時間：2023-08-16 17:28:03
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇化學工程和化工原理，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關(guān)鍵詞】：化學工程；系統(tǒng)；和諧；辯證法
自然界中的和諧系統(tǒng)比比皆是，大至宇宙，小到原子；地球生態(tài)系統(tǒng)是和諧的，動植物群落是和諧的，人類社會體系是和諧的，健康的人體更是一個絕妙的和諧體。所有這些和諧系統(tǒng)遵循著同樣的辯證綜合的規(guī)律，具體可以歸納出三條：1．統(tǒng)一律；2．層次律；3．進化律；所有和諧系統(tǒng)具有同樣的性質(zhì)：1．開放性；2．自組織性；3．非線性；4．無限發(fā)展性[1]。當愛因斯坦把大半生致力于統(tǒng)一場論時，其哲學上的需要相對物理學上而言或許要來得大，面對物理學的系統(tǒng)和諧，理論規(guī)則的分立是不能令他覺得滿意的。而化學工程的發(fā)展是不是因循同樣的哲學歷程呢？
在化學工程作為學科開始被重視之前，化學工業(yè)已具有了相當?shù)囊?guī)模，各種具體的工程與工藝都被獨立開來，在認識上是被分為各門特殊的知識，因此，當國外高等院校在十九世紀末開始設置"化學工程學"時，開設的課程大多是學習當時化學工業(yè)的各種工藝學，"化學工程"的概念在當時還是相當模糊的，在理論上充其量是化學與機械的一種混合（amalgam）。然而這種理論混合的模式在德國人看來卻是很正統(tǒng)的，即使在今天，他們也避免專論"化學工程"，而是稱之為"過程工程"（Process Engineering），這一名稱實際上要比"化學工程"的范疇更廣，甚至更為準確，凡是涉及一定流程與工藝的領域都是適用的。但我們習慣上還是沿用"化學工程"的名稱。
二十世紀開始，化學工業(yè)迅猛發(fā)展，在社會經(jīng)濟中占的比重越來越大，客觀上需要化學工程學科的發(fā)展和支持。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，人們對事物運動規(guī)律性的認識也愈來愈深化，愈來愈有概括性。伴隨著其他領域科學技術(shù)的快速進步，人們逐漸認識到化學工業(yè)中各門看似不相干的工程和工藝中存在著共同的物理特性。1901年，美G.E.的Davis《化學工程手冊》的發(fā)表，初步提出了"化工物理過程"的原理。1900年始，以合成氨、純堿、燃料等為代表的近代化工廠出現(xiàn)，如1913年，德哈勃-博施法高壓合成氨技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，星火燎原的，化學工業(yè)呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展前景。到了二十年代，美MIT的一些學者提出：不管化工生產(chǎn)的工藝如何千差萬別，它們在眾多的典型設備中進行著原理相同的物理過程。1920年，美MIT成立了第一個嚴格意義上的化工系，時W.K.Lewis任系主任。1922年美國化工學會認同了新的見解，引出了"單元操作"（Unit Operation）的概念，這一概念在蘇聯(lián)時期和我國則廣泛稱為"化工原理"。
1900年始的"分離工程"研究使"單元操作"的概念日趨成熟。被稱為單元操作的過程主要有流體流動、傳熱、干燥、吸收、蒸發(fā)、萃取、結(jié)晶和過濾等，以這些單元操作作為研究和學習的主要內(nèi)容，是化學工程學科在二十世紀前半期發(fā)展的核心，其理論迅速成為發(fā)展化學工業(yè)的重要基石。這種把千變?nèi)f化、千差萬別的過程和工藝概括成"單元操作"是生產(chǎn)力發(fā)展到一定水平的反映，是化學工程學從"個性"到"共性"的第一個哲學性概括，是在一個系統(tǒng)整體性把握的高度上建立了一門技術(shù)科學，體現(xiàn)了系統(tǒng)科學發(fā)展的和諧統(tǒng)一規(guī)律。
隨著"單元操作"概念的確定，另一方面，化學工程學科中重要支柱之一的"反應工程"亦逐漸浮出水面。從最初的德Winkler流化床煤氣化爐的應用到德Bergim-Pier三相液化床煤液化工藝的開發(fā)，又到1931年丁納橡膠和氯丁橡膠的投產(chǎn)，化學工業(yè)上發(fā)展的高峰持續(xù)不絕，1940年美國FCC煉油開發(fā)成功，成為石油化工的起點。直到1957年，歐洲第一屆反應工程會議，明確提出"反應工程"的概念，成為化學工程學科的重要組成部分，是化學工程學的進一步和諧統(tǒng)一。"反應工程"的建立，乃至今日仍備受困擾的"過程放大效應"問題，及從"逐級放大"到"數(shù)模放大"的研究都帶動了"化工過程系統(tǒng)工程"的發(fā)展，并共同體現(xiàn)了系統(tǒng)科學發(fā)展的和諧層次律。
就在"反應工程"發(fā)展的同時，"單元操作"得到了更加深刻的認識，人們發(fā)現(xiàn)各單元操作之間存在著更為普遍的原理，"過濾只是流體傳動的一個特例；蒸發(fā)不過是傳熱的一種形式；吸收和萃取都包含著質(zhì)量的傳遞；干燥與蒸餾則是傳熱加傳質(zhì)的操作……"[2]于是單元操作可以看成是傳熱、傳質(zhì)及流體動量傳遞的特殊情況或特定的組合。這種認識的深化過程并沒有停止，人們進一步又發(fā)現(xiàn)了動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞之間的類似性。于是從二十世紀50年代開始，人們綜合了以往的成果，開始用統(tǒng)一的觀點來研究三種傳遞過程。1960年，美威斯康辛大學（Univ. Wiscosin）的R.B.Bird教授出版了《Transport Phenomena》一書，系統(tǒng)地采用統(tǒng)一的方法來處理三種傳遞現(xiàn)象，從此化學工程學科的核心過渡到了"三傳一反"的系統(tǒng)性概念。"三傳"的研究是系統(tǒng)科學和諧進化律的又一體現(xiàn)，使化學工程學達到了一個新的整體性高度，這種高度的和諧統(tǒng)一是對客觀世界本質(zhì)性的認識，并在學科上反映出了系統(tǒng)科學的基本原理和性質(zhì)，其影響力是普遍性的，是跨學科的，不僅使"傳遞原理"成為化學工程學的重要基礎，同時在生物工程、機械、航天和土木建筑等工程學科上也具有重要意義，并日益成為工程專業(yè)共有的一門技術(shù)基礎課，只是側(cè)重點有所差異而已。
至此化學工程學科自身經(jīng)歷了一系列的演化和發(fā)展，并在短短的一個世紀中達到了一個前所未有的高度，涵括了眾多的生產(chǎn)和應用領域，如醫(yī)藥、化肥、能源、材料、航天、冶金、日用化學品等，每年為社會提供數(shù)以億噸計的千百萬種產(chǎn)品，是人們衣、食、住、行須臾不可離開的物質(zhì)基礎，為社會繁榮作出了巨大貢獻。然而事物總是一分為二的，從人類發(fā)展最為激動人心的口號"征服自然"到今天龐大的工業(yè)化進程，地球自然生態(tài)系統(tǒng)遭遇了前所未有的嚴峻局面，這之中，化學工業(yè)是造成大規(guī)模環(huán)境污染及惡性重復污染的主要過程之一，化學工程學科需要肩負起新的使命。1990年，"生態(tài)化工"（Eco-Chemical Engineering）的概念提出來了，相應在化工生產(chǎn)和過程工藝中提出了"清潔化工"和"綠色化工"的概念，因時應勢，化學工程學開始了系統(tǒng)科學的自組織過程，這也是和諧系統(tǒng)對立統(tǒng)一發(fā)展的需要。在系統(tǒng)科學看來，自組織是和諧系統(tǒng)的基本性質(zhì)之一，只有自組織系統(tǒng)能通過外部和自身內(nèi)部的不斷協(xié)調(diào)、整合，在適應環(huán)境的同時保持自己的特性并產(chǎn)生新的功能。從自發(fā)到自覺地，化學工程學吸收了自組織的理論，不斷在廣度和深度上充實、完善和發(fā)展。
隨著新世紀的到來，世界正發(fā)生著全球性的變化，經(jīng)濟、社會、環(huán)境和技術(shù)等領域都面臨著新范疇新理念的變更和沖擊[3]。化學工程學科需要因應時展而改變傳統(tǒng)的限制，不斷有新的概念提出來，如化學工程應是伺機而待的專業(yè)（a profession in waiting）；化學工程師必須"be steeped in technology"，能夠創(chuàng)新、開發(fā)、變換、調(diào)控和適應取代；化學工程學科要從"Process Engineering"達到"Product Engineering"再到"Formulation Engineering"。進一步的綜合認為，化學工程學關(guān)注著同時發(fā)生在非常廣泛的時空跨度內(nèi)的現(xiàn)象，必須具備多尺度、多目標的方法來達到過程的總體優(yōu)化。涵括了五個方面[4，5]：
轉(zhuǎn)貼于 ① Nanoscale（納觀尺度）：研究量子化學、分子過程與分子模擬等。
② Microscale（微觀尺度）：研究微粒、氣泡、液滴、控制界面膠束和微流力學規(guī)律等。
③ Mesoscale（介觀尺度）：研究換熱設備、反應設備、塔器以及傳統(tǒng)的"單元操作"和"三傳一反"等。
④ Macroscale（宏觀尺度）：研究生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)過程等。
⑤ Megascale（兆觀尺度）：研究環(huán)境過程和大氣生態(tài)過程等。
于是化學工程學的核心轉(zhuǎn)變到了"多尺度、多目標擇優(yōu)"的概念，化學工程學科又到達一個新的和諧統(tǒng)一的高度，進入了更高層次的系統(tǒng)工程領域。
新的發(fā)展的深度促使化學工程學科作出了一定尺度的"分化"，然而這還遠未結(jié)束，人們對世界的認識還在不斷探索不斷深入，一個更深刻更普遍也更一般的問題已經(jīng)觸到了化學工程學科的神經(jīng)，觸到了化學工程學的認識本質(zhì)，并促使化學工程學需要有新的"融合"。這一問題就是"非線性及其包涵的混沌原理"，相對于"線性"是人類認識客觀世界的基本工具，"非線性"則是客觀世界的本質(zhì)特征，是"線性"反映的目的，是從科學角度看待世界的一種和諧統(tǒng)一；而在對"混沌發(fā)展"的研究表明，"混沌運動的普遍存在，揭示了自然界中實際系統(tǒng)發(fā)展演化的新行為，混沌態(tài)的自相似性使這種時間演化表現(xiàn)為一種空間結(jié)構(gòu)，而且以其不同空間尺度上的相似性，揭示了系統(tǒng)復雜運動的統(tǒng)一性。這種統(tǒng)一性是一個觀察"整體"的問題，只有在長時間范圍（因為混沌運動是一種長時間行為）和更高層次復雜性中才能顯現(xiàn)出來。"[6，7]這一問題涵蓋了自然科學和人文社會科學的眾多領域，具有重大的科學價值和深刻的哲學方法論意義。馬克思曾經(jīng)預言："自然科學往后將會把關(guān)于人類的科學總括在自己下面，正如關(guān)于人類的科學把自然科學總括在自己下面一樣：它們將成為一個科學。"從這一角度上，"非線性"問題是這種過程一體化的契合點以及整體認識論上的共性[8]。當站在這種整體性的高度上，化學工程學科獲得了全新的視野和更強大的分析解決問題的能力，并最終具有了學科融合的基礎。
在整個化學工程學科的孕育、誕生和發(fā)展過程中，始終交織著學科的"分化"與"融合"，除了上述尺度（scale）上的分化以外還有著所謂的石油化工、精細化工、高分子化工等專業(yè)上的分化；另一方面，作為近代工程技術(shù)，它又是自然科學（化學、物理等）和技術(shù)科學（機械、材料等）的融合。正如物理學家普朗克（Planck）所指出的："科學是內(nèi)在的整體，它被分解為單獨的部分不是取決于事物的本身，而是取決于人類認識能力的局限性，實際上存在著從物理到化學，通過生物學和人類學到社會學的連續(xù)的鏈條，這是任何一處都不能被打斷的鏈條。"事實上，當化學工程學科的核心發(fā)展到"非線性混沌系統(tǒng)"時，實現(xiàn)科學的融合已是其客觀系統(tǒng)性的需要，它需要強有力的非線性解算能力和綜合分析能力。基于人工智能和神經(jīng)生物學的人工神經(jīng)網(wǎng)絡（Artificial Neural Networks）技術(shù)為這種系統(tǒng)性的融合提供了新的思路和途徑。人工神經(jīng)網(wǎng)絡特有的信息處理能力在愈來愈多的領域中展現(xiàn)出廣闊的應用前景，它具有如下特點[9，10]：
① 學習：神經(jīng)網(wǎng)絡可以根據(jù)外界環(huán)境修改自身行為，這使它比其他任何方法接受自身感興趣的外界信息更敏感。
② 概括：經(jīng)過學習訓練后，神經(jīng)網(wǎng)絡的響應在某種程度上能夠?qū)ν饨缧畔⒌纳倭縼G失或自身組織的局部缺損不再很敏感，反映了神經(jīng)網(wǎng)絡的健壯性（魯棒性），即工程上說的"容錯"能力。
③ 抽取：神經(jīng)網(wǎng)絡具有抽取外界輸入信息特征的特殊功能，在某種意義上可以說它能"創(chuàng)造"出未見的事物。
④ 模擬：神經(jīng)網(wǎng)絡由眾多的神經(jīng)元組成，以并行的方式處理信息，大大加快了運行速度，可以逼近任意復雜的非線性系統(tǒng)。
當然，神經(jīng)網(wǎng)絡并非十全十美，其自身的發(fā)展就曾經(jīng)歷過相當曲折的過程，但是，人工神經(jīng)網(wǎng)絡（ANNs）特性的融合將是化學工程學科發(fā)展到非線性核心系統(tǒng)的自組織適應和需要。例如采用神經(jīng)網(wǎng)絡設計的控制系統(tǒng)，適應性、穩(wěn)定性和智能性均較好，能處理復雜工藝過程的控制問題，也使得化學工程師不但也是機械工程師，還首先是系統(tǒng)工程師，并能從最一般的非線性原理出發(fā)，解決實際過程的創(chuàng)新、應用、開發(fā)、生產(chǎn)等問題。
生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，科學技術(shù)的持續(xù)進步，人類認識自然和改造自然的不斷深化，化學工程學科必將不斷"分化"和"融合"，體現(xiàn)出和諧系統(tǒng)的無限發(fā)展性質(zhì)。
參考文獻
[1] 李立本. 系統(tǒng)的和諧與和諧觀[J]. 自然辯證法研究， 1998， 14(5):39.
[2] 韓兆熊. 傳遞過程原理[M]. 浙江：浙江大學出版社， 1988， 11:3.
[3] 季子林， 陳士俊， 王樹恩. 科學技術(shù)論與方法論[M]. 天津科技翻譯出版公司， 1991， 9:115．
[4] 金涌， 汪展文， 王金福， 等. 化學工程邁入21世紀[J]. 化工進展， 2000，(1):5-10．
[5] 黃仲濤， 李雪輝， 王樂夫. 21世紀化工發(fā)展趨勢[J]. 化工進展， 2001，(4):1-4.
[6] 張生心， 梁仲清. 從量子混沌再看物理學的統(tǒng)一性[J]. 自然辯證法研究， 1996， 12(10):8.
[7] 苗東升. 系統(tǒng)科學精要[M]. 中國人民大學出版社， 1998， 5:20．
[8] 成思危. 試論科學的融合[J]. 自然辯證法研究， 1998， 14(1):2.
1環(huán)境工程與化學工程復合型人才的培養(yǎng)方式
目前許多院校廣泛采用主輔修方式培養(yǎng)復合型人才，即學生在完成主修專業(yè)課程的基礎上，再輔修第二專業(yè)的課程。輔修課程的上課時間經(jīng)常與主修課程的上課時間相沖突，或者輔修課程的上課時間統(tǒng)一被安排在周末或晚上，這給輔修課程的學習帶來不便。環(huán)境工程與化學工程復合型人才的培養(yǎng)可采用特色班級方式培養(yǎng)，即在招生時就用固定班集體招生、統(tǒng)一培養(yǎng)。這種培養(yǎng)方式便于課程體系的學習，尤其是便于實踐課程的教學與管理。湖南城市學院化學與環(huán)境工程學院同時擁有化學工程和環(huán)境工程兩個專業(yè)，這使得該學院在環(huán)境工程與化學工程復合型人才的招生、教學與管理有獨特的資源優(yōu)勢。
2環(huán)境工程與化學工程復合型人才培養(yǎng)的課程體系
在課程體系設計上，不能簡單地將環(huán)境工程專業(yè)與化學工程專業(yè)的課程“拼盤”。根據(jù)環(huán)境工程與化學工程復合型人才培養(yǎng)的特點和要求，我們在請教專家、調(diào)查學生的基礎上對環(huán)境工程專業(yè)、化學工程專業(yè)的相關(guān)課程進行了有機整合，形成了培養(yǎng)環(huán)境工程與化學工程復合型人才的課程體系，該課程體系由5個課程模塊組成。公共基礎和素質(zhì)課程模塊。該課程模塊包括中國近現(xiàn)代史綱要、思想道德修養(yǎng)與法律基礎、基本原理、思想和中國特色社會主義理論體系概論、大學生心理健康教育、軍事訓練、大學體育、大學英語、計算機基礎、大學語文。專業(yè)基礎課程模塊。該課程模塊包括高等數(shù)學、工程制圖及CAD、無機化學及實驗、有機化學及實驗、分析化學及實驗、儀器分析及實驗、物理化學及實驗、化工原理及實驗、波譜分析。專業(yè)核心課程模塊。該課程模塊包括環(huán)境化學、管網(wǎng)工程、環(huán)境微生物學及實驗、環(huán)境生態(tài)學、環(huán)境監(jiān)測及實驗、水污染控制工程及實驗、大氣污染控制工程及實驗、固體廢物處理工程及實驗、噪聲污染控制工程、環(huán)境影響評價。特色課程模塊。該課程模塊包括化工環(huán)境保護、化工污染控制工程、化工污染控制設備、綠色氧化技術(shù)、突發(fā)性化工環(huán)境污染事故的預防與處置等課程。實踐教學課程模塊。該課程模塊包括環(huán)境工程仿真實驗、工程設計、工程實驗設計與數(shù)據(jù)處理、PIDCAD工藝流程制圖、認識實習、生產(chǎn)實習、畢業(yè)論文(設計)。該課程體系在保留環(huán)境工程專業(yè)的核心課程基礎上，《無機化學》、《有機化學》、《分析化學》、《物理化學》、《儀器分析》、《化工原理》、《波譜分析》等專業(yè)基礎課程內(nèi)容和學時與化學工程專業(yè)一致，在課程設置上體現(xiàn)出環(huán)境工程專業(yè)與化學工程專業(yè)課程的復合；特色課程模塊和實踐教學課程模塊體現(xiàn)出環(huán)境工程專業(yè)與化學工程專業(yè)課程的融合。
3環(huán)境工程與化學工程復合型人才培養(yǎng)的教學方法
對于環(huán)境工程與化學工程復合型人才，要求綜合培養(yǎng)學生環(huán)境工程、化學工程兩專業(yè)的知識和能力，達到綜合培養(yǎng)的目標，這就要求其相應的教學不能采用灌輸性的教學風格，而應采用滲透式教學、融合式教學、案例式教學和研究性教學等。(1)滲透式教學是指在上述專業(yè)基礎課程模塊中滲透環(huán)境工程專業(yè)知識的教學，在上述專業(yè)核心課程模塊滲透化學工程專業(yè)知識的教學。例如，《物理化學實驗》中動力學實驗可以讓學生動手做“Fenton試劑降解除草劑2,4-D反應速率常數(shù)和活化能的測定”。(2)融合式教學是指在上述特色課程模塊和實踐教學課程模塊中將環(huán)境工程和化學工程中的知識、原理、技能融成一體進行教學。例如，《化工污染控制工程》中教師可結(jié)合工程實踐進行“流化床化學反應器處理農(nóng)藥廠廢水”的專題教學，將流化床工藝設計參數(shù)、原理、廢水排放標準等融合在一起進行教學。(3)案例式教學就是指在環(huán)境工程與化學工程復合型人才培養(yǎng)的教學過程中結(jié)合教學內(nèi)容運用工程中的實際案例進行教學。例如，《水污染控制工程》中教師可結(jié)合工程實踐進行“電鍍廠含鉻廢水的深度處理”的案例教學。(4)研究型教學是指在環(huán)境工程與化學工程復合型人才培養(yǎng)的教學過程中教師結(jié)合教學內(nèi)容，通過創(chuàng)設學習情境，促進、支持和指導學生完成研究型學習活動，來綜合培養(yǎng)學生能力與素質(zhì)的一種教學方法。例如，在“Fenton試劑降解除草劑2,4-D反應速率常數(shù)和活化能的測定”實驗中，教師可引導學生自己查閱文獻資料，引導學生思考如何測定溶液中2,4-D的濃度？如何用計算機軟件繪制2,4-D濃度的標準曲線？讓學生自己確定實驗中所需要的儀器和使用的方法，引導學生思考FeSO4和H2O2使用量對2,4-D降解速率的影響，如何求算該降解過程中的速率常數(shù)K和表觀活化能Ea？
4環(huán)境工程與化學工程復合型人才培養(yǎng)的師資隊伍建設
良好的師資隊伍是實施環(huán)境工程與化學工程復合型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。要培養(yǎng)環(huán)境工程與化學工程復合型人才，首先必須有環(huán)境工程與化學工程復合型的師資。筆者認為，要改變目前環(huán)境工程與化學工程復合型的師資匱乏問題，可從如下幾個方面加強環(huán)境工程與化學工程復合型人才培養(yǎng)的師資隊伍建設。(1)引進、培養(yǎng)具有環(huán)境工程和化學工程雙專業(yè)學位的高水平的博士或碩士，他們在學士、碩士或博士學位教育期間接受過環(huán)境工程、化學工程的專業(yè)教育，具備環(huán)境工程和化學工程復合的知識結(jié)構(gòu)和科研素養(yǎng)，是環(huán)境工程與化學工程復合型人才培養(yǎng)的理想師資隊伍。(2)教師交叉自學和資格認證。在學院內(nèi)部要求有環(huán)境工程專業(yè)學位的教師參加化學工程的本科理論與實踐教育，要求有化學工程專業(yè)學位的教師參加環(huán)境工程的本科理論與實踐教育，教育期滿后進行考試認證，達到認證資格的教師才能評聘為環(huán)境工程與化學工程復合型人才培養(yǎng)的師資。(3)聘請企業(yè)有工程實踐經(jīng)驗，且有良好師范素養(yǎng)的工程師參與環(huán)境工程與化學工程復合型人才培養(yǎng)的教學和科研工作。
5學生自主學習是環(huán)境工程與化學工程復合型人才培養(yǎng)的重要手段
現(xiàn)代環(huán)境工程和化學工程日新月異，要培養(yǎng)環(huán)境工程與化學工程復合型人才，單靠教師的培養(yǎng)顯然是不夠的，必須充分調(diào)動學生自主學習的積極性。高等院校擁有豐富的中文、英文文獻資料數(shù)據(jù)庫，有豐富網(wǎng)絡平臺資源；高等院校圖書館擁有大量的紙質(zhì)版和電子版書籍、期刊和報紙；高等院校實驗室擁有大型的現(xiàn)代化儀器等。這些資源為學生的自主學習提供了良好的物質(zhì)保障。教師在環(huán)境工程與化學工程復合型人才培養(yǎng)的教學中，以問題、專題為核心，引導學生自主學習、相互交流，從而優(yōu)化學生的知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)。例如，教師可引導學生查閱相關(guān)網(wǎng)站，自主學習“離子交換樹脂”專題，要求學生掌握離子交換樹脂的分類、命名、合成、性能、工作原理、再生方法及在污水處理中的應用等，并要求學生要充分利用學校網(wǎng)絡資源，構(gòu)建自身交流的QQ群，進而廣泛、深入、持續(xù)地交流。總之，在今后環(huán)境工程與化學工程復合型人才培養(yǎng)的研究與實踐中，我們還需要不斷地努力探索與實踐，逐步形成科學、系統(tǒng)的環(huán)境工程與化學工程復合型人才培養(yǎng)體系，為環(huán)境工程與化學工程復合型人才培養(yǎng)提供啟示和建議。
作者：孟秋冬肖谷清胡擁軍單位：湖南城市學院圖書館湖南城市學院化學與環(huán)境工程學院
1.1應用型本科人才要求
根據(jù)現(xiàn)代化學工業(yè)的特征及社會對化工人才需求的趨勢,應用型高校化學工程與工藝專業(yè)的目標是培養(yǎng)化學化工理論基礎扎實,實踐動手能力、自主學習能力、創(chuàng)新能力及外語與計算機應用能力較強,適應化工、冶金、能源、輕工、醫(yī)藥、環(huán)保等部門從事工程設計、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)管理等方面工作的應用型高級工程技術(shù)人才[2]。為了實現(xiàn)上述目標,化學工程與工藝專業(yè)應用型本科人才應具備的基本素質(zhì)與專業(yè)能力包括7個方面:①樹立正確的世界觀,具有良好的人文精神、科學素養(yǎng),能處理好人與環(huán)境、人與社會的關(guān)系;②掌握化學工程與工藝的基本理論和基本知識;③掌握化學裝置工藝與設備設計方法,掌握化工過程模擬優(yōu)化方法;④具有對新工藝、新產(chǎn)品、新技術(shù)和新設備進行研究、開發(fā)和設計的初步能力;⑤了解化學工程的理論前沿,了解新工藝、新技術(shù)與新設備的發(fā)展動態(tài);⑥掌握文獻檢索的基本方法,具有一定的科學研究和實際工作能力;⑦具有創(chuàng)新意識和獨立獲取新知識的能力[2]。因此,根據(jù)現(xiàn)代科技和生產(chǎn)的發(fā)展需要,以服務地方經(jīng)濟社會發(fā)展為目標,把握高等教育規(guī)律和化學工程與工藝專業(yè)特征,制定化學工程與工藝專業(yè)應用型人才培養(yǎng)方案。在人才培養(yǎng)方案制定的過程中,合肥學院借鑒德國應用科學大學培養(yǎng)應用型人才成功經(jīng)驗,非常重視企業(yè)的作用,將企業(yè)要求與學生的培養(yǎng)相結(jié)合,構(gòu)建理論教學與實踐教學相學體系,確定了以“面向企業(yè)、立足崗位、注重素質(zhì)、強化應用、突出能力”為指導思想的“應用型”人才培養(yǎng)模式。理論教學體系體現(xiàn)“三個服務”原則:基礎理論教學要為專業(yè)技術(shù)課教學服務,理論教學為提高學生綜合素質(zhì)服務,把素質(zhì)教育貫穿于教學全程,為培養(yǎng)學生具有獨立分析和解決實際問題的能力服務,注重培養(yǎng)學生對技術(shù)成果的吸納和綜合應用能力。建立與培養(yǎng)目標相適應的實踐教學體系,形成基礎實訓、專業(yè)實訓及校內(nèi)、外實訓教學相結(jié)合的綜合實訓教學一體化,完成實訓教學。促進學生掌握專業(yè)技能,實施“四年九學期制”,提高學生就業(yè)競爭能力。
1.2化學工程與工藝專業(yè)人才要求
化學工程與工藝專業(yè)是為了適應新世紀化學工業(yè)的發(fā)展而設置的,是由原來的化學工程、有機化工、無機化工、高分子化工、精細化工、煤化工、工業(yè)催化等專業(yè)合并而成的寬口徑專業(yè),覆蓋面寬、涉及領域廣[3]。該專業(yè)具有兩大特色:一是覆蓋面廣。研究領域涉及無機化工、有機化工、精細化工、材料化工、能源化工、生物化工、醫(yī)藥化工、微電子化工等諸多領域;二是工程特色顯著。該專業(yè)以化學工程與化學工藝為兩大支撐點,化學工程主要研究化工過程及設備的開發(fā)、設計、優(yōu)化和管理。化學工藝則研究以石油、煤、天然氣、礦物、動植物等自然資源為原料,通過化學反應和分離加工技術(shù)制取各種化工產(chǎn)品。化學工程與工藝專業(yè)涉及的工程放大技術(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)技術(shù),不僅在化工領域,而且在醫(yī)藥、材料、食品、生工等眾多相關(guān)領域均大有用武之地。因此,化學工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)的學生應有較強的工程能力和工作適應性,需掌握化工生產(chǎn)技術(shù)的基本原理、專業(yè)技能與研究方法,具有從事化工生產(chǎn)控制、化工產(chǎn)品和過程的研究開發(fā)、化工裝置設計與放大的初步能力[4]。
1.3應用型化工人才實踐教學體系構(gòu)建
高等工程教育強調(diào)綜合素質(zhì)的基礎作用和工程素質(zhì)的定型作用。培養(yǎng)應用型化工特色人才,核心就是培養(yǎng)實踐能力強的應用型人才。以培養(yǎng)應用型人才為目標,以科學發(fā)展觀為指導,遵循教育教學基本規(guī)律,堅持育人為本,教學為綱,根據(jù)學生需要,圍繞學生能力拓展和知識結(jié)構(gòu)構(gòu)建實踐教學體系。該體系由基本技能、專業(yè)能力、綜合能力三層次訓練組成,將課外創(chuàng)新活動和社會實踐有機融合。借鑒德國成功的經(jīng)驗,培養(yǎng)學生工程設計能力、項目實現(xiàn)能力及創(chuàng)新能力。實踐教學根據(jù)能力要求可分為3個層次:基礎實踐層、專業(yè)實踐層、綜合和創(chuàng)新實踐層。基礎實踐層以強化“三基”,培養(yǎng)基礎能力為目的,將基礎化學實驗分為3個層次和5個模塊,構(gòu)成一個彼此相連,逐層提高的體系[5]。通過化學專題研究訓練,強化了知識和技能的綜合性;認知實習在實踐教學體系中處于承上啟下階段。學生在與自己相近或相關(guān)的崗位上經(jīng)過認知實習,了解專業(yè)所需要的專業(yè)知識、能力、素質(zhì),有利于他們結(jié)合自己的興趣,規(guī)劃未來發(fā)展,在專業(yè)方向的選擇、課程模塊的選擇上會更加理性。2周金工實習和1周電工電子實習,實現(xiàn)基礎能力培養(yǎng)目標;專業(yè)實踐層是在理論教學和基礎能力培養(yǎng)的基礎上,通過專業(yè)基礎實驗、課程設計、工程實訓等實踐教學的環(huán)節(jié)實現(xiàn)專業(yè)能力培養(yǎng);綜合和創(chuàng)新能力是對技術(shù)基礎知識、運用專業(yè)知識解決實際問題能力和知識遷移能力的綜合體現(xiàn),反映學生整體素質(zhì)。通過畢業(yè)實習、畢業(yè)設計(論文)等實踐教學環(huán)節(jié),配合第二課堂科技活動,達到培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)應用能力的目的。總之,各層實踐教學活動層層遞進、相互滲透,達到培養(yǎng)目標規(guī)定的專業(yè)技術(shù)應用能力的要求。
2圍繞工程能力培養(yǎng),實施實踐教學改革
2.1突出強化實踐鍛煉,提高教師實踐教學水平
教師是實踐教學體系的主導者,也是實踐教學體系的實踐者。要培養(yǎng)高質(zhì)量應用型人才,必須要有高水平的教師隊伍。按照這一思路,為所有的實驗室配備了具有碩士學位的專職實驗教師,采取走出去、請進來的辦法培養(yǎng)教師的實踐能力,派合肥學院高學位高職稱的教師到企業(yè)去鍛煉6~12個月,增加教師的工程意識和實踐能力。根據(jù)學院要求成立了實驗技術(shù)教研室,這不僅是名稱和內(nèi)涵的改變,更重要的是教育理念的轉(zhuǎn)變,建立實驗技術(shù)教研室,由教授、博士擔任主任,具有研究生學歷的教師為成員,研究實踐教學內(nèi)容、方法和手段,進行實驗教學、實驗課程內(nèi)容和方法改革等工作。目前,和化學工程與工藝專業(yè)實驗實踐教學有關(guān)的合肥學院院級教研立項6項,安徽省教育廳立項3項,獲得教學成果獎合肥學院二等獎一項、三等獎一項;安徽省三等獎一項。聘請企業(yè)和設計院等單位人員擔任教師,讓學生參與解決實際工作問題,提高實踐能力。
2.2加強實踐教學條件建設,提供實踐教學載體
實驗室和實習基地是完成實踐教學內(nèi)容所必需的保障平臺。在實驗室建設方面,加強以無機化學、有機化學、物理化學、分析化學課程為支撐的基礎化學實驗室建設,和以化工原理為支撐的化工基礎實驗室。專業(yè)實驗作為一門最能反映專業(yè)特色,與專業(yè)科學技術(shù)發(fā)展關(guān)系最為密切的實踐性課程,必須跳出原有的框架,重新構(gòu)建一個能夠全面反映化學工程學科發(fā)展方向、適合按專業(yè)大類組織實驗教學、有利于培養(yǎng)學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力的新框架。根據(jù)化學工程與工藝核心課程化工熱力學、傳遞過程原理、化學反應工程、分離工程和技術(shù)化工工藝學作為構(gòu)架,遵循以下原則:緊扣化工過程研究與開發(fā)的方法論;充分考慮工程學與工藝學實驗的適當平衡;具有典型性、力求先進性、增加綜合性;實驗內(nèi)容既符合化學工程與工藝學科發(fā)展規(guī)律,又具有鮮明的先進性和特色,建立了化工熱力學實驗室等專業(yè)實驗室。根據(jù)專業(yè)和學生發(fā)展需要,在專業(yè)方向上設立分離工程和精細化工2個化工專業(yè)方向,并建立精細化工和分離技術(shù)2個實驗室,建立膜材料和膜過程院級重點實驗室1個。校外實習是強化專業(yè)知識、增加學生的感性認識和創(chuàng)新能力的重要綜合性教學環(huán)節(jié),校外實習基地是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新精神的重要場所,是學生接觸社會、了解社會的紐帶[6]。以校企互利雙贏為機制,開展產(chǎn)學合作,和中鹽四方集團等14家企業(yè)建立良好的合作關(guān)系,與企業(yè)合作共建實驗室2個。每年由校內(nèi)和企業(yè)教師共同指導學生進行實習,并在畢業(yè)論文(設計)環(huán)節(jié),由企業(yè)提出課題,真題真做,學生將所學知識和生產(chǎn)實際相結(jié)合,取得在書本上得不到的收獲。中鹽四方集團、東華集團工程技術(shù)人員指導學生設計多次獲合肥學院優(yōu)秀畢業(yè)設計(論文)獎。
2.3第一課堂與第二課堂相結(jié)合,著力培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力
為了達到實驗課培養(yǎng)學生應用所學知識解決問題的更高目標,以培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力為出發(fā)點,以學生個性化能力培養(yǎng)為重點,學院制定了《合肥學院學生第二課堂活動學分管理暫行辦法》,將第一課堂與第二課堂結(jié)合起來,收到明顯的效果。化學工程與工藝專業(yè),以化學工程師之家和學生參與教師科研為主要內(nèi)容開展第二課堂科技活動。化工工程師之家于2007年11月建成運行。以培養(yǎng)“未來的工程師”為目標、以工程設計為核心、以模型制作為基礎,通過形式多樣的活動培養(yǎng)學生的工程意識;通過加強合作促進團隊精神;通過模型制作提高工程應用能力;通過工程設計提高工程素養(yǎng);通過企業(yè)化運作模式培養(yǎng)學生效率意識、責任意識和管理能力。作為第二課堂的重要平臺,重點培養(yǎng)學生的工程設計能力、管理能力、協(xié)調(diào)組織的領導能力和團隊精神。通過借鑒企業(yè)化管理模式,營造企業(yè)氛圍,培養(yǎng)學生效率意識、責任意識和管理能力,增強學生對社會的適應能力,提高學生的綜合素質(zhì)。目前,累計培訓學生500人以上。化學工程與工藝學生在各種全國性競賽中取得了一系列好成績。2010年,在科技部等單位舉辦的青年科技創(chuàng)新競賽獲得二等獎,“三井化學”杯第四屆大學生化工設計競賽二等獎和華南地區(qū)第四屆大學生化工設計創(chuàng)業(yè)大賽二等獎。近3年來,學生34篇,其中被SCI、EI收錄的9篇。
關(guān)鍵詞：化學工程；化學工藝；發(fā)展趨勢
前言：
簡要的說，物質(zhì)發(fā)生化學變化的反應過程為化學過程，而化學工程則是研究化學工業(yè)和其他過程工業(yè)生產(chǎn)中有關(guān)化學過程以及物理過程的一般原理、規(guī)律。這些工業(yè)不僅僅包括了傳統(tǒng)化工制造，同時也包括了現(xiàn)代化工制造，像向生物工程、生物制藥以及以及相關(guān)的納米技術(shù)等。化學工藝是以化學方法以化學方法、改變物質(zhì)組成與組織結(jié)構(gòu)合成新物質(zhì)為主的一種生產(chǎn)過程與技術(shù)。而化學工程與工藝就是一種優(yōu)化產(chǎn)品加工、生產(chǎn)的過程。在化學工程領域之內(nèi)與之相關(guān)聯(lián)的行業(yè)特別多，同時也與許多現(xiàn)代高新科技領域具有一定程度上的相互影響作用，在很大程度上推動著我國科技的發(fā)展、進步，增強了我國的綜合國力。
1.化學工程與工藝對環(huán)境保護的意義
現(xiàn)階段，“綠色”這一詞匯已經(jīng)逐漸被人們所熟悉，而環(huán)保也逐漸成為了人們普遍所追求的一種生活方式以及生活態(tài)度。實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能這一生活方式、生活理念重要途徑之一便是對化學工程與工藝的研究。化學工程與工藝相對程度上而言是一門比較具有顯著工業(yè)特色的學科，其所研究的范圍相對程度上也比較廣，同時應用范圍也特別寬。對于化學工程與工藝的研究，一方面需要降低污染、節(jié)約資源，另一方面需要實現(xiàn)人類利益的最大化。據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，很多國內(nèi)外的企業(yè)都在進行一些與綠色環(huán)保方面的相關(guān)研究。
2.相關(guān)新興化學工程與工藝的技術(shù)研究
2.1綠色化學工程
綠色工程即無污染、無化學、無害物質(zhì)。綠色化學就是研究、利用原理在一定程度上在化學產(chǎn)品的設計、開發(fā)以及加工生產(chǎn)過程中盡量減少、消除會對人類健康以及環(huán)境的影響的一門科學。因此，在一定程度上盡可能的運用化學工程與工藝去減少一些有害的原料、催化劑的產(chǎn)生與使用，盡可能的從根本上阻隔污染源的產(chǎn)生。綠色化學的主要作用就是從源頭上對污染物進行有效的減少或者消除，同時可以利用綠色化學生產(chǎn)出來一些對環(huán)境的保護有利的材料，然后經(jīng)過回收廢物進行循環(huán)利用，在最大限度上保證化學工程與工藝的“綠色化”。
2.2化學工程與工藝的分離過程
在現(xiàn)代社會，蒸餾法是最主要也是用的最多的一種分離工程方法。相對而言，我國在蒸餾分離工程方法方面的研究已經(jīng)有了相對程度上相比較豐富的理論依據(jù)以及實踐經(jīng)驗，但是在很多方面依舊需要進行完善。現(xiàn)階段，有許多國家的科學家認為膜分離技術(shù)（就是吸附分離——運用一些氣體的干燥、廢水等污染物的處理等等）是現(xiàn)在最具有發(fā)展?jié)摿Φ囊豁椃蛛x工程技術(shù)。它具有節(jié)能、高效以及易于清理等特點，但是同時它也具有一些問題需要去防治、改善。
2.3超臨界流體（SupercriticalFluid，SCF）
超臨界流體是一種溫度還有壓力，都在臨界點之上的無氣體液體的相界面。最近幾年，超臨界水氧化法（SCWO）在環(huán)境治療以及保護方面的應用、研究在相對程度上較多，而在化學工程與工藝方面相對研究比較少，依舊處于研究實驗期。
2.4提高反應選擇
化工生產(chǎn)過程的重要組成之一是化學反應，原料由反應得到產(chǎn)物，因此，便可以選擇相對程度上更為合理的反應途徑去實現(xiàn)提高生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量的效果。影響化學反應的因素有很多，像反應溫度、反應條件以及反應時間等。比如在氧化反應過程中往往會產(chǎn)生大量的熱，因此原料就會因為受熱而發(fā)生質(zhì)變，進而導致產(chǎn)品的質(zhì)量降低。
3.總結(jié)
現(xiàn)階段，世界不僅面臨著資源的短缺的問題，同時也面臨著能源短缺的問題，全球國家都認為社會經(jīng)濟的發(fā)展需要建立在綠色環(huán)保的基礎上，提出了資源的節(jié)約以及保護環(huán)境的要求。因此，這在一定程度上就要求在化學工程和工藝的配合上要緊密，發(fā)展上應該實現(xiàn)協(xié)同性發(fā)展。就這一方面，我國實現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展理念和化學工程工藝的融合，這樣，將化學工程和工藝技術(shù)相關(guān)的聯(lián)系在一起，重視其發(fā)展的綠色化，推動了傳統(tǒng)的化學工藝和工程的發(fā)展，降低了其發(fā)展給環(huán)境帶來的壓力，實現(xiàn)了資源的節(jié)約，環(huán)境污染的降低，綜上所述，開發(fā)新的能源對我國未來化學工程與工藝的發(fā)展是極為重要的一條道路，同時也是增強我國綜合國力的一條道路。
參考文獻
[1]杜春.化學工程與工藝專業(yè)認識實習的探索與實踐[J].石油化工應用，2008（27）：136
[2]姜兆華，趙力，宋英等.面向國家需求的化學工程與工藝特色專業(yè)課程體系構(gòu)建與實踐[J].中國大學教學，2013（11）53-55
1當下的發(fā)展水平
對于一個國家的工業(yè)來說，化學工業(yè)所占的比重并不在少數(shù)，究其原因，可以說化學工業(yè)的發(fā)展極大的體現(xiàn)了一個國家的經(jīng)濟發(fā)展水平和科學技術(shù)的發(fā)展水平化學工業(yè)的不斷發(fā)展，可以在一定程度上滿足人們高層次的科技生活的需要，也能夠鼓舞國家的各項產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)在內(nèi)的各項國家基礎產(chǎn)業(yè)的進步。近些年來，化學肥料開始逐步的替代了舊的農(nóng)業(yè)肥料，提高了農(nóng)業(yè)的產(chǎn)值產(chǎn)量，帶動了農(nóng)村相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在一定程度上推動了農(nóng)村經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的高速邁進。但是與舊的農(nóng)業(yè)肥料相比的不足之處就在于，化學肥料使用后所產(chǎn)生的化學廢棄物在很大程度上又造成了環(huán)境的污染，資源的浪費。化學肥料的殘留物成為了大自然的污染源頭。因此，化學工程有待提高，保護環(huán)境的宗旨是重中之重，資源的節(jié)約同樣是不能忽視的問題。但是，就目前我國的化學工程的污染、浪費現(xiàn)象仍是十分的嚴重，發(fā)展決不能以污染和浪費為前提，這是大錯特錯的。
下面我們來具體的分析一下：第一，生產(chǎn)的效率低下。就我國來看，我國的工業(yè)生產(chǎn)存在一個盲區(qū)，重點就在于生產(chǎn)的效率較低。在化學工程的研究的過程中，生產(chǎn)技術(shù)首先沒有達到預期的效果，環(huán)境污染的現(xiàn)象依舊沒有被制止。舉個例子來說，在進行的化學生產(chǎn)的實驗的過程中，材料的運用做不到理想的反應，反應現(xiàn)象達不到預計的效果。在這一系列的生產(chǎn)實驗的過程中，事實上，環(huán)境污染的現(xiàn)象已經(jīng)在悄然的發(fā)生了，化學實驗所產(chǎn)生的殘留物、化學實驗敗北過程中所造成的化學污染。實驗過程造成了資源浪費的現(xiàn)象十分的嚴重，經(jīng)濟浪費更是不在話下，極大的降低了生產(chǎn)的效率水平。另一方面，實驗沒有達到預期的效果，化學產(chǎn)品的使用效率低下，根本不能夠滿足人們的生活所需。第二，化學工程的生產(chǎn)過程，給環(huán)境造成了較大程度的影響。化學污染在當下我國的環(huán)境污染的比重中占了較大成分。重工業(yè)，尤其是金屬工業(yè)所產(chǎn)生的污染現(xiàn)象尤為嚴重。在對水資源的檢測的過程中發(fā)現(xiàn)，廢棄水中的金屬含量嚴格的超過了安全性能的指標。水資源的污染，也會對地下的土質(zhì)產(chǎn)生影響，而土質(zhì)又會影響農(nóng)業(yè)的產(chǎn)值，這樣看來，化學生產(chǎn)所造成的污染現(xiàn)象是嚴重的。另外，在工業(yè)生產(chǎn)的過程中，廢棄水的直接排放，給自然環(huán)境同樣造成了污染。第三，化學工程的不連貫性，很容易生產(chǎn)的間斷性，從而影響生產(chǎn)的進度，尤其是當它發(fā)生了不合理的間斷的時候，很快就會對整個生產(chǎn)的過程產(chǎn)生影響。由此看來，生產(chǎn)效率的低下、生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染以及生產(chǎn)的不合理的間斷等等這一系列的問題，都在阻礙著化學工程的發(fā)展和進步。
2我國化工生產(chǎn)工藝解析
從上文中，對于我國目前的化工生產(chǎn)過程中，存在著主要的問題就在于我國的化工生產(chǎn)工藝還不是非常完善。針對這些存在的問題，化學的生產(chǎn)工藝需要有哪些改進呢？在化工生產(chǎn)過程中，采取哪些最新的化學生產(chǎn)工藝能夠降低化學生產(chǎn)所產(chǎn)生的污染呢？第一，化學生產(chǎn)過程中，提高反應條件以及反應環(huán)境。反應條件是化工生產(chǎn)中最為重要的環(huán)節(jié)，為了達到高效生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，減少廢料的產(chǎn)生，反應條件是最為關(guān)鍵的因素。因此，提高化工生產(chǎn)效率的最為關(guān)鍵的因素就在于加強化學生產(chǎn)過程中的反應條件。催化劑以及反應所需條件一定要達到所需標準，才能保證在化工生產(chǎn)過程中，高效生產(chǎn)，并減少廢物的產(chǎn)生。保證廢物不直接排放到自然環(huán)境中，就能保證化工生產(chǎn)的相對環(huán)保。第二，化工生產(chǎn)過程中，并非只是提高產(chǎn)品生產(chǎn)的環(huán)境，更應該能夠提供廢物處理的程序以及治理系統(tǒng)。包括我們經(jīng)常看到的廢氣，都應該經(jīng)過適當處理后才能進行排放。廢水的排放要采用化學綜合的化工工藝。其原理很簡單，主要是化學反應中最基本的原理，將廢水中的重金屬通過沉淀，從而減輕其危害性。此外，廢氣的處理應該在排氣的中部以及頂部，都設置一出廢氣處理系統(tǒng)，這些裝置可以將廢氣中的有毒氣體以及廢氣中的粉塵過濾，從而保證排放到空氣中的氣體符合國家要求的標準。第三，真正從化學工程中的化工生產(chǎn)工藝技術(shù)入手，工藝技術(shù)是指從不同的反應原理以及反應條件進行分析與探討。制造氧氣的方式有很多種，那么哪種方式才是最效率高并且更適合化工生產(chǎn)呢？在不同的環(huán)境下，對于生產(chǎn)的原料以及方式都是可以隨機改變的，并能通過改變來進行適應性生產(chǎn)，從而提高化學生產(chǎn)的效率，并實現(xiàn)高效以及綠色生產(chǎn)。
3結(jié)語
總之，化工生產(chǎn)工藝的提高，應該從當前的現(xiàn)狀分析，找出生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的弊端嗎，從而大力發(fā)展化工工藝。經(jīng)過了上述的分析和理解，我們不難總結(jié)出化學工程利弊。在“可持續(xù)發(fā)展”和“保護生態(tài)環(huán)境”盛行的今天，若是化學生產(chǎn)能夠經(jīng)受得住考驗，改變環(huán)境污染的不合理現(xiàn)象，提高資源的可持續(xù)利用效率，那么它的廣泛應用就一定會指日可待。但是，若是化學生產(chǎn)依舊如今日般給整個社會產(chǎn)生不可忽視的危害的話，它為人們所]冷漠^也同樣是不難想象的。因此，提高化學工程的生產(chǎn)技術(shù)，提高化學生產(chǎn)工藝的使用效能，是現(xiàn)下發(fā)展應當考慮的首選問題。就其發(fā)展的全過程來看，技術(shù)的日進完善，科學技術(shù)的日新月異，化學工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的明天相信很快就會到來。
作者：高改輕 單位：六九硅業(yè)有限公司
關(guān)鍵詞：化學工程；應用；發(fā)展方向
近幾年由于我國科學技術(shù)水平的進步，自動化技術(shù)的應用在各行各業(yè)中逐步擴散起來，比如化學工程技術(shù)在化學生產(chǎn)中的應用也逐漸受到人們的關(guān)注，化學工程行業(yè)關(guān)系著人們的日常生活，影響著其他行業(yè)的發(fā)展，所以對在化學生產(chǎn)過程中的應用進行研究探析，是十分有必要的實時話題。
化學工程技術(shù)是一門主要研究化工生產(chǎn)過程中研究和開發(fā)以及過程裝置的設計、制造和管理的綜合性技術(shù)。化學工程技術(shù)的發(fā)展對于強化化工生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低原料和能量消耗，對于企業(yè)的技術(shù)改造以及新技術(shù)的開發(fā)起著重要作用。
1 新型反應技術(shù)的研究
1.1 超臨界化學反應技術(shù)
超臨界液體是指在溫度和壓力都處于臨界點之上時，此時狀態(tài)處于液體和氣體之間，具有這兩種狀態(tài)的雙重性質(zhì)。這種狀態(tài)的流體不僅在化學工業(yè)、生物化工、食品工業(yè)有廣泛的應用，而且還在醫(yī)藥工業(yè)等領域應用很廣泛，已經(jīng)顯示出巨大的魅力，極具發(fā)展前景。近年來，化學界將超臨界水氧化法應用到保護環(huán)境的領域，但是都處于初級發(fā)展階段，很不成熟。
1.2 綠色化學反應技術(shù)
綠色化學是指對環(huán)境不會造成污染的，有利于保護環(huán)境的化學工程。綠色化學簡單說就是采取化學的技術(shù)和方法來減少或消除那些對人類有害的、妨礙社區(qū)安全的、對生態(tài)環(huán)境會產(chǎn)生不利影響的原料或溶劑等。綠色化學是將污染從源頭進行消除的工程，因此很徹底，這主要包含原子經(jīng)濟性和高選擇性的反應，生產(chǎn)出對環(huán)境有利的材料，并且回收廢物循環(huán)利用的一門科學技術(shù)。
1.3 新的分離技術(shù)
從廣義上看，分離強化首先是對設備的強化，隨后對生產(chǎn)工藝進行強化，整體來說就是只要能將設備變小、將能量轉(zhuǎn)化效率提高的技術(shù)都是化工分離技術(shù)強化的結(jié)果，這樣不僅有利于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，同時也是化工分離技術(shù)的重要技術(shù)與主要趨勢之一。然而，古老的化工分離技術(shù)原理：利用沸點的不同，將不同的組分從分離塔里分離出來。隨著科技的發(fā)展及國內(nèi)外的分工合作共同研究除了大量新的分離技術(shù)，具有廣闊的發(fā)展前景，但是這些在應用中同樣也存在著很多問題，此項研究對相關(guān)分子蒸餾的基礎理論探究比較少，沒有在理論上充分說明和指導，對設計刮膜式分子蒸餾器也沒有深入的研究。隨著信息技術(shù)和科學的不斷進步和發(fā)展，分離技術(shù)也隨之得到改善，取得了長足的進步，逐漸信息技術(shù)引入到分離技術(shù)的研究與開發(fā)上，例如在研究熱力學和傳遞的性質(zhì)、多相流等方面，這些都是信息技術(shù)發(fā)生功效的主要分離技術(shù)，再如分子模擬大大提高了預測熱力學平衡和傳遞性質(zhì)的水平。對分子的設計加速了可以加速分離，因此對研究和開發(fā)新的高效的分離劑有深遠的意義。信息技術(shù)的引進對于分離過程的深入產(chǎn)生了重要的作用，而且還能提高工作效率。
2 傳熱過程中一些新的研究進展和方向
2.1 微細尺度傳熱學研究進展
微細尺度是從空間尺度和時間尺度微細的探討和研究傳熱學規(guī)律，現(xiàn)在傳熱學中已經(jīng)自成一個分支，發(fā)展前景廣闊。當物體的特征尺寸遠大于載體粒子的平均尺寸即連續(xù)介質(zhì)時假定依然會成立，但是由于尺度的微細，原來的假設的影響因素也會相對的發(fā)生變化，這就導致了流動和傳入規(guī)律發(fā)生著變化。目前，微米、納米科學已經(jīng)取得長足的進步，受到人們的廣泛關(guān)注，諸多領域都是圍繞微細尺度傳熱學進行研究的。其中高集成度電子設備、微型熱管、多空介質(zhì)流動傳熱等多項研究都是微熱尺度傳熱學研究取得的豐碩成果。
2.2 強化傳熱過程的研究進展
這項研究主要是從改進換熱器設備的形式入手，提高傳熱的效率，并想辦法改進設備使其持續(xù)對外放熱，這種改進包含發(fā)明新的傳熱材料和改進生產(chǎn)工藝，將過去的設計進行優(yōu)化等方法。
2.3 傳熱理論研究進展
近年來，傳熱研究者一直都致力于滴狀冷凝在工業(yè)生產(chǎn)上的應用，但至今仍未能很好的實現(xiàn)，主要問題是如何獲得實現(xiàn)滴狀冷凝，并且使其冷凝表面壽命延長。改變冷凝界面的性質(zhì)，將滴狀冷凝應用到工業(yè)上進行傳熱改造是傳播熱學研究的主要熱點之一。沸騰的傳熱方式不僅在機械、動力和石油化工等傳統(tǒng)的工業(yè)之中廣泛使用，而且在航空航天技術(shù)等高科技領域也廣泛的應用著。長期以來，人們都在對液體發(fā)生核態(tài)沸騰的主要原因和具有高換熱強度的機理進行著深入的探究。由于沸騰的現(xiàn)象是復雜和多變的，這些都導致了我們不能利用常規(guī)的計算方法來計算出沸騰所能傳輸?shù)臒崃俊５浆F(xiàn)在為止，加熱器表面受到水沸騰時產(chǎn)生的氣泡的影響，這一問題是最需要得到解決的，也是研究的重點所在，對沸騰傳熱進行計算大都采取機理模型，這種方法存在嚴重的缺陷就是計算的準確率很低，而且需要大量的實驗做基礎，所以目前應用的范圍較窄，目前沒有能較準確計算沸騰傳熱的計算式，因此我們有另辟蹊徑，從新的角度來探究和研究問題，從基本理論出發(fā)，提出新的理論與計算方法或研究出新的模型，將數(shù)學與之相結(jié)合計算出沸騰所傳出的熱量，這將成為今后研究的重中之重。
3 化學工程學科未來的發(fā)展動態(tài)
科學的進步使大量新的技術(shù)和產(chǎn)品能源不斷涌現(xiàn)，并且在先進技術(shù)的引導下得到了廣泛的應用，這就為化學工程的研究提出了新的問題，那就是如何為新的產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展提供良好的服務并不斷形成新的完整的理論，化學工程的發(fā)展就此進入一個新的發(fā)展階段。在學科研究的方法上更多的注重學科的交叉，更多的研究材料其中包含信息和化學、生物與化學、能源與化學、環(huán)境與化學相結(jié)合的工程學科，這些都為化學工程的發(fā)展提出了新的發(fā)展方向和研究課題，為化學的發(fā)展做了良好的鋪墊。
4 結(jié)束語
電氣工程中使用電氣自動化技術(shù)可以提升相關(guān)設備的有效性，可以實現(xiàn)整個工程的信息化、網(wǎng)絡化和效率化，可以使電氣工程的數(shù)據(jù)采集、電網(wǎng)調(diào)度更加高效便捷，可以滿足目前經(jīng)濟環(huán)境下的剛性需求，更好地適應社會的發(fā)展規(guī)律。
參考文獻
[1]陳偉.淺析化學工程技術(shù)在化工生產(chǎn)中的應用[J].科學專論，2013（1）.
關(guān)鍵詞：化工原理；工程意識；實踐教學
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）19-0198-02
化學工程專業(yè)應當培養(yǎng)學生綜合地運用科學原理、方法和技術(shù)對已有技術(shù)進行消化吸收并具備一定的研究開發(fā)能力，解決化工生產(chǎn)過程中的復雜工程問題，同時能夠在工程項目中完成工藝、設備和控制等方面的合理設計。中國的高等工程教育模式下的畢業(yè)生在進入企業(yè)后沒有嚴格的工程師崗位培訓系統(tǒng)，也很少有工程項目的集中實踐經(jīng)驗。中國工程教育的培養(yǎng)和當前社會市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)型期對工程技術(shù)人才的需求已經(jīng)不匹配。大批經(jīng)由高等院校工程教育培養(yǎng)出來的工程技術(shù)人才往往較難適應生產(chǎn)企業(yè)、設計院等單位對人才的要求。
化工原理課程是一門以化工單元操作為主要內(nèi)容，以“三傳”研究方法論為主線的工程技術(shù)基礎課，它不同于化學和物理化學等基礎學科，因為基礎課程以簡單的、理想的模型做為研究對象，采用的是嚴密的數(shù)學分析法；而化學工程學科都要面向?qū)嶋H的繁雜的工程問題，加上生產(chǎn)過程中影響因素繁多、物系的巨大差異、操作條件各不相同，大多數(shù)問題需要依靠理論指導下的工程化手段來解決。因此在本科教學中應該盡早讓學生建立技術(shù)經(jīng)濟思維能力，培養(yǎng)工程思維模式，樹立工程觀念、工程意識，進而讓學生能用工程觀念分析、解決工程實際問題。本文從研究方法的角度，并結(jié)合化工原理的理論教學、實驗教學和課程設計等環(huán)節(jié)來探討對化學工程師的培養(yǎng)問題。
一、理論教學實現(xiàn)工程意識培養(yǎng)和思維轉(zhuǎn)變
在當前的化工教育中，前兩年的學習課程基本沒有重點培養(yǎng)工程的觀念，學生基本上學習的就是工程基礎、物理、高等數(shù)學、基礎化學等理論性較強的課程。所以，學生對設計、工程沒有明確的認識，不能把理論與實際相結(jié)合。化工原理是一門銜接基礎化學課程、后續(xù)的化學反應工程、傳遞過程等專業(yè)課的一門主干課程。基礎化學課程的知識不僅是分析化工過程問題的重要工具，還是化工過程的基礎。如流體輸送、換熱、蒸發(fā)、精餾、萃取、吸收等單元過程教學中所涉及到的化學原理知識，都是學生在前期物理、化學學習過程中的重點內(nèi)容。另外，目前出版的化工原理教材內(nèi)容大都按設計計算―操作分析―單元設備設計的章節(jié)結(jié)構(gòu)來編寫，課堂教學中應對單元設備的作用、功能進行對比分析，使學生明白其相同點與差異，增強學生對單元設備的正確選型、設計的綜合能力。雖然各種單元操作基本方程的推導很重要，但是還應該把應用作為重點，培養(yǎng)學生的工程觀念，讓學生能夠理論與實際問題相結(jié)合。案例教學在過程分析中的出發(fā)點是單元操作的物理化學原理或者物理，終點是工程目的。在分析時，暫時擺脫繁多公式的約束，通過推理、邏輯思維，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、討論和解決問題。以數(shù)學作為基本工具，對過程進行數(shù)學模型識別，建立模型，進行實際的案例分析。
因此，在化工原理課程的理論、實踐教學過程中就應該在理論的基礎上盡可能提高學生的工程意識。具體來說，首先讓學生明白化工原理與前面所學的物理、化學是性質(zhì)完全不同的課程。強調(diào)此課程如何把研究成果開發(fā)放大為中試，再開發(fā)為生產(chǎn)規(guī)模，是連接基礎研究與工業(yè)生產(chǎn)的架橋。通過加強案例教學，使學生盡早樹立工程觀念[1]。雖然各單元操作的數(shù)學模型的推導重要，但更應該側(cè)重實際工程應用，讓學生能夠?qū)⒗碚撆c實際工程相結(jié)合，培養(yǎng)學生的工程觀念。
二、化工原理實驗教學中強化理論知識消化吸收與工程應用概念
實驗環(huán)節(jié)是研究問題和學習的重要環(huán)節(jié)，既是培養(yǎng)學生理論與實際相結(jié)合的重要方法，也能訓練學生的動手能力和實驗技能。化工原理實驗是同理論課程教學一起開展的實踐性教學環(huán)節(jié)，實驗涉及到工程實際，實驗設備和工藝流程相對復雜，部分實驗裝置甚至接近于中試。為激發(fā)學生的學習興趣和增強工程實踐能力，加強實驗教學是化工原理教學改革的一個重要切入點。如在實驗教學中，教師可以把科研中的單元過程，如分離工程案例分析引入到實驗教學課堂，既可以豐富實驗教學的內(nèi)容，又能夠提高學生對化工實踐和解決實際問題的認識[5]。在化工原理實驗中，學生能夠接觸到與實際生產(chǎn)設備結(jié)構(gòu)性質(zhì)相同的工程實驗裝置，能夠提升學生的工程意識。對于每個實驗，如果能夠要求學生獨立分析單元設備的結(jié)構(gòu)、設備的布置、實驗裝置流程，再結(jié)合教師的詳細講解，這樣就可以使學生在實驗過程中初步形成工程化概念。
完善實驗教學方法，提高實驗技能，訓練工程思維，是實驗教學成功的關(guān)鍵所在。增強實驗教學的每個環(huán)節(jié)監(jiān)控，包括流程預習、實驗裝置、課堂理論講解、實驗操作技能培養(yǎng)、實驗數(shù)據(jù)分析和綜合成績考評等。實驗過程中及時發(fā)現(xiàn)實際工程問題、找出解決方案，也算是建立工程觀念的一條有效途徑。通過觀察實驗現(xiàn)象，來引發(fā)學生自己思考問題。化工原理實驗教W的內(nèi)容緊緊圍繞實驗研究方法設計，學生可以在實踐中鞏固理論課所學的方法論。
三、化工原理課程設計突出理論教學與工程設計的對接
化工原理課程設計是一個綜合性的實踐教學環(huán)節(jié)，可提升學生的綜合應用能力，通過學生獨立完成規(guī)定單元操作設計的訓練，掌握相關(guān)工藝、機械設計的能力；課程設計環(huán)節(jié)以實際應用為目標，通過實踐可提高工程意識和實際應用能力。而且通過該環(huán)節(jié)，可使學生綜合運用相關(guān)課程理論知識，增強查閱文獻數(shù)據(jù)的能力，并增強通過工程語言如圖表、文字表達設計結(jié)果的能力，進而可以提升學生的工程制圖的能力。這樣，學生通過一次課程設計，可以掌握機械設計的訓練、單元設備相關(guān)工藝，使工程的概念得以提升。
應當指出的是，課程設計的目的不單純是為設計而設計，而是培養(yǎng)學生解決問題和分析問題的綜合能力。在進行課程設計之前，學生基本沒有參加過工程實踐，所以指導教師有必要提醒學生，工程上的問題往往受到諸多因素影響，不像他們以前所學的自然科學范疇的數(shù)學、化學和物理等課程的答案是唯一的，工程問題的答案往往不止一個。所以需要將每種可行方案進行可靠性、先進性和經(jīng)濟性等方面的比較和選擇，最終選擇一個可靠的實施方案。經(jīng)過這樣的指導和親自參加工程設計實踐，學生的靈活性和工程應變能力都能夠得到初步鍛煉，進而為他們今后走上工程師崗位打下初步基礎。課程設計主要是針對實際工程中的問題，讓學生得到實際鍛煉的機會，課程設計內(nèi)容注重理論聯(lián)系實際工程。請工程經(jīng)驗豐富的工程師現(xiàn)身講解學生需要面對的專業(yè)熱點問題或典型工程問題。讓學生走進企業(yè)、工廠實踐，了解和感受工業(yè)生產(chǎn)過程的實際狀況。另外要培養(yǎng)學生的工程實踐能力，強調(diào)工程軟件（PRO II，Aspen，Auto CAD等）的上機操作與實際應用，加強學生的工程培訓實踐教學，讓工科學生掌握這一進步的設計手段。
四、結(jié)語
要加強學生工程意識的培養(yǎng)，我們在搞好理論教學、實驗教學和工程設計的同時，更多地要讓學生走出課堂，深入生產(chǎn)和科研實際。使學生能夠?qū)⑺鶎W的知識應用于研究和解決生產(chǎn)問題的工程實踐中，讓學生體會到解決實際工程問題的喜悅與自豪。要逐步培養(yǎng)學生重踐、重應用的熱情，培養(yǎng)學生積累資料的習慣和興趣，培養(yǎng)學生尋找課題、在生產(chǎn)實際中發(fā)現(xiàn)問題、掌握解決問題的步驟和方法，在教學過程中培養(yǎng)學生工程化的思維，培養(yǎng)他們熱愛化學工程專業(yè)，使學生熱愛所學專業(yè)。
參考文獻：
[1]倪獻智.化工原理課程教學中突出工程觀點和方法教育[J].化工高等教育，2007，95（3）：79-82.
[2]李凝.從培養(yǎng)學生工程思想出發(fā)談化工原理教學改革[J].廣東化工，2009，36（8）：281-283.
[3]郭瑞麗，袁軍，張建樹.全國化工設計大賽對化學工程與工藝專業(yè)教學的啟發(fā)[J].高教論壇，2013，169（11），59-60.
[4]劉作華，李澤全，譚世語等.論化工原理課程教學與學生工程意識的培養(yǎng)[J].廣東化工，2008，35（9）：147-150.
Paying Attention to the Cultivation of Basic Qualities of Chemical Engineers in the Teaching Process of Chemical Engineering Principle
YUAN Jun，ZHANG Jian-shu
（School of Chemistry and Chemical Engineering，Shihezi University，Shihezi，Xinjiang 832003，China）
1、化學工程技術(shù)的產(chǎn)生于發(fā)展
19世紀的歐洲出現(xiàn)了化學工程,并且在20世紀在石油的開采中逐漸的興起,先后在一戰(zhàn)期間和二戰(zhàn)期間有著重大的工程技術(shù)進展,相繼研發(fā)出了許多化學武器以及原子彈的出現(xiàn),該項技術(shù)在20世紀60年代進一步的開展,并且取得了突破性的作用,逐漸的從一些小型的化工產(chǎn)品邁向大型化工設備領域,并且研制出了許多大型的裝置,這對于一些大型的生產(chǎn)有著重要的作用。之后在20世紀60年代,化學工程在計算機的應用中,展開了更廣泛的應用和發(fā)展,之后再計算機的應用下出現(xiàn)了許多化學工程產(chǎn)品,能夠為人類的生活提供日新月異的新產(chǎn)品。
2、化學工程技術(shù)在新世紀的發(fā)展趨勢
由于化學工程能夠帶動新世紀的變化,它作為一項綜合的學科推動者社會經(jīng)濟各個領域的發(fā)展,因此該項工程對于新世紀的發(fā)展趨勢表現(xiàn)在:
2.1化學工程與其他學科的交叉存在
在化學工程中,它能夠與高分子化學以及高分子的物理學科交叉的存在,因此這就推動了材料化學工程的進一步發(fā)展,能夠根據(jù)化學工程的基本原理對材料的制造過程進行科學的生產(chǎn),能夠?qū)⒆匀坏馁Y源材料加工成比較精細的化學物質(zhì),在學科的交叉中,對于一些汽車器材的制造以及纖維技術(shù)都有著重要的推動作用;對于化學工程技術(shù)與生物學科的交叉來說:它能夠?qū)⒒瘜W技術(shù)的手段應用于生物技術(shù)的研究中,在該項技術(shù)中的重要成果是:生物藥品的產(chǎn)生、各種農(nóng)藥、氨基酸、以及酶制劑的出現(xiàn),這些產(chǎn)品對于人類的生活都有著重要的作用;化學工程技術(shù)與有機化學、無機化學的交叉,由于化學工程是一門比較精致的學科,因此它與有機化學和無機化學的結(jié)合能夠?qū)噬a(chǎn)有重要作用,并且在石油的開采中能夠指導正常的生產(chǎn)。
對于化學工程來說,與之交叉的學科還有,環(huán)境學和物理、微電子學。在環(huán)境中,通過化學工程技術(shù)的發(fā)展,對于環(huán)境學工程有著促進作用,保證了環(huán)境的質(zhì)量,對于凈化環(huán)境有進一步的改善意義;而在物理、微電子中,由于學科之間的交叉,產(chǎn)生了各種微電子以及線路板的進一步發(fā)展,這些產(chǎn)品給人類的生活帶來了不少方便。
2.2化學工程與數(shù)、理、化相結(jié)合
在化學工程的發(fā)展趨勢中,它與數(shù)學的結(jié)合表現(xiàn)在:該項技術(shù)能夠在數(shù)學工具的使用中,積極的推廣線性代數(shù)的使用。在與物理學的結(jié)合中,它能夠在X光衍射、氣相色譜程序以及電鏡等一些高科技的產(chǎn)品中進行進一步的研發(fā),方便了人們的日常生活。在基礎化學的結(jié)合中,其主要的體現(xiàn)在人力參數(shù)的預測以及生物環(huán)境的治理工作中,二者相互結(jié)合,推動了高科技產(chǎn)品的發(fā)展,能夠在不同的領域不斷的進行突破。
3、促進化學工程技術(shù)的發(fā)展對策
對于化學工程技術(shù)的研究對策分別從以下幾個方面進行研究,其具體的表現(xiàn)在:應該全面的提高化學工程的整體技術(shù)水平。這就需要做到:能夠以全局的思想進行考慮,結(jié)合于化學學科交叉的學科進一步探究,能夠做到統(tǒng)籌全局,整體的規(guī)劃,并且要協(xié)調(diào)好各個學科之間的關(guān)系,相互配合、相互促進,為進一步推動化學工程技術(shù)的發(fā)展做充分的準備。
在發(fā)展化學工程的技術(shù)中,要不斷的提高化學工程機械設備的研究水平。這就需要在發(fā)展的過程中要采用先進的機械設備,并且選用高科技的硬件設備進行,在提高技術(shù)人員的水平中,加大研發(fā)的力度,向世界化學工程逐漸的邁進。不斷的更新研究的設備,在技術(shù)中逐日的提高。
在工程技術(shù)中還需要做好化學工程技術(shù)的基礎教育工作以及要進行積極地拓展化學工程技術(shù)的應用范圍。具體的措施是,能夠根據(jù)技術(shù)的更新及時的對該項技術(shù)的人才進行培訓教育,這就需要技術(shù)人員要在增強自身知識水平的同時要不斷的提高自身的技術(shù)能力,通過相關(guān)的培訓來加強各方面的理論知識和技術(shù)要領,在技術(shù)中增強實踐的能力,為建設高水平、高質(zhì)量的化學工程人才做充分的保障。除此之外,在化學工程技術(shù)的應用領域中還需要進一步的研究,對于一些新產(chǎn)品,新技術(shù)要增加研發(fā)的力度,這樣才能夠為尋求更大的技術(shù)市場做可靠的保障,進而促進化學工程技術(shù)的不斷提高。
4、總結(jié)
1數(shù)據(jù)處理的程序框架
因為每一個化學工程與工藝實驗的目的都不相同，因此其處理的步驟以及涉及的化學公式也不盡相同，不可能以一個程序來概括，但是經(jīng)過大量的實驗研究和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)不同的化工實驗中都會有其相似之處，它們都可以由圖1來概述。
2數(shù)據(jù)處理的程序編制
2.1數(shù)據(jù)輸入。化學工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)輸入主要依靠提示的函數(shù)input實現(xiàn)，比如以溫度為例子，則其輸入函數(shù)為：t=input（‘請輸入實驗的溫度（攝氏度）：’），其中輸入函數(shù)大多是以矩陣的輸入形式為主。
2.2處理和作圖。化學工程與工藝實驗中得到的數(shù)據(jù)時常會存在離散的情況，必須經(jīng)由多種擬合的方法將它們結(jié)合成一條或多條連合的曲線，而其中最常用的擬合方式是最小二乘法，因此本實驗設計中的擬合方式也采用最小二乘法的方式。設實驗的離散數(shù)據(jù)（x1，y1）通過最小二乘法將其擬合成因變量y，自變量x，輸入的函數(shù)關(guān)系為y=f（x），函數(shù)關(guān)系的主要思路是讓離散數(shù)據(jù)中的x1的殘差平方以及Σ（f（x1）-y1）2達到最小值。因為在得出化工實驗數(shù)據(jù)中多少會因為外界的因素存在著一些誤差，因此最小二乘法可以無需使輸入函數(shù)y=f（x）必須經(jīng)過全部的離散數(shù)據(jù)（x1，y1），但是殘差平方和必須達到最小值。根據(jù)最小二乘法的擬合方法可知，最小二乘法可以滿足化工實驗數(shù)據(jù)處理中的擬合應用需求。在化學工程與工藝實驗中會涉及到流體的流動阻力研究，研究主要是通過測試流體的流動阻力，在經(jīng)過特定的計算之后得出摩擦系數(shù)（λ）和雷諾準數(shù)（Re）的離散數(shù)據(jù)，再同理，經(jīng)過最小二乘法擬合出連續(xù)的曲線，并根據(jù)其畫出相對應的圖形。得出上述式子之后可以將MATLAB里的函數(shù)polyfit（）進行線性的擬合，以作為化工數(shù)據(jù)處理的程序原理。
2.3建立數(shù)據(jù)庫。因為經(jīng)過上述的設計，化學工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理只能得知在特定的溫度下（比如10℃、20℃以及30℃等）實驗的物性數(shù)據(jù)，但是在實際的生產(chǎn)中，工業(yè)生產(chǎn)所涉及的溫度多變，不單單只停留在設計好的溫度當中，因此，這就需要我們在數(shù)據(jù)中選擇最相近的數(shù)據(jù)，假設它們屬于線性的關(guān)系，再利用內(nèi)插或者外推的方式計算出實驗的物性數(shù)據(jù)常數(shù)。在本文的化工實驗中，編寫的程序已經(jīng)將實驗溫度和密度以及實驗的溫度與黏度進行多次的實驗擬合，建立出了一個相對完整的數(shù)據(jù)庫，在工作中只需將溫度輸入進系統(tǒng)，則程序可以自動跳出在特定溫度下的物性數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)處理效率。
3程序的運行
在編制完成化學工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)處理程序，且建立數(shù)據(jù)庫之后，便應該輸入數(shù)據(jù)以驗證程序是否能有效地處理實驗數(shù)據(jù)。在化學工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)處理中，MATLAB軟件的應用是十分重要的，經(jīng)過實驗可知，在化工實驗當中會出現(xiàn)大量的離散數(shù)據(jù)，必須經(jīng)過擬合的方式進行處理，其處理過程中不僅工作量大，而且十分繁瑣，一旦出現(xiàn)差錯則必須重新重來，浪費大量的人力物力資源，而且在處理好實驗數(shù)據(jù)之后，在查看實驗當中還要將化工實驗數(shù)據(jù)重新計算一次，看結(jié)果是否與原先的計算結(jié)果相同，工作量十分重，但是如果運用MATLAB軟件則大大降低了數(shù)據(jù)處理難度，只要在MATLAB軟件中輸入相應的化工實驗數(shù)據(jù)，就可以得到結(jié)果，節(jié)省了時間，提高了工作效率。
4結(jié)語
在實際的應用中，化學工程與工藝實驗所要處理的數(shù)據(jù)十分龐大，而且涉及的計算公式也十分多，甚至很多時候為了將數(shù)據(jù)的計算公式導出來還要建立復雜的模型，一旦有一個步驟出現(xiàn)差錯則會直接影響到實驗的成果，如果使用傳統(tǒng)的手工計算方式，為了避免差錯則必須對每一個數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)進行反復計算，降低了工作效率，因此MATLAB軟件的應用對于化學工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)處理十分重要，它不僅將復雜的計算變得簡單，也讓事后的實驗驗證效率得到提高，促進了化工實驗的發(fā)展。
作者：李世英單位：內(nèi)蒙古蒙西建設集團有限公司鋼結(jié)構(gòu)分公司
1．1背景
武漢科技大學是由武漢鋼鐵學院等隸屬于原冶金工業(yè)部的三所在漢高校通過合并和改名而來。1998年，根據(jù)國家高等教育管理體制改革需要，學校成為第一批實行“中央與地方共建，以湖北省人民政府管理為主”的劃轉(zhuǎn)院校。劃歸湖北省管理后，學校立足于湖北建設、面向中南地區(qū)、輻射全國。武漢科技大學化學工程與工藝專業(yè)始建于1958年，原名為“煉焦化學專業(yè)”，1985年改為“煤化工專業(yè)”。1992年，按“煤化工”、“城市燃氣”和“炭素材料”三個專業(yè)分別招生。1996年，隨著教育部大學本科專業(yè)目錄的調(diào)整，“煤化工”、“城市燃氣”和“炭素材料”三個專業(yè)歸并為“化學工程與工藝”專業(yè)［1］。總之，化學工程與工藝專業(yè)以煤化工(焦化)為特色，是武漢科技大學的傳統(tǒng)特色專業(yè)。武漢科技大學是我國焦化專業(yè)人才的搖籃，所培養(yǎng)的焦化專業(yè)人才遍布全國各地，且大多成為企業(yè)的技術(shù)骨干或領導。為了適應市場經(jīng)濟形勢、進一步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和擴大畢業(yè)生的就業(yè)面，需要不斷完善培養(yǎng)目標，加強基礎理論知識的教學和采用多學科復合型培養(yǎng)模式，對多學科交叉課程進行整合和調(diào)整;強化工程實踐能力、動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng);在采用寬口徑和重基礎培養(yǎng)模式的同時突顯專業(yè)特色。
1．2目標
所構(gòu)建的化學工程與工藝專業(yè)課程體系能適應社會發(fā)展的需要，培養(yǎng)出具有寬厚基礎理論、合理知識結(jié)構(gòu)、較強創(chuàng)新能力、較全實踐技能和明顯煤化工特色的復合型化工類高級工程技術(shù)人才。畢業(yè)生能在焦化、炭素材料、燃氣、石油化工、精細化工、環(huán)境保護等行業(yè)從事生產(chǎn)管理、工程設計、技術(shù)開發(fā)和科學研究等方面的工作。
2課程體系建設
2．1整合與優(yōu)化原有課程
2．1．1整合《工程力學》與《化工設備機械基礎》
武漢科技大學化學工程與工藝專業(yè)在課程整合之前，所開設的《工程力學》學時數(shù)為82。《工程力學》是整個課程體系中學時數(shù)很大的課程之一，且有些內(nèi)容對化學工程與工藝專業(yè)并不是十分重要。為了增加學生社會的適應能力，加大學生的知識面和提高綜合素質(zhì)，經(jīng)過仔細研究和綜合權(quán)衡，決定壓縮一些已開設課程的學時和增加一些新的課程。《工程力學》就是這次課程體系改革的壓縮對象。考慮到《工程力學》與《化工設備機械基礎》關(guān)系最密切，就將壓縮后的《工程力學》與《化工設備機械基礎》整合成一門課程，取名為《化工設備與材料》。整合的《化工設備與材料》定位為化學工程與工藝類專業(yè)一門綜合性的機械類技術(shù)基礎課，其內(nèi)容包括工程力學、化工設備材料與焊接和化工容器設計三大部分。其任務是使學生具備基本工程力學知識，了解化工設備的選材要求及常用材料的特性，了解和掌握化工設備的設計計算方法和過程及典型設備的結(jié)構(gòu)設計與計算，強化化工類專業(yè)本科生對化工設備的機械知識和設計能力。整合后的《化工設備與材料》總學時數(shù)為46，其中工程力學部分由原來的82學時壓縮到16學時，為其它課程騰出66學時［2］。
2．1．2整合《化工設計》與《化工技術(shù)經(jīng)濟》
很多學校將《化工設計》是列為化學工程與工藝專業(yè)的一門專業(yè)必修課。課程主要介紹化工工藝設計的基本知識和方法，包括原料路線、技術(shù)路線的選擇，工藝流程設計，物料衡算、能量計算，工藝設備的設計和選型，車間布置設計，化工管路設計，非工藝設計項目的考慮和設計文件的編制等內(nèi)容。學習該課程可提高綜合運用已學過的化工原理、物理化學、化工熱力學、反應工程、分離工程、化工工藝學和機械制圖等方面知識解決化工工程實踐問題的能力。武漢科技大學化學工程與工藝專業(yè)原來的課程體系中沒有設置這門課，主要是因為受總學分和總學時的限制，沒有富余學時來開設這門課，現(xiàn)在通過整合《工程力學》與《化工設備機械基礎》騰出66學時，學時的問題已得到解決。所騰出66學時不能全部用于開設《化工設計》，經(jīng)過仔細研究后決定將《化工設計》與已開設的《化工技術(shù)經(jīng)濟》進行整合，取名為《化工工程設計與技術(shù)經(jīng)濟分析》，定位為專業(yè)基礎課，學時數(shù)由原來的18調(diào)整為54。
2．1．3優(yōu)化《能源化學》
《能源化學》是化學工程與工藝專業(yè)的專業(yè)基礎課，其前身為《煤化學》，為了拓寬學生的就業(yè)面，重新整理了傳統(tǒng)課程的教學內(nèi)容，在煤化學課程的基礎上，將其它一些主要能源也引進來，從而形成了能源化學課程，總學時數(shù)為54，其中實驗學時數(shù)為8。經(jīng)過幾年的教學實踐后發(fā)現(xiàn)，由于教學內(nèi)容較多，該課程的教學時數(shù)過于緊張，尤其是實驗學時嚴重不足。在本次課程體系建設中，將該課程的理論教學內(nèi)容和實驗教學內(nèi)容進行分離和單獨設課。實驗教學內(nèi)容取名為《能源化學實驗》，學時數(shù)為18;理論教學內(nèi)容仍用原來的課程名稱，學時數(shù)為46。
2．1．4優(yōu)化《能源化學工學》
《能源化學工學》是化學工程與工藝專業(yè)模塊1(煤化工模塊)的主干專業(yè)課程，由《煉焦學》和《煉焦化學產(chǎn)品回收與加工》整合而成。以前的課程體系設置時為了強調(diào)重基礎，對該課程的學時進行了大幅壓縮，總學時數(shù)為54，其中實驗學時數(shù)為18。經(jīng)過幾年的教學實踐后發(fā)現(xiàn)，該課程的教學時數(shù)壓縮過大，對教學效果產(chǎn)生較大影響，用人單位的反饋意見也證實了這一點。在本次課程體系建設中，將該課程的理論教學內(nèi)容和實驗教學內(nèi)容進行分離和單獨設課。實驗教學內(nèi)容取名為《能源化學工學實驗》，學時數(shù)為18;理論教學內(nèi)容仍用原來的課程名稱，學時數(shù)為46。
2．1．5優(yōu)化《高炭化學與碳材料工程基礎》
如前所述，炭素材料曾是武漢科技大學化工類的招生專業(yè)之一。在化工專業(yè)課程體系中設置炭素材料類的課程也是一大特色，這種特色為化工類畢業(yè)生的就業(yè)提供了更多機會。每年都有化工類的畢業(yè)生在炭素材料行業(yè)中就業(yè)，在全國的主要炭素企業(yè)中都有武漢科技大學化學工程與技術(shù)學院畢業(yè)的校友。但有一段時間為了強調(diào)重基礎，弱化了炭素材料課程的教學，僅開設了《碳材料工程基礎》，而且還是任意選修課，教學時數(shù)只有28學時。根據(jù)畢業(yè)生和用人單位的反饋意見，在本次課程體系建設中，決定優(yōu)化該課程的教學設置，將該課程定位為指定選修專業(yè)課，教學時數(shù)增至44，課程名稱改為《高炭化學與碳材料工程基礎》。
2．2增設《化工CAD繪圖與識圖》
工程圖紙是工程技術(shù)上用來表達設計思想和進行技術(shù)交流的主要手段，任何工程技術(shù)方案的實施，都必須以其為依據(jù)，因而被喻為“工程界的技術(shù)語言”。很多學校的化工類專業(yè)都開設計《化工制圖》這門課程，主要內(nèi)容有化工工藝圖和化工設備圖兩大部分，用于培養(yǎng)學生閱讀和繪制化工專業(yè)圖樣的能力。同時，它也為學生完成畢業(yè)設計和適應今后工作需要提供了不可缺少的基本能力。武漢科技大學化學工程與工藝專業(yè)原課程體系中只設置了《機械制圖》，沒有開設《化工制圖》。根據(jù)畢業(yè)生和用人單位的反饋意見，在本次課程體系建設中，決定增設《化工CAD繪圖與識圖》這門課程。該課程由《化工制圖》和《Auto-CAD繪圖》整合而成，內(nèi)容包括:AutoCAD繪圖軟件及其應用、工藝流程圖、設備布置圖、管道布置圖和化工設備圖，教學時數(shù)為36，其中14學時為上機實踐學時。
3教學方式改革
3．1在實踐中培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力
依托湖北省煤轉(zhuǎn)化與新型炭材料重點實驗室，通過開設本科生創(chuàng)新性實驗與創(chuàng)新性研究等課外實踐活動，為培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)新能力提供保障。鼓勵和扶持本科生進行實驗技能和化工設計競賽。本科生從三年級開始下到實驗室，參與到指導教師的實際科研項目中去，熟悉科研過程，鍛煉實踐技能，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
3．2組建和培養(yǎng)教學團隊
原來大多數(shù)專業(yè)課都只有一名任課教師，待其退修或調(diào)離工作崗位后再找教師接替。現(xiàn)在每門課至少有兩門任課教師，一般采取以老帶新的模式，且任課教師都要有工程實踐經(jīng)驗。如《能源化學》教學團隊，由2名老教師、1名中年教師和2名年輕教師組成，其中3名教師具有博士學位，4名教師有正教授職稱，2名教授為博士生指導教師。已有8名沒有工程實踐經(jīng)驗的年輕教師被派到河南、云南等地焦化企業(yè)進行了3個月實踐鍛煉，回校后教學效果有了明顯提高。
3．3多種途徑組織實踐教學
近年來，化學工程與工藝專業(yè)建立了一批相對穩(wěn)定的教學實習基地。考慮到專業(yè)特色和培養(yǎng)方向的要求，實習基地以武漢平煤武鋼聯(lián)合焦化有限公司為主體。該公司在國內(nèi)具有技術(shù)力量雄厚，生產(chǎn)工藝先進的特點，并具有較高的管理水平。同時，該公司可以說是焦化的一部“百科全書”，建有4．3m、6m、7．63m焦爐，所采用的配套工藝也有多種，是一個相當理想的焦化特色化工專業(yè)教學實習基地［3］。但是現(xiàn)在化學工程與工藝專業(yè)的招生人數(shù)越來越來多，一年的招生人數(shù)達280人之多。一個焦化公司能一次接納這么學生去實習已經(jīng)勉為其難，實習過程只能用走馬觀花來形容，很難深入下去。為了解決這一問題，采取了一系列措施，如下廠前先給學生分工段介紹現(xiàn)場工藝流程和主要設備，播放現(xiàn)場錄制的錄像，開發(fā)主要設備的三維數(shù)字模型供學生在電腦進行自主觀察、解剖和組裝，購置計算機仿真培訓軟件供學生在電腦上進行仿真操作。
【關(guān)鍵詞】華峰班 CDIO 工程教育
【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674－4810（2011）09－0001－03
20世紀的工程教育課程主要是提高學生的動手實踐，使學生掌握相關(guān)的專業(yè)知識和解決工程實際問題的能力。然而，隨著世界經(jīng)濟全球化以及科學知識的發(fā)展，工程教育課程的教育偏向了“厚基礎、寬專業(yè)”的工程科學的培養(yǎng)模式，從而削弱了對學生解決工程實際問題的能力培養(yǎng)。這種培養(yǎng)方式導致了學生缺乏對現(xiàn)實工程情況應有的認知程度。為了解決這個難題，2000年由麻省理工學院Crawley等人通過4年的探索創(chuàng)立了CDIO工程教育理念。CDIO作為一種新的工程教育理念，主張以產(chǎn)品研發(fā)的CDIO全過程，即構(gòu)思（ConcEive）、設計（Design）、實施（Implement）和運作（Operate）為載體，以工程項目生命周期全過程為載體培養(yǎng)學生的工程能力、學生的職業(yè)道德、學術(shù)知識和運用知識解決實際問題的能力，以及具備終生學習和團隊交流能力。
化學工程與技術(shù)作為化學工業(yè)的主要學科領域，擔負著促進化學工業(yè)及相關(guān)行業(yè)發(fā)展與進步的重要使命，因此培養(yǎng)出具有解決實際化工過程問題能力和創(chuàng)新能力的人才是非常重要的。本文以溫州大學化學工程與工藝專業(yè)的學生作為教學改革培養(yǎng)對象，將CDIO工程教育理念與化學工程與工藝的專業(yè)教育有機地結(jié)合，探索適合于以服務浙江及周邊地區(qū)經(jīng)濟為導向的化學工程與工藝專業(yè)教學模式的改革與實踐。
一 工科人才教育培養(yǎng)現(xiàn)狀
我國傳統(tǒng)的教學模式是以教師為中心、以課堂講授為主，以理論考試成績來評價學生的模式。當前，我國工程教育是通識教育模式和蘇聯(lián)教育模式的結(jié)合體。解放前，我國的先進高等工科教育主要是來自西方一些教會式的大學教育。建國后，由于化學工業(yè)發(fā)展的需要，我國效仿蘇聯(lián)搞起了專業(yè)教育。這種專業(yè)教育培養(yǎng)模式為我國的現(xiàn)代化建設作出了較大的貢獻。其缺點是過于強調(diào)教材和教學大綱的統(tǒng)一，影響了教育工作者的思維活躍性，也阻礙了對工科學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，教育家們對蘇聯(lián)教育模式進行了回顧和反思，制定了通識教育和專業(yè)教育相結(jié)合的工科通識教育模式。然而，隨著我國產(chǎn)業(yè)的進一步升級以及高校的持續(xù)擴招，導致了大量的工科畢業(yè)生找不到適合自己的工作，這可能是因為通識教育過于強調(diào)基礎科學理論，而弱化了專業(yè)內(nèi)容和工程實踐，導致了工科畢業(yè)生只了解一些表面的理論，缺乏工程應具備的實踐創(chuàng)新能力。
在辦學機制上，一方面，高校過于強調(diào)科研業(yè)績考核，許多具備豐富工程經(jīng)驗的老師很少參與到實際的教學過程中，而參與教學的教師又與企業(yè)的聯(lián)系不緊密。負責教學的教師缺乏產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗，工程教學過程又缺乏與企業(yè)的有效溝通，造成了工程教育和社會需求的嚴重脫節(jié)。另一方面，雖然在教學上安排了生產(chǎn)見習、畢業(yè)實習等環(huán)節(jié)，但是不少學校在實踐教學環(huán)節(jié)上是比較薄弱的，這是因為見習、實習的時間一般比較短，相應的考核制度也不健全。
綜上所述，我國工科教育從教學模式、辦學機制等眾多方面都存在著與產(chǎn)業(yè)發(fā)展脫節(jié)的問題，嚴重影響了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。尤其是理論脫離實際、實踐環(huán)節(jié)薄弱、產(chǎn)學脫節(jié)的問題直接導致了學生找不到適合自己的工作崗位以及企業(yè)有崗位找不到合適的人才。由此可見，我國的工科人才培養(yǎng)模式已經(jīng)不能滿足產(chǎn)業(yè)升級的需求。為了更好地培養(yǎng)適合產(chǎn)業(yè)升級所需的人才，我們從培養(yǎng)模式上進行了改革探索。
二 化學工程與工藝專業(yè)CDIO工程教育改革探索
CDIO工程教育模式改革旨在培養(yǎng)學生系統(tǒng)工程技術(shù)能力，尤其是項目的構(gòu)思、設計、開發(fā)和實施能力，以及較強的自學、組織溝通和協(xié)調(diào)能力。CDIO模式以工程項目全生命周期的要求來組織教、學、做，學生需要掌握各門課程知識之間的聯(lián)系，并用于解決綜合問題。因此，課程體系的建設要突出課程之間的關(guān)聯(lián)性，這就必須打破教師單打獨斗的傳統(tǒng)教學方法，而圍繞CDIO工程項目的實施進行教學計劃和課程關(guān)聯(lián)工作。
1．化工核心課程群的組織與教師隊伍建設
核心課程群由化工熱力學、傳遞過程原理、化學反應工程、分離工程、化學工藝學、化工設計6門課程組成，構(gòu)成了化學工程與工藝核心專業(yè)課的主體。化工設計以其他五門課程為基礎，對提高學生分析問題、解決問題的綜合工程能力起到非常重要的作用。化工原理是講述單元操作的基本原理，是學好其他專業(yè)課程的基礎；化工熱力學則建立在分離工程的基礎之上，闡述工業(yè)條件下各種流體熱力學性質(zhì)的計算；化學反應工程以傳遞過程為基礎，傳遞現(xiàn)象和化學反應工程利用數(shù)學的方法，從微觀角度闡述化學反應過程、設備設計的共性科學問題；化工工藝是關(guān)于化學品生產(chǎn)方法的技術(shù)科學，它以自然科學和工程科學規(guī)律為基礎，使化學反應達到工業(yè)化應用水平。由此可見，核心課程群的各門專業(yè)課是相輔相成的。
在課程群建設中，涉及專業(yè)課教學的老師主要通過進修、企業(yè)實踐、參加會議三種方式提高業(yè)務水平，對化工專業(yè)工程教育模式做到整體的認識，同時要求參與指導學生的化工設計。利用校企合作的機會，與企業(yè)方面的人才進行專業(yè)知識和其他方面的交流與溝通。其具體的組織與實施過程如下：
第一，教學方法改革的探索。首先，按照CDIO的教育理念，要逐步形成教師引導和以學生為主體的思想，使教師從教育者轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑д撸處煵辉偈呛唵蔚刭u知識，而是引導學生學習知識，把主要任務放到教會學生學習方法上來。在教學方面的改革要得到全校上下的支持才可能順利進行。溫州大學為課程體系建設和師資建設提供了很好的平臺，在化工核心課程群教改的過程中提供了強有力的物質(zhì)基礎和政策鼓勵。在這種良好的環(huán)境下，教師也愿意投入更多的時間去聽課評課，吸納好的教學手段和方法。由于化工班都屬于小班上課（30人左右），對部分課程如化工專業(yè)英語、精細化工工藝學實施角色互換教學模式，讓學生參與到化工教學的過程中。這些課程的效果反映較好，對化工原理等課程中的部分章節(jié)，我們也將逐步展開開放式的教學方法。
為了達到各門課程的知識體系能夠很好地銜接，通過教研室教師集體備課，相互切磋，討論每門課程講授的重點，個別章節(jié)內(nèi)容的舍棄和補充，做到教學的知識體系完整、重點難點突出、學時合理分配，真正做到精選、精講教學內(nèi)容。摒棄了過去教學活動中的單打獨斗，改為教學團隊授課，使各門課程有機地銜接起來。通過相互聽課并課后集體討論，指出教師課堂教學中存在的問題與不足，相互交流教學經(jīng)驗，討論改進的方法與策略，使教師的整體教學水平迅速得到提升。
第二，教師工程素質(zhì)的培養(yǎng)。不少高校在引進人才方面主要考慮的是教師科研水平，其次關(guān)注人才的企業(yè)實踐經(jīng)驗。鑒于科研壓力，假期教師也不能到企業(yè)去參與實踐或者工作。此外，許多教師只對與自己科研相關(guān)的專業(yè)課非常熟悉，對其他的專業(yè)課則非常生疏。因此，利用現(xiàn)有的教學資源，培養(yǎng)教學團隊的建設是很重要的一環(huán)。溫州大學化學工程與工藝教研所以化工設計為主線，基于地方化工企事業(yè)單位為依托，派遣年輕教師每年到相關(guān)的化工企業(yè)實踐兩個月，逐步培養(yǎng)教師的專業(yè)水平。近幾年，利用學習、調(diào)研以及下派科技特派員的方式，到杭州化工研究院、衢州巨化、瑞安華峰等不同類型的企業(yè)參觀學習，不斷地提高老師的業(yè)務水平。同時，為了讓教師能夠很好地參與到企業(yè)生產(chǎn)實踐中，溫州大學對擔任科技特派員的教師提出教學科研任務減半、考核優(yōu)先等政策鼓勵。僅2010年，我們派年輕老師帶隊到衢州巨化學習15天，杭州化工研究院學習3天，華峰學習7天，溫州本地化工企業(yè)實踐1個月左右，有效地提高了教師的工程素質(zhì)。教師工程素質(zhì)的增強也使學生收益頗豐，在2010年省化工設計大賽和全國“三井杯”化工設計大賽中多次獲獎。轉(zhuǎn)貼于 2．學生工程能力和團隊合作的培養(yǎng)
作為地方院校，溫州大學化學工程與工藝專業(yè)的辦學宗旨是以培養(yǎng)創(chuàng)新應用型人才為主，服務地方經(jīng)濟和社會的發(fā)展。經(jīng)過對近兩年該專業(yè)的畢業(yè)生調(diào)查的情況來看，目前該專業(yè)存在以下問題：（1）畢業(yè)生雖然掌握較多的書本知識，但實踐能力不強，導致他們從學校到公司需要較長的“崗位過渡時間”；（2）畢業(yè)生普遍缺乏對現(xiàn)代企業(yè)工作流程和文化的了解，缺乏團隊工作經(jīng)驗、溝通能力和創(chuàng)新能力；（3）工程職業(yè)道德、敬業(yè)精神等人文素質(zhì)薄弱，責任感不強。具體體現(xiàn)在：工作不踏實、心浮氣躁、做工程不細心、不愿承擔責任，客觀上他們的實踐能力與企業(yè)要求存在較大差距，而主觀上又不能沉下心來虛心向前輩學習。
從以上的調(diào)查結(jié)果來看，以目前的培養(yǎng)方案和評價標準來指導學生的專業(yè)教育經(jīng)不起企業(yè)用人單位的考驗。為了更好地培養(yǎng)適應地方經(jīng)濟社會發(fā)展的人才，實現(xiàn)對學生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，我們與溫州地區(qū)最大的化工企業(yè)華峰集團實行校企聯(lián)合培養(yǎng)本科生，實施“華峰特色班”戰(zhàn)略。目前，“華峰班”的學生采用“3＋1”模式培養(yǎng)方案（即學生前三年在學校集中學習理論知識并完成實踐教學，最后一年到企業(yè)，接受企業(yè)的培訓，并在企業(yè)盯班盯崗接受生產(chǎn)實踐活動）。同時在工程專家的指導下，根據(jù)企業(yè)的需要對培養(yǎng)方案進行部分修改，增設華峰提出的部分課程，使得學生在校期間所學的基本知識和專業(yè)理論更貼近于華峰實際的應用。在這種戰(zhàn)略方針下，學生在企業(yè)的環(huán)境中真正做到知識和能力之間的無縫連接，縮短了“崗位過渡時間”，增加了學生的工程實踐能力，有效地推進了CDIO教學改革。在2010屆的化工專業(yè)畢業(yè)生中，華峰集團招聘了7名華峰班學生。提升了學生的工程能力、團隊合作精神以及專業(yè)素養(yǎng)。
3．逐步建立適合CDIO工程理念的考核制度
正確、公平、合理且科學有效的考核制度對本專業(yè)的健康發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，它應當是對教學效果做出真實和客觀的評價，同時有利于提高學生學習的積極性和主動性。現(xiàn)行的課程考核方法主要是通過期中和期末考試成績來評定，它能在一定程度上反映學生掌握知識的程度以及教師上課的教學效果，但不能很好地促進學生學習的主動性。部分學生比較反感現(xiàn)行的考核制度，這是因為現(xiàn)行的考核方法存在比較單一、部分學生在學習上投機取巧也能獲得高分而影響其他學生學習的積極性、不能全面反應學生的綜合應用能力等問題。
CDIO教學模式以能力培養(yǎng)為目標，其主要培養(yǎng)的是學生的理論知識、職業(yè)技能、人際交流以及產(chǎn)品研發(fā)的CDIO全過程。采用CDIO教學模式，評價方法則應側(cè)重能力的考核，能力本位的教學觀貫穿課程設置和教學實踐的全過程。我們進行教改，其目的是提高學生的工程實際能力，因此我們的考核將使用過程能力評測替代以往單一的成績評定。
我們現(xiàn)階段的具體做法是：（1）選題：在學生進入大三學習開始，從企業(yè)選出一些與本專業(yè)相關(guān)的課題以及近兩年化工設計大賽的課題，讓學生自動組成4～5人的小團隊；（2）專業(yè)學習：上專業(yè)課的老師或工程師把握好主要的授課內(nèi)容，然后將大部分時間留給學生，讓他們針對自己的課題與本課程相關(guān)的知識點進行思考、提問、討論；（3）階段性測試：上完某些知識點后，老師或者企業(yè)工程師根據(jù)學生所做的課題和所學的專業(yè)知識進行評價，其中主要包括面試、答辯、自我評價、團隊合作能力等方面；（4）中期成績總結(jié)：這次總結(jié)是比較重要的，一般在大三上學期結(jié)束后，包括階段性測試的成績、平時的表現(xiàn)、專家化工設計大賽作品的評價、企業(yè)對學生課題的反饋等進行中期總結(jié)，由學校老師和企業(yè)專家對學生現(xiàn)階段的學習進行方法論指導，提出下學期的目標；（5）最后專業(yè)課成績評定：最后專業(yè)課成績進行A、B、C、D四個等級進行劃分，其中階段性測試占40%、中期成績總結(jié)10%、企業(yè)專家評價10%、課題完成情況10%、專業(yè)綜合能力20%、化工設計大賽10%。目前，整個評價體系尚在完善中。
三 結(jié)束語
化學工程與工藝專業(yè)學生的工程概念、分析和解決工程問題的培養(yǎng)對我國高等工科教育可持續(xù)發(fā)展以及化學工業(yè)的產(chǎn)業(yè)化升級起著非常重要的作用。本文就溫州大學化學工程與工藝專業(yè)的畢業(yè)生進行調(diào)研，發(fā)現(xiàn)學生在所學的知識和培養(yǎng)的能力和企業(yè)所需的人才具有一定的差距。本文以服務浙江及其周邊地區(qū)的經(jīng)濟作為出發(fā)點，初步建立了溫州大學化學工程與工藝專業(yè)的CDIO工程教育理念，獲得了一些正面的成果，為將來進行深入教學改革奠定了基礎。同時，我們的改革嘗試也為CDIO工程理念在化學工程與工藝專業(yè)的教育改革提供了一些思路。
參考文獻
［1］孫曉瑩.德國職業(yè)教育對我國職業(yè)教育發(fā)展的啟示［J］.教學研究，2006（5）：384～387
［2］查建中.工程教育改革戰(zhàn)略“CDIO”與產(chǎn)學合作和國家化［J］.中國大學教學，2008（5）：16～19
［3］Edward F. Crawley， Johan Malmqvist， S?ren ?stlund， Doris Brodeur: Rethinking Engineering Education: the CDIO Approach［M］. Springer， 2007
［4］余國琮、李士雨.化學工程與工藝專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案的制定與實踐［J］.天津大學學報，2004（1）：1～4
［5］夏淑倩、張金利、傅虹、王保國.培養(yǎng)化工類專業(yè)創(chuàng)新人才的探索［J］.化工高等教育，2010（3）：10～12
［6］劉長久.適應經(jīng)濟社會發(fā)展需求的化工類人才培養(yǎng)改革探索與實踐［J］.高教論壇，2009（3）：17～19
［7］吳洪達、李利軍.化學工程與工藝專業(yè)實踐性課程體系的構(gòu)建［J］.高教論壇，2007（6）：105～107
［8］馮建軍、李為忠.教育發(fā)展的根本之道在于尊重教育規(guī)律［J］.教育縱橫，2009（2）：53～56
我們對我校化學工程與工藝專業(yè)近五年來的招生率和就業(yè)率進行了統(tǒng)計和分析。近5年來的第一志愿的平均報考率約為26%,就業(yè)率約為95%。低的報考率說明學生對該專業(yè)的認識不足或缺乏興趣和自信,而高的就業(yè)率說明化工行業(yè)對該專業(yè)的需求量較大。從生源的招生率來看,重慶的約占65%,外地約占35%。從就業(yè)的人員從事行業(yè)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來分析,從事化工行業(yè)的約占70%,其他行業(yè)的約占30%。從就業(yè)率的地域分布來看,在重慶工作的約占75%,在其他省份工作的約占25%。從上述分析數(shù)據(jù)可看出:一方面是大部分學生為調(diào)劑生,存在對專業(yè)興趣不足或缺乏專業(yè)自信,因此,必須在第一個實踐性教學環(huán)節(jié)-認識實習中激發(fā)學生的專業(yè)興趣和培養(yǎng)學生對化工行業(yè)的熱情及專業(yè)自信心;另一方面,我校培養(yǎng)的化工人才絕大部分服務于本地,因此,我校化學工程與工藝專業(yè)擔負著為重慶化工行業(yè)輸送工程性技術(shù)人才的重任。
2全國同類高校的化學工程與工藝專業(yè)認識實習的現(xiàn)狀
目前,全國高校的認識實習時間幾乎都安排在學習專業(yè)課之前,安排為期一周的認識實習,旨在使學生初步了解專業(yè)內(nèi)容,增強學生對各種化工企業(yè)的感性認識,激發(fā)學生學習后續(xù)專業(yè)課程動力和興趣,以增強學生對后續(xù)要學習的化工原理、分離工程、化工工藝學和化工設計等專業(yè)課程有初步的認識。但普遍存在認識實習的時間短,經(jīng)費有限等問題,認識實習僅體現(xiàn)于單純的現(xiàn)場參觀實習。我校在大一結(jié)束的夏季學期安排了為期1周的認識實習,由指導老師帶隊參觀西南地區(qū)的大中型化工企業(yè)和研發(fā)機構(gòu),同樣由于實習經(jīng)費和時間有限,學生只能看、問、聽不能動手操作。對于尚未接觸專業(yè)課的大學生來說,這種走馬觀花的認識實習顯得生疏且抽象,學生只能看到表面的企業(yè)生產(chǎn)情況、工藝流程與設備,無法深入理解化工是我市的支柱產(chǎn)業(yè)之一,更不能激發(fā)他們對化工行業(yè)的熱情和興趣,進而導致我校化工專業(yè)大部分調(diào)劑學生對專業(yè)的積極性降低等實際問題。對2006、2007和2008屆化工專業(yè)的學生在認識實習后進行座談會交流,50%以上的學生認為這種認識實習效果一般,甚至有近5%的學生認為實習效果甚微。因此,面臨招生就業(yè)的新形勢,如何提高認識實習效果與實習效率是急需解決的課題。
3我校化學工程與工藝專業(yè)認識實習的改革與探索
3.1強化校企產(chǎn)學研合作實習基地
基于重慶長壽天然氣化工產(chǎn)業(yè)園區(qū),涪陵化肥化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)和萬州鹽化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)三大化工基地的地域特色優(yōu)勢和發(fā)展,地方高校培養(yǎng)的化工應用型人才大部分會服務于重慶的地方支柱產(chǎn)業(yè),因此,我們選擇了具有地方特色的產(chǎn)學研合作基地,既讓學生深入了解重慶化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,同時也解決了實習經(jīng)費有限和工廠不愿接收大規(guī)模學生實習等問題。選擇的特色產(chǎn)學研合作基地如下:一是與我校開展合作共建工程技術(shù)研究中心的江津德感工業(yè)園區(qū)的“重慶三峽油漆股份有限公司”和萬州鹽化工園區(qū)“重慶大全新能源有限公司”等,二是我校科技特派員下鄉(xiāng)入園進企的涪陵李渡工業(yè)園區(qū)的“中化重慶涪陵化工有限公司”和“巫山天地農(nóng)業(yè)開發(fā)有限責任公司”等,三是與我校專家開展科技攻關(guān)合作的北碚產(chǎn)業(yè)科技園區(qū)的“重慶儀表材料研究所”、長壽化工園區(qū)的“重慶紫光化工股份有限公司”和“重慶博賽礦業(yè)(集團)股份有限公司”等,四是與我校開展廣泛科研合作的科研院所“重慶化工研究院”和“重慶化工設計研究院”等。這不但使我們與各單位確定了穩(wěn)定的合作關(guān)系,實習過程不會敷衍應付。企業(yè)指導老師也會因為校企合作認識到自己是實習工作的負責人員,會更加積極主動地參與實習,并愿意與學生交流,熱心回答學生所提出的問題,取得較好的實習效果。
3.2打造專業(yè)的認識實習的師資隊伍
學校選派教師深入實習基地或相關(guān)企業(yè)和從企業(yè)中選聘具有較高理論水平和素質(zhì)的技術(shù)人員作為實習指導教師,提高教師的實踐能力,為實習教學提供重要的保證條件。如為了讓學生更好地了解無機化工工藝學“合成氨”的生產(chǎn)工藝流程,我們邀請了建峰化工有限公司的技術(shù)總工為我們講解空分、氣化、凈化、合成等四個工序,充分理解原料氣如何制備和凈化,合成氨反應塔的結(jié)構(gòu)及能量綜合運用與節(jié)能減排。在學習有機化工工藝學時,我們派送了教師去紫光化工有限公司掛職學習蛋氨酸等有機產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝,再進行認識實習的指導。通過打造專業(yè)的師資隊伍,認識實習的效果明顯增強。
3.3開展三大化工園區(qū)的專家大講堂
圍繞重慶的化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展,為更好地讓學生了解重慶化工產(chǎn)業(yè)鏈布局,邀請三大化工園區(qū)的管委會領導和實習工廠總工程師及車間技術(shù)高工來校講學,使學生更好地了解實際工業(yè)生產(chǎn),減少現(xiàn)場實習的盲目性。為了讓學生更好地理解“天然氣化工”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和高附加值精細化學品和高分子化學品產(chǎn)業(yè),邀請長壽化工園區(qū)管委會主任來我校講學,讓學生理解石油化工、天然氣化工、氯堿化工、生物質(zhì)化工、精細化工和新材料產(chǎn)業(yè)的布局及相互關(guān)系,深入理解“產(chǎn)業(yè)項目一體化、環(huán)境保護一體化、公用工程一體化、物流配送一體化、管理服務一體化”等可持續(xù)發(fā)展觀和循環(huán)經(jīng)濟理論,構(gòu)建學生工程思維。為讓學生理解“磷化工”產(chǎn)業(yè)在我市經(jīng)濟發(fā)展中的作用和地位,邀請了中化重慶涪陵化工有限公司的總工程師給學生介紹磷化工產(chǎn)業(yè)的概況、發(fā)展歷程、市場動態(tài),并詳細講解各車間的工業(yè)原理、工藝流程、生產(chǎn)設備及本專業(yè)領域最先進的新技術(shù)、新工藝、新材料、新設備、研究熱點以及市場前景。這些大講堂激發(fā)了學生的求知欲,增強對其所學專業(yè)的使命感和責任感,從而增加了他們學習專業(yè)知識的動力。
3.4引入現(xiàn)代CAE技術(shù)
在學生看、問、聽的實習過程中,學生無法了解各種反應器、換熱器、精餾塔和泵等設備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的,這對學生學習后續(xù)的專業(yè)課程,如化工原理、化學反應工程、分離工程和化工工藝學,是非常不利的。基于這方面的考慮,我們做了兩方面的準備。一是準備了專門的實習課件,課件中包含了大量的實物照片(原料,反應工藝和產(chǎn)品分離和輸送)、實景錄像(具體流體輸送、攪拌、精餾、吸收和干燥等單元操作)等,課件真實、形象、生動地展示出離心泵、攪拌反應器、精餾塔和換熱器等設備的內(nèi)部結(jié)構(gòu),并讓學生對尚未學到的化工單元操作原理、典型設備結(jié)構(gòu)和操作有所了解。二是我們建立了計算機仿真實習系統(tǒng),將認識實習工廠的具體產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝(如合成氨制氣、凈化、合成工藝),所涉及的單元操作(吸收、干燥和精餾等),典型設備(離心泵、反應器、精餾塔和換熱器等)作為主要內(nèi)容,對生產(chǎn)工藝進行模擬,讓學生在計算機上模擬工業(yè)過程,對制氣、凈化、合成等工藝的管件、閥件和控制儀表進行操作,對工藝參數(shù)進行控制和調(diào)節(jié),進行開、停車及事故處理等各種仿真操作。這些計算機輔助教學技術(shù)可激發(fā)學生的學習興趣,增強學生思考問題、解決問題的能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
3.5強化認識實習教學管理與指導
加強實習教學管理與考核有利于提升學生的認識實習效果,讓學生意識到化工工業(yè)生產(chǎn)過程不僅僅是需要先進的化工技術(shù),更重要是的是理解化工生產(chǎn)過程是嚴謹而有序的,監(jiān)管是嚴格科學的。我們要求學生在實習過程中需嚴格按照工藝操作規(guī)程和工藝要求,認真做好實習記錄,不得有絲毫松散與馬虎。每一個工段實習結(jié)束,開展了現(xiàn)場技術(shù)人員與學生、教師的研討會,引導學生在認識實習過程中大膽懷疑,提出問題、分析問題和解決問題。實習結(jié)束,我們開展了認識實習的交流會,啟發(fā)學生思維,培養(yǎng)在生產(chǎn)實踐中的創(chuàng)新觀念和創(chuàng)新能力。實習結(jié)束時需要提交實習報告(包括實習時間、地點、工廠概況、實習車間的主要設備與工藝流程圖、產(chǎn)品的生產(chǎn)原理和工藝流程草圖、三廢處理和環(huán)境保護、實習心得體會和合理化建議)。
