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工程化学课程范文精选

前言:在撰写工程化学课程的过程中,我们可以学习和借鉴他人的优秀作品,小编整理了5篇优秀范文,希望能够为您的写作提供参考和借鉴。

工程化学课程

工程化学课程范文第1篇

化学工程与材料学科相互支撑发展的这种态势导致了新兴交叉学科——“材料化学工程”的诞生。它是将传统化学工程与材料学科交叉融合,以化学工程为基础和手段,面向生物材料、高分子材料和无机材料制备及应用的一个新兴学科。它既是化学工程学科内涵的拓展和应用领域的外延,也是学科间的交叉渗透,符合当今社会的需求和学科发展的必然规律。材料化学工程学科的内涵主要表现在两个方面:一是应用化学工程的理论与方法对材料生产与加工过程进行系统的研究,其目的在于在材料高性能化的同时,最大限度地降低材料生产对于资源、能源的消耗和环境污染,实现材料制备的高质量、低成本、环境友好和可循环再生利用;二是利用新材料,如新型催化材料、分离材料等发展新型高效的化工技术与理论,形成新的流程工艺和集成技术。

2材料化学工程二级学科发展现状

近十年来,材料化学工程学科作为化学工程和材料科学与工程领域的新增长点,发展迅速。目前,国内外一些大学的化工学院或材料学院均出现了材料化工的研究领域,有的大学(如大连理工大学化工学院)甚至出现了专门的“材料化工”系等人才培养和科研机构。材料化工的交叉研究已经展示出了良好的发展前景,近年来我国在该领域取得了包括国家技术发明一等奖在内的一系列重大研究成果。2005年7月,南京工业大学经国家教育部批准,成立“省部共建材料化学工程教育部重点实验室”;2006年5月在南京召开了第一届材料化学工程大会,大会总结了国内外材料化学工程的研究进展,明确了我国材料化学工程进一步发展的方向和重点。2007年10月国家科技部正式批准建设“材料化学工程国家重点实验室”。基于化学工程和材料学科的交叉融合,国内多所重点院校开始在“化学工程与技术”及“材料科学与工程”一级学科下设置“材料化学工程”二级学科。2002年,南京工业大学首先在化学工程与技术一级学科下设立“材料化学工程”二级学科。随后,天津大学、华东理工大学等知名高校开始设立“材料化学工程”二级学科。据初步调研,已经有11所重点大学设立材料化学工程,如表1所示。该学科的设置,有力地促进了“化学工程与技术”与“材料科学与工程”一级学科的交叉和融合,有利于材料化工领域交叉型人才的培养和学科建设。

3材料化学工程二级学科的建设对策

3.1重新定位“材料化工”学术硕士培养目标的定位

“材料化工”学术硕士的培养定位以工程为主,理工结合,既要考虑到与化学、化工、材料学的学科交叉以及与生物、环境等学科的渗透,又结合地方经济和社会产业发展的需求,培养符合现代科技发展趋势和地方产业要求的素质高、专业宽、基础厚、能力强、具有创新精神和实践能力、工程和工艺结合、理工结合的高素质复合型专业人才。

3.2构建“材料化工”学术硕士学位课程体系

在“材料化工”学术硕士人才培养的课程体系中强化两个方面,一是开发新材料为基础的化工单元技术与理论,二是用化学工程的理论与方法指导开发材料制备技术,因此,设立与之相适应的学位基础课和学位必修课程体系,而学位选修课紧密结合地方产业发展,突出特色。在理论课程的教学中,逐步借鉴或采用国际一流大学的教材、教学内容和教学手段,努力提高教学质量。

3.3打造“材料化工”学术硕士点的师资队伍

引进具有企业背景的高级工程技术人员和国外学习进修经历的教师,发挥他们丰富的企业工作经验和国外人才培养经历。聘请相关企业具有工程师以上职称的人员担任兼职教师,给学生讲授理论联系实际内容较多的工程设计类课程,突出应用型人才的培养,丰富课堂教学内容。另外,有计划、有目的地选派高学历、高职称的教师到企业挂职锻炼或国外进修,进一步提高他们的企业工作经验和国外学习经历。

3.4建立“材料化工”学术硕士的教学管理体制

一是围绕研究生课题的研究方向,理论教学不再单独突出“化学工程与技术”和“材料科学与工程”,而是强化交叉性和相互渗透性,再结合科学研究,既满足了“材料”“化工”交叉与渗透的理论教学的要求,又可让理论来支撑科研的深入开展;二是科学研究中强化理论基础,构建解决科学问题的理论体系。研究生采用化学工程的理论与方法开发材料制备技术,同时也运用在开发新材料为基础的化工单元技术与理论解决相应的科学研究的关键技术问题。这种体制强化了“材料”“化工”交叉与渗透性的理论教学,同时也促进了科学研究,建立了既增强研究生理论学历,又培养了学生科研能力的教学管理模式。

4结论

工程化学课程范文第2篇

目前,我校工程类专业有机化学存在的最现实的问题是课时少,如:纺织工程专业有机化学48学时,环境工程专业的有机化学只有32学时,学生要在一学期内学完《有机化学》课程,时间短,任务重。在课堂教学的有限学时内如何为未来的工程型和应用性复合型人才打下良好的基础,已经成为我校工程类专业在有机化学教学中亟待解决的课题。工程类专业的有机化学是后续专业课的基础,通过教学我们发现,部分学生对有机化学的学习有畏惧感,缺乏信心和兴趣,并且认识不到有机化学的学习对自身专业学习的重要性。另外,与刚学完的无机及分析化学学习比较,有机化学的学习由于有机物数量大、结构复杂、反应式多且反应条件苛刻和理论相时抽象等原因,学生普遍感到对有机化学的知识难理解,难掌握,更难运用。同时,有机化学教学体系本身还存在诸多挑战:有机化学由于内容多且课时有限,教授起来很难展开和深入,导致很多知识之间的脱接,内容的跳跃性很大,学生学习起来很容易迷惑,不容易理解,同时教师为了赶进度往往采用"满堂灌"或"填鸭式"教学,以知识转移为目的,学生缺乏主动获得知识的能力,缺乏创新能力;有机化学的新理论、新反应、新方法大量涌视,但是教材的内容更新落后导致传授的知识有严重的老化现象。

二、课程教学探讨

如何以传授知识、培养能力、提高素质为宗旨,通过有机化学教学方法的优化和授课的安排,使工程类专业的学生掌握与专业相关的有机化学知识,是有机化学教师必须思考的问题,是一项艰巨的任务。"集多种教材之精华,精选组织教学内容",根据教材对教学内容进行优化和补充,做到有所取舍,尽力开阔学生视野;改进教学方法和手段,使得教学内容灵活、巧妙、生动;改革实验教学,在加深学生对理论知识学习的同时培养学生发现问题解决问题的能力,通过实验培养学生学习基础理论的主动性和兴趣;考核方式的改革,把课程的考核贯穿于教学的始终,考核方式多样化。

1.实现学生的主体地位

联合国教科文组织的《学会生存》一文中讲到:"如果任何教学体系只为持消极态度的人们服务,如果任何改革不能引起学习者积极地亲自参与活动,那么,这种教学充其量只能取得微小的成功。"德国教育家第斯多德也说过:"如果使学生习惯于简单地接受或被动地学习,任何方法都是坏的:如果能激发学生的主动性,任何方法都是好的。"教师需要明白学生是教学中的主体,要让学生真正成为主角。在教学过程中要培养学生学习的独立性和自主性。使学生学会质疑、调查、探究,在实践中学习,使学习成为在教师指导下主动的、富有个性的、合作的过程,并学会学习。要真正使学生达到这一目标,关键在于教师的"主导",此目标任重而道远,而又大有可为。教师要把本来属于学生的课堂还给学生,让学生动起来,让学生用更多的感官去接受知识,用他们自己的经验与实践解决遇到的问题,从而学会学习。在我教授的纺织工程专业有机化学课程中,我把含氮类化合物中的重氮化合物、杂环化合物及糖类等后面的章节抽出几个课时交给他们去讲,让他们自由结合成团队去翻阅课本,查文献,准备课件。通过这种方法,极大地调动了学生的积极性,激发了他们的兴趣,内容的掌握更加牢固和深入,同时能培养他们的团队合作意识,让他们真正认识到自己的主体地位。通过这种"让学生走向讲台"的新的教学模式,教学工作取得了满意的效果。

2.课程内容的设计

教学中教师如何引导学生顺利地进入"有机化学"这一学科,使学生对有机化学感兴趣、具有"有机思维",是有机化学教学的关键问题。这需要教师仔细研究教学大纲和教学目标,特别是需要明确工程类专业学生在有机化学方面需要掌握哪些内容,而哪些知识可以简略。教师还要仔细研读教材,准确把握教材的重点、难点以及教材的深度、广度。不同版本的教材对知识诠释的角度和深度不同,需要系统地研读多种有机化学教材和专著,及时关注前沿研究,通过最新的文献来了解最新的研究热点和研究方向。在教学内容的编排上,紧跟时代潮流,多媒体课件的设计要以中英文结合的形式,这样便于学生掌握专业英语词汇,提高学生专业英语水平,有利于学生阅读英文教材和文献,为以后论文的写作和交流奠下基础;要关注有机化学发展前沿,关注其发展动态,要把最新的信息及时传达给学生,使之感觉到目前所学知识实有用的,这里不单单是学科的前沿知识,还包括国家对行业发展的政策及国家的未来发展方向,通过这种大局观的把握让学生能够了解有机化学学科的重要性,增强他们学习的兴趣及动力。通过有机化学的授课,我发现第一节课尤其重要,第一节课效果好,往往在以后的教学中会受到事半功倍的效果,第一节课首先要做的是调动兴趣,在我的教学过程中,我不拘泥于绪论,通常以有机化学领域最新的诺贝尔奖开始讲起,我会向学生们介绍他们的研究成果,研究思想,及他们的逸闻趣事,通过这种方式,学生们很快能进入到有机化学这一学科,能很好的激发他们的学习兴趣及科研兴趣。在第一节课我主要向他们讲授有机化学的发展历史、理论思想及目前研究热点。在平时的授课中,每节课或每一章节都以章节内容的前沿研究热点开始。这样对培养学生的创新思想有积极的效果。

3.课堂教学的方法

目前,课堂教学中广泛采用了多媒体教学,多媒体可通过动画模拟物质微观结构、空间结构、反应历程及实验过程等,将抽象的化学问题简单化、形象化,不仅可以增加教学容量和信息量,还可加强学生对知识点的理解和记忆。但是,多媒体教学容易造成教学节奏过快,使一些学生的思维跟不上。同时,教学的过程也是老师和学生的交流和沟通过程,过快的教学节奏容易削弱老师与学生间的交流,不利于老师把握学生对知识的掌握。多媒体教学只能是教学的辅助手段,传统教学中的教授、板书、练习等教学方法至今仍有强大的生命力。多媒体教学作为一种辅助教学工具,不是用的越多越好,而是要用的恰到好处,课堂上应灵活地结合多媒体、实体模型及板书等现代和传统教学手段的优点,使教学手段尽量多样化,激发起学生的兴趣,创造出良好的教学氛围。教学中要理论联系实际,使生活实际和有机化学联系起来,引导学生对有机化学学习的兴趣,同时增长学生们的化学素养。如地沟油,地沟油的炼制工程,通过有机化学专业知识分析它的成分,了解它的毒害性。还有塑化剂,讲解塑化剂的主要成分邻苯二甲酸酯的性质,水溶性,芳香性,由此引出脂类化合物的性质及对人体尤其是幼儿生殖系统的伤害。通过这种案例教学,使学生更加直观的了解有机化合物的性质,便于他们掌握基础知识,同时逐步提高他们的学习热情和兴趣。在课堂教学中,通过提出问题让学生们讨论回答,并且对于回答的同学给予肯定,对于回答的非常好非常有创新性的学生给予奖励,把奖励和期末考试成绩结合起来,对于那些非常有创新性想法的学生加分,通过这种方式能够使他们回答问题很主动,对于课堂气氛的提升牙防好处,而且有利于培养他们创新性思维,提高他们学习的积极性。

4.实验教学的创新

有机化学实验是一门重要的基础课程,通过实验,不仅要训练学生的基本操作技能,同时还要培养严谨的科学态度和良好的实验习惯,此外也巩固和加深了学生对基本理论的学习和理解。实验大纲规定的有机化学实验以验证性实验为主,探讨性试验很少,这种模式的主要作用是锻炼学生的基本实验操作,让学生掌握基本实验技能。虽然说验证试验是探讨性试验的基础,但是对于培养学生的科研创新能力还有一定距离。我在平时的实验教学中,经常鼓励学生参与教师的科研工作。科研工作有着较强的探索性和综合性,所进行的实验完全不同于实验课的内容,属于更高层次的能力培养。学生参与教师的科研工作,给学生提供了从查阅资料、了解科研动态到发现问题,设计实验,写开题报告,从而培养了学生解决问题和进行创造性思维的能力。参与科研对学生有很大吸引力,满足了学生自我实践创造性的愿望和要求。近年来越来越多的学生都踊跃要求利用课余时间和假期参加教师科研工作,取得了良好的效果。

5.考核方式的改革

为了增强学生学习的积极性和提高学生的综合素质,在工程类专业有机化学的考核上降低了期末考试的比例,增加了多种考核方式,考核包含:论文、平时课堂表现、学生讲课和期末考试。通过改革考核方式,让学生不再突击期末考试,使学生形成一种理念,大学的学习不只是考试,更重要的是能力的培养和综合素质的提高。通常我会在第一次课布置论文的内容,论文的内容一般是有机化学和所学专业的交叉,并且严格要求他们按照论文的格式写,使他们了解有机化学和他本专业的联系,提高他们学习本专业的积极性。通过提高平时课堂表现在整个考核上的比例,使学生上课的积极性提高,上课的教学效果更好。把学生讲课也纳入考核范围,对于学生综合素质的提高很有利。

三.结语

工程化学课程范文第3篇

[关键词]化学工艺学;课程思政;立德树人

在全国高校思想政治工作会议上强调:“要用好课堂教学这个主渠道,思想政治理论课要坚持在改进中加强,提升思想政治教育亲和力和针对性,满足学生成长发展需求和期待,其他各门课都要守好一段渠、种好责任田,使各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应”[1]。高校的根本任务是立德树人,大学的人才培养目标主要是培养能够为国家、民族、社会的发展做出贡献和具有独立个性、健全人格、德才兼备、全面发展的人才。专业课课堂教学不仅要体现专业知识和技能的传授,更要体现科学思维、科学方法等能力和科学精神、科学品德的培养,还要承担思政教育的育人功能。化学工艺学是我院应用化学专业核心课程,该课程主要研究综合利用各种原料生产化工产品的方法原理、操作条件、流程和设备,以创立技术先进、经济合理、生产安全的化工生产工艺[2]。该课程的学习为学生解决化工生产中的实际问题奠定基础,如何在专业课的教学中突出专业课程教学的育人导向,教学过程中融入思政元素,使专业课上出“思政味”,为我国化学化工事业培养更多德才兼备的人才,是我们近年来一直在思考的问题。化学工艺学课程把握理论实际相结合,思政教育资源丰富,开展“课程思政”设计得天独厚。近年来,我们从教学理念、教学内容设计、教学方法设计等方面进行探索,针对近年来学生专业定位不准确的现状,结合我校学生特点,创新课程思政教学模式,从培养和践行社会主义核心价值观方面进行教学设计,坚持立德树人和文化育人相统一,有效发挥应用化学专业核心课程的育人功能。

1教学理念

教学过程中坚持以学生为中心,立德树人。例如,在绪论部分,化工发展史介绍时,通过介绍新中国成立前后的化工厂数量及规模,化工产品如硫酸、化肥、纯碱、烧碱等产值位居世界前列,乙烯生产装置、炼油装置的发展等事实,突出新中国成立特别是改革开放以后化学化工行业取得的巨大成就,坚定学生中国特色社会主义道路自信,激发学生民族自信心和自豪感。例如,讲到农药的发展,请同学们课前阅读美国作家蕾切尔·卡逊著的《寂静的春天》一书,网上查阅美国孟山都公司的发展史,并布置作业,写出观后感和1篇小论文。课堂介绍剧毒农药DDT为代表的杀虫剂的广泛使用造成生态灾难,到取消剧毒农药和低毒农药的开发,到生物杀虫剂的开发,进行辩证思维和环境保护教育。能源资源与化工部分,引导学生分析雾霾的来源、能源与环境、温室效应的原因及后果。化学工艺与环境保护部分介绍化工行业对环境的影响,让学生正确认识化工行业,认识到化工行业的污染可以通过改进工艺采用绿色公益来降低,鼓励学生考虑如何改进工艺降低污染,加深对专业的认知,并强化其节约资源和能源以及环境保护意识。纯碱部分,介绍吕布兰法和索尔维制碱法原料浪费较多的缺陷,侯德榜采用辩证思维的方法克服缺陷的例子。同时,课前播放介绍爱国企业家范旭东、侯德榜的故事和天津永利碱厂“红三角”牌纯碱的视频。增强学生的爱国热情和对专业以及将来从事职业的认同感,让学生认识到要实现理想,只有脚踏实地,勤奋努力,把小我融入大我,为中华民族的伟大复兴不懈努力和奋斗。

2教学内容设计

对化学工艺学课程标准进行修订,梳理课程中可用于思政教学的内容、素材和资源,编制化学工艺学思政课程教学大纲,注重思政教育与专业教育的有机衔接和融合,重新设计和组织教学内容,注重学生科学思维方法的训练,提高学生正确认识问题、分析问题、解决问题的能力,培养学生探索未知、追求真理、永攀高峰的责任感和使命感,激发科技报国的家国情怀和使命担当。能源资源与煤化工部分,介绍我国石油、煤、天然气等能源资源储量,李四光的不信权威,中国人民的自强不息,大庆油田、胜利油田的发现和贫油论的破产等,培养学生求真求实精神,增强民族自信。介绍核能知识,讲述核能的安全,从苏联切尔诺贝利核电站和日本福岛核电站爆炸事故分析其对环境及周边人群健康的影响,尤其是福岛核电站爆炸后,离日本1000多公里的上海居民抢盐事件,通过理论计算,分析辐射剂量对人健康的影响,得出结论,福岛核电站爆炸对中国影响不大,抢盐毫无必要。通过这个案例提高学生正确认识问题、分析问题、解决问题的能力,培养学生求真求实精神。解决当前能源危机的方法是发展新能源,如燃料电池、太阳能、风能等面临的催化剂昂贵且易中毒、能源转换效率低、储存难等难题,引导学生分析目前的技术缺陷,解决问题的途径,培养学生勇于创新、积极探索精神。针对抗菌剂的内容,重点突出杀菌消毒剂,拓展到2002年爆发的非典型性肺炎(SARS)和2020年爆发的肺炎的防控,用于疫情防控的口罩、疫苗、过氧乙酸和次氯酸钠等杀菌消毒剂的生产,引导学生正确认识专业,提高专业认同感。以共和国勋章获得者钟南山院士为典型案例,并观看视频。他感医感言,勇于担当,在SARS爆发初期,坚定地站在维护公共利益的立场上,坚持真理,坚持从事实中寻求真相,敢于质疑权威组织的不真实消息,勇往直前,维护科学尊严,维护了我们国家在国际上的形象,率队抗击非典,创造性地提出重症SARS患者新疗法并达到最高国际生存率。2020年状肺炎爆发以后,他拖着八十四岁的身躯,顶着巨大的压力,冒着生命危险,亲临疫情第一线,通过自己仔细的研究和几十年在这方面的经验,很快做出科学的判断,为及时阻止疫情的蔓延与扩散,争取到了十分宝贵的时间,提出的防控策略和防治措施挽救了无数生命,在非典型性肺炎和肺炎疫情防控中做出了巨大贡献。播放在疫情中做出重大贡献的人民英雄张伯礼、张定宇、陈薇等的案例视频,引导学生小我融入大我,坚持真理,坚持科学,勇于担当,并进一步引导学生针对细菌、病毒传播的途径和目前使用的杀菌消毒剂不稳定、需现配现用甚至部分杀菌消毒剂对人有影响或者使用方法的缺陷等进行分析、研究,引导学生利用所学知识设计、研发稳定的无毒无害复合型杀菌消毒剂的配方,提出新的使用方法,提高学生分析问题、解决问题的能力,培养勇于创新、积极探索的精神。纯碱部分内容,通过纯碱制备方法的改进历史,引导学生进行批判思维和逻辑思维训练。侯德榜从小立志报国,长大后内心的追求和社会责任感,为了民生攻坚克难知难而上,发明纯碱制备新工艺并被命名为“侯氏制碱法”,面对日本人的威胁坚决不让步的民族气节,小我大国,增强学生爱国主义精神和民族自豪感,培养学生责任感和使命感,激发其科技报国的家国情怀和使命担当。化肥部分,讲述维勒实验室合成尿素,证明了活力论的错误,开辟了有机化学,其恩师贝采里乌斯从坚决反对到承认到最后道歉的案例,培养学生面对科学求真求实,坚韧不拔的精神和知错能改的品德。化工新技术,介绍膜分离技术的原理、工艺和在废水处理中的应用,介绍南京工业大学陶瓷膜分离技术应用及研究进展,创办企业,并为废水处理作出贡献的案例。石油热裂解,介绍大连物化所基于开拓性的“纳米限域催化”创造性地构建硅化物晶格限域的单中心铁催化剂,实现甲烷在无氧条件下选择活化,一步高效生产乙烯、芳烃和氢气等高值化学品的案例。培养学生勇于创新、独立自主、积极探索的责任感和使命感,激发学生科技报国的使命担当。

3教学方法设计

在教学方法上进行创新,每次课前播放5~10分钟或课堂播放1~2分钟与化学工艺学课程内容相关的“大家”、“哲理故事”、“某种典型化工产品的发展史”、“化学家的故事”、“科学家的轶事”等思政课程视频案例进行显性教育。同时,实施“隐性融合”教育策略,如播放视频时对这部分课程内容进行分析,讲述,如带领学生到典型的精细化工企业进行见习,通过与企业技术人员和工人的交流使学生潜移默化地加深对化学化工事业的理解,树立为化学化工事业奋斗的精神,树立劳动观念、集体观点和创业精神,使知识传授、能力培养与理想信念、价值理念、道德观念教育有机融合,思政课程和化学工艺学课程思政教育同向同行。教学过程中,加强师生互动,注意突出教师的主导地位和学生的主体地位,采用任务驱动、小组讨论、课题或科研项目教学等方法提高学生主观能动性,提高化学工艺学课程思政教学效果。

3.1任务驱动法在学习的过程中,如绪论部分,请学生查阅美国作家蕾切尔·卡逊著的《寂静的春天》一书,网上查阅美国孟山都公司的发展史,查阅相关文献,并布置任务,写1篇关于人与自然的关系、如何保护我们的家园等的小论文,再如,纯碱等内容学完后,请学生找一个由于自己内心充满社会责任感、奉献精神并取得较大成就的案例,并谈谈体会和认识。围绕布置的任务,学生通过对学校图书馆资源和互联网资源的积极应用,自主或团结协作,完成布置任务的同时,主动学习,提高教学效果,达成教学理念。

3.2小组讨论法。将所有学生分成若干小组,课前、课后或期末布置一个与课程某一章节相关的综述或其它主题报告,并进行PPT汇报。每个小组所有成员协商讨论确定综述或报告的框架结构,查阅相关文献和资料,并独立完成某一部分,最后共同完成小组的综述或主题报告,各组学生完成后由代表PPT汇报,培养学生团结协作的精神。

3.3课题或科研项目教学法。老师确定与课程相关的多个独立的课题或者科研项目,学生选题,自行查阅文献资料、消化吸收并确定实验方案,课题或科研项目由学生独立完成,最终结果由学生自己评价,通过课题或科研项目的完成,学生掌握科研工作的一般思路,了解科学研究的基本要求,掌握科学研究的基本素养,突出理论与实践相结合。老师指导学生对课题或科研项目完成过程中存在的问题进行思考、改进、提高,分析得失。通过这种课题或科研项目教学法训练学生科学思维的方法,提高分析问题、解决问题的能力,培养其科学探究精神。通过以上化学工艺学课程思政教学改革,激发学生对专业知识的学习兴趣,在提高专业理论学习成绩的同时,促进了学生的全面发展,充分发挥了化学工艺学专业核心课程的思政作用,达到专业课与思政课程同向同行。

参考文献

[1].在全国高校思想政治工作会议上强调:把思想政治工作贯穿教育教学全过程开创我国高等教育事业发展新局面.人民日报,2016,12,09.

工程化学课程范文第4篇

一、引进绿色化学和绿色分离工程的概念

绿色化学又称为环境无害化学,是一门从源头上消除污染的化学,即利用高选择性的化学反应,提高反应原子的利用率,达到100%选择性,实现零排放。绿色分离工程指的是分离过程绿色化,主要包括两种途径进行实现:第一,优化传统分离过程,降低甚至消除分离过程对环境的影响;第二,开发和使用新的技术,例如,膜分离技术。分离技术贯穿于整个化工产品生产过程,分离过程绿色化对于未来环境保护和污染治理具有重大意义,是社会现代化可可持续发展的关键性问题之一。分离技术是提高产品竞争力的关键技术,对于降低产品生产成本、提高产品质量等发挥着重要作用。教师要让学生明白经济发展在满足当代社会发展的同时,又不能威胁子孙后代的未来。根据现有发展基础、条件,在不损害地球生态系统的前提下,合理有效地利用和开发有限的资源并产生足够的财富,以满足社会合理的经济需求。绿色分离工程等新型分离技术在高等分离工程课程中的引入,必将引领学科的健康和可持续性发展。

二、改进教学方法

与全日制研究生不同,在职研究生来自于化工企业,一般为单位的技术骨干或相关岗位的管理者,有些甚至已经是高层次的专业人才和项目负责人等,具有一定的实践经验和解决实际问题的能力,他们的学习目的很明确,致力于知识转化,用专业知识解决现实问题。对于在职工程硕士来说,他们既要增加自己的知识积累,更要培养自己应用知识的能力,学习的核心就是提高知识的有用性和实效性。因此,教学内容不能过于理论化,如果课程内容理论性过强,将会给学生的学习带来困难,影响学生的学习效果。另外,教学一定要做到理论与实际相结合,例如,教师通过工程中的实际案例解释相关的原理或者理论,侧重理论与应用的结合。教师还要合理安排教学内容,课程结构要紧凑,做到重点突出、难点明确、层层递进、详细透彻,通过这种方式提高学生思考、处理问题的能力。例如,课堂上使用启发式教学法、现场教学法、案例教学法等多种教学方法,实现对教学内容的诠释;综合运用多媒体、网络平台及模拟仿真系统等多种教学手段,使教学内容形象化,最终实现该课程教学质量及教学效果的根本性提高,使其达到培养专业型人才的综合要求,建成学而有用、学而会用的核心课程。针对该课程的特点,结合高等分离工程课程教学的特性以及教学中存在的问题,应对该课程教学进行一定的改革.

1.优化教学方案、完善多媒体课件。

教师要根据目前国内外的新技术、新工艺、新设备的发展,在现有课程体系基础上,适当加入新的教学内容,制定出合理的教学方案。多媒体课件是目前高校授课的必备工具,目前该课程主要采用理论教学方法,没有系统的模拟仿真系统和实践设施,因此为提高授课效果,应对该多媒体课件进行进一步的完善,加入基本原理的动画和实际生产的视频,以保证该课程理论教学与实践的有机结合,提高学生的理解能力。

2.采用研讨式的教学方式。

由学生提出本单位现场分离设备中存在的问题,根据所学的理论知识和工作经验,找出解决问题的方法,并在各自的实际生产过程中进行验证。

3.为了使学生能够更好地学习、理解和掌握课程的理论技术和方法

采用AspenPlus、Pro/II等化工流程模拟软件,对化工分离过程进行设计和模拟,建立典型案例库,模拟化工分离的过程、分离过程中物质之间的相互作用以及分离工艺中相关设备的直观演示,开发相关的计算软件以解决分离工程中大量计算的问题。

4.让学生提出工厂实际中分离设备存在的问题

收集现场数据,进而设计程序,得出计算结果,提高学生处理实际问题的能力和素质。

5.充分利用互联网资源。

二十一世纪是信息时代,技术人员需要广泛了解科技发展动态,了解学科的前沿性技术并掌握其发展趋势。在职研究生平时在单位工作,只有节假日才能到学校上课,因此建立师生互助平台和网络信息库势在必行,不仅能加强学生与教师的沟通,还能加强学生与学生的联系。教师在学校将专业的最新信息录入信息库内,为研究生开辟获取信息的渠道,学生将遇到的技术困难提交到平台,教师与同学一起通过讨论和研究,提出解决方案,再用于实际生产进行验证。

三、注重教学环节

教学过程是影响研究生教育质量的关键,同时也是保证研究生教育质量的重要因素。高双林等对影响研究生培养质量的可控因素进行了系统分析,主要包括学科建设、教学环节和管理体系三大部分,其权重系数分别为0.33、0.53、0.14,说明教学环节是研究生教育质量保证体系中的重要部分。在职研究生虽然参加工作一段时间,社会经验和工程经验比较丰富,但是回到学校后,往往会存在些许的陌生和拘谨,尤其是在教室内安静的听老师讲课,往往很难。因此,对于这些学生的授课方式,要以互动交流为主,鼓励学生提出生产中的实际问题,例如石油化工过程中针对硫含量过高的问题,鼓励学生结合自己的工作去查阅文献,以化学法和物理吸附法为基础,设计出脱硫的方案,大家以基本理论为依据进行讨论,提出解决方案,并到相关的企业进行验证。

四、优化教师队伍

工程化学课程范文第5篇

关键词:化学工程基础;教学内容和特点;课程思政;探索

高校思政教育的指导性文件《高等学校课程思政建设指导纲要》在2020年5月28日由教育部审议通过,颁布执行。“课程思政”是一种课程教学理念,它要求各类课程以“立德树人”为价值旨归,通过挖掘、提炼课程内蕴藏的家国情怀、社会责任、伦理规范、科学和人文精神等思想政治教育资源,实现知识传授与价值引领的有机统一[5]。作为高校化工及其他相关专业的一门核心专业课,《化学工程基础》旨在培养学生的工程观点、实验技能和设计能力,达到用科学的方法考察、分析、处理工程实践中出现的实际问题,并引导学生形成辩证唯物主义哲学观[6],兼顾、平衡“授业”与“传道”无疑是《化学工程基础》课程在新时期的重要使命。《化学工程基础》课程中蕴含着众多的思政元素,应结合《化学工程基础》课程的内容和特点,在教育教学的各个环节中,将思想政治教育有机的贯穿于化工原理的教学过程,从而实现立德树人的根本任务[7]。本文结合近年来《化学工程基础》课程教学的改革和实践,进一步挖掘了《化学工程基础》课程教学中的思政元素,并探讨了其教学实践活动,以期实现思政教育与专业知识传授在教学工作中的有机结合。

1《化学工程基础》课程中“课程思政”元素的挖掘,探索与教学实践

(1)在《化学工程基础》课堂教学中,结合教学内容穿插介绍科学家典型事迹,传承爱国主义,科学精神,献身精神。例如,在介绍求取流体流动摩擦系数时,以顾毓珍先生的事迹为例对学生进行爱国主义、理想信念和科学精神的教育。在介绍流体流动摩擦系数时,以顾毓珍先生的事迹为例对学生进行爱国主义、理想信念和科学精神的教育。经验公式是《化学工程基础》课程的一大特色,是解决工程问题的有效手段,顾毓珍先生早年在美国MIT期间,针对摩擦系数(范宁因子f)、直管相对粗糙度以及雷诺数之间的关系进行了研究,总结出了著名的顾毓珍公式。顾先生获博士学位后,毅然决然的回到祖国,选择报效国家。在讲解流体流动形态时,介绍科学家雷诺的事迹,传播科学家的探索精神和坚忍不拔的精神。1880~1883年间,雷诺通过改变实验中流体的类型、流体流经的管径、流体流动速度等因素进行了大量的实验研究,发现了后来以他的名字命名的准数---雷诺数,通过该数可以明确流体的流动形态,对指导实验研究做出了巨大的贡献。在介绍对流传热系数关联式时,讲解科学家努塞尔的事迹,培养学生一丝不苟、精益求精的工匠精神。量纲分析可用于研究有关无量纲数群之间的准则关系,它是对强制对流和自然对流的基本微分方程及边界条件进行研究的基本方法,在无量纲准则关系式的指导下,1909到1915年努塞尔开辟了一种用实验法求解对流传热问题的模式,使这一问题得到了极大的简化,正是他不懈的努力才促进行了对流换热研究的发展。在《化学工程基础》课程教学中,用这些科学家的探索精神以及为科研的献身精神激发学生科技报国的家国情怀,鼓励他们为祖国的未来而努力奋斗,敢于面对困难敢于迎接挑战,凝结学生的民族情愫和使命担当。

(2)在《化学工程基础》课堂教学中,结合教学内容穿插环保、健康、安全以及社会责任等德育元素,提升学生生态保护意识,强化学生的社会责任感。化工过程是一个追求经济效益最大化的过程,但在追求效益的同时不能忽视环境、资源的有效利用,化工产业的发展必须要与自然和谐共生,要坚持走可持续发展的道路。“绿水青山就是金山银山”,在教学过程中,应培养学生环保意识,传递并践行“绿水青山就是金山银山”的绿色环保理念[8]。例如在讲解精馏、吸收等单元操作时,化工过程排放的废弃物包括废气(VOCs即挥发性有机物)、固废和废水,若非达标违法排放势必造成环保事件。教学过程中应注重加强学生绿色化工理念的教育和培养,使学生充分认识到可持续发展的重要性;在精馏过程中,关于回流比的确定中,告诉学生宁愿增加设备费用等一次性投资费用,也要尽量减少操作费用以节约能源;以热泵精馏为例,在讲授“精馏”单元操作时,重点强调精馏过程中废热的循环利用,以降低精馏中的能耗。同时,以印度博帕尔农药污染事件(1984年,一家美国公司造成有史以来最严重的工业灾难,它在印度的博帕尔直接导致2.5万人死亡,间接导致55万人死亡,永久性残废20多万人,)为例,告诉学生,环境一旦被污染,治理将是一个漫长的过程,并且将会付出惨痛的代价,培养学生的环保意识,增强其社会责任感。在教学过程中,始终强调,确定一个工程能不能实施时,除了要考虑经济效益,还要考虑环保因素、法律以及安全问题,引导学生从技术可行性、经济合理性,社会责任等方面分析问题,培养学生的节能环保的理念以及创造美的能力,树立社会主义核心价值观。

(3)科学的思维方式有助于做好思想政治教育工作,《化学工程基础》课程教学中,也必须要注重学生科学思维方式的培养。化学工程基础课程中有大量的科学思维方法。①将未知问题转化为已知问题来解决。在介绍对流传热内容时,以牛顿冷却定律为例。它在研究对流传热过程中,设定有一定厚度的静止流体膜(传热有效膜)存在,拟考查的对流传热过程的热阻与该静止流体膜的热阻恰好相当。运用传热有效膜的概念,为将原本复杂未知的对流传热问题转化为有效膜内已知的热传导问题进行研究;传热中,对数平均推动力的计算也是将难于测量的流体主体温度用易于测量的流体进出口温度进行代替;在传质过程中,将复杂的未知的湍流扩散问题通过双模理论假设来分析。(a)气、液两流体间相接触时,接触处存在有稳定的相界面,各有一层很薄的稳定的气膜或液膜在界面两侧附近,以分子扩散的方式溶质能通过该两膜层;(b)相界面上没有传质阻力,界面上的气、液两相呈平衡状态;(c)气、液两相主体区在膜层以外无传质阻力,即分压梯度(或浓度梯度)为零。双膜理论把整个相际传质过程简化为溶质通过两层有效膜的分子扩散过程来研究。在授课过程中,这有利于启示学生在科学研究中,要善于转化思维,创新思维,力求做到化繁为简,转未知为已知。②分步分段解析法。一般而言,影响化工问题的因素很多,对于复杂的化工问题可以按一定条件将其拆解为多个简单问题,然后逐一击破。在讲解精馏过程中,将精馏塔分为精馏段和提馏段两部分分别研究的分段研究方法,使精馏精馏段和提馏段操作线方程计算过程得到简化,为精馏时理论塔板层数的计算提供了方便;在流体流动过程中,计算流体流动阻力时,按流体流动路径分为直管阻力和局部阻力分别计算;在直管阻力系数计算时又按照流体流动方式不同分为层流和湍流分别计算,经过分解,使得原本复杂的化工问题变得条理清晰,易于解决。在授课过程中,勉励学生在科学研究中,要从实际出发,善于拆解归纳,培养他们的科学逻辑思维能力。③在复杂问题研究过程中,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾。如在流体流动单元中,湍流条件下流体流动阻力的计算,传热过程中,对流传热系数的确定以及传质过程中,传质系数的计算都使用了量纲分析法(因次分析方法)。该方法是一种数学分析方法,通过量纲分析,可以正确的分析各变量之间的关系,简化试验和成果整理过程。量纲分析的本质是一种数学分析方法,在简化试验和成果整理过程的同时,它可以正确的分析各变量之间的关系。分析判断事物间数量关系所遵循的一般规律时必须根据一切量所必须具有的形式是量纲分析的基本特征,在计量方面量纲分析可以检查并反映物理现象规律方程的正确性,甚至于物理现象某些规律的线索也能被提供,这极大地简化了实验过程,在教学过程中将这些科学的思维方式穿插其中,让学生掌握科学的思维方式。在授课过程中,注重训练学生的计算方法以及思维能力,进一步培养他们的工程职业素养。

(4)结合自然科学与哲学素材,将哲学观点渗透到化工基础教学内容中,培养学生用科学的世界观和方法论看待化学工程问题。2020年教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》明确指出:“理学、工学类专业课程,要在课程教学中把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来,提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。”任何事物都有其两面性,课堂上注重培养学生用辩证的观点看待问题。例如,在流体流动过程中,如果管径一定,要提高流量,必然需要增加流体在管中的流速,而流速增加会导致流体在管路中流动的阻力增大,这要求提供的动力也相应增加,因此,流体在管中的流速要综合考虑各种因素的影响才能最终确定;如在吸收过程中,为了快速达到理想的吸收效果,可以加大吸收剂的用量,但这无疑又加大了解吸的难度,同时,如果吸收剂用量过大,吸收塔的塔径又要增加,设备费用就会增加,但如果吸收剂用量过小,为达到吸收要求,吸收塔塔体就会很高,设备费用也会增加,所以我们要综合考虑设备费用和操作费用等各种因素的影响来选择适宜的吸收剂用量;又如在精馏过程中,如果使用制作工艺条件相对简单的塔板如筛板塔作为精馏塔塔板,则塔板效率较低,而板效率较高的塔板如泡罩塔的制作工艺又相对复杂,所以在选择塔板时也要综合考虑相关因素。通过这些例子的讲解,充分发掘学生的思维创新能力,潜移默化地培养学生的工程意识,让学生能够用一分为二的观点看待工程问题,做出合理的选择。任何事物之间都有普遍联系,所以要用联系发展的眼光看问题。例如,在讲解塔设备时,考虑到课时问题,在精馏单元主要以板式塔为例进行讲解,在吸收单元主要以填料塔为例进行讲解,而实际上精馏和吸收都可以用板式塔或填料塔进行,这时就需要将板式塔的理论塔板数和填料塔的传质单元数对应起来,把板式塔的板间距和填料塔的填料层的填料层高度对应起来,使学生能够将这两个单元联系起来,将两种塔的使用也联系起来;再如,化学工程中动量传递、热量传递与质量传递的(“三传”)的基本原理、数学模型及求解方法,传递速率的理论计算都具有一定的类比性:这三种传递过程有相似的传递机理,相似的数学表达形式。在类比关系的基础上,可以根据已知的一类传递规律,类推其他两种传递的规律。通过这些例子的讲解,培养学生能够用联系发展的观点看待化学工程中的科学问题。

(5)在课程教学之外,利用学科竞赛,培养学生的自主设计能力和创新能力。学科竞赛是培养大学生综合素质和创新精神的有效手段和重要载体,对营造创新教育氛围,培养学生的创新精神,协助作精神和实践能力,激发学生的兴趣和潜能具有重要作用。我校积极鼓励大学生参加“全国大学生化工设计竞赛”,该竞赛要求五人为一个队伍,在队伍中,所有人分工不同,由队长统一协调进度,在设计过程中,学生要查阅各种化工资料,互相协作,要能够熟练利用Aspenplus软件进行化学工艺流程设计,能够用CAD软件和3D软件对工厂进行布局,通过环评软件对自己设计的流程进行环境评价,通过实践来发现和解决实际工程问题。参加该竞赛既锻炼了学生的写作能力和逻辑思维能力,又对学生的表达能力、组织能力、实践能力以及分工合作的团队精神等素质的培养起着巨大的作用,极大地提高了《化学工程基础》课程的教学质量。总的来说,在课程讲授过程中要将化工基础专业知识和社会主义价值观、科研献身精神、科学思维方式、环保、健康和安全以及法律规范等德育元素、职业道德、职业素养等进行深度结合,同时要利用学科竞赛对学生科研创新能力及团队协作精神进行培养,有针对性地进行课程思政教育,实现化工专业知识与课程思政元素的有机结合。

2结束语

随着教育教学改革的不断深入,课程思政教育的不断探索,实践证明,《化学工程基础》课程教学中蕴藏着丰富的思政教育元素,是对大学生思想政治课程的强有力补充。通过《化学工程基础》课程中的思政教育,让学生时时处处受到思政教育的熏陶,为其人生的健康发展奠定坚实的基础。

参考文献

[2]冒爱荣,许伟,郁桂云,等.化工原理实验“课程思政”教育的探索与实践[J].广东化工,2021,22(49):146-148.

[3]中华人民共和国教育部,教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知[Z].教高[2020]3号.

[4]刘巧茹,田正山.化工专业有机化学实验课程思政教育方法探究[J].化工时刊,2021,35(9):40-42.

[5]刘淑明,严菊芳,张丁玲,等.论高校课程思政的实施策略[J].教育理论与实践,2019,39(15):44-46.

[6]潘鹤林,黄婕,卢杨,等.高校化工原理课程思政教学探索与实践[J].化工高等教育,2020(1):110-114.

[7]杨雷,张婷.课程思政背景下化工原理教学实践与探索[J].广东化工,2021.48(17):274-275.