化学工程研究汇总十篇

时间:2023-09-07 17:40:58

化学工程研究

篇(1)

1.2新的分离技术。随着世界各国经济的快速增长,原有的分离技术已经无法满足现代化学生产的需要,只能够进行深层次的探讨创新。所以,国内外一起合作共同研究除了大量的新分离技术。由于这些新的分离技术刚刚研究出来,刚刚投入到化学生产中,所以不是很完善,还存在着许多的问题。这项研究的相关分子蒸馏在理论上的探讨比较少,也没有深入研究、设计刮模式分子蒸馏器。但是随着时代的发展,信息技术与科学技术的进步,分离技术在实际应用的过程中得到了极大的改善,取得了显著的成果。后来,逐渐将信息技术融合到了分离技术当中,产生膜分离技术、超临界分离技术、超声提取等先进的新型分离技术。

1.3超临界化学反应技术。超临界化学反应技术是随着绿色化学的发展而产生的,是一种以超临界流体作为化学反应介质或反应物的新反应技术。因为这种反应物与临界点相当接近,所以其反应速率相当快,已经广泛的应用到了化学工业、生物工程、食品生产等领域当中,对这些领域的发展做出了巨大的贡献。

2传热过程中的新研究

2.1传热理论研究进展。近几年来,由于滴状冷凝的实现与增长冷凝表面寿命等相关问题的影响,研究人员至今未将滴状冷凝应用到实际的化学工业生产当中。现在的机械、石油化工以及航空航天技术仍然在使用沸腾传热方式,利用这种方式来进行工业生产。长期以来,人们一直致力于液体发生核态沸腾原因的探索,因为沸腾的形式多变又复杂,所以增加了研究的难度。尤其是在计算方面,更是存在一些严重的缺陷,使得计算的准确率极低,而且还需要大量的实验做基础。除此之外,水沸腾时会产生一些气泡,这些气泡会影响到加热器的表面,使得计算的难度再次加大。这都是现阶段急需解决的问题,也是现在研究的重点。

2.2微细尺度传热学研究进展。微细尺度作为现代热学中的一个分支,主要是研究热学的一些规律以及微细的探讨,研究前景非常广阔。在研究微细尺度传热学的过程中,如果所研究的物体尺寸远远比承载粒子的平均尺寸大,我们所假定的观点依旧成立。但是由于我们研究的尺度比较微细,所以原来假定的那些影响因素会发生一些改变,导致液体流动的规律发生变化。随着近几年来纳米技术不断进步,逐渐受到人们的重视,生产中的诸多领域都在引用尺度微细传热学,如高度集成的电子设备、微型热管等。

2.3强化传热过程的研究进展。要想优化传热过程,就必须从换热设备方面进行研究分析,优化设备,从而提高传热效率。换热设备主要就是进行热量的传递,热量传递有逆流、顺流、交差流、混合流等四种方式,其中逆流过程中产生的温差是最大的,顺流产生的温差是最小的。我们应该想办法改进换热设备,使其能够持续对外放热,以此达到本次研究的目的。例如:我们可以发明一些新的换热设备,采用新的传热材料应用到设备当中;改进原有的传热设备生产工艺;参照原有的设计方案,结合现代的科学技术对方案进行优化等。

3化学工程未来发展动态

时代在进步,科技在发展,大量的科技产品及技术不断出现在人们的视野当中,并且被广泛的应用,这就给化学工程的研究提出了新的研究方向。那就是在今后的发展当中,如何给新技术的引用提供一些良好的服务及体系,并且将新形成的理论完善,使化学工程不断进步,朝着新的目标发展。其次,现在主张全面发展,我们应该研究一下信息、生物、能源、环境等方面的技术,将这些与化学向结合,为化学工程的发展做出良好的铺垫。

篇(2)

起步于1991年的专业学位研究生教育作为我国研究生教育的重要组成部分,发展至今为我国的经济建设与社会发展输送了大量人才。为了更好地满足国家经济社会发展对高层次应用型人才的迫切需要,优化研究生教育类型结构,完善其培养体系,推动硕士研究生教育从培养学术型人才为主向培养应用型人才转变,2009年全日制工程硕士开始招生。正是由于全日制工程硕士与在职工程硕士在培养方式、招生等方面有所区别、存在差异,因此,过去对在职工程硕士的培养经验不能完全照搬到全日制工程硕士的培养上来,这就要求对全日制工程硕士的培养模式进行创新。但如何创新以及如何真正在具体的培养实践中体现出“创新”,是值得思考与研究的问题。

1全日制工程硕士培养中存在的问题

全日制工程硕士专业学位是全日制专业学位的一种,旨在培养应用型、复合型、高层次工程技术人才和工程管理人才。国内工程硕士研究生教育发展至今,其教育体系和培养模式已较为完善,研究也比较深入。其中,对工程硕士培养模式的研究主要集中在培养目标、课程设置、导师制、论文标准、实践方式等方面。因此,尽管国内外对工程硕士研究生教育进行了较深入的研究,并取得了许多积极有益的研究成果。但对全日制工程硕士培养模式的研究则处于起步和探索阶段,仍存在不少不足和问题,主要体现在以下三个方面[1-3]。

1.1培养目标形同虚设

培养目标是培养模式中的重要因素,也是理顺整个全日制工程硕士培养过程思路的关键因素。我国全日制工程硕士专业学位尽管与对应的工学硕士学位的培养目标有较明确的文字表述差异,但在实际培养过程各环节却与工学硕士学位有极大的重合,并未表现出其培养目标所设定的差异所在,尤其是培养目标在反映全日制工程硕士专业学位的实践性特点方面存在不足。美国全日制工程硕士专业学位尽管与对应的工学硕士学位的培养目标没有很明确的文字表述差异,但在实际培养过程各环节中,无论是学制、学分、课程设置或是学位论文考核等各方面均表现出明显区别。

1.2培养过程缺乏实践性

培养过程是培养模式中的最重要因素,也是全日制工程硕士培养质量的最关键因素。我国高校的全日制工程硕士在具体培养环节与原有的学术型工学硕士相比没有体现出明显差异,其实践性和应用性在全日制工程硕士培养过程中存在明显不足。如,课程设置缺乏实践性课程,专业实践环节薄弱,指导教师工程实践意识淡薄等等。

1.3质量评价体系模糊不清

质量评价是培养模式中的重要环节,也是综合反映全日制工程硕士培养水平的重要环节。目前,我国全日制工程硕士的学位论文评价体系仍停留在对论文选题类型的探讨之中,至于学位论文考核的其他环节(学位论文的选题及形式、考核方式、评阅答辩等)则仍处于模糊不清的状态。

2化学工程领域全日制工程硕士培养模式研究

为了解决全日制工程硕士培养中存在的培养目标形同虚设、培养过程缺乏实践性、质量评价体系模糊不清等主要问题,从以下四个方面对基于化学工程视角的全日制工程硕士的培养模式进行了研究。

2.1建设校内和校外“两支”师资队伍

为了更好地针对全日制工程硕士的实践性与应用性特点展开教学与培养指导,培养高层次应用型人才,通过建设校内和校外“两支”师资队伍,为全日制工程硕士的培养提供及时有效的指导。每位全日制工程硕士配备两名导师,校内导师为主且主要负责研究生的理论指导,校外导师为辅且主要负责研究生的实践指导,校内外导师各负其责,共同商定研究生的个人培养计划。校内师资队伍。校内师资队伍主要来自化学工程与技术一级学科学位点硕士导师,具有工科背景,工程实践经验丰富,结构合理。根据学校硕士研究生指导教师管理办法,每年选聘、培训2~3名校内导师。校内导师实行任期考核制度,每三年考核一次,考核合格者方可延续任职资格,考核不合格被取消导师资格。校外师资队伍。根据学校硕士研究生指导教师管理办法,校外导师每年由化工企业负责组织推荐,被推荐专家应是实践经验丰富、理论学术功底深厚、主持省部级及以上应用研究项目或企业技术革新和改造项目的高级工程技术人员,符合学校有关导师聘任条件,由学校负责认定导师资格,并聘任为全日制工程硕士校外导师,与校内导师合作指导全日制工程硕士。校外导师应严格按照学校学位授予和研究生培养工作等规章制度,履行导师职责。

2.2构建“一个”突出实践性与应用性特点的培养方案

为了突出实践性与应用性,化学工程领域全日制工程硕士培养方案遵循“强化基础理论、突出实践与创新、着重综合素质”的原则,培养方案科学、合理。课程设置以实际应用为导向,以职业需求为目标,以综合素质、工程实践和创新能力的提高为核心,要符合学校定位,具有学校特色。教学内容强调基础理论与应用实践的有机结合,突出案例分析和实践研究。论文课题应来源于企业,或有明确的生产技术背景和应用价值,涉及化学工程领域的新产品、新工艺、新过程、新技术、新装备、新软件或新材料的研制、开发、放大、设计与优化。可以是一个完整的工程项目,也可以是某一个大项目中的子项目。论文所涉及的课题要有一定的技术难度和工作量,论文要有一定的理论基础,具有先进性与一定的创新性。

2.3打造校内实验平台和校外实践基地“两个”培养平台

为了更好地实施校企联合培养机制,践行突出实践性与应用性特点的培养方案,通过打造校内实验平台和校外实践基地“两个”培养平台,形成有利于全日制工程硕士自我学习、工程实践、创新应用的环境和条件。校内实验平台。主要包括教育部重点实验室、湖南省基础课(化学)示范实验室、湖南省普通高等学校重点实验室、湖南省高校科技创新团队、湖南省大学生创新训练中心等省部级教学科研平台,是全日制工程硕士创新应用能力培养的主要场所[4-5]。校外实践基地。主要包括国家级大学生校外实践教育基地[6-7]、湖南省校企合作人才培养示范基地[8]、湖南省高校产学研合作示范基地、化学工程领域全日制工程硕士联合培养基地等校外实践基地,是工程实践能力培养的主要场所。2.4完善“一个”符合学校办学定位和企业实际的校企联合培养机制为了培养和提升化学工程全日制工程硕士的工程实践能力和创新应用能力,通过实践教学方式方法改革、工程实践采取校内外导师联合指导方式等,完善“一个”符合学校办学定位和企业实际的校企联合培养机制[9]。实践课程设置。为了提高全日制工程硕士的工程实践能力和创新应用能力,实践课程主要有专业实践A(集中实践)、专业实践B(分段实践)。实践课程由校内外导师联合指导,其中专业实践A以校内导师为主,专业实践B以校外导师为主。实践教学方式方法改革。基本实施了校内导师与校外导师相结合、理论学习与工程实践相结合、自主学习与现场实习相结合“三结合”实践教学方法。逐步实施了学校教育与企业培养相结合、工程实践与创新训练相结合、工程创新与科技创新相结合“三结合”实践教学方式,充分利用校企优质教学资源,开展现场演示、专题讲座、案例分析等多元化的教学活动,积极开展项目式、案例式、体验式等实践教学改革。工程实践基本要求。工程实践是全日制工程硕士培养中的重要环节。工程硕士在学期间,必须保证不少于半年的工程实践,应届本科毕业生的实践时间原则上不少于1年。工程硕士采用集中实践与分段实践相结合的方式到企业进行工程实践。通过工程实践,使工程硕士熟悉本领域中的项目规划、产品研制、设备设计、工程强化、环境保护等某一或多个环节中的工程知识,并撰写总结报告。通过工程硕士在工程实践中的态度、表现、过程、实践内容和总结报告质量,对其工程实践课程成绩进行整体评价。工程实践采取校内外导师联合指导方式。在双导师指导下,工程硕士通过在企业参加工程实践活动,巩固和深化理论知识,提高发现并解决工程实际问题的能力。工程实践成绩分为优、良、中、及格和不及格五个等级,由校外导师、校内导师和企业相关技术人员组成的考核小组给出。

3结语

针对全日制工程硕士培养中存在的主要问题,通过研究和实践,建立了基于化学工程视角的“2121”全日制工程硕士培养模式,即,建设校内和校外“两支”师资队伍、构建“一个”突出实践性与应用性特点的培养方案、打造校内实验平台和校外实践基地“两个”培养平台、建立“一个”符合学校办学定位和企业实际的校企联合培养机制。该研究将为化学工程领域全日制工程硕士培养模式的创新提供依据,为其他领域全日制工程硕士培养模式的创新提供借鉴,为全日制工程硕士研究生教育的改革与实践提供参考,具有重要的理论和实际意义。

参考文献

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[7]申少华,周虎,曾坚贤,等.大学生校外实践教育基地建设初探[J].教育教学论坛,2015(2):148-149.

篇(3)

前言

化学生产工艺是化学生产过程中一直处于开发状态的技术,化工工艺的开发与发展在近年来更加火热,主要原因在于化工生产常常造成一定范围内的污染,附近居民的生活受到很大的影响,工厂附近水质也不断地降低。这一系列化学工程造成的环境污染问题已经困扰人们很多年,也带来了许多不便,当今社会越来越不接受这种状况,对化学工厂、化学产品制造进行改革的声音越来越大。随着科技技术的不断深化,越来越多的化学污染环境问题写入了国家发展政策的大纲。解决环境问题、如何最有效地进行化工生产、如何提高化学品工业品的质量还有待商榷。目前大多数工厂尚未满足对绿色生产的要求,提高化工生产处于临界状态。

1化工生产行业当前的形势

1.1生产效率没有达到应有的水平

生产效率在化学工业的进程中进步缓慢,在我国这是各个化工厂都有的缺点,特别是在化学反应中,状态和机器不过关。例如在化肥生产过程中,生产机械的运作往往不能够使反应临界点达到预定的状态。反应不充分,致使废弃掉的气体和废弃掉的反应物大量地排放到空气中。实验过程中,资源的浪费是非常严重的。对反应完的原料的丢弃程度到了令人震惊的地步,许多人将仍然没有充分反应宝贵的生产资源丢弃在周边的生态系统中。其他失败品、不合格品的丢弃率高的惊人,这造成了非常大的资源不充分利用,也没有使生产达到想要的效果,在巨大的消费者群体面前,化学品的使用效率不高,因此化工产品的质量及数量还远远不能满足人民生活的需要。

1.2生产过程没有达到保护环境的效果

化学工业产生了严重的环境污染,统计表明,化学制品的废物排放是主要的污染源。目前中国的化工生产的污染物严重超标,特别是重金属的排放和未完全反应的实验废物的排放。这些化工废弃物排放之后,各种污染物进入水中,水中生物的生活环境遭到破环,除此还降低了周边土壤的肥沃度,大大降低周边农产品的产量和质量,其次,这些化工废弃物还污染了周围的空气,导致周边的空气质量大大降低。因此化工生产造成的污染是严重的,多层次的,化工产品生产向环保化生产刻不容缓。

1.3生产不连续性成为生产进度的掣肘

化学工程中,生产环节不连贯也是化工中的一大问题。生产环节不连贯的主要原因在于生产工人的技术不高、工厂的机器落后。一些工厂为了节省开支,忽略了对新型先进机器的引进,对生产工人的培训也不到位,许多没有熟练掌握机器的工人走上了工作岗位。生产环节不连贯致使整个工程的连续性不佳,工程的进度容易受到影响,尤其是当整个生产环节出现脱节的时候,生产的停顿不仅会影响已经产生的化学反应结果,而且对下一步的化学生产也造成了一些不必要的麻烦。同时,化工生产中生产时间是一个非常值得重视的问题,生产的停顿难免会造成生产时间的延长,从而对产品的交付和销售产生不良的影响。因此,生产的不连续性是化工生产中一个亟待解决的问题。

2化工生产的工艺解析

2.1改善化工生产过程中化学反应的要求

在化学生产过程中,对反应条件和反应环境要进行改进。反应条件是化学生产中不可获缺的一份子,为了生产更多有用的产品,减少生产的时间,不让大量的废物产生,反应条件是最首当其冲的考虑因素。在一个合适的环境中的化学反应可以达到最理想的效果。在化学生产中,不得不考虑的方面是加强化学生产过程中的反应条件。使用的催化剂和反应条件必须符合规定的标准,以确保有效的生产和减少化学生产过程中的废物,变成真正的绿色生产。在随后的反应条件的合理安排,也可以确保废物不直接排入自然环境或有用的原材料的再利用,并保证化学生产的相对环境保护。

2.2完善当前对排污和化工流程的管理体系

当前化工企业的生产,不仅应该减少污染环境,而且还应该能够提供对化工流程的处置方法和管理制度的规定。目前,有毒物质和重金属,是绝对不允许直接进入自然环境中的。但是现在大部分工厂的废水处理,许多工厂没有通过合格的标准就将废物排放在河流,甚至一些不负责任的工厂直接将生产原料倾泻入河流当中,大大破坏了植物的生长环境,居民的生活也因此受到很大的影响。所以,我们目前看到的废气排放,都应进行适当处理后进行排放,废水排放的化学技术是简单的,尤其是运用基本化学反应原理,通过沉淀废水中的重金属,之后通过损坏的废气中的顶部和一个排气在排气系统中的设备可以将尾气中有毒气体和废气中的粉尘排放到空气中进行过滤,得到符合国家标准经过一系列的处理,废弃物由此就可不直接进入环境,并对环境造成不良的影响。

2.3让化学生产工艺真正在生产中起到积极的作用

化工生产的主要过程是由化学反应的方法和产品加工方法组成,落实各项措施是用化学方法为主。通过生产工艺和技术以改变其组成和结构的物质,之后合成新的物质。例如,制造氧气,以什么样的方式是最简单的、效率高,更适合生产化学品的呢?在另一个环境的生产原料,可以随机地改变,通过改变生产的适应性,实施后的一系列化学工业生产过程,从而提高生产效率和、学的执行效率和实现绿色生产。在化工生产中,生产过程的未来化学工业生产中运用化学生产工艺是未来化工生产的发展趋势,使用化学工艺能让化学工程达到趋于理想状态,化学的工业现代化对中国化学工业的发展也起到了重要作用。

3对本研究的全面概括

在本研究中,作者研究的主要问题是针对对化学生产工艺的。化学技术是当今的一个热门话题,传统的生产工艺以牺牲自然环境为代价,以生产大量的化学物质为目标。尽管这些化学物质对我们的经济发展中农业和工业都起了非常重要的作用,然而对环境造成的负面影响是无法估量的,许多湖泊、河流受到污染,水中生物的栖息地被无情的破坏,无数的水中生物被有毒化学废物无情致死,所以,实施绿色化的化工产品生产、进行合理的化工生产流程,是未来化学工业和化学工艺生产的重要趋势,化工生产必须不断向高新化、流程化的发展,以促进环境保护,在以后通过运用化工生产工艺到化工产品生产技术中,可以同时达到增加生产效率、节约能源和保护环境的效果。虽然当前的化工生产过程不能实现环境保护、节能减排要求,但是化工生产工艺不断发展,未来会使这些问题得到有效解决。在化工生产过程中,许多化工厂仍然需要不断积累经验,以谋取在发展之路中向现代化转型。政府的政策也支持一些大型化工企业进行改革,逐步改善之前化工生产的一些不足,逐步提高化工生产的效率。今后十年,化工生产工艺必然有一个质的飞跃。

参考文献

篇(4)

近年来,为了更好地与国际教育接轨并实现国际互认,我国越来越多的大中专院校逐步接受了工程教育认证的理念,加快了工程教育的认证工作。从2016年正式加入国际工程联盟《华盛顿协议》,工程教育认证已被确认为最权威的工程教育本科专业认证[1]。根据2018版工程教育专业认证标准,通用标准划分为学生、培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍和支持条件等七项内容。依据标准要求,围绕着这七块内容来判断专业是否达到认证要求的依据。其中,课程体系的达成被认为是实现专业人才培养目标的核心要素之一[2-3]。2019年,盐城工学院化学工程与工艺专业顺利通过专业认证工作。认证期间,我们对化学工程与工艺专业的人才培养方案进行了系统性地完善,包括课程体系的修订工作。这样有助于学生达成毕业要求,促进了学科的可持续性发展。笔者以我校化学工程与工艺专业认证情况为例,浅谈课程体系的构建工作与成果。

1建立基于专业认证标准的课程体系

1.1本专业课程体系的构成

为达成毕业要求的各指标要求,本专业依据成果导向教育(Outcomes-basedEducation,OBE)理念,逆向设计并构建了课程体系。总体思路是:培养学生掌握较为扎实的通识基础知识,逐步地掌握本专业领域必需的基础理论和技术基础知识,并不断训练学生的理论联系实际的能力、创新意识和专业知识的综合应用能力[4]。本专业课程体系如图1所示。依据2018版通用标准,课程体系分为通识教育课程模块、专业基础课程模块、专业课程模块和实践课程模块四部分[4]。为了达成各项的占比要求,通用做法如下:通识教育课程模块主要包括数学与自然科学和人文社会科学(两类的占比均不至少15%);专业基础课程模块主要包括工程基础课程和专业基础课程。而专业课程模块包括专业必修课程、专业选修课程、素质与能力拓展课程等子模块。这两类的综合占比不少于30%。工程实践与毕业设计(论文)占比也不少于30%。此外,结合课程体系对毕业要求指标点的支撑关系,进行合理归类,确定本专业核心课程。

1.2课程体系中课程设置的内在关联

按照工程教育认证的标准,课程体系的划分能够满足各类标准的要求。但是涉及到具体课程的设置及先后修次序,以及课程间的内在联系等对课程体系的完善也非常重要。一般地,课程设置以专业知识逻辑为基础,以能力培养为主线。现以培养学生化工设计能力而设置的相关课程及内在关联分析为例。以《化工设计》单独一门课程为例,说明必修课程先后修关系[5]。《化工设计》先修课有《化工原理》等课程。比如,通过化工原理的学习,使学生掌握流体流动、传热和传质以及单元操作的基本原理,培养学生运用基础理论、分析和解决化工单元操作中各种工程实际问题的能力,增强学生工程观点、经济观点、定量计算和工程设计(研究)的能力[6]。《毕业设计》使学生获得化工工程师所必须的综合能力,具有现代化工环保安全意识,具有对新产品、新工艺、新技术和新设备进行设计的能力,具备使用先进的化工设计软件进行化工工程设计的能力。《化工设计》后修课程有《毕业设计》,通过《化工设计》的学习,使学生基本了解化工生产车间(装置)设计的内容和步骤,并初具化工装置设计的能力,为最后的《毕业设计》打下良好基础。由上述分析可知,《化工设计》课程先后修关系与能力培养递进逻辑相符合,能实现毕业要求所需能力的培养要求。本专业必修课程的先后修次序都按能力递进的要求进行了设计,能确保学生达到毕业要求。

2课程体系构建与解决复杂工程问题能力培养

针对解决复杂工程问题的能力培养,本专业在课程体系中的四大模块,即通识教育课程模块、专业基础课程模块、专业课程模块和实践课程模块,依据不同课程类型以及能力达成的要素和基本规律,进行课程教学目标的制定并体现于课程教学大纲中。其中,通识教育课程模块和专业基础课程模块侧重加强复杂工程问题能力的识别、表达和分析能力的培养;专业课程模块侧重加强分析、设计、研究能力的培养;实践课程模块侧重加强综合运用知识解决实际问题的能力培养。以化工原理对毕业要求指标点的支撑为例,体现系统设计和实现能力的培养。

3非技术因素在课程体系构建中作用

针对非技术因素的能力培养,本专业设置了“思想道德修养与法律基础”、“化工安全与环保”、“化工企管”等课程。比如:为了支撑毕业要求指标点6.1“能够了解化工专业领域相关的技术标准、知识产权、产业政策和法律法规”,设置“化工设备机械基础”、“化工产品市场调研”和“工艺及生产实践”四门课程,分别地涉及到通识教育课程、专业基础课程和实践课程。使得学生能够理解工程实践活动对社会、安全、文化、道德、法律以及环境等问题的影响和内涵,从而能够承担责任并遵守化工行业相关技术标准规范。再比如,强化相关实践性教学环节支撑非技术因素影响能力的毕业要求指标点,在教学内容上,既要体现考虑非技术因素影响能力的相关知识点进一步自我学习,又要进行实践应用训练。在课程教学实施过程中有明确的考核要求和评分标准。如:为了支撑毕业要求指标点3.2“能够针对特定需求完成单元(部件)设计的基础上,进行系统或工艺流程的设计”,设置了“化工设备课程设计”、“化工原理课程设计”、“反应器设计”、“化学化工常用软件实践”、“毕业设计(论文)”五门实践性教学环节。在设计任务书中除了对具体设计任务给出明确要求外,还要求在设计过程中,能够依据相关标准、规范,综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等制约因素,并体现创新意识。同时,在设计说明书中和答辩过程中有相关内容体现,并对该内容给出具体量化评分标准和考核方法。

4结语

基于专业认证“成果导向型教育”的人才培养理念和要求,化学工程与工艺本科专业课程体系的构建应更加注重体现专业的办学特色,体现针对复杂化学工程问题的研究、分析与解决,体现专业技术与非技术领域各项能力的完全达成,使得学生的综合素养得以全面提升,创新意识、国际视野、职业道德、安全环保意识等各方面的能力获得增强,为区域经济社会发展储备高素质应用型人才。

参考文献

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[4]工程教育专业认证标准(试行)-教育研究与评估中心,2018.

篇(5)

[关键词]

卓越工程师计划;工科化学;课程教学;教材建设

化学是研究物质的组成、结构和性质及其变化的科学。工科化学简明地阐述化学的基本原理和知识,密切联系工业和现代科技发展的实际,体现了化学和工程技术间的桥梁作用,是高等工科院校工程技术专业必修的一门基础课,也是培养全面发展的现代工程技术人员知识结构和能力的重要组成部分。该课程授课对象一般为非化学化工类工科专业学生。非化学化工类化学基础课程的教学模式改革,相关学者进行了较多的研究[1-3]。随着教育部卓越工程师教育培养计划的贯彻落实[4,5],也为工科化学的教学提出了新的要求。如何在新的形势下更好的开展非化学化工类工科专业的化学课程教学,提高学生对物质世界和人类社会及其相互关系的认识,培养学生正确的科学观、科学的社会观,并突出科学思维方法和创新能力的培养,使之学会把化学的理论、方法与工程技术的观点结合起来,是摆在教育学者面前的一个问题。

1教材建设

教材是教学内容的载体,在新的形式下教材更需要体现工程背景。工科化学主要内容是介绍化学的基本原理及其应用,因此教材在编写过程中可以从以下几个方面加以改进。第一,基本原理为基础,不断融入近年来新的内容。例如,在物质结构一章,以小字或延伸阅读的方式介绍2013年获得诺贝尔物理学奖的“上帝粒子”相关内容;在电化学一章,简单介绍原电池原理后,可将近年来与我们日常生活关系密切的锂(离子)电池作为重点进行介绍并以小字或延伸阅读的方式介绍一下具有诱人前景的石墨烯电池,等等。第二,以工程实际为例讲解基本原理的应用。例如,在离子平衡一章,可以结合实际某工厂废水组成情况,讲解如何利用沉淀原理将其中某些有害离子去除。第三,做到图文并茂。印刷精良,图文并茂的教材对学生的吸引力不可小觑,一方面可以减少阅读纯文字的枯燥,一方面还可以增强学生的感性认知。例如,在物质结构一章波函数角度分布图,用三维的立体图代替平面图,学生的印象会更加深刻。

2教学内容

在一所大型综合性的高校中,学科专业宽泛,一般性教材中所举的实例不可能涉及到所有专业,必然会顾此失彼。这就要求教师在课堂教学中能够针对学生专业在教学内容上进行二次编排,加强师生互动。根据卓越工程师计划各专业对化学知识的新的需求,对教学内容进行调整,并不断进行更新,使教学更加有针对性。例如:对于给排水和环境专业,在溶液平衡和水处理方面适当增加一些实例;对于机械、材料专业,增加材料结构与性能、金属的腐蚀及防腐原理等方面的介绍,等等。

3教学方法

我们知道同样的知识,不同的老师教出的效果是有差别的。因此,一个好的教学方法对于吸引学生的注意力,提高学生的兴趣、提升教学效果是非常重要的。第一,传统课堂教学与现代教学手段的结合,构筑全方位多视角的教学模式,增加课堂师生互动。利用多媒体播放化学在某些领域中应用的视频或者讲课中穿插一些化学史、化学家简历、诺贝尔奖成果介绍等师生互动环节,往往可以起到很好的教学效果。例如,讲到范特霍夫方程的时候,如果介绍了范特霍夫这位化学家竟是第一位获得诺贝尔化学奖的化学家,学生的兴趣立即调动起来了。再比如,笔者在给往届学生讲到化学在生命科学中的重要作用时,曾介绍过青蒿素及其发现者屠呦呦的事例,以及她在2011年因此获得过具有诺贝尔奖风向标的拉斯克奖。如果这些学生关注到2015年诺贝尔生理或医学奖正是颁给了屠呦呦和其发现的青蒿素的时候,他们对当年的课堂教学或许还有些印象。第二,教师将自己的科研成果和科研心得寓教于课堂教学,可以更好地拉近师生距离,提高学生的学习兴趣。他们也许会发现,其实看似遥远的化学发明和化学家其实就在他们的身边。

4结论

通过以上论述可知,以具有卓越背景的教材为媒介,结合具有个人魅力的教学方法,因材施教,因人施教,可以提高学生的学习兴趣、活跃课堂气氛、提升教学效果。

参考文献

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[3]徐红,甘孟瑜,李泽全,等.大学化学公共基础课程研究性教学模式的探索与实践[J].化工高等教育,2013(1):84-86.

篇(6)

化学生产工艺的提升有助于实现良好的绿色生产效果,减弱传统化学生产对环境的污染和资源的大量消耗。进而营造良好的化工环境,为此化工工艺的提升在如今环境压力不断增大、资源浪费极为严重的情形下具有显著的意义,笔者根据多年的生产和实践经验,将在下文对化工生产工艺进行详细的分析与研究。

1当前化工生产存在的实际问题

1.1化工生产效率有待提升

化工生产效率的低下长期以来困扰着化学工业的进步,当前诸多化工企业为了实现对生产效率的提升便采取诸多对自然环境有害的方法进行生产技术的革新,工艺设备的质量和排污的能力缺失是目前诸多化工生产厂家在现实环境中遇到的问题,这种缺憾将无法在现实环境中提升化工生产效率,最终只能诉诸对生产时间以及排放标准的忽略而实现定量生产,长期必然造成环境压力的增大。

1.2环境压力进一步增大

上述提及了现在诸多化工生产厂家的实际生产效率较低,不注重环保生产的问题,而化工企业盲目扩充生产量,导致资源极速耗散、环境压力与日俱增的问题也日渐突出和尖锐。化学工业的相关生产附属物大多具有有毒有害的性质,废气和废水的实际危害十分巨大,可导致土壤肥力丧失、雾霾加重、温室效应等一系列后果。而由于现时化学工艺的不完善导致实际的生产环节缺乏控制,将会给人们的生活环境带来极大的破坏。

2有效加强化学工程中化工生产工艺的分析

2.1依据实际状况对化学反应条件和环境进行改善

在化工生产中,化学反应条件是一个极为重要的影响条件,改善化学反应条件可以极大的促进化学反应过程的效率并保证排放物的规模和毒性的降低,因此,在实际的化学生产中,务必要严格保证生产环境并在经验和理论的基础上做到对反应条件的合理改善,同时注重化学反应过程中不同催化剂使用的具体要求,对于滥用催化剂或者通过提高反应物的配比加速反应的情况要及时制止和整顿,保证化学生产环节严格按照相关理论和条例的约束进行,以此来优化反应的整体效率并提升工业三废的环保性,减轻对环境的压力。

2.2合理处理工业废料,促进循环利用

众所周知,许多化学反应之后残余的反应物仍然具有二次利用价值,即使在完全反应之后变成工业废料的反应物也应该遵循相关的废物处理条例进行无害化处理,杜绝简单的填埋和燃烧等可能加重污染的废物料处理方式。积极利用现代科技寻求可以循环利用或者简单的二次利用的方式。由于化学行业本身的特性,参与化学生产的工业原料本身就可能是工业生产的产物,而相关的化工生产也将为之后的化学工艺服务,这就为循环利用这种发展的理念提供了良好的使用场景。未来只需要让参与工业生产的工人以及相关化工产品生产企业的负责人明确工业生产绿色化的概念和具体措施,引导其在实际的工业生产安排过程中积极进行环保革新,促进化学生产工艺的进步,减少有毒有害品的排放。

2.3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。工艺的调整是化学生产过程中必要的环节,由于不同时期的环保要求和化学生产品的不同致使化学工业生产与普通的工业品生产存在较大的差异,而化学工艺的革新既有化学工业自身的特点也是顺应时代环保要求的选择,因而不同的化学品生产企业在进行化工生产的过程中要明确根据不同的生产品类型以及可能的污染物排放水平来确定不同的工艺进行生产与调整,这涉及到对化工生产人员专业技术和知识储备的要求,同时也是对化工生产工艺整体弹性能力的考量。这是现代化学工业必须具备的生产能力,同时也是对化工生产整个过程负责的表现。

3结语

综上所述,我国虽然在化学工业领域取得了重要成就,但是在化工发展道路的规划和如何同时实现环保与效益的现实问题思虑还略显不周全,未来,我国面临的环境压力将不断加大,而对化工生产工艺的革新是完善我国化学工业发展的必由之路,同时也是促进绿色化学的有效措施之一。

参考文献:

[1]王玲华,凌越.化学工程中化工生产的工艺解析[J].中国石油和化工标准与质量,2015,33:192-193.

篇(7)

2自动化技术的应用

在现代计算机、网络、通信和现代控制技术为基础,以化工工业生产为服务对象,形成的一种新型工业自动化网络系统技术,强化了信息技术的加工处理,促进了网络传输技术的飞速发展。传统的自动化仪表具有开放的网络通信接口,成为网络化控制系统的一个支点。未来控制系统的主导技术是分布式工业控制网络。工业控制系统软件及各种应用软件开发、系统集成技术成为核心技术,取代了系统硬件,成为了高附加值的载体。实现了预测控制、模糊控制、神经团网络控制,优化管理数据叫增、诊断故障、安全管理等过程。

3化学工程与工艺的新兴技术

3.1绿色化学工程

绿色化学这个词汇已被人们所熟知。绿色化学是通过化学工程与工艺实现的。研究化学工程与工艺不仅能够使人们获得最大的利益,而且减少消耗资源和环境的污染。许多国内外的公司运用化学工程与工艺,研发符合公司要求的绿色产品。化学工程与工艺促进了化学的发展。运用化学工程与化学工艺能够减少催化剂等有害的原料的使用。绿色化学的技术就是在源头上阻止环境污染的产生,从根本上杜绝产生环境污染,并且回收再利用一些废弃物品。

3.2分离工程物质

在一些重力、压力还有温度和电的影响下,通过外力的作用,将物质自发的从无序转变成有序的过程被称为分离工程。化学工程与化学工艺的分离工程是一个消耗能量的过程,分离工程是化学工程与化学工艺研究的重点之一。目前使用最多的分离工程方法就是蒸馏法,虽然我国在蒸馏分离法方面的研究已经有深厚的理论依据和实践经验,但是蒸馏分离方法在蒸馏速度方面需要进一步改善。除了改进蒸馏速度外,还要采用最先进的蒸馏设备,采用新型的材料才会获取更好的经济效益。采用新型的吸收剂不仅能够影响蒸馏时间的长短,而且能够提高蒸馏吸收的效率。膜分离技术因其具有节能、高效、易于清理等特点,成为现如今比较流行的分离技术,备受各个国家的科学家关注。膜分离的吸附分离法在气体干燥、废水等污染物的处理等方面得到了广泛的运用。膜分离重点开发新型吸附剂和实现膜的高效的使用寿命,但是膜分离存在着膜的污染和防治。

3.3SupereriticalFluid,SCF(超临界流体)

超临界流体是一种具有液体和气体的性质的一种流体,在温度和压力临界点之上的无气体液体的相界面。这项技术广泛应用在化工、食品加工、生物医药工程中。对质量和工艺的要求较高。开发超临界流体有着广泛的发展前景,并且会为企业带来丰富的发展利润。近几年来,超临界水氧化法在环境治疗保护方面的研究较多,但是在化学工程与工艺方面的研究较少,现如今处于研究试验期。

篇(8)

1.1内容广,概念多

材料化学工程是以化学和化工基础,研究、开发、生产和应用金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料的工程领域。研修的主要课程包括物理化学、材料科学基础、材料力学、材料工艺、高分子材料、金属材料、无机非金属材料等。在基础课程中概念多、公式多,如在物理化学中的热熔、积分溶解热、积分稀释热等,有些概念相似如果不仔细区分容易混淆。在诸如高分子材料这类介绍性的课程中名称特别多,如聚丙烯、聚氯乙烯、环氧树脂等,这些材料在我们的生活中经常接触。但通过学习很多学生还是不能识别基本的材料,掌握它们的基本制备工艺和用途。

1.2叙述性的内容多

关于三大材料的学习主要是叙述性的内容多,比较抽象。例如,金属加工中热处理的四把火:退火、正火、淬火、回火,退火又分好几个种类,每种钢材根据用途不同,而选择不同的工艺条件。但是只通过课本的叙述,对于很多材料依旧没有直观的认识。虽然很多同学有参加过金工实习课,但是时间不长,很难做到全面深入的了解,对一些材料的性质、加工方法感到陌生,从而逐渐丧失学习兴趣。另外,在材料的合成中,每合成一种材料,需要通过一系列检测看所得物质是否为目标产物。又或者合成一种新的物质,也可以通过检测分析出其结构性能。材料专业的学生都有一门必修课《材料结构表征及应用》详细介绍了材料表征中各种检测手段。但是很多同学拿到检测结果却不会分析。

1.3课程教学与现实联系不够紧密

研究生与本科生最大的不同就在于,在接受系统知识的同时,必须加强研究意识、创新意识和研究能力的培养[1]。材料化学工程是一门应用型学科,与实际应用密不可分。课程安排之前的金工实习,目的是锻炼学生动手能力,对材料的加工有所了解。此外,还有一些实验操作课,但是很多时候由于时间安排不合理又或者设备少学生多,平均几人一台设备,学生动手机会操作不够,有时候老师只能靠演示的方法让学生观摩,学生完全处于一种被动的学习状态。还有部分同学在实习中怕脏、怕累,不愿动手操作。另外,在课程结束后还有参观见习,对材料的加工制作有个直观的认识,但是很多时候由于人员过多,加上工厂环境复杂,很多同学在见习过程中往往走马观花,只停留在看热闹的表面功夫上。

2解决办法

2.1培养学习兴趣

科学家爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师。”老师首先要做的就是激发学生的最大兴趣并使之保持这种热情。材料化学工程与我们的生活密切相关,老师可以在讲授过程中结合我们实际生活中的用途。比如高分子材料中的聚丙烯腈,常与羊毛混纺制成毛织物等,可以制作毛毯、军用帆布、帐篷等。被称为“人造羊毛”。又如我们生活中常见的木制家具,其实很多都是由木塑复合而成:以木材为主要原料,经过处理使其与各种塑料通过不同的工艺复合而成。既保留了木材良好的加工性能,同时具有塑料的耐水、耐腐蚀、使用寿命长等优良性能,还符合环保的大前提。通过这种理论结合实际,能激起学生学习兴趣,鼓励学生自己查阅资料了解更多信息。

2.2疏通知识结构,掌握各学科之间的联系

在材料化学工程形成前,高分子材料、无机非金属材料、金属材料科学都已自成体系,而且他们之间存在着很多相似之处,可以相互借鉴,促进本学科的发展。如马氏体相变本来是金属学提出来的,广泛地用来作为钢材热处理的理论基础。但在氧化锆陶瓷材料中也发现了马氏体相变现象[2],并用来作为陶瓷增韧的有效手段。另外,各类材料的研究设备与生产手段也有很多相似之处。虽然不同类型的材料各有专用测试设备与生产装置,但更多的是相同或相近的,如显微镜、电子显微镜、物理性能测试和力学性能测试设备等。在材料生产中,很多加工装置也是通用的。比如生活中很多塑料用品大多是通过注塑成型加工而成,但其实与粉末冶金工艺中的压坯过程相似。随着科学技术的发展,各学科间已无明显界限,甚至不同材料之间能相互代替。不过凡事都有规律可循,只要掌握规律很多问题便迎刃而解。作为材料的规律就是:组织决定性能,性能决定应用[3]。再根据性质选择材料,依据用途确定工艺路线。抓住这一规律,学习时就不会感到毫无头绪。

2.3传统教学与现代教学方式相结合

传统教学大都采用“填鸭式”方式,学生听课主动性、积极性不高。新的教学改革中应采用启发式、互动式和讨论式等新的教学方式。老师在课前布置问题,分小组完成不同的部分,让学生带着问题去学习,查找资料,每组选择代表在课堂进行发言,然后再各组进行讨论。这样不但发挥了学生的主观能动性,活跃课堂气氛,减轻了老师的授课负担,还锻炼了学生自己分析问题、解决问题的能力,达到事半功倍的效果。相比传统教学,计算机汇集了图像、文字、声音等元素,极大的丰富了教学色彩,调动学生学习积极性,具有直观、生动、形象的元素,可以将抽象的理论知识和工艺方法生动的展现在学生眼前,增加课堂趣味性,提高学生的感性认识,有利于知识点的理解和掌握。同时可以结合一些相关视频比如:注塑成型、挤出成型、模压成型以及金属材料的冷加工热加工等。这些视频网络上都可以找到,如HOWITISMADE、TEDSHOW等。通过相关的视频,既可以活跃课堂气氛,也能调动学生学习积极性,甚至激励学生自己在课外继续学习观看。这种多媒体教学与视频教学相结合的方法,既减轻了老师的负担,同时激发学生学习兴趣,调动积极性,促进教学任务顺利完成。

2.4开设软件分析课程

作为材料化学工程研究生,材料检测分析应该成为一种必备的基础技能。但是很多时候拿到检测结果却不会分析。软件分析课程可以很好的解决这个问题。所有的检测结果都有软件可以分析,比如FTIR、XRD、NMR等,借助这些软件,可以快速地分析所得结果。比如JADE,作为一款分析XRD数据的软件,它可以对物相进行定性定量分析。虽然软件分析不一定完全正确,更多的时候还是根据理论基础来判断,但软件分析可以作为一个辅助手段。这样学生既掌握了一门技能,而且大大提高了学习效率。

2.5课堂教学与实践相结合

俗话说“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”。作为一门应用型学科,课堂所学的最终都是要能应用到实际生产中去。在涉及如注塑成型、挤出成型等高分子材料成型工艺时,可以穿插一些参观实习课。通过参观实习,直观地了解材料加工制备过程,将自己所学知识配合生产。理论上可行的事情,在实际应用中还需要考虑到原材料、工艺条件的控制、销售渠道、成本控制等。如果有可能,可以尽量选择一些大型的工厂基地,接触现代化的机器设备,体会先进生产力的发展,感受到世界一流水平的实力。为学生丰富见闻开阔视野提供机会,这将对培养学生的自信很有帮助,尤其是对于一些非重点名校的学生。另外,通过与企业或者研究单位联合培养,即“产学研结合”。“产学研结合”一般指企业、学校、研究单位之间的相互合作和优势互补。李元元等认为产学研结合是培养工科硕士的最佳途径,学位论文的选题和相关实践应当与工矿企业的工程实际相结合,密切结合其技术改造、革新、引进等技术难题或科研攻关项目。这将有利于从根本上解决学校教育与社会需求脱节的问题。缩小学校人才培养与社会需求脱节之间的差距,增强学生就业竞争力。

篇(9)

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-489X(2013)03-0083-03

Optimization Strategies of Research Teaching on Engineering Professional Courses//He Lian, Qiao Qingyun

Abstract In order to meet the training requirements of engineering innovative and applied talents, combined with the characteristics of engineering professional courses, analysis of the teaching situation and the research teaching practice, optimization measures are proposed to improve the effect of research teaching.

Key words engineering professional courses; research teaching; engineering technique talents

工科院校主要培养具有一定创新能力和实际应用能力的工程技术人才,所以工科专业课程的设置有其特点,所对应的教学模式也应与之适应。研究性教学可以充分调动学生学习的主动性,提高学生的独立思考能力,培养学生的创新能力。开展工科专业课程研究性教学研究与实践,对于提高工科人才的素质具有重要作用。

1 工科专业课程的特点

课程设置与人才培养目标相结合,工科专业课程往往具有下面几个特点。

1)专业知识与基础知识相融合。工科专业知识的理论基础离不开基础知识,需要有相关基础课程的学习基础。

2)理论教学与实践教学相融合。工科需要培养具有一定实践能力的人才,所以除理论教学外,还必须要有相应的实践环节与之对应。专业课程往往并非独立的一门课程,而是与多个环节交叉融合。

3)理论知识与应用知识相融合。工科面向应用,专业课程既要讲解原理知识,又要结合实际让学生掌握知识的应用。

4)传统技术与高新技术相融合。工科专业课程离不开传统技术的支撑,同时随着技术的发展,专业知识日新月异,所以还需要让学生了解专业领域的新技术、新方向,了解相关学科前沿。

2 工科专业课程教学现状

2.1 传统教学方式存在的问题

针对工科专业课程的特点,传统的单纯由教师讲授的教学方式已不适应现今社会对工科人才的需求。传统教学基本采用单一的教师讲授、学生被动消化吸收的方式,学生缺少思维上的训练,也习惯依赖于教师,缺乏主动学习的能力,对问题的判断往往跟随教师的思路,缺少自己独到的见解,阻碍了学生创新精神和创新能力的发挥。

2.2 研究性教学现状

研究性教学是指教学过程中教师创设一定类似研究的条件或环境,指导学生独立思考、主动探索和实践,从而吸收并掌握知识,培养学生创造能力,提高学生综合素质[1-2]。教育部在2005年1号文件《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》中就已提出要积极推动高校研究性教学,提高大学生的创新能力。各高校都非常重视研究性教学工作的开展,在研究性教学理论研究方面已积累了一定的经验,也取得了一些成效。但研究性教学作为一种新的教学理念,对教师和学生都是新的挑战,需要克服固有的教与学的思维方式,在实践中也存在一些问题。

1)教师对于研究性教学的理解较为模糊。虽然不少课程都已进行研究性教学,在教学方式上有了一些改进,但对于研究性教学的意义、如何开展等认识还比较模糊,很多教师理解不一,导致实施起来偏差较大,教学改革也仅仅停留于表面,未能真正进行研究性教学。

2)学生对于研究性教学的参与不够主动。研究性教学的目标是培养出创新型的人才,师生都应该是教学过程中的主角。研究性教学要充分调动起学生的主观能动性,明确学生的主体地位,在教学过程中学生应全程参与整个教学过程。但在实施中由于对学生的要求较高,很多学生习惯被动接受,学习不够主动,只机械地完成教师布置的任务,缺乏主动探索的意识,很难实现研究性教学的目标。

3)研究性教学考核、评价与反馈体系不够完善。当前研究性教学考核方式主要还是停留于传统教学观念,只注重对认知目标领域中较低层次“知识、领会和运用”的考核,不利于学生主动学习能力和创新意识的培养[3]。同时研究性教学在很多方面还不够成熟,师生都处于探索阶段,所以各个阶段的评价反馈显得尤为重要,而大部分研究性教学却忽视了反馈对于研究性教学顺利实施的重要性。另外,研究性教学对教师的教学方式与教学观念、学生的学习方式与学习过程都提出新的要求,而现有的教学评价体系却难以衡量这方面差异,不适合研究性教学的评价,更起不到反馈作用,导致研究性教学效果无法保证。

3 工科专业课程研究性教学优化策略

为更好地增强研究性教学效果,促进研究性教学的顺利开展,针对工科专业课程的特点及现有教学方式存在的问题,以具有工科专业课程典型特征的水质工程学课程研究性教学为例,提出针对工科专业课程的研究性教学优化措施。

3.1 借助多种教学环节,优化研究性教学过程

工科专业课程往往既有理论教学环节,又有实践教学环节,每个环节有其各自的特点和要求,但又互相关联,互相影响。研究性教学的主要目的是提高学生的自主学习能力,培养学生的创新能力和实践能力,多元化的教学环节为研究性教学的开展提供了有利条件。

水质工程学是给水排水工程专业的主要专业课程,主要内容包括水的物理、化学、生物处理等各种单元处理方法及相应水处理构筑物的设计。它是一门综合性的课程,具有理论性、研究性、实践性、应用性等特点,既有理论教学环节,又有实践教学环节。

理论教学环节主要介绍专业知识原理和应用,涉及专业现象、变化规律和实际应用的介绍,可以与实验、实习等环节相结合开展研究性教学。如过滤新技术的发展,可以结合实验数据进行各种技术的比较,使学生既锻炼动手能力,又丰富理论知识的学习。在学习过程中较为抽象的内容如各种构筑物内部构造,凭空很难想象,可以结合实习加强直观认识。

实践环节则是强调专业知识应用能力的培养,一般有实验、实习和设计三种主要类型。

1)实验的主要目的是培养学生的科研能力和创新能力,这一阶段主要采用“开放式”学习,学生可以根据理论教学环节的知识,结合实际问题,自行设计实验并进行验证,以进一步巩固理论教学内容,提高动手操作能力。通过实验可以让学生自己发现实验规律,更好地理解实验现象,并就现象自己寻找答案,进行总结和分析。如混凝部分,可进行烧杯搅拌实验,从混凝剂种类的确定、投药量、水质条件、水力条件等方面改变参数进行实验比较,通过实验的完成,学生对于混凝各个阶段的要求、药剂的投加与控制、不同混凝剂的特点和最佳投药量的确定等知识就更容易掌握了。

2)实习的主要目的是让学生能理论联系实际,了解专业知识在实际中的应用,主要培养学生的实践能力。实习根据时间和要求的不同,又有认识实习、生产实习和毕业实习等。认识实习一般在专业课程之前进行,主要使学生获得专业知识的直观认识,了解将要学到的专业内容。这一阶段教学的主要目的是激发学生专业学习的兴趣,让他们从实习中找寻问题、发现问题。这一阶段研究性学习可采取“问题式”学习,通过列出问题的方式,让学生从实习中找寻问题的答案,通过联系实际整理答案的过程达到实习的目的,并鼓励学生在所看所想的基础上独立提出深层次的问题。在后续的专业课程中,学生就会积极主动地利用理论知识去分析曾经的问题,会有意识地主动查找相关内容,当学到这部分内容时,他们也更有兴趣,学得会更认真,并能获得学习的满足感,从而喜欢专业课程的学习,提高学习兴趣。毕业实习和生产实习通常安排在课程学习之后,实际上是理论联系实际阶段,也是所学知识的检验阶段。在这个阶段,可以结合理论课上的知识,了解实际应用与理论知识的关系。在这个阶段应能提出更深层次的问题,可采取“反问式”方法,结合实践提出具体问题,再从已学过的内容中寻求问题的答案。

3)设计环节主要培养学生的设计能力,与理论教学和实习环节紧密相关。这一阶段在课程教学结束后开始,有课程设计和毕业设计两个阶段,着重强调学生应用能力的训练。在这一阶段,可结合实际生产课题,教师指导,学生合作或独立完成,让学生具有一定的成就感,促进他们实践能力的提高。

3.2 挖掘专业热点问题,优化研究性教学内容

研究性教学模式需要激发学生的探究意识,促进师生共同融入研究性教学过程。工科专业知识一般都与实际问题紧密联系,进行研究性教学时可充分利用这一特点,激发学生的研究兴趣。教师可寻找合适的切入点,通过不同的方式和内容,激发学生主动学习的积极性。一般学生对实际存在的热点问题、有争论的问题或与自身关系密切的问题比较关注,兴趣更大,可以抛出这些问题,激发学生主动学习的积极性,让他们自己分析。

如在讲到消毒单元时,首先抛出游泳池由于消毒不当所产生的几起事件,触发大家的兴趣,让他们在课前就有意识地去了解各种常见的消毒方法,比较各自的优缺点;并自由组建消毒研究小组,由小组成员设计调查问卷,进行调查统计分析,了解不同地区游泳池消毒现状;待消毒单元内容结束之后,再由小组学生采取方案比较或小组辩论的方式,提出自己的观点。通过这样的方式,大家对消毒部分的内容也就很容易记住了,并扩展了知识,对游泳池水质标准、泳池水的循环系统也有了一定的了解。有的学生甚至对与泳池设计相关的其他课程的学习也产生很大的期待。

3.3 借助网络平台,优化研究性教学环境

研究性教学离不开良好的教学环境,网络平台可以为研究性教学提供学习、交流和讨论的空间,促进研究性教学的顺利进行。师生可从网络平台了解相关技术的更新和发展,可从网络图书资源查找最新的研究成果。尤其是各高校网络辅助教学平台为教师和学生的互动学习提供了极大便利,研究性教学任务的布置、教学小组的划分、学习中的交流讨论、学习成果及评价结果等,都可以借助网络教学平成,反过来,这部分内容又可丰富教学平台的建设。

3.4 采用参与式教学方式,优化研究性教学效果

研究性教学的主要目的是培养学生的创新能力,所以学生在研究性教学中的作用是不可或缺的。学生作为学习的主体,要与教师紧密配合,主动探索,积极研究。参与式研究性教学强调师生共同参与整个教学过程,教师和学生在整个教学过程中角色定位不唯一,教师和学生不断地进行“教—学—教”过程。教师在教和学生学的过程中发现问题,通过学不断提高自身水平;学生在学的过程中可以将自己的体会用教的方式体现出来,在教的过程中结合讨论发现学习中存在的问题,通过教学相长的过程,学生逐渐构建自己的知识体系,共同增强教学效果。在参与式教学中,教师可以选择部分通俗易懂的内容,交由学生来讲解。如在讲饮水与水质健康这部分内容时,如果全由教师讲则较为枯燥,交由学生来完成后,学生非常认真。该小组成员做了大量的准备工作,如汇集了全班学生家乡所存在的水质问题,网上搜罗了相关内容和图片,并结合教材归类汇总,他们在先行消化吸收的基础上再进行讲解,既提高了课堂气氛,又让其他学生掌握了相应知识。

3.5 完善研究性教学评价体系,优化研究性教学质量

传统的教学模式主要根据考试的结果来衡量学生学习的效果,重点考查学生接受知识的程度,难以全面衡量学生的综合素质。研究性教学的目标是提高学生的创新能力,教学效果评价应结合研究性教学的特点,从评价对象、评价范围、评价方式及评价指标等方面改进,以建立合理的研究性教学评价体系。

1)评价对象的变化。研究性教学需要师生共同来完成,所以应对教师和学生双方进行评价,才能有效提高教学质量。

2)评价范围的变化。工科专业课程往往不具有独立性,应结合各个教学环节进行综合评价,才能全面反映出该部分知识的总体掌握情况。

3)评价指标的变化。研究性教学以提高学生创新能力和实践能力为目标,在传统教学评价指标基础上补充学习过程的评价、学习主动性的评价、参与程度的评价、学生创新能力和应用能力等方面的评价。指标间应相互独立,指标体系应力求全面。

4)评价方式的变化。研究性学习评价指标既有客观指标,又有主观指标,为使评价结果客观、公正,可采用不同评价方式组合,如可结合自我评价、同学评价、小组评价和教师评价等方式,以使评价结果更具合理性。

4 结论

本文针对工科专业课程的特点提出研究性教学优化策略,要更好地促进研究性教学的开展,还需结合研究性教学实践进一步深入研究,以真正实现学生主动学习能力、创新能力和实践能力的培养。

参考文献

篇(10)

环境问题是当前全球各国关注的重点问题之一,因此现阶段我国已经有超过500所中职、高职及高等院校将化工类环境工程专业纳入学校教学体系之中,实验是化工类环境工程教学的重要内容之一,想要切实提高化工类环境工程专业的教学效率,学校必须重视实验教学,提高实验教学的教学质量,促进学生动手实践能力及创新能力的提高,本文主要结合中职院校在实验教学中存在的问题简单就此提出几点建议。

一、变革教学方法,激发学生动手实践的兴趣

实验教学的重要目的之一是帮助学生巩固理论知识,锻炼学生的动手实践能力,通过实验教学与理论教学,使得学生能够将学科知识融会贯通,提高学生的专业技能,培养学生的创新思想。兴趣是学生学习最好的动力,因此,教师首先应激发起学生的动手实践的兴趣。目前来说大多数学科的实验教学中,教师都要求学生严格按照实验指导书的要求进行操作,实验教学并不具备挑战性,而中职学生正值少年时期,他们具备很强的冒险精神,实际的学习及生活过程中更喜欢一些挑战性较强的活动,传统的教学方法下,学生对于实验教学的兴趣不高,自然难以达到预期的教学效果。为了有效的激发学生动手实践的兴趣,教师应创新实验教学的方法,比如实际的实验教学过程中不再为学生提供完整详细的实验指导书,正式教学之前提前将实验的题目下发给学生,要求学生通过自主搜集学习资料完成实验内容的编写,并自主完成实验目的、意义、实践应用价值等等内容的总结;学生实验中需要的试剂及相关设备不再由教师预先准备好,开放学校的实验室,由学生在实验员的协助之下自己取用需要的试剂及设备。通过类似的方法激发起学生探索的兴趣,进而达到培养学生动手实践能力、创新能力的教学目的。

二、实验设置应于理论教学及生产实践相结合

实验项目的设置必须与教材中的理论知识以及生产实践相结合,当前化工类环境工程专业实验内容包括废水处理、废气处理、固体废弃物处理等等部分,为了更好的促进学生能力的提高,教师在设置实验内容时可以将其分为三个层次,循序渐进,第一个层次的实验项目主要用于帮助学生巩固课堂中学习的理论基础,第二个层次的实验项目则用于锻炼学生的实践技能,第三个层次主要的作用是培养学生的创新能力。实验课程中,教师应明确要求学生在实验准备工作中必须对实验内容在生产实践中的应用范围、实验中具体的操作方法、实验过程中的注意事项及相关的实验参数进行详细的了解和掌握。

三、实验教学方法应多元化

目前来说大多数中职院校在开展实验教学时方法都比较单一,主要是通过课堂实验完成实验教学,大多数都是验证性的实验,很难激发学生的学习兴趣,基于此,教师应积极引用多元化的教学方法,比如通过仿真实验、非课堂实验多种方法激发学生的学习兴趣。非课堂实验主要为探究性实验,规定学生在一定的时间之内完成,学生可以通过小组合作的形式完成探究的过程,对于学生实验过程中存在的疑问,教师可以予以指导,但不能过多干涉,通过这样的实验教学能够培养学生的团结协作能力、创新能力以及实践操作能力。目前来说仿真实验的教学方法实际上已经比较广泛的应用于高等院校电子电工等等专业的教学过程中,但在中职院校化工类环境工程专业教学中应用相对较少,有条件的学校可以建设计算机机房,通过仿真软件让学生在计算机上可以清晰的观察到实验的全过程,更有利于加深学生对于相关知识的理解掌握。

四、教学过程中应发挥学生的主体地位,培养学生科学严谨、求真务实的学习态度

为了提高学生的实践能力、真正发挥实验教学的作用,教师在实验教学中主要承担引导作用,应充分发挥学生的主体地位,因此实验教学可以采用启发式教学的方法,教学过程中积极引导学生自主参与到实验设计及探究的过程中,为了让学生更好的完成实验,可以根据学生的能力将其进行分组,由成绩优异、实践能力较强的学生带领能力相对较弱的学生共同完成实验过程,学生探究实验时教师应做好辅导工作,防止学生实验方案偏离本次试验主题,此外,为了更好的实现实验教学的目的,教师应严格检查学生撰写的实验预习报告,确保学生对于实验的基本原理、总体的流程及实验要点有比较详细的了解,实验的过程中做好全程跟踪工作,保证学生事实求是,不存在造价等不良现象,也可以有效防止因学生操作不当引起不安全事件,威胁学生的人身安全。学生实验过程中可能会出现实验结果与理论分析不符等现象,此时教师应与学生一起对实验进行验证,发现实验中存在的问题并及时解决,坚决杜绝敷衍了事等不良现象,帮助养成学生科学严谨的求学态度,这对于学生未来的成长十分有利。此外,实验报告是检验学生实验成果的重要手段之一,因此教师需要对学生的实验报告进行严格审查,必须保证实验报告内容及结构的完整性、真实性,也有利于学生求真务实学习作风的养成。结束语实验教学是培养学生创新能力、团结协作能力、动手实践能力,帮助学生理解理论知识的有效方法,但当前我国中职院校化工类管径工程实验教学中还存在着一些问题严重影响了实验教学目标的实现,本文结合这些问题简单提出几点建议,仅为当前我国中职院校的部分一线教师提供教学思路。

参考文献

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