设有“化工机械与设备”专业选修课,以此涵盖化工设计的知识点;“化学反应工程”与“电化学反应工程”2门课限定为至少二选一,另外在10门专业主干课程中,包含了电极过程动力学、催化、反应器等内容,满足了反应工程知识点的要求。我们增加了选修课门数,并以知识点不重复介绍为原则压缩每门课程的学时,具体分为三类:第一类是设置了“结构化学”、“化工设计”、“化工仪表及自动化”、“化工分离工程”等化学、化工类课程及“材料分析测试方法”课程,使学生具备专业规范要求的化工知识体系,为有志于在化工行业就业及出国、考取外校研究生的学生打好基础;第二类是设置了“新型化学电源”、“固体电化学基础”、“电动车能源系统”、“绿色能源”、“电极材料结构表征”等课程,供希望从事电池行业的学生选修;第三类是设置了“化工设备腐蚀与防护”、“表面工程”、“电化学加工技术”、“涂装技术”等课程,供准备从事电镀行业的学生选修。从知识点看,既满足了“化学工程与工艺”专业规范的要求,又构建了适合专业特色的电化学工程知识结构体系。同时,不但满足了学生的就业要求,还为学生职业发展和继续学习奠定了基础。
四、发挥学科优势,设置加强实践教学与创新能力培养的课程
本专业依托的哈工大化学工程与技术学科,具有一级学科博士学位授予权,并建有化学工程与技术博士后流动工作站,2012年哈工大的化学工程与技术学科排名进入全国评估前八名。多年来面向国家、国防重大需求,形成了本学科的优势特色。在应用电化学方向上,产学研特色突出,多项原创性成果为企业创造了显著的效益。与本专业建立长期稳定的科研、教学合作关系的企业有十几家,为产学结合的学生培养奠定了良好的基础。我校化工学科在“211工程”、“985工程”的支持下,形成了科研、教学硬件大平台,为学生的科研训练、课程设计、毕业论文(设计)等提供良好的实践平台。在软硬件方面,对电化学工程的专业特色方向建设起到了保障和促进作用。另外,本专业正在逐步加大科研设备和科研实验室等资源向学生开放的力度,创造条件让学生能够较早进入实验室,参与教师的科研工作,在具体的科研活动中培养实践、创新能力。在专业实验内容上,鼓励教师将适合于实验教学的科研成果转化、更新为课程教学内容,有利于将最新的学科知识、技能传授给学生。
在实践教学与创新意识培养方面,对于基本技能、方法类实验,与四大化学相关的实验课为132学时、与化工基础相关实验72学时,与专业方向对应的实验课100学时。特色专业是面向行业培养人才,在产学结合上,设置“国内外专家讲学”学科基础课,还要求讲授专业课的教师要理论联系实际,注重启发科研思路。专业定期从合作企业中邀请高级工程技术人员来校为学生进行课堂教学或讲座,聘请具有教学经验的高级工程师参与本科教学活动;在创新能力培养方面,设置了“大一年度项目”、“创新创业训练计划”、“创新实验课”、“创新研修课”,要求学生在校期间至少完成2个学分,可通过选修创新研修课、创新实验课、参加大一年度项目、大学生创新创业训练计划、学科知识竞赛、发表研究论文、申请专利等方式获得。
自1999年本科专业目录调整后,我们围绕协调专业规范的统一性与专业特色多样性的关系上,进行了各方面的努力与探索,构建了面向国家需求的化学工程与工艺特色专业课程体系。作为特色专业建设,我们今后要为实现培养具有前瞻性、综合素质高、创新能力强和具有国际竞争力的行业人才的目标而继续努力。
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篇6
化学工程与工艺教学必须要加强学生的各主面的全面发展,让学生更好的为社会的发展做出贡献就需要从化学工程与工艺的生产实践进行的出发,不断的提高学生的各方面能力,把学生的生产能力与各方面的工程管理能力进行较好的提高。努力把学生培养成为独中挡一面的全面复型人才。
高校的课程制定通常可以影响学生在学习过程中的能力发展方向,所以很多高校为了可以让学生能够更好的适应社会的发展,开始根据社会的需求对教学方向进行调整。充分全面的考虑到社会人文方面的发展与社会的需求二方面的结合。制定出学生德、智、美、体等方面的全面发展,形成符合社会需求的人才培养方略。高校的人才培养方案包括,优化教学知识与内容,根据社会变化及时的调整教学的内容,有效的减少不必要的教材重复内容,在教科书里要突出重点的前沿知识,并根据化学工程的需求拓展涉及到化学工程的其他学科内容。对人才的培养,不止仅限于知识的培养,而且要突出人才本身的其他各方面的素质提高。在实践的教学过程中,要打破其他各方面的限制,把人才品格与意志的培养当成教学过程中的重要内容进行教学实践。人才意志与修养的提高,可以让人才在今后的从业过程中,凭着这些优秀的品格,有效的克服从业中所受到的困难与问题。
与此同时,对人才的培养要结合现代新型的多媒体教学,新型的教学形式不再仅限于单纯的课堂教学,而且要集学生的音像教学,实验室教学为一体的教学模式对学生进行各方面知识的全面提高。高校必须要打破常规的课堂教学,更加重视对学生的动力能力培养,提高学生的实验能力。培养学生对化学工程学习的积极主动性。
二、化学工程与工艺教学的创新
高校为了更好的实现课程的创新优化,很多高校开始把教学基地与教学内容进行合理的分配,形为更加科学是合理的化学工程人才培养策略。优秀的化学人才必须要对化学基础知识进行全面有效的掌握,专业课程的学习以及学生的创新实践能力都是高校对学生进行培养的重要教学内容。越来越多的高校开始把化学工程与工艺教学的创新形成更为有效的教学目标。高校开展特色教学形式,综合提高学生的除化学工程与工艺专业以外的其他学科的综合学习成绩。
1、提高学生的综合素质
高校应该对学生的德智美体做出更高的要求,开展化学工程专业学生更好的对计算机、思想道德等做出更好的提高。提高学生除化学专业以外的其他综合素养。对学生进行思想道德建设,是把学生培养成为有道德、有能力的人才的必经之路。除之之外,培养学生的体能,把学生培养成为具有高尚品格的人才。加强学生的专业课程的教学基本,化学专业课的学生必须要对化学专业具有较高的掌握程度,对化学的各个基础科目具有熟练的掌握与实践的应用能力。化学工程的学生必须要对化学的学课具有较高的理论知识了解与熟练,学生只有对本专业的知识内容具有一定的掌握,才能够更好的把涉及化学相关的知识内容进行拓展。化学学科的实验室操作能力与实习实践也是要通过学生的化学理论知识的掌握而进行有效而全面的实现的。
2、理论与实践相结合的教学创新
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1双语教学对象、课程和师资
双语教学的教学对象必须根据学生的英语水平来确定,这样教与学的效果才会比较好。若将双语教学全面铺开,英语差的一部分学生可能会有厌学情绪,上课不认真听甚至逃课。考虑到学生整体英语水平的不均衡,双语课开设初期不可能面对化学工程与工艺专业所有班级的学生。结合专业实际,拟定以化学工程与工艺“卓越工程师教育培养计划”实验班(以下简称“卓越班”)的学生为教学对象。因为桂林理工大学采取自愿报名、课程考试、面试三者结合的办法来遴选“卓越班”学生。新生入学后,学校组织对自愿报名参加“卓越班”的学生进行英语和数学考试,入选“卓越班”的学生其英语成绩必须达到A班标准。达到A班标准的学生可以在大一参加大学英语四六级考试。大学二年级,“卓越班”学生的四级通过率可达到70%以上。“卓越班”的学生经过了选拔,具有比较扎实的英语基础,是开展双语教学的理想对象。这样在授课过程中学生基本上可以适应双语教学,课堂上亦可以配合教师教学,预期教学效果较好。以“卓越班”为双语教学的试点,总结教学经验,由点及面逐步扩大。双语教学的课程的选择上,必须考虑师资力量和教学资源的配置以及该课程进行双语教学的适宜性。因此,双语课开设初期不可能涉及多门化学工程与工艺的专业基础课程及专业课程。《化工原理》是化学工程与工艺专业学生的一门必修专业基础课,在培养化学工程师中起着举足轻重的作用。化工原理课程实施双语教学有其自身的优势[6]。化工原理课程属于自然科学学科具有较强的国际共通性,其专业术语、基本词汇、句型结构、表述方法等相当比较固定。在实施上,应考虑采用先易后难,逐步扩展范围的原则。双语教学需要精通英语的学科教师,对师资队伍的要求比较高。目前桂林理工大学化工原理课程的任课教师多为青年教师,部分教师具有海外留学经历,能够熟练应用英语和汉语进行教学工作,双语教学具有一定的师资基础。此外,建议学校通过多种途径培养能胜任双语教学的教师。例如:聘请在国外讲授化工原理的资深教师或国内化工原理双语教学的资深教师来校进行教学示范或教学培训,提高双语教学主讲教师的英语授课水平。鼓励和支持双语教学主讲教师到国外进行定期或不定期的教学培训和学术交流,让其有机会深入国外课堂进行听课和教学观摹,以提高双语教学主讲教师英语水平,建立一支有国际化视野的教师队伍。
2化工原理双语教学的目标、教材和教学模式
众所周知,双语教学具有双重目标,一是让学生获取学科知识,二是培养和提高学生运用英语的能力。因此,在化工原理双语教学初期就必须明确两者的关系。化工原理课程实施双语教学目的是教学生以英语为工具掌握化工专业基础知识,其重点还是掌握相关的专业知识[5]。在教学过程中,应把汉语和英语科学合理地穿插在整个教学活动中。按照英语与汉语(即外语/母语)的使用比例,双语教学过程通常分为三种类型:第一,渗透型,即汉语为主,英语为次;第二,混合型,即汉语与英语互为主体;第三,全英型,即英语为主,汉语为次,或全部采用英语授课。在双语教学过程中,英语与汉语比例的高低并不完全取决于双语教师的英语水平,而更多地取决于学生的实际英语水平和理解能力。因此,开展双语教学不能操之过急,应逐步提高英语的比例。授课时注意采用简单的英语句式,语速稍慢、吐词清楚、讲解到位,对较难理解的重要概念和定义,辅以中文解释,使大部分学生能够跟上教师的讲课思路,保证学习效果。教材的好坏直接影响到双语教学的成败。华南理工大学钟理等人,通过不断的教学实践,发现虽然原版英文版教材有其突出的优点和特色,但其在内容编排、知识点衔接、教学要求、讲述方式及总体架构上与我国化工原理教学大纲有明显的区别。采用原版英文教材进行化工原理双语教学具有许多局限性。有幸的是2008年由化学工业出版社出版出版了由华南理工大学、天津大学和华东理工大学合作改编的美国WarrenL.McCabe等编著的著名化工原理教材《UnitOperationsofChemicalEngineering》第7版。该改编教材以我国教学大纲为基本框架,按中文教材的编排顺序,并从原版教材的动量传递、热量传递、质量传递等章节中选择出120学时的内容题材进行重新编译和补充,具有较强的适合高校教学及学生使用书的特点。目前该教材被天津大学、华东理工大学、南京工业大学、北京化工大学、广西大学、福州大学、青岛化工大学等30多所高校采用。因此可以考虑采用该教材作为化工原理双语教学的主要教材。化工原理双语教学应坚持先易后难原则。在实施双语教学的初期阶段,可采用“英文教材、英文板书、中文授课”模式,即渗透型教学模式,保证教学内容和深度不低于中文授课,然后再向混合型和全英型教学模式过渡。或者选择部分内容相对简单的章节进行双语授课,其他章节仍采用汉语授课。从简单到复杂,循序渐进,化解学生的畏难情绪。同时注意发挥学生的主观能动性,为他们创设尽可能多的语言实践机会,不断提高学生综合应用语言的能力和勇气。使学生在学到专业基础知识的同时提高了专业英语水平,从而实现化工原理实施双语教学的双重目标。
3结语
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摘要:对高职化工工艺类专业现有乙醇脱水制乙烯实验装置分析,在现有工艺原理、控制参数基础上,完善工艺流程、增设安全设施、改进控制系统,成为培养化工工艺高职学生专业技能的实训装置,实践表明效果良好。
关键词: 乙醇脱水;乙烯实验装置;改进完善
一、引言
化工工艺类高职教育培养的是既有一定化工生产理论知识、又有较强的实践操作技能及较强适应能力的技术应用性人才。实践教学是培养学生技能的关键,通过典型化工产品的生产工艺,使学生掌握化工生产过程的基本规律,熟悉化工生产过程的开、停车等基本环节,了解化工生产装置的调试、使用,从而加深对化工生产工艺理论的理解,培养工程实践能力。由于化工生产的特殊性,高职化工工艺实验应该是介于实验室、实习车间之间的一种
人才培养空间,主要功能是实现课堂教学无法完成的技能训练,有目的、有组织地进行系统、规范、模拟实际岗位的基本技能训练。
乙醇脱水制乙烯工艺便于在校内实训室实现,其反应设备和工艺参数的控制、整个生产流程的组织在化工生产中有典型意义。因此,高职化工工艺类专业的工艺实验普遍采用该流程。
二、改进的原由
目前国内高职化工工艺类专业的实验装置与高职教育的培养目标不够一致。
(一)实验装置仿照本科院校的模式,与实际生产装置相距较大,工艺流程不够完整。主要着眼于研究化学反应的过程。
(二)装置体现工程环境不够。学生进行实验时操作简单化,重点在参数的测定,通过实验学生没有化工生产全过程的体验,不注重培养学生对整个生产过程环节的认识及操作技能的训练。
(三)现有实验装置安全措施不够,对学生安全生产的意识培养不足。工艺参数主要由人工调节,自动控制也是简单的双位控制,对学生的岗位职业能力训练不够全面。
通过对现有装置的分析,笔者在现有工艺原理、控制参数基础上,对实训装置、控制系统、工艺流程进行改进与完善,效果良好。
三、实训装置的改进
(一)实训装置
(二)完善工艺流程及控制
1. 现有工艺流程主要是作为固定床反应器的实验,流程不够完善。改进后的装置增设贮气罐以及卸压装置,使工艺流程更完善。
2. 本实训所用的物料易燃易爆,若负压操作可能因泄漏空气进入装置,而存在安全隐患。采用正压操作更安全、合理,更符合固定床反应器的运行要求。
3. 自动调节蒸发器的加热电流大小控制乙醇蒸汽的压力,采用自动调节反应器加热电流的大小控制固定反应器的温度,为使自控更稳定,采用PID自控仪表系统,维持乙醇蒸汽压力、固定反应器温度在较小范围内波动,从而提高反应效果。
4. 实训结束后,蒸发器内仍有压力,从安全生产角度考虑,增设卸压装置,使蒸发器内的压力卸至常压后再结束试验。
5. 为避免因自控失灵造成乙醇蒸汽过高带来的后果,在蒸发器上增设安全阀,蒸发器上的压力传感器采用防爆型。同时,由于本装置采用电加热,在装置上增设空气开关,以防漏电造成的事故。
四、实验结果
采用改进后的乙醇脱水制乙烯装置进行试验,试验条件:乙醇蒸汽压力0.015-0.02MPa(表压),床层温度控制在320-340℃,空速(蒸汽)约250h-1。在此条件下的试验结果为乙烯单程收率约为65%,含量85%以上(由于试验前用氮气吹扫,装置内存有一定量的氮气)。
五、结束语
改进后的装置缩小与工业装置的差距,在实验过程中更具有工程环境,成为培养化工工艺高职学生专业技能的实训装置。
(一)完善了工艺流程,更好地训练学生较完整的工艺组织能力。通过较完整的化工过程的操作,训练学生的整个化工生产过程的操作技能。
(二)改进了控制系统,通过本装置训练学生自控参数的整定,培养高职化工工艺学生较全面的职业岗位能力。
(三)采用安全的工艺措施,增设安全设施,培养安全生产意识。
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依据CDIO专业培养目标的设计与确定的基本原则,结合国内相关院校改革经验,制定了化工专业培养目标,既培养具备面向化工及相关产业发展需要,适应未来科技进步,掌握化学工程与工艺专业的相关原理和知识,具有良好的社会责任感与职业道德,基础理论扎实、专业知识宽厚、实践能力突出、创新能力强,获得工程师良好训练,具有终身学习能力、人际交往能力、团队合作能力、组织协调能力和国际视野的高级工程技术人才。
2.课程设置
2.1课程设置的基本原则
(1)紧紧围绕“工程基础厚、工作作风实、创业能力强”的人才培养特色,以CDIO模式为基本框架和背景环境,以突出学生的工程实践能力、团队精神和合作能力、创新精神和创业勇气的培养为主要目标,建立符合国际工程师认证的课程体系。
(2)知识、能力、素质协调发展的原则。突出强调学生的综合素质培养,在重视知识传授的基础上,大力加强学生获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的能力培养。
(3)以生为本,尊重、鼓励、引导学生个性化发展的原则。推进分类、分层教学,减少必修课,增加选修课,给予学生较大的自主选择空间,为学生的个性发展创造条件。
(4)突出工程实践能力和创新精神培养的原则。根据专业人才培养目标,统筹规划实践教学环节,丰富实践教学内容、方式和途径,构建科学有效的实践教学体系。
2.2课程平台建设
根据专业培养目标的要求及课程设置原则,共设置了人文社科课程平台、公共基础课程平台、学科基础课程平台、专业课程平台、素质教育课程平台、实践教学平台和创新创业教育等7个课程平台。
(1)人文社科课程平台。主要培养学生人文、社科等方面的基础知识与修养。
(2)公共基础课程平台。主要培养学生掌握相关的自然科学知识、一定的经济管理知识和相关的工程基础知识。
(3)学科基础课程平台。主要培养学生掌握化学、化工的基本理论、基础知识,受到化学与化工实验技能、工程实践能力的基本训练。
(4)专业课程平台。主要培养学生掌握化工装置工艺与设备的设计方法、化工过程模拟优化方法,具有创新意识和对新产品、新工艺、新技术和新设备进行研究、开发和设计的能力。
(5)素质教育课程平台。该平台是为优化学生知识结构,提高综合素质,增加学习的灵活性与主动性,实现文理交叉与渗透设置的课程平台。
(6)实践教学平台。主要培养学生的工程实践能力、动手能力、创新能力、团队协作精神。
(7)创新创业教育平台。鼓励学生参加各种创新实践活动,参加各种竞赛,培养学生的创新能力、创业能力、人际交往能力、团队精神和合作能力等,提升学生的综合竞争力。
2.3教学方法改革
CDIO工程教育改革是一项系统工程。依据CDIO理念确定的培养目标、课程设置依然只是规划,改革最终必须落实到每门课程、每节课堂、每个活动上,这样才能保证改革的顺利进行。目前我们以“化工设计”这门课程作为试点课程进行了教学方法改革,目的是测试改革想法的可行性和有效性,探索和积累经验。“化工设计”是化工专业学生必修的一门实践性很强的专业课。课程综合运用已学过的专业基础课和专业课的知识,讨论化工工艺过程开发、设备的设计以及化工厂的整体设计。改革前,“化工设计”课程主要是以理论教学为主。CDIO改革后,我们实行的是以项目为导向的教学模式。根据“化工设计”课程教学目标及课程大纲要求,在教学内容中安排了三级项目,三级项目下设置若干个子项目,学生按6-8人分成小组,每个小组自选一个子项目,要求学生在学习化工设计基本知识的基础上,完成一项包括构思、设计、实施和改进全过程的团队项目。在项目设计过程中,学生以团队内合作、团队间协作加竞争的方式进行自主探究式学习,教师仅起指导作用。本课程经过CDIO教学改革后,不但使学生掌握了化工设计基本理论知识,而且也培养了学生人际交往能力、组织管理能力、较强的表达能力、团队精神和合作能力。
3.结语
篇10
关键词:工程能力;创新能力;培养模式;基础课程
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)37-0035-02
化工专业基础课程主要包括《化工原理》、《化工热力学》、《化学反应工程》以及相关的认识实习和化工原理课程设计等课程。根据石化行业以及国家能源战略的发展需求,原有的培养模式已无法满足这一要求,必须通过加强专业基础课程的建设,建立以工程能力和创新能力为导向的新型培养模式,才能够培养出高水平的工程技术人才。本文在对日常教学、学生尤其是已毕业学生反馈、用人单位反馈进行大量分析与总结的基础上,提出了以工程和创新能力为导向的新的培养模式,并进行了多方面的建设工作。
一、面向石油化工行业特色,强化教师队伍与课程建设
1.建立具有较强工程能力的教师队伍。在以工程能力和创新能力为导向的新型培养模式中,教师不但要具有较高的科研水平,还应该具有极为深厚的工程背景。课程教师队伍共由20名教师组成。为了提高教师的工程能力,聘请资深炼油化工设计人员定期进行讲座。在科研成果的工业化转化过程中,鼓励年轻老师共同参与,提高其工程能力。通过几年的建设,形成了一只高水平的教师队伍:1名教授被评为北京市高等学校教学名师、2名教授被评为校教学名师、1名副教授被评为校品牌课教师、《化工原理》教学团队被评为北京市优秀教学团队、建设了《化工原理》与《化工热力学》2门北京市精品课程。
2.形成了具有鲜明行业特色的教材体系。原有教学模式中采用的都是化工通用的教材,根据毕业生和用人单位的反馈,教材内容不能满足石化行业的发展需求,一些内容和方法在工厂也不再使用。为此,任课教师主编了《化工热力学》、《化学工程与工艺专业实验》和《流态化工程》讲义(双语)、参编了《石油化学工程原理》、翻译出版了《化学反应工程》共4门课程的教材,针对石油加工过程进行了大量的补充和删减。如在《石油化学工程原理》教材中补充了石化行业常用的高温油泵的特殊输送要求,在分馏过程中补充了油品分馏塔的操作和核算;结合石油工程中流体相态对油田开发的重要性,对热力学教材中过时的图表法计算流体热力学性质等内容作相应的删减。主讲教师还主编了《催化裂化流态化技术》、《水合物科学及技术》、《二氧化碳捕集、封存与利用技术》,参编了《原油蒸馏工艺与工程》共4本著作,这些著作是化工专业其他课程的重要补充内容,并极大地开拓了学生的视野。
3.积极进行教学方法改革,增强学生的学习兴趣,提高教学效果。强调通过教学改革增强学生学习的兴趣。例如在《化工原理》教学中首先以多相传质设备的相控制基本理论作为基本路线;其次,建立了多相传质工艺和设备过渡教学体系;再次,建立了多相传质及其附属设备的全塔负荷性能图分析理论,规范了塔设备操作限的概念。多年来学生普遍对《化工热力学》有畏难情绪,认为理论性过强、难以应用。任课教师分析发现过去课程中大量使用的图表在生产实际中很少使用,基本都已通过计算模型实现。因此在授课时只对少数必要的图表进行讲解,以帮助说明问题或者现象。而对于实际工作中经常用到的状态方程和活度系数模型等,文献报道的状态方程有几百个,现场使用时往往无从取舍,因此在课堂上进行了仔细的讲解,对于过去大量存在的过程推导适当简化,要求学生学会使用商业化模拟软件进行计算,以满足未来工作中的需要,这样既突出了本科生学习过程的重点,又保证了教学的效果。
二、建立多样化的提高工程实践和工程设计能力的培养体系
化工专业基础课与实际化工生产联系非常密切,但学生在学习中却往往感到抽象、缺乏兴趣,其原因在于在以课堂教学为主的方式中很少涉及体验、实践的学习环节。如图1所示,在多样化的提高工程实践和工程设计能力的培养体系中,学生在学习专业基础课之前应先经历认识实习、参观化工设备模型、拆装实验等环节,激发起学生的兴趣,在专业基础课学习过程中,应通过设备仿真和拆装实验等体验实践环节,通过亲身感受进一步固化所学知识,最后通过课程设计等环节,促使学生对所学理论知识进行复习、应用,并进一步升华。在此过程中,学生学习专业知识的渴望是自发形成的,而不是传统的教师督促学习,因而学习效果很好,学生的动手能力、工程能力也得到了极大的提高。
为配合这一培养模式,授课教师建立了拆装实验室,包括各种形式的泵、压缩机、阀门、换热器、塔构件,向所有学生全天开放,部分涉及设备的课程甚至可以到实验室内讲授。另外,还建立了设备仿真系统,学生可模拟工厂内设备的启动与关闭。在课程设计教学中,强调一人一题、分组协作,既提倡相互协作,又保持设计过程的独立性,结课时引入答辩程序,要求同学对设计过程和设计思路进行讲解。此外,聘请校外资深设计人员给学生讲课,传授设计和工程经验。课题组教师还将多年科研成果:单指标全塔性能负荷图用于《化工原理课程设计》,引导学生通过Aspen软件编程计算,并与手工计算结果相对比、找不足。这些措施极大地提高了学生学习的主动性、积极性,使学生的工程能力通过多种方式得到锻炼。
三、创建创新能力培养的新模式
课程教师在《流态化工程》课程中,广泛搜集了国内外流态化领域的新理论、新知识,并将其简化为通俗易懂的知识,补充到教学内容里。内容涵盖了新的测量方法(如气泡直径的测量方法、颗粒混合的测量方法等)、经典理论的新发展(如经典两相理论的不足及其补充,以及基于其建立的新模型)、计算机CFD数值模拟等。在补充新的研究结果时,进行的大量的取舍,考虑到授课对象为本科生,理解能力和学习基础无法和研究生或专职研究人员相比,授课时只着重于新模型、新理论的描述,具体的推导过程和计算过程并不涉及。这样,既方便了学生的理解和学习,又能够为今后从事流态化研究的同学打下一定的基础。此外,将已工业化的优势科研成果转化为多功能教学实验装置,指导学生对感兴趣的知识点自主设计、完成实验,使学生的创新能力得到极大提高。例如,气固流化床反应器是石化行业广泛采用的反应器,由于知识比较抽象,学生无法获得深刻的理解。课程教师根据科研成果开发了《流化床自动控制综合实验系统》,可以直接观察实验现象,完成各种形式的流态化实验。学生还可以自己设计实验条件进行研究,该装置已经投入使用5年,受到了学生的好评,也得到了教育部有关专家的肯定,目前,该项技术已经推向市场。化工原理团队教师根据多年科研成果建立了多套大型冷模催化裂化实验教学装置,高达20m,一次可接纳学生10人/套,不但可以观察流化现象,而且可以展开密度、压力等多个物理参数的测量,进行压力平衡等装置运行状况的衡算。小型《催化裂化热态实验装置》不但可以测量产品收率、烧焦效果等工艺参数,而且可用于热量衡算、质量衡算、能耗分布等装置运行的评估计算,石油大学在旋风分离器领域的研究已达到国际先进水平,课程教师自行设计、加工了一套《旋风分离器冷态实验装置》,可进行气相流场、分离效率的测量等。石油大学化工热力学教学团队多年来形成了具有特色的研究方向,并曾获得国家和教育部的自然科学奖。化工热力学教学团队开发了《流体相平衡实验装置》,可以直接观察到流体的相态变化并完成气体在液体中溶解度的测定。根据多年从事油气藏流体相态研究,对化工热力学实验进行了大量的补充和改进,并编入了《化学工程与工艺实验》教材中,提高了实验设备和技术水平,提高了教学质量。
四、应用效果