時間：2022-06-02 07:30:35
序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗，特別為您篩選了11篇化學(xué)工程論文范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識！
工程上的計算是以函數(shù)，尤其是數(shù)值函數(shù)為基礎(chǔ)的。所謂數(shù)值函數(shù)就是說在函數(shù)的定義域中每一點x就可得位移的f{x}值，此值成為f在x處的值。例如，如何表示空氣的cp{T,P}函數(shù)？我們可以利用計算機，輸入程序，就會得到很精確的結(jié)果。除了上述問題，還有很多化學(xué)工程的數(shù)據(jù)處理的過程模擬，如：非線性方程求解、線性方程組的迭代求解、常微分方程數(shù)值解、偏微分方程數(shù)值解等等，都是先建立一個數(shù)學(xué)模型，然后帶入計算機，最終得出一系列結(jié)果的。
1.2Office軟件在化學(xué)工程中的應(yīng)用
隨著計算機的普及，越來越多的人把原本紙上的工作轉(zhuǎn)移到計算機中去了?；瘜W(xué)工程學(xué)科需要處理大批文檔工作。譬如，化工論文的書寫、化工文獻的編輯、化工產(chǎn)品的說明，這些文檔中常常會有大量的圖表、公式、特殊符號，會話費人們大量的精力和時間，進而影響新信息的及時傳播。有了Office中的Word軟件，處理上述問題就方便多了。Word軟件能夠比較輕松地輸入各種文檔，還可以對文檔進行多種編輯處理。編輯化工論文時經(jīng)常用到的功能如：
（1）改變字體大小。
（2）隨意設(shè)定版面。
（3）利繪圖工具繪制實驗流程圖，并修改。
（4）利用公式編輯器編輯數(shù)學(xué)公式及化學(xué)反應(yīng)式。
（5）可插入表格及頁碼。
（6）復(fù)制和刪除方便。Excel工具的強大的分析數(shù)據(jù)功能可以將數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，然后將其規(guī)律性地展示出來。在處理化工數(shù)據(jù)時，我們可以利用Excel工具進行求平均值、自編公式計算等。
1.3Origin在化學(xué)工程數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用
Origin是具有較強功能的實驗數(shù)據(jù)處理軟件?？衫肙rigin進行圖形生成，我們可以在軟件中輸入實驗后得到的數(shù)據(jù)，通過軟件得到實驗數(shù)據(jù)曲線圖。為利用Origin工具繪制的實驗數(shù)據(jù)圖。通過圖形或曲線，可以清晰明了地把大數(shù)據(jù)展示給他人，并從中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的規(guī)律，以便更好地進行實驗。
（一）校企合作形式與內(nèi)容
校企合作形式是影響聯(lián)合培養(yǎng)的最重要因素。重點大學(xué)及行業(yè)特色型大學(xué)由于其品牌和行業(yè)影響力而在校企合作培養(yǎng)研究生方面有顯著的優(yōu)勢。以中國石油大學(xué)為例，該校立足于石油石化行業(yè)和領(lǐng)域，面向東營勝利油田和青島近海油氣田及兩地相關(guān)產(chǎn)業(yè)開展人才培養(yǎng)，是國內(nèi)化學(xué)工程專業(yè)碩士校企合作效果最好的高校之一。然而，國內(nèi)大部分地方高校與企業(yè)之間的合作形式仍較為初級，特別是地方高校受到學(xué)?？蒲袑嵙ΑW(xué)校辦學(xué)層次和軟硬件條件等因素的制約，校企之間的相互聯(lián)系多建立在項目合作和個人感情聯(lián)系的基礎(chǔ)上，未形成長效機制。如果企業(yè)負責(zé)人離職或合作項目中斷，則聯(lián)合培養(yǎng)將大受影響甚至停滯。此外，部分地方企業(yè)創(chuàng)新意識不強或過分追求“短平快”的項目，都將影響人才持續(xù)培養(yǎng)機制，無法實現(xiàn)良性循環(huán)。從人才需求角度來看，地方經(jīng)濟狀況的優(yōu)劣也會明顯影響企業(yè)的人才需求，進而直接影響校企合作的基礎(chǔ)。
（二）導(dǎo)師
很多高校的校內(nèi)導(dǎo)師過度倚重發(fā)表學(xué)術(shù)論文，或者一直從事基礎(chǔ)理論研究，缺乏應(yīng)用研究項目和研究經(jīng)驗。該類導(dǎo)師在指導(dǎo)專業(yè)學(xué)位研究生時往往延續(xù)過去的研究思路和方向，以學(xué)術(shù)型研究生模式培養(yǎng)專業(yè)學(xué)位研究生，最終導(dǎo)致畢業(yè)生與企業(yè)要求相差甚遠。此外，很多校外導(dǎo)師是企業(yè)的高管或主要負責(zé)人，日常事務(wù)繁忙，對自己負責(zé)的學(xué)生疏于管理和指導(dǎo)。學(xué)生在企業(yè)或淪為廉價勞動力，或?qū)嵺`流于形式，達不到應(yīng)有的效果。
（三）培養(yǎng)過程
國內(nèi)各高校的化學(xué)工程專業(yè)碩士的主要管理和培養(yǎng)政策已經(jīng)基本齊備，但仍有部分政策還在修改和制訂過程中。很多高校在課程體系構(gòu)建、考核方式、實踐內(nèi)容等方面沒有將專業(yè)學(xué)位研究生與學(xué)術(shù)型研究生加以區(qū)別，未能體現(xiàn)出專業(yè)學(xué)位職業(yè)性、應(yīng)用性的特點。與企業(yè)生產(chǎn)實際密切相關(guān)的課程開設(shè)不足也是目前國內(nèi)高校化學(xué)工程專業(yè)碩士培養(yǎng)普遍存在的問題。
（四）生源
對于重點高校，無論是學(xué)術(shù)型碩士或?qū)I(yè)學(xué)位碩士均呈現(xiàn)“供大于求”的局面，學(xué)?？梢詮娜輷駜?yōu)錄取。而地方高校的專業(yè)學(xué)位認可度普遍較低，直接導(dǎo)致部分優(yōu)秀生源流失，畢業(yè)生質(zhì)量也因此受到影響。
（五）其他問題
部分地方高校在導(dǎo)師激勵政策、學(xué)生獎勵機制等方面不夠完善，由此產(chǎn)生了導(dǎo)師因?qū)I(yè)學(xué)位學(xué)生花費多、產(chǎn)出少而不愿意接受專業(yè)學(xué)位學(xué)生的情況；學(xué)生也因在獎學(xué)金等方面無法與學(xué)術(shù)型研究生競爭而影響了科研積極性。
二、方針與措施
鑒于以上問題，我們以山西大學(xué)與三維集團合作構(gòu)建的“山西省催化技術(shù)研究生教育創(chuàng)新中心”為平臺，通過深入探索山西煤化工轉(zhuǎn)型對化學(xué)工程專業(yè)研究生教育的影響，從合作模式、導(dǎo)師管理、課程體系構(gòu)建、健全和完善各項制度等方面進行改革，并力圖構(gòu)建一種符合山西省化工行業(yè)需求的化學(xué)工程專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式。
（一）校企合作平臺的構(gòu)建
構(gòu)建校企合作平臺是穩(wěn)定專業(yè)學(xué)位碩士培養(yǎng)質(zhì)量的根本措施。2002年，化學(xué)化工學(xué)院的研究生就因項目需要而在三維集團進行數(shù)月至一年的工業(yè)側(cè)線實驗。隨著雙方項目合作的深入，進入企業(yè)實踐的學(xué)生人數(shù)不斷增多，而企業(yè)的技術(shù)人員也積極參加山西大學(xué)的博士或在職工程碩士考試，雙方實現(xiàn)了人才培養(yǎng)上的互動。在此基礎(chǔ)上，2004年雙方共建了“精細化工催化與反應(yīng)工藝共建實驗室”，實現(xiàn)了校企層面的科研平臺構(gòu)建。2007年底，經(jīng)山西省經(jīng)委、山西省教育廳、山西省產(chǎn)學(xué)研工程領(lǐng)導(dǎo)組批準，校企雙方通過政府層面建立了“山西省催化技術(shù)研究生教育創(chuàng)新中心”。隨著相關(guān)管理制度逐步完善，該中心不但成為研究生培養(yǎng)的創(chuàng)新實踐平臺，也逐漸成為高校和企業(yè)間的技術(shù)、人才交流平臺，并為企業(yè)技術(shù)帶頭人的知識更新和產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級提供了支撐。近年來，山西大學(xué)積極開展“煤基資源高值循環(huán)利用協(xié)同創(chuàng)新中心”的建設(shè)，拓展多方合作關(guān)系。目前研究生教育創(chuàng)新中心的企業(yè)平臺已包括陽煤集團、潞安集團、河南煤業(yè)集團等大型煤化工企業(yè)，未來還將探索與中科院山西煤化所、中科院大連化物所、中科院過程所等研究所合作培養(yǎng)研究生的可能性。綜上所述，山西大學(xué)化學(xué)工程領(lǐng)域的校企合作經(jīng)歷了如下發(fā)展歷程：校企合作項目牽引建立校企層面的科研合作平臺建立政府層面的研究生教育創(chuàng)新中心建立多方參與的校企科研教育合作平臺。其中，多方平臺的建立不但解決了科研項目延續(xù)性、科學(xué)性的問題，更有利于實現(xiàn)校企聯(lián)合培養(yǎng)的長效性和持續(xù)性。
（二）管理體制創(chuàng)新
為進一步提高專業(yè)學(xué)位研究生教育水平，我們就專業(yè)學(xué)位研究生的管理體制方面開展了改革創(chuàng)新。研究生院成立了“專業(yè)學(xué)位管理辦公室”，負責(zé)與專業(yè)學(xué)位相關(guān)的政策制訂、學(xué)科建設(shè)、品牌建設(shè)，以及對各培養(yǎng)單位進行管理、督導(dǎo)和服務(wù)等工作。學(xué)院成立了相關(guān)的“專業(yè)學(xué)位教育中心”，負責(zé)相關(guān)專業(yè)學(xué)位研究生的招生、培養(yǎng)、師資隊伍建設(shè)、實踐基地建設(shè)等工作?；瘜W(xué)化工學(xué)院以“山西省催化技術(shù)研究生教育創(chuàng)新中心”為基礎(chǔ)，吸納了相關(guān)學(xué)科負責(zé)人和校外導(dǎo)師，共同承擔(dān)化學(xué)工程專業(yè)學(xué)位教育中心的職責(zé)。上述舉措有利于各培養(yǎng)單位積極發(fā)揮主觀能動性，形成符合各自專業(yè)實踐特點的培養(yǎng)模式。
（三）導(dǎo)師遴選及評聘制度改革
山西大學(xué)研究生院根據(jù)各專業(yè)學(xué)位培養(yǎng)單位的具體情況，制訂了詳細的校內(nèi)導(dǎo)師、企業(yè)導(dǎo)師評聘制度。特別是對企業(yè)導(dǎo)師實行“一年一考核，三年一聘”的管理辦法。在學(xué)院教育中心層次上，化學(xué)化工學(xué)院成立了化學(xué)工程碩士指導(dǎo)小組，以“山西省催化技術(shù)研究生教育創(chuàng)新中心”為核心，吸納其他理科或相關(guān)學(xué)科導(dǎo)師，實現(xiàn)導(dǎo)師之間的理工優(yōu)勢互補，在一定程度上解決了理科環(huán)境中開展應(yīng)用實踐的問題。此外，學(xué)院教育中心強化了企業(yè)導(dǎo)師的歸屬感和責(zé)任感，通過讓企業(yè)導(dǎo)師參與課程設(shè)計及研究生選課、確定科研課題、開設(shè)學(xué)術(shù)講座和專業(yè)特色選修課程等方式，進一步讓企業(yè)導(dǎo)師融入學(xué)生培養(yǎng)過程。
（四）課程體系構(gòu)建
2013年，山西大學(xué)根據(jù)教育部相關(guān)文件，結(jié)合各專業(yè)具體情況，對碩士研究生培養(yǎng)方案進行了詳細的修訂。在課程設(shè)置中，我們將課程分為公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)應(yīng)用課、選修課4類，各類課程均采用了教授授課、雙語教學(xué)等模式，特別突出工程應(yīng)用類型的課程。由于化學(xué)工程專業(yè)碩士的導(dǎo)師的知識存在多學(xué)科、多研究方向的交叉，因此，我們在課程設(shè)置上采取豐富選修課的方法解決這一問題。為了避免重復(fù)設(shè)課或課程內(nèi)容重疊，各專業(yè)領(lǐng)域均可選擇化學(xué)學(xué)科或其他專業(yè)領(lǐng)域的課程作為選修課。師資力量和師資水平方面，由于山西大學(xué)工科師資力量不足，我們采用“外校聘請＋本校培養(yǎng)”的模式逐步提高師資水平。此外，學(xué)校還通過請企業(yè)導(dǎo)師或行業(yè)知名專家開設(shè)學(xué)術(shù)講座、特色專業(yè)選修課等方式，使學(xué)生獲悉國內(nèi)外化工行業(yè)發(fā)展的最新動向。
（五）獎學(xué)金制度
現(xiàn)階段山西大學(xué)研究生獎學(xué)金主要為國家獎學(xué)金和學(xué)業(yè)獎學(xué)金，原有獎學(xué)金評價主要基于學(xué)生學(xué)習(xí)成績和科研成果的考量?；瘜W(xué)化工學(xué)院將專業(yè)學(xué)位研究生與學(xué)術(shù)型研究生分開評比。專業(yè)學(xué)位研究生的科研成果可以是學(xué)術(shù)論文、專利、負責(zé)項目、實踐報告、調(diào)查報告等多種形式，特別強調(diào)學(xué)術(shù)論文、專利、項目等必須具有應(yīng)用背景。此外，針對專業(yè)學(xué)位研究生科研結(jié)果無法量化的問題，我們采用“預(yù)審＋集中答辯”的方式，由答辯委員會評出獲獎等級。上述評審制度的實施明顯調(diào)動了專業(yè)學(xué)位研究生的科研積極性。
三、發(fā)展與方向
盡管我們在化學(xué)工程專業(yè)研究生培養(yǎng)方面進
行了許多改革，但仍有很多方面需要高校、企業(yè)及地方政府進一步協(xié)調(diào)改進。我們將目前改革探索的方向歸納如下，這既是我們的努力目標，也希望能夠給予其他高校一些啟發(fā)。
（一）提高學(xué)科認可度，創(chuàng)出專業(yè)品牌效應(yīng)
優(yōu)質(zhì)的生源是研究生培養(yǎng)和學(xué)科發(fā)展的大前提，沒有良好的生源，校企聯(lián)合培養(yǎng)將成為無本之木、無源之水。近年來，山西大學(xué)通過增加推免生名額比例，明顯提升了專業(yè)學(xué)位研究生的生源素質(zhì)；與此同時，山西大學(xué)通過鼓勵校企合作科研，建立多方參與的協(xié)同創(chuàng)新中心，進一步擴大了學(xué)校、學(xué)科的業(yè)內(nèi)影響力。未來，山西大學(xué)將以校企協(xié)同創(chuàng)新中心為發(fā)展核心，以高水平人才隊伍建設(shè)為發(fā)展動力，通過科研成果和科研團隊創(chuàng)出專業(yè)品牌效應(yīng)。
（二）深化校企人才技術(shù)交流平臺建設(shè)，實現(xiàn)人才培養(yǎng)的良性循環(huán)
校企雙方只有真正實現(xiàn)技術(shù)流、人才流的雙向流動才能培養(yǎng)出真正的應(yīng)用型人才。因此，我們需要建立完善的涉及項目合作、利益分配、人才交流等體制機制，進一步強化企業(yè)研究生實踐中心的構(gòu)建，通過校企合作項目引領(lǐng)、擴大平臺的影響力，提升平臺自我“造血”能力，逐步引導(dǎo)校企合作由“項目帶動”發(fā)展到“人才＋技術(shù)混合帶動”，最終實現(xiàn)人才培養(yǎng)的良性循環(huán)。
2卓越計劃化學(xué)工程與工藝專業(yè)教學(xué)資源建設(shè)的思路
卓越工程師背景下的化學(xué)工程與工藝專業(yè)需要根據(jù)行業(yè)對化工工程師知識、素質(zhì)和能力的要求，確定相關(guān)課程和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，將涉及工程意識、工程素質(zhì)、工程實踐能力、工程綜合能力培養(yǎng)、企業(yè)以及工程項目管理知識的課程納入培養(yǎng)方案中，增加工程教育相關(guān)課程，因此，必須按照新的人才培養(yǎng)方案，以教材建設(shè)和精品課程建設(shè)為手段，改革教學(xué)內(nèi)容，加強教材建設(shè)，自主編寫和完善系列專業(yè)教材，使教學(xué)內(nèi)容充分反映新世紀化工實際生產(chǎn)和化工行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的新要求?？傮w建設(shè)思路如下:
2.1構(gòu)建“新體系”
構(gòu)建以培養(yǎng)工程意識、工程素質(zhì)、工程實踐能力、工程綜合能力為目標的實踐教學(xué)新體系。按照基本技能層、知識應(yīng)用能力與工程實踐能力層、創(chuàng)新能力與工程綜合能力層等“三層次”，循序漸進地培養(yǎng)學(xué)生的工程綜合能力和創(chuàng)新能力。在基本技能層，主要通過課程實驗、上機操作等實踐環(huán)節(jié)加深對理論課程基本概念、基礎(chǔ)知識和基本理論的理解和基本技能的培養(yǎng);在知識應(yīng)用能力與工程實踐能力層，主要通過課程設(shè)計、專業(yè)實習(xí)、社會實踐等環(huán)節(jié)實現(xiàn)對學(xué)生知識應(yīng)用能力的培養(yǎng);在創(chuàng)新能力與工程綜合能力層，主要通過化工企業(yè)輪崗實習(xí)、化工企業(yè)項目設(shè)計與研究、畢業(yè)設(shè)計(論文)、大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”競賽、大學(xué)生科技創(chuàng)新活動、產(chǎn)學(xué)研合作開發(fā)等方式實現(xiàn)對學(xué)生的工程綜合能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
2.2突出“厚基礎(chǔ)”
本專業(yè)卓越工程師教育專業(yè)培養(yǎng)方案課程設(shè)置分為通識教育，專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課三大模塊。通識教育包括數(shù)學(xué)與自然科學(xué)、人文與社會科學(xué)、體育、素質(zhì)教育公共選修課等，其課程學(xué)時占總學(xué)時的47.7%，課程學(xué)分占總學(xué)分的47.5%;專業(yè)基礎(chǔ)課包括相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課，其課程學(xué)時占總學(xué)時的34.9%，課程學(xué)分占總學(xué)分的34.3%;專業(yè)課包括基本專業(yè)課和專業(yè)方向課，其課程學(xué)時占總學(xué)時的17.4%，課程學(xué)分占總學(xué)分的18.2%。突出了卓越工程師培養(yǎng)的厚基礎(chǔ)，為卓越工程師的培養(yǎng)奠定堅實的基礎(chǔ)。
2.3強化“寬口徑”
本專業(yè)卓越工程師教育專業(yè)培養(yǎng)方案設(shè)置了精細化工、能源化工和生物化工三個專業(yè)方向課程模塊。其中，精細化工方向課程模塊開設(shè)了精細化學(xué)品化學(xué)、精細化工工藝學(xué)、精細化工過程與設(shè)備、精細化工及分離實驗等課程;能源化工方向課程模塊中開設(shè)了煤化學(xué)、煤化工工藝學(xué)、潔凈煤技術(shù)、煤化工實驗等課程;生物化工方向課程模塊中開設(shè)了工業(yè)微生物學(xué)、生物化工工藝學(xué)、生化分離技術(shù)、生物化工實驗等課程。強化了卓越工程師培養(yǎng)的寬口徑，以滿足大化工行業(yè)對工程技術(shù)人才的要求。
2.4體現(xiàn)“重創(chuàng)新”
教材建設(shè)也是教學(xué)資源建設(shè)不可缺少的內(nèi)容。在化學(xué)工程與工藝專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課教材的選用上，以“加強基礎(chǔ)、精選內(nèi)容、有所創(chuàng)新、有利教學(xué)”為原則，盡量選用國家規(guī)劃教材或者比較權(quán)威的高水平教材。同時，組織教師立項編寫或參編高質(zhì)量教材，如普通高等教育國家規(guī)劃教材或精品教材;自編配套輔導(dǎo)教材和講義，制作和充實各類聲像教學(xué)資料，積極開發(fā)具有專業(yè)特色的CAI課件，錄制網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻。重點開展精品課程建設(shè)，爭取獲得1門國家級精品課程、2～3門省級精品課程、4～5門校級精品課程，通過改革與建設(shè)，不斷提高教育質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量，努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，打造出有扎實理論功底、掌握化工專門技能、有很強事業(yè)心和吃苦耐勞精神的應(yīng)用型專業(yè)人才，以滿足現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展對化工專業(yè)高素質(zhì)人才的需求。我們將不斷完善卓越背景下化學(xué)工程與工藝專業(yè)的教學(xué)資源建設(shè)，確保學(xué)校教學(xué)質(zhì)量不斷提高，確保專業(yè)建設(shè)項目績效。
3卓越計劃化學(xué)工程與工藝專業(yè)教學(xué)資源建設(shè)存在的困難
卓越計劃化學(xué)工程與工藝專業(yè)教學(xué)資源建設(shè)的內(nèi)容相當豐富，在實際操作過程中需要突破重重難關(guān)，其中最為突出的有校企合作、人才需求的個性化和多樣化以及師資隊伍建設(shè)三個方面。
3.1校企合作是首先要解決的問題
近年來，我院不斷探索和完善校企合作的長效運行機制，努力通過各種渠道與企業(yè)溝通，先后在多家大中型企業(yè)設(shè)立了教學(xué)實習(xí)基地并成立了一個工程實訓(xùn)中心，為學(xué)生營造了在企業(yè)進行實踐學(xué)習(xí)的良好機會。但有些企業(yè)為了兼顧安全生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效益，不能為學(xué)生提供在相應(yīng)的技術(shù)崗位上動手操作的機會，這樣一來學(xué)生的動手能力就得不到真正的鍛煉。
3.2人才需求的個性化和多樣化
不同的公司對技術(shù)應(yīng)用型人才的需求均存在差異，如同樣是培養(yǎng)化學(xué)工程與工藝卓越工程師，有些公司需要學(xué)生具有精細化工或生物化工方面的知識，而有些公司則需要學(xué)生具有能源化工方面的知識。因此，我們必須有的放矢地進行化學(xué)工程與工藝專業(yè)卓越工程師教學(xué)資源的建設(shè)，以滿足不同公司對技術(shù)應(yīng)用型人才的多樣化需求。
3.3師資隊伍的建設(shè)
化學(xué)工程與工藝專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)必須擺脫傳統(tǒng)的大學(xué)生培養(yǎng)模式，為了實現(xiàn)卓越工程師的培養(yǎng)目標和落實卓越工程師的培養(yǎng)標準，形成具有良好的學(xué)緣結(jié)構(gòu)、知識結(jié)構(gòu)和以中青年為主體的雙師結(jié)構(gòu)教學(xué)團隊是順利、高效進行教學(xué)資源建設(shè)的必要條件。而要改變目前師資水平不足，知識結(jié)構(gòu)單一和學(xué)緣結(jié)構(gòu)不合理的現(xiàn)狀將是一個長期而艱巨的過程。
2綠色化學(xué)工程與工藝對化學(xué)工業(yè)節(jié)能的促進作用
當前，綠色化學(xué)工程和工藝在我國各類化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)過程中應(yīng)用的都十分廣泛，并且對我國化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的節(jié)能減排起到了良好的促進作用，這些作用主要體現(xiàn)在以下兩個方面。首先，綠色化學(xué)工程及工藝中涉及到的生物技術(shù)對我國化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中所涉及到的廢棄物排放起到了一定的凈化作用。這里所提到的生物化工技術(shù)指的是在生物的體內(nèi)存在一種具有高效催化功能的生物酶，這種生物酶又可以稱之為催化酶。這種從生物體內(nèi)提取出的催化酶具有非常好的催化功能，將其應(yīng)用于生物的催化過程中，其不但可以利用自身具有的超強的專一性來促進生物酶反應(yīng)的總體效率，與此通知其還可以提升總體的反應(yīng)質(zhì)量。與此同時，綠色化學(xué)工程及工藝還將這種生物技術(shù)引入到了化學(xué)工程的生產(chǎn)過程中，其通過將自然界中的可再生資源用生物技術(shù)轉(zhuǎn)化成化學(xué)原料的方式來進行最終的化學(xué)生產(chǎn)，這樣的做法不但使自然能源的消耗得到了減少，同時還使化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中的能源反應(yīng)效率得到了相應(yīng)的提高，繼而從根本上減少了化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中廢棄物以及污染物的排放數(shù)量。其次，綠色化學(xué)工程及工藝中還會涉及到清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，該項技術(shù)可以說是一個絕對的綠色生產(chǎn)技術(shù)，其可以對化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中所需要用到的化學(xué)原料進行綠色處理（無毒、無害、無廢棄），故其在能夠增加化學(xué)院材料使用效率的同時，還從根本上提高了化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的總體質(zhì)量。與此同時，其還可以將化學(xué)生產(chǎn)中所排放出的污染物和廢棄物進行處理，使其變成有機物質(zhì)或能夠供人們生活的沼氣資源，繼而使化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)的綠色生產(chǎn)得以實現(xiàn)。
2乙醇提純工藝中所涉及的化學(xué)工程問題
乙醇提純的主要工藝方法在進行乙醇的發(fā)酵工藝時，水是反應(yīng)中必須要產(chǎn)生的物質(zhì)之一，于是乙醇的提純工藝就落到了水與乙醇的分離工藝上。基于化學(xué)原理上分析，這種提純工藝可以采用精餾法，可以采用吸附法、共沸精餾、萃取精餾，也可以采用滲透氣化膜分離法等等。一般來說，乙醇在發(fā)酵液中的質(zhì)量分數(shù)在5%到12%之間，但是工業(yè)用乙醇的質(zhì)量分數(shù)卻在90%以上，那么這就給乙醇的提純工藝提出了一定的挑戰(zhàn)，采用傳統(tǒng)的精餾方法已經(jīng)無法滿足工業(yè)的要求。由此，可以將發(fā)酵液中的乙醇混合物分兩步進行提純，首先，利用普通的精餾提純方法得到質(zhì)量分數(shù)為92.4%的乙醇，然后再利用萃取、共沸、吸附等精餾方法得到高純度的工業(yè)乙醇。精餾這種乙醇提純方法已經(jīng)發(fā)展多年，其工藝與流程也比較成熟，然而在這種精餾過程中由于產(chǎn)生很高的熱量，造成的能耗很高，并且在此過程中對于回流的要求也越來越高，大大增加了精餾成本。綜上，在傳統(tǒng)的乙醇提純工藝上還具有很大的發(fā)展與創(chuàng)新空間，可以從設(shè)備配置、生產(chǎn)效率以及工程理論上進一步研究，得出更適合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的有效方法。目前，這種工藝方法已經(jīng)有所突破，如分類與反應(yīng)過程耦合的方法，就是創(chuàng)新的代表。在燃料乙醇方面，乙醇的純化可以采用的方法為多塔精餾，同時結(jié)合向乙醇混合液中增加原有體系分離因子的萃取精餾等，也可以利用膜蒸發(fā)分離的辦法，其優(yōu)點是降低能耗，避免污染環(huán)境。此外，吸附的辦法在燃料乙醇純化工藝中還沒有很成熟的使用，需要進一步的探討。現(xiàn)階段，燃料乙醇生產(chǎn)工藝的研究，主要集中于單一操作過程，如吸附脫水共沸物、滲透蒸發(fā)、萃取精餾等，將這些單一過程組合研究的文章不多。實際的燃料乙醇純化研究中，計算機仿真的應(yīng)用開始不斷增多，它在進行不同單元組合的反應(yīng)規(guī)律研究上十分有利。此外人工智能方面在乙醇純化工程模擬中也有很多的應(yīng)用，對于條件限定后的每個單元操作以及分離流程耦合的篩選等都是工程模擬中的主要內(nèi)容。由此可見，流程組合的研究已經(jīng)上升到計算機時代，不再需要傳統(tǒng)的憑經(jīng)驗進行流程與工藝的確定了。
3生物發(fā)酵反應(yīng)與分離耦合反應(yīng)
就目前的燃料乙醇工藝研究而言，主要為基礎(chǔ)研究工作，如過程放大、生物反應(yīng)與分析過程耦合、流程創(chuàng)新、工藝流程創(chuàng)新等。生物發(fā)酵反應(yīng)與分離耦合。不是兩者的簡單結(jié)合，而是一種流程耦合，屬于一種創(chuàng)新的技術(shù)和理論。如果化學(xué)反應(yīng)結(jié)束后就可以直接得到產(chǎn)品，那么反應(yīng)過程就是相應(yīng)的過程，而在工程上所說的反應(yīng)過程則是綜合性的過程，包括方法、設(shè)備以及問題處理的過程。這其中形成了分離工程，利用能量與物質(zhì)的傳遞、化學(xué)反應(yīng)以及流體力學(xué)等相關(guān)知識，由此說明耦合問題可以進行，并且能夠完成相關(guān)問題的解決，并且可以將生物發(fā)酵看作是耦合過程，用于提高發(fā)酵與分離效率，這種方法大大促進了燃料乙醇工藝的發(fā)展。它利用了工藝改善，采用了創(chuàng)新的方法，實現(xiàn)了工藝過程最優(yōu)化，這是化學(xué)工程發(fā)展的最新契機，多場耦合的研究意義重大，為未來的發(fā)展與進步指明了方向。
乳酸發(fā)酵菌種:植物乳桿菌;發(fā)酵液500mL;電極室用水:0．3mol/L的Na2SO4溶液1000mL(陰極室和陽極室各500mL);酸室和堿室為蒸餾水。發(fā)酵培養(yǎng)基每升含:蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母粉5g、葡萄糖50g、乙酸鈉2g、檸檬酸二胺2g、吐溫-801g、磷酸氫二鉀2g、七水硫酸鎂0．2g、一水硫酸錳0．05g。
1．2實驗儀器
恒溫振蕩器、高壓蒸汽滅菌鍋、發(fā)酵罐、干燥箱、電子天平、pH計、生物傳感分析儀、分光光度計、冰柜。其他常規(guī)實驗器皿:燒杯、量筒、玻璃棒、酒精燈、接種環(huán)、培養(yǎng)皿、移液管等。直流穩(wěn)壓電源;明道式電滲析膜堆一套，外配容量為1000mL的燒杯5只，硅膠管(約0．5m)10根;小型潛水泵5個。通過發(fā)酵罐控制主機箱上的蠕動泵，將雙極膜電滲析的堿液隔室與發(fā)酵罐進行連接。為了降低發(fā)酵罐中染雜菌的風(fēng)險，必須對連接的管子進行滅菌操作。發(fā)酵罐內(nèi)由pH計進行實時監(jiān)測，當pH低于設(shè)定值時，由蠕動泵自動將雙極膜電滲析的堿液隔室中的堿液泵入發(fā)酵罐進行調(diào)節(jié)。由于軟管內(nèi)是強堿環(huán)境，故堿液室與發(fā)酵罐之間的連接管不需要進行滅菌操作。
2實驗步驟
2．1雙極膜電滲析的準備
(1)組裝膜堆:按“陽極板—隔板—雙極膜—隔板—陰膜—隔板—陽膜—隔板—雙極膜—陰極板”順序組裝膜堆，用長螺桿釘壓緊膜堆。為了確保裝置的嚴密性，應(yīng)使隔板之間的墊圈厚度不超過墊圈槽，并使雙極膜的陽膜側(cè)朝向陰極板。此外，在用螺釘壓緊裝置時，應(yīng)注意均勻用力，以防止裝置變形甚至斷裂。
(2)連接設(shè)備:在隔板出口分別連接出水管和進水管。將進水管與外置燒杯中的潛水泵出口連接，將出水管的出口端連接到燒杯中，以確保循環(huán)通路暢通。
(3)注入料液和電極水:在鹽室中注入料液，在極室中注入電極水，在酸室和堿室中注入蒸餾水，此過程應(yīng)保證料液淹沒潛水泵。對于雙極膜電滲析，應(yīng)在實驗結(jié)束后將各個隔室、燒杯和潛水泵內(nèi)的料液或電解質(zhì)溶液清洗干凈。若長期不用，應(yīng)將裝置拆卸還原，并確保各組件干燥和清潔。
2．2發(fā)酵過程的準備
(1)種子培養(yǎng)基的培養(yǎng):配制一定量的種子培養(yǎng)基，并在高壓蒸汽滅菌鍋中滅菌。滅菌條件為:121℃，20min。待培養(yǎng)基冷卻至室溫后，取新鮮斜面菌種，接入種子培養(yǎng)基中，在轉(zhuǎn)速為150r/min的搖床中培養(yǎng)24h，溫度恒定在37℃。
(2)發(fā)酵罐滅菌:將配制好的發(fā)酵培養(yǎng)基加入到發(fā)酵罐中，此處應(yīng)注意體積不能超過發(fā)酵罐總體積的2/3。然后將發(fā)酵罐和培養(yǎng)基一起放入滅菌鍋中進行滅菌。
(3)火焰接種法:先用醫(yī)用酒精擦拭接種口;在火圈中加入酒精，點燃后套在接種口上;關(guān)小空氣進氣閥，調(diào)節(jié)進風(fēng)，降低罐壓，打開接種口蓋;在火焰范圍內(nèi)打開種子培養(yǎng)基的瓶塞，在火焰上燒灼幾秒鐘后，迅速將種子液倒入發(fā)酵罐中;在火焰上燒灼接種口蓋子數(shù)秒后，迅速蓋好接種口蓋，關(guān)閉空氣進氣閥。
(4)發(fā)酵培養(yǎng):接種結(jié)束后，對發(fā)酵培養(yǎng)過程的各項參數(shù)進行設(shè)定，開始培養(yǎng)。發(fā)酵過程中要打開冷凝器水閥。具體操作參數(shù):轉(zhuǎn)速為150r/min;溫度為37℃;pH為6．7。
2．3發(fā)酵罐與雙極膜電滲析集成操作過程的監(jiān)測
在集成操作過程中，要對發(fā)酵罐和雙極膜電滲析同時進行監(jiān)測，防止任一方出現(xiàn)問題導(dǎo)致集成操作失敗。發(fā)酵過程:
①通過發(fā)酵罐的主機控制發(fā)酵的pH條件、溶氧濃度和實驗溫度。每1h記錄pH、溫度和溶氧濃度，通過數(shù)據(jù)判斷發(fā)酵過程是否正常;
②每4h測量殘余葡萄糖的量、生物量和乳酸的生成量，以判斷細菌的生長情況和乳酸的生成情況。雙極膜電滲析過程:
①雙極膜電滲析過程調(diào)整穩(wěn)壓電源的電壓和電流值來控制實驗條件，每1h記錄電壓、電流。
②每4h測量酸室中的乳酸濃度、堿室濃度和堿室堿液體積。
3分析方法
3．1葡萄糖和乳酸的測量
在發(fā)酵過程中，要間斷地取樣進行監(jiān)測。發(fā)酵液中含有有機酸鹽、無機鹽、菌絲體、蛋白質(zhì)、脂肪和糖類等。雙極膜電滲析過程的料液是經(jīng)過超濾和脫色之后的發(fā)酵液，主要成分為有機酸鹽(主要為乳酸鹽)和無機鹽類物質(zhì)。實驗中使用生物傳感分析儀獲得葡萄糖和乳酸含量。
3．2生物量的測量
在發(fā)酵過程中，要及時監(jiān)測乳酸菌的生長情況。取樣后，用0．3mol/L的稀鹽酸溶液稀釋，目的是消除一些沉淀性鹽的影響。在波長為600nm處，測量吸光度。對于產(chǎn)酸量(Na)、產(chǎn)堿量(Nb)以及它們各自的電流效率(ηa和ηb)，可根據(jù)下面的公式計算
4實驗注意事項
(1)發(fā)酵實驗結(jié)束后，需要完成乳酸發(fā)酵液的初步提取工作。應(yīng)及時向發(fā)酵罐中加入NaHCO3，使pH升高到10左右。同時升高溫度至90℃，使菌體和其他懸浮物下沉。發(fā)酵原液澄清后，將上清液收集到塑料桶中，放入冰柜中保存并用于下一步的提純。對澄清后的沉淀物集中進行處理。
2新材料的開發(fā)
我國在新材料的開發(fā)領(lǐng)域取得了很多亮點，這些新材料的開發(fā)成為分離和反應(yīng)過程的重要基石。一些研究所和大學(xué)正在開發(fā)一種非晶態(tài)的金催化材料,這種材料很有發(fā)展前途，因為它具有非常明顯的催化特性，而且其催化活性還具有特殊的選擇性，具有顯著的催化活性和特殊的選擇性。對這種材料進行流程綜合和技術(shù)集成，可以有助于我國新型石油化工技術(shù)的構(gòu)建。石油化工科學(xué)研究院也開發(fā)出一種新型的鈦硅分子篩催化材料，這種材料具有定向氧化催化作用，可以實現(xiàn)“原子經(jīng)濟”，使“零排放”工藝成為可能，而且也具備工業(yè)化生產(chǎn)的可能性。而在新材料的分離技術(shù)方面,我國也取得了很大的進步，其中南京工業(yè)大學(xué)發(fā)展了以陶瓷膜材料為原料的新單元技術(shù),同時加強了對集成單元技術(shù)的開發(fā),這些研究不僅使我國陶瓷技術(shù)更加趨于成熟，而且還形成了陶瓷膜新產(chǎn)業(yè),為我國帶來巨大的社會和經(jīng)濟效益。
3材料化學(xué)工程技術(shù)的進展
材料化學(xué)主要是對產(chǎn)品微結(jié)構(gòu)進行調(diào)控，其主要手段是在加工材料時，將化學(xué)方法引入進去，這樣我們就可以通過宏觀條件來調(diào)控產(chǎn)品的微觀結(jié)構(gòu)，從而為材料的加工和制備提供理論和技術(shù)指導(dǎo)。因此，化學(xué)工程技術(shù)的改進將直接促進材料化學(xué)工程的發(fā)展。我國在化學(xué)工程技術(shù)改進方面已經(jīng)取得了非常大的進展。清華大學(xué)在碳納米粉體材料的制備過程中,引入了傳統(tǒng)的流化床技術(shù)，大大降低了生產(chǎn)成本，從而使此生產(chǎn)技術(shù)可以用于工業(yè)化生產(chǎn)，帶來巨大的經(jīng)濟效益。北京化工大學(xué)則用超重力場技術(shù)來放大納米材料生產(chǎn)過程中的形貌控制問題,這樣就可以通過調(diào)節(jié)超重力場的強度來調(diào)節(jié)和改變產(chǎn)品的粒徑,。通過這種方法，我國已經(jīng)成功制備出碳酸鋇、碳酸、碳酸鋰、氫氧化鋁和碳酸鍶等納米粉體,并且形成了工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)體系，為我國帶來巨大的經(jīng)濟效益。
4展望
材料化學(xué)工程作為一門交叉學(xué)科，不僅促進了材料工業(yè)的發(fā)展，而且也豐富了傳統(tǒng)化學(xué)工程學(xué)科的內(nèi)容，因此，具有非常重大的研究意義。我國材料化學(xué)工程的研究已經(jīng)取得很多可喜的成就，很多成果在世界上都位于領(lǐng)先水平。但是，材料化學(xué)工程中仍然有很多問題需要我們解決，因此，我們需要再接再厲，爭取使材料化學(xué)工程的研究更加深入，使其更好地為人類服務(wù)。
(一)模塊化人才培養(yǎng)方案改革的基本步驟及結(jié)果
1.修訂人才培養(yǎng)目標我們將化學(xué)T程與工藝專業(yè)新的人才培養(yǎng)目標修訂為本專業(yè)培養(yǎng)具有高度社會責(zé)任感和職業(yè)道德素養(yǎng)的化學(xué)化工類高素質(zhì)應(yīng)用型人才,所培養(yǎng)的人才不僅能夠適應(yīng)北部灣區(qū)域化工類產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,而且能夠服務(wù)廣西、輻射東盟,為大化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供保障;所培養(yǎng)人才是掌握化學(xué)工程與工藝專業(yè)的基本理論知識,具備一定的實踐技能、創(chuàng)新能力和繼續(xù)學(xué)習(xí)能力的應(yīng)用型人才,能夠滿足北部灣經(jīng)濟區(qū)包括石油化工、精細化工、無機化工、有機化工、煤化工、教育科研等領(lǐng)域發(fā)展對專業(yè)人才的要求。畢業(yè)生可以在這些領(lǐng)域從事工業(yè)生產(chǎn)、生產(chǎn)技術(shù)改進、技術(shù)開發(fā)、工程設(shè)計及管理、教育科研等工作。
2.確定培養(yǎng)規(guī)格與要求
(1)素質(zhì)要求。本專業(yè)學(xué)生要具有較高的思想覺悟和道德意識;具有較強的化工實驗技能、工程設(shè)計方法、丁?程實踐等專業(yè)素質(zhì);具有較強的運用化學(xué)工程與工藝知識和技能綜合解決專業(yè)問題的能力;具有較強的適應(yīng)能力和團隊合作精神;具有較強的自學(xué)和知識更新能力,能夠運用現(xiàn)代信息技術(shù)實現(xiàn)自我發(fā)展。
(2)知識體系。掌握大學(xué)英語、計算機基礎(chǔ)等公共基礎(chǔ)知識;掌握高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、工程制圖、無機化學(xué)、有機化學(xué)等專業(yè)基礎(chǔ)知識;掌握化工原理、化工熱力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)工程等專業(yè)核心知識;掌握石油煉制工程、化工儀表及自動化、化工工藝學(xué)、精細有機合成及工藝學(xué)、化工分離工程、化工設(shè)計、工程制圖等從事石油煉制、石油化工、精細化工等化工行業(yè)所需的專業(yè)知識;了解環(huán)保法規(guī)、勞動安全保護以及職業(yè)健康等知識。
(3)能力要求。具有較強的綜合素質(zhì)、較強的專業(yè)綜合素質(zhì),掌握工程設(shè)計方法、工程實踐等實踐技能;具備石油煉制、石油化工、精細化工等行業(yè)生產(chǎn)所需的綜合實踐能力;具備較高的綜合素養(yǎng)和實踐能力,能夠綜合運用所學(xué)知識和技能解決實際問題;對新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備具有一定的研究設(shè)計能力。
3.將培養(yǎng)規(guī)格與要求分解為能力要素化學(xué)工程與工藝專業(yè)能力要素分解與實現(xiàn)途徑。
4.將知識點及知識點應(yīng)用組合成模塊根據(jù)新修訂的專業(yè)培養(yǎng)目標,我們突破現(xiàn)有學(xué)科分類的條框,打破原有的課程體系,從學(xué)生能力培養(yǎng)要求出發(fā),統(tǒng)籌規(guī)劃學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)體系,將能力培養(yǎng)貫穿于各教學(xué)環(huán)節(jié)的始終,設(shè)計出合理的課程模塊,建立以能力為導(dǎo)向的應(yīng)用型人才培養(yǎng)教學(xué)體系。分別設(shè)計出公共基礎(chǔ)模塊、專業(yè)基礎(chǔ)模塊、專業(yè)核心模塊、專業(yè)拓展模塊和綜合運用模塊。針對能力培養(yǎng)目標,利用這些設(shè)計出來的課程模塊,將教學(xué)課程內(nèi)容進行重組,使教學(xué)形式多樣化,實現(xiàn)了對原有課程的整合優(yōu)化,構(gòu)建了化學(xué)工程與工藝專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的模塊化課程體系。
(二)模塊化人才培養(yǎng)方案改革的實施概況自2012年以來,我們按照先改先試、邊改邊試、邊總結(jié)邊試、邊試邊推廣的基本策略,依托“化學(xué)工藝廣西高校重點學(xué)科”“北部灣石油天然氣資源有效利用廣西高校重點實驗室”和“化學(xué)工程與工藝省級特色專業(yè)及課程一體化建設(shè)項目”,先在化學(xué)工程與工藝(石油化工)廣西高校特色專業(yè)試行模塊化教學(xué)改革,并在2013級本科生教學(xué)中實際應(yīng)用,然后逐步向油氣儲運工程專業(yè)輻射。
(三)模塊化人才培養(yǎng)方案改革實施的初步效果化學(xué)工程與工藝專業(yè)實施模塊化人才培養(yǎng)方案改革后,其在應(yīng)用轉(zhuǎn)型發(fā)展和應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面初步顯現(xiàn)出良好的效果,具體表現(xiàn)為:一是初步解決了舊有人才培養(yǎng)方案應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標不明確的問題,二是初步解決了如何增強學(xué)生運用知識解決實際問題的能力的問題,三是初步解決了校企、校地合作與產(chǎn)學(xué)研不夠深人的問題,四是初步解決了教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)相脫節(jié)的問題,五是初步解決了學(xué)生個性化發(fā)展和因材施教不能協(xié)調(diào)發(fā)展的問題。
二、化學(xué)工程與工藝本科專業(yè)模塊化人才培養(yǎng)方案改革的思考
(一)總體評價
1.理念和目標定位明確欽州學(xué)院提出“主動服務(wù)北部灣經(jīng)濟社會發(fā)展,重點建設(shè)涉海類學(xué)科專業(yè)及臨海工業(yè)的學(xué)科,為北部灣經(jīng)濟開放開發(fā)培養(yǎng)髙質(zhì)量應(yīng)用型人才”的人才培養(yǎng)理念以及確定“以社會需求為導(dǎo)向,以服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展為宗旨,把學(xué)校建成適應(yīng)1K域經(jīng)濟社會發(fā)展特別是廣西北部灣經(jīng)濟IS:發(fā)展需要的,特色鮮明的多科性、區(qū)域性教學(xué)型大學(xué)”發(fā)展目標定位,已貫徹在化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)方案中。
2.培養(yǎng)目標和人才規(guī)格基本符合社會經(jīng)濟發(fā)展對化工類人才素質(zhì)的要求化學(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)方案是依據(jù)該專業(yè)所對應(yīng)的工作崗位確定其能力要素,并認真分析培養(yǎng)各種能力所需的路徑和不同的課程模塊,確定了不同能力、素質(zhì)要素和模塊課程對應(yīng)表,通過不同的模塊課程教學(xué)實現(xiàn)相應(yīng)的能力和素質(zhì)的養(yǎng)成。
3.實踐學(xué)分比例顯著提高,體現(xiàn)了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求化學(xué)工程與工藝專業(yè)實踐教學(xué)學(xué)時(含課內(nèi)實踐和集中實踐性教學(xué))占總學(xué)時比例33.9%,實踐教學(xué)學(xué)分占總學(xué)分比例42.5%,體現(xiàn)了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的特點。
4.實踐教學(xué)環(huán)節(jié)貫穿全程,體現(xiàn)了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的基本規(guī)律應(yīng)用型人才培養(yǎng)重在應(yīng)用能力和實踐能力的培養(yǎng),而這些能力的培養(yǎng)需要長期、不間斷的訓(xùn)練?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)人才培養(yǎng)方案中安排了不間斷、持續(xù)的專業(yè)實踐能力的訓(xùn)練,難能可貴。
(二)值得思考的問題
1.課程設(shè)置與人才培養(yǎng)目標、人才培養(yǎng)規(guī)格一致性的問題課程設(shè)置應(yīng)根據(jù)培養(yǎng)目標和人才規(guī)格,通過課程教學(xué)達到預(yù)設(shè)的人才素質(zhì)要求和實現(xiàn)培養(yǎng)目標。如“培養(yǎng)規(guī)格和要求”中有“能從事教育科研領(lǐng)域工作”的描述,但無相關(guān)課程。
2.學(xué)分計算標準不統(tǒng)一,易導(dǎo)致教學(xué)任務(wù)不均衡(1)不同課程學(xué)分對應(yīng)的課時不同。有16課時,如有機化學(xué);也有17課時,如化工熱力學(xué);個別的有36課時,如大學(xué)體育。(2)實踐教學(xué)每周對應(yīng)的學(xué)分差異更大。專業(yè)見習(xí)4周1學(xué)分,專業(yè)實習(xí)8周5學(xué)分,畢業(yè)論文設(shè)計14周14學(xué)分。學(xué)分是計算學(xué)生學(xué)習(xí)量的單位,也是計算教師工作量的單位。同一個專業(yè)的學(xué)分折算學(xué)時(課時)的標準應(yīng)統(tǒng)一,便于平衡學(xué)生學(xué)習(xí)量和教師工作量的分配。
3.沒有足夠的自主學(xué)習(xí)和選修課程,彈性學(xué)制學(xué)業(yè)難以操作實行學(xué)分制的重要目的之一就是滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需要,允許學(xué)生選學(xué)不同的課程,允許學(xué)生提前或滯后畢業(yè)。要想提前畢業(yè)就必須給學(xué)生創(chuàng)造提前修滿學(xué)分的機會,但現(xiàn)在的方案設(shè)計顯然做不到讓學(xué)生提前畢業(yè)。必須有相當量的自主學(xué)習(xí)和選修課程,開放教學(xué)時空,如假期課程、網(wǎng)絡(luò)課程、競賽學(xué)分、職業(yè)證書學(xué)分、自主申請畢業(yè)論文開題與答辯等。
2數(shù)據(jù)處理的程序編制
2.1數(shù)據(jù)輸入?；瘜W(xué)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?；瘜W(xué)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(shè)計中的擬合方式也采用最小二乘法的方式。設(shè)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(yīng)用需求。在化學(xué)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(yīng)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(shè)計，化學(xué)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(shè)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(shè)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(xué)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(yīng)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(xué)工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)處理中，MATLAB軟件的應(yīng)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(yīng)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。
化學(xué)原料是化學(xué)工程的源頭,原料決定了生產(chǎn)流程和工藝的選擇,綠色工藝的介入可以從源頭上改變原料生產(chǎn)帶來的各類化學(xué)污染,同時綠色工藝與化學(xué)工程的結(jié)合還可高效利用各類自然資源,實現(xiàn)深度開發(fā)利用,兼顧無污染、節(jié)能、環(huán)保的生產(chǎn)方式必然會掀起一輪新的工業(yè)革命。綠色原料的典型開發(fā)應(yīng)用比如甘蔗渣、稻草、麥稈以及木屑、樹枝、蘆葦?shù)瓤杉庸こ蔀橥?、酸類與醇類化學(xué)品。
在化學(xué)反應(yīng)中使用選擇性高的試劑也是綠色工藝應(yīng)用的一個途徑。以石油化工為例,生產(chǎn)過程中烴類選擇性氧化反應(yīng)較為普遍,作為一種強方熱性反應(yīng),具有生成物不穩(wěn)定、易進一步氧化等特征,所以,催化反應(yīng)中此反應(yīng)并非最佳選擇,生成物的不穩(wěn)定也不利于提取最終產(chǎn)物,所以,為改善這種情況,使用選擇性高的試劑是最佳途徑。如此一來,不僅可以降低成本,節(jié)約資源,還能夠降低分離產(chǎn)品的難度提升純度,無疑實現(xiàn)了提升效益和減少污染的雙贏,所以,綠色化學(xué)工程在這方面的研究實踐也非常熱門。隨著越來越多的化學(xué)反應(yīng)被應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中,催化劑對提升反應(yīng)速率效果顯著,所以目前化學(xué)工藝領(lǐng)域積極研究無毒無害的高效催化劑成為主流發(fā)展方向不一,不僅有利于工業(yè)的發(fā)展,對于推動化學(xué)分子深入研究也有助益,分子篩催化劑和烷基化固相催化劑就是其中較為典型的代表。
2.綠色化學(xué)工程工藝應(yīng)用
分析綠色化學(xué)工藝是實現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑,對綠色工藝的重視與開發(fā)也彰顯了當前世界范圍內(nèi)節(jié)能減排的重要性。長達兩百余年的工業(yè)化路程,使得人類活動對自然資源環(huán)境的危害越來越大,尤其中國作為當前世界最大的工業(yè)國,“三廢”問題十分突出,PM2.5問題也成為了懸在人們頭上的一把利劍,將資源枯竭、環(huán)境污染、生態(tài)失衡、人口問題等推到了臺前更加顯著的位置。大型化工企業(yè)作為與人們生存發(fā)展息息相關(guān)的企業(yè),石油化工與煤炭除去提供能源之外,還提供多種衍生化工產(chǎn)品為人們衣食住行服務(wù),生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水廢渣廢氣、消耗的大量原材料都警示著當前必須積極發(fā)展綠色化工工藝,以達到節(jié)能減排、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目的。就目前而言,節(jié)能減排的實現(xiàn)途徑主要以下幾種:研發(fā)新科技、新工藝全過程控制污染;利用先進清潔工藝從源頭控制污染;利用技術(shù)和工藝創(chuàng)新打造可循環(huán)綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈;發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟等。綠色化學(xué)工程與工藝作為節(jié)能減排目標得以實現(xiàn)的重要保障,廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域,就目前來說,主要以三種表現(xiàn)為主,分別是清潔生產(chǎn)技術(shù)、生物技術(shù)的應(yīng)用及生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品。
綠色化學(xué)工程與工藝使用生物技術(shù)服務(wù)可再生能源的合成,像有機化合物原料的應(yīng)用經(jīng)歷了從動植物到石油煤炭的發(fā)展過程,現(xiàn)如今已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用各類再合成的有機化合物。在綠色化工中,所使用的催化劑多以工業(yè)酶和自然界中存在的酶,酶與其他化學(xué)催化劑相比,具有反應(yīng)條件溫和、生成物優(yōu)良、污染少等優(yōu)勢,對于當前化工領(lǐng)域而言,生物酶的利用和研發(fā)就成為了綠色化工的重要發(fā)展方向。像丙烯酰胺的制備,最早使用丙烯晴,在環(huán)城生物酶催化后,不僅能耗與成本大幅度減低,且反應(yīng)完全無副產(chǎn)物,對工業(yè)生產(chǎn)而言有多重積極意義。
2化學(xué)工程演示實驗需要注意的幾個問題
化學(xué)工程演示實驗最大的特點是工程實踐性。它不同于化學(xué)類實驗課程，實驗對象從燒瓶、酒精燈、玻璃棒變?yōu)閷嶋H生產(chǎn)的模型設(shè)備，具有顯著地工程實踐性，而學(xué)生的實踐經(jīng)驗往往非常匱乏，這就要求教師把握化工實驗的特點，注重研究性教學(xué)模式，在課堂演示實驗中采取教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的形式，盡量讓所有學(xué)生都參與演示課程，并且盡可能的引用一些與實際生產(chǎn)緊密聯(lián)系的工程問題進行演示。在演示過程中，教師要鼓勵學(xué)生積極主動思考，勇于提出自己觀點，敢于創(chuàng)新。課堂演示實驗是一種很好的教學(xué)手段，這種手段的合理運用，則是一種教學(xué)藝術(shù)。如果運用得法，與教學(xué)內(nèi)容配合緊密，視聽結(jié)合得巧妙，就一定能發(fā)揮它應(yīng)有的效能，否則就會事倍功半?；瘜W(xué)工程的課堂演示實驗，能否達到提高課堂教學(xué)效率的目的，演示實驗裝置的性能也尤為重要。為此，在實驗裝置方面至少要達到如下一些基本要求:①實驗裝置應(yīng)盡可能做到小型化和儀器化;②演示實驗裝置盡可能做到直觀、生動、形象;③演示實驗裝置應(yīng)做到穩(wěn)定、快速、準確、合乎科學(xué);④演示裝置需盡最大努力消除噪音和其他污染。此外，在實驗物系的選擇上，也需綜合考慮原料價格、氣味、毒性等要求，一般以空氣、水等價廉易得且環(huán)保原料為佳。課堂教學(xué)中演示實驗側(cè)重點不同，大致可分為:①展示現(xiàn)象，該類演示實驗通過學(xué)生觀察實驗，了解現(xiàn)象，進而驗證并鞏固所學(xué)知識;②展現(xiàn)概念，該類演示實驗通過化抽象為具體，從而實現(xiàn)抽象概念直觀化、具體化;③獲得規(guī)律，該類演示實驗通過顯現(xiàn)的結(jié)果，通過觀察分析并進一步歸納演繹從而得出其中的規(guī)律。這就需要教師準備多套課堂演示實驗，從而根據(jù)情況有選擇的開展相應(yīng)課堂演示實驗工作。
