時(shí)間:2023-03-23 15:20:40
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1化學(xué)知識(shí)體系的龐大與無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)時(shí)數(shù)的限制
隨著學(xué)科的發(fā)展和知識(shí)的豐富,無(wú)機(jī)化學(xué)的教學(xué)內(nèi)容越來(lái)越多,書(shū)越編越厚,除了化學(xué)平衡和元素化學(xué)的知識(shí)外,還有物理化學(xué)的熱力學(xué),反應(yīng)動(dòng)力學(xué),電化學(xué)及“結(jié)構(gòu)化學(xué)”的原子結(jié)構(gòu)等內(nèi)容,知識(shí)點(diǎn)密集且理論性強(qiáng)。以我校化學(xué)工程與工藝專業(yè)為例,所用教材為天津大學(xué)楊宏孝等主編,高等教育出版社出版的無(wú)機(jī)化學(xué)第四版,550頁(yè),教學(xué)時(shí)間為54學(xué)時(shí),在如此短的時(shí)間內(nèi)學(xué)完全部?jī)?nèi)容,顯然是很費(fèi)力的。因此大學(xué)老師的授課方式和對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)就顯得至關(guān)重要。
2學(xué)生自身?xiàng)l件的局限
無(wú)機(jī)化學(xué)的授課對(duì)象是剛剛考入大學(xué)的大一新生,一方面他們?cè)诟咧性缫蚜?xí)慣了題海戰(zhàn)術(shù),習(xí)慣了中學(xué)那種死記硬背的學(xué)習(xí)方法,面對(duì)課時(shí)少,知識(shí)面廣,思維跳躍性強(qiáng)的大學(xué)有著強(qiáng)烈的不適應(yīng)。在實(shí)際學(xué)習(xí)過(guò)程中,他們?cè)趯W(xué)習(xí)初期很容易產(chǎn)生眼高手低的感覺(jué),輕視學(xué)習(xí),隨著課堂進(jìn)度加快,中后期面臨著信息量大﹑重復(fù)少﹑練習(xí)少,心理準(zhǔn)備不足,普遍感到學(xué)習(xí)起來(lái)很吃力,茫然不知所措,很容易產(chǎn)生焦躁和厭煩的情緒,甚至越來(lái)越不喜歡學(xué)習(xí),這樣直接影響到他們后期的學(xué)習(xí)。另一個(gè)方面他們正處在由中學(xué)角色到大學(xué)角色的轉(zhuǎn)型期,他們中大都是缺少鍛煉的獨(dú)生子女,以前在生活和學(xué)習(xí)上極大程度地依賴?yán)蠋熀透改福F(xiàn)在突然失去監(jiān)督和管理,茫然不知所措。很多學(xué)生都反映大學(xué)老師上課內(nèi)容多,講課速度快,很多時(shí)候都聽(tīng)不懂老師講的是什么,課后自己看書(shū)也不太明白,導(dǎo)致出現(xiàn)“教師忙于講解,學(xué)生難以理解”的尷尬局面。其根本原因是忽視對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng),不能突出學(xué)生的主體地位。面對(duì)大學(xué)授課時(shí)間少,授課內(nèi)容多的情況,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力,突出學(xué)生的主體地位顯得尤為重要。
3課程教學(xué)內(nèi)容知識(shí)陳舊,缺少靈活性
在長(zhǎng)達(dá)三十多年的時(shí)間里,無(wú)機(jī)化學(xué)一直以化學(xué)反應(yīng)原理,物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),元素化學(xué)為課程教學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容,知識(shí)點(diǎn)更新不大,而且還含有中學(xué)的內(nèi)容。以元素部分為例,元素部分的知識(shí)瑣碎,系統(tǒng)性不強(qiáng),而教材中往往只是羅列材料,削弱了理論對(duì)學(xué)習(xí)元素化合物知識(shí)的指導(dǎo)作用,講起來(lái)平淡乏味,不利于學(xué)生理解和掌握,難以激發(fā)學(xué)生的興趣。
4落后的傳統(tǒng)教學(xué)模式的限制
“以教師為中心,以課堂為中心,以教材為中心”的單一傳統(tǒng)教學(xué)模式,使學(xué)生對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)感到很枯燥,認(rèn)為是一大堆的英文符號(hào)和沒(méi)完沒(méi)了的數(shù)據(jù)以及無(wú)窮無(wú)盡的計(jì)算,嚴(yán)重地影響了學(xué)生學(xué)習(xí)無(wú)機(jī)化學(xué)知識(shí)的積極性,從而難以為社會(huì)提供創(chuàng)造性人材,達(dá)不到新的教育機(jī)制對(duì)“無(wú)機(jī)化學(xué)”教學(xué)目標(biāo)的要求。
5師生之間缺乏及時(shí)的溝通交流
從老師的角度來(lái)看,學(xué)生有點(diǎn)太怯于與老師溝通了。大學(xué)的老師有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是與學(xué)生溝通較少,很多學(xué)生每周只能和老師見(jiàn)上一兩面。相對(duì)于高中時(shí)同老師的見(jiàn)面頻率而言,明顯少了很多。師生間面對(duì)面交流的機(jī)會(huì)隨之也就大大減少,三成大學(xué)生整年“師生零交流”。從學(xué)生的角度來(lái)看,學(xué)生們通常只有在課上或是課間時(shí)才會(huì)和老師有互動(dòng),盡管大多數(shù)學(xué)生和老師愿意相互交流,但有時(shí)候似乎缺乏有效的溝通途徑。
6理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不同步性
化學(xué)工程與工藝專業(yè)理論課進(jìn)度相對(duì)實(shí)驗(yàn)課有些滯后,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)時(shí)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)不理解,對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟懵懵懂懂,多數(shù)學(xué)生完全按照實(shí)驗(yàn)書(shū)所給的步驟來(lái)做,不加以任何思考,這樣就導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)做完原理步驟忘完,完全達(dá)不到通過(guò)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和科學(xué)素養(yǎng)的目的,還會(huì)讓學(xué)生認(rèn)為這是一種負(fù)擔(dān)。針對(duì)以上問(wèn)題,優(yōu)化無(wú)機(jī)化學(xué)課程的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容,改革教學(xué)方式,貫徹新的教學(xué)理念,正確引導(dǎo)學(xué)生建立正確的學(xué)習(xí)方法,提高學(xué)習(xí)興趣和自學(xué)能力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力,并使學(xué)生在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi),盡可能多地掌握無(wú)機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)是擺在我們面前的一項(xiàng)重要任務(wù),勢(shì)在必行。
二、具體改革內(nèi)容、改革目標(biāo)和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
1教學(xué)內(nèi)容的改革
課堂教學(xué)內(nèi)容的變革決定了課程改革的效果,在教學(xué)改革過(guò)程中要探索先進(jìn)的教學(xué)理念,不斷提高無(wú)機(jī)化學(xué)課程教學(xué)水平,使該課程在提高學(xué)生素質(zhì)和能力方面發(fā)揮更大的作用。具體內(nèi)容如下:
1.1精選教材內(nèi)容,突出重點(diǎn),分散難點(diǎn)
無(wú)機(jī)化學(xué)課程以“二結(jié)構(gòu)、三原理、四平衡”的基本理論和元素化合物知識(shí)為主線,主要講述化學(xué)的基本原理和元素的性質(zhì)以及相關(guān)化學(xué)反應(yīng)。在教學(xué)過(guò)程中既要加強(qiáng)與中學(xué)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的聯(lián)系,又要協(xié)調(diào)好無(wú)機(jī)化學(xué)與物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)中的部分內(nèi)容的關(guān)系,把握好同一知識(shí)點(diǎn)在不同學(xué)科之間的銜接,避免重復(fù),更好地精簡(jiǎn)課時(shí),提高效率。現(xiàn)有的無(wú)機(jī)化學(xué)教材有很多與中學(xué)化學(xué),基礎(chǔ)化學(xué),分析化學(xué)重復(fù)的內(nèi)容,四大化學(xué)反應(yīng),原子分子結(jié)構(gòu)是工科無(wú)機(jī)化學(xué)的重要基礎(chǔ)理論,也是教學(xué)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。
1.2加強(qiáng)無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的針對(duì)性
以本專業(yè)企業(yè)生產(chǎn)、學(xué)生就業(yè)、考研的實(shí)用性為出發(fā)點(diǎn)選擇擬講授的內(nèi)容,形成化學(xué)與工程專業(yè),乃至應(yīng)用化學(xué),材料和環(huán)境等專業(yè)的全方位的培養(yǎng)模式。工科基礎(chǔ)化學(xué)的教學(xué)改革應(yīng)在注重課程整體性的基礎(chǔ)上,選取教學(xué)內(nèi)容,在以突出知識(shí)主線的前提下,把握好知識(shí)的深度與廣度的平衡,就是在講清楚重要知識(shí)的基礎(chǔ)上,讓化學(xué)原理與專業(yè)知識(shí)有機(jī)結(jié)合。
1.3理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)同步,開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)輔助理論教學(xué)
對(duì)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō),實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)也在教學(xué)過(guò)程中也有著重要的作用,通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)能夠培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和科學(xué)素養(yǎng),為成為高素質(zhì)化工類(lèi)應(yīng)用人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能有著指導(dǎo)性的意義,所以要保證理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的同步性,這樣既能保證學(xué)生掌握基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)技能,又能促進(jìn)其對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解。對(duì)于理論課進(jìn)度相對(duì)滯后的實(shí)驗(yàn)課,在實(shí)驗(yàn)課環(huán)節(jié),教師要在實(shí)驗(yàn)前將實(shí)驗(yàn)知識(shí)與理論知識(shí)相結(jié)合并給予學(xué)生系統(tǒng)化,詳細(xì)化的講解,不能就實(shí)驗(yàn)講實(shí)驗(yàn),能為學(xué)生引申的盡可能引申,這樣可以使學(xué)生做到心中有數(shù),有的放矢,這樣既保證了學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能,也有利于其對(duì)后續(xù)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解和掌握,理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相輔相成,更好地培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力,思考問(wèn)題分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力以及理論聯(lián)系實(shí)際的能力,進(jìn)而培養(yǎng)了學(xué)生的科研能力和科學(xué)素養(yǎng)。
1.4引入多媒體演示教學(xué)
針對(duì)工科學(xué)生結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)薄弱的情況,為避免教材中單純羅列抽象概念的情況,引入多媒體輔助課堂演示教學(xué),制作三維多媒體課件,通過(guò)計(jì)算機(jī)直觀地向?qū)W生描述原子的結(jié)構(gòu),原子軌道圖形,雜化軌道形狀與空間取向,化學(xué)鍵的形成及空間圖像等,以動(dòng)畫(huà)形式生動(dòng)逼真地模擬雜化形成的全過(guò)程,充分地利用了多媒體教學(xué)的圖、形、聲等特點(diǎn),使課堂教學(xué)形象生動(dòng),易懂易記。教師也可以在備課過(guò)程中對(duì)多媒體課件不斷地進(jìn)行修改和完善,使教學(xué)內(nèi)容更加完整、充實(shí)。
1.5建立一定的平臺(tái)及時(shí)與學(xué)生進(jìn)行溝通交流
針對(duì)師生之間缺乏及時(shí)溝通交流的情況,可以建立面對(duì)面的平臺(tái)或群平臺(tái)等,能夠讓學(xué)生遇到不懂的問(wèn)題,包括學(xué)術(shù)問(wèn)題題和個(gè)人煩惱等等,進(jìn)行及時(shí)的溝通交流,引導(dǎo)學(xué)生充分利用業(yè)余時(shí)間,查閱無(wú)機(jī)化學(xué)相關(guān)的文獻(xiàn),拓寬其知識(shí)面,調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)其自學(xué)能力。今年我?guī)У幕ぐ嗵氐亟艘粋€(gè)群,對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行溝通交流,對(duì)于好的素材師生共享,加深了師生之間的互相了解,拉近了師生之間的距離,從而提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。有時(shí)候?qū)W生會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)老師,而喜歡上一門(mén)課。
2教學(xué)方法的改革
教學(xué)方法的改革是課程改革的重要環(huán)節(jié),教師應(yīng)該從教和學(xué)兩個(gè)方面改善教學(xué)方法,將化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)融于生活,科研和生產(chǎn),從而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。具體做法如下:
2.1做好新舊知識(shí)的銜接,引導(dǎo)學(xué)生利用已有的知識(shí)解決新問(wèn)題
培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成課前預(yù)習(xí)課后復(fù)習(xí)的習(xí)慣,在講授過(guò)程中,教師通過(guò)設(shè)問(wèn),提問(wèn)等方式,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行回憶,引導(dǎo)學(xué)生積極思考,用已有的知識(shí)解決新問(wèn)題,這樣就使得學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)點(diǎn)的同時(shí),復(fù)習(xí)鞏固舊知識(shí),從而增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的成就感和學(xué)習(xí)無(wú)機(jī)化學(xué)的信心。
2.2引入學(xué)生參與的制度,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性
對(duì)于深度不高的教學(xué)內(nèi)容,鑒于學(xué)時(shí)所限,可以引入學(xué)生參與的制度,提前讓學(xué)生查資料,鼓勵(lì)學(xué)生用PPT形式,做幾分鐘的演講,這樣就由原來(lái)的只有教師講授轉(zhuǎn)為師生通講,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生課余時(shí)間學(xué)習(xí)的積極性,課后采用互評(píng)的形式,這樣不僅鍛煉了學(xué)生敢于發(fā)言的勇氣,也讓學(xué)生更好地積累經(jīng)驗(yàn),為下一次的成功打好基礎(chǔ)。
2.3以科研促進(jìn)教學(xué),讓專業(yè)知識(shí)與實(shí)際生活緊密結(jié)合
無(wú)機(jī)化學(xué)知識(shí)點(diǎn)多,理論性很強(qiáng),學(xué)生學(xué)起來(lái)普遍感到枯燥,很難產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)過(guò)程中,教師要將課本上的理論與有關(guān)的科技研究成果和生活中的具體事例相結(jié)合,既有利于避免教學(xué)內(nèi)容的空洞抽象、枯燥乏味,也有利于拓寬學(xué)生的知識(shí)面,同時(shí)還能更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。同時(shí)也可以安排不同的學(xué)術(shù)講座,就科學(xué)領(lǐng)域前沿的熱點(diǎn)問(wèn)題展開(kāi)交流和討論,例如,非金屬材料科學(xué),稀土金屬在人類(lèi)生產(chǎn)生活的作用,生態(tài)環(huán)境保護(hù)等課題,以豐富學(xué)生的第二課堂,讓他們覺(jué)得自己所學(xué)的知識(shí)與社會(huì)的發(fā)展息息相關(guān),從而增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)本專業(yè)學(xué)習(xí)的信心。
2.4以提高教學(xué)質(zhì)量為核心,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力
針對(duì)大一學(xué)生要完成從高中到大學(xué)過(guò)渡的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)從以教師講授為主向以學(xué)生自學(xué)為主的轉(zhuǎn)變,教師在課堂教學(xué)中要采取有效方法(例如,把化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)融入生活,將化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)融入生產(chǎn),將化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)融入科研等),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,保證學(xué)生的主體性和創(chuàng)造性的發(fā)揮,以實(shí)現(xiàn)學(xué)生智力和非智力因素和諧發(fā)展,使學(xué)生由“不想學(xué)、不會(huì)學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤蔽乙獙W(xué)、我會(huì)學(xué)”。這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生終生的學(xué)習(xí)習(xí)慣,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的發(fā)展,幫助學(xué)生積極思考等具有非常重要的意義。
3考核方式的改革
考核是檢查教師教學(xué)效果和評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)成效的必要方法,也是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。能夠督促學(xué)生平日的學(xué)習(xí)和客觀的評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,調(diào)整如下:
3.1多元化考核評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建是檢查教學(xué)效果的重要舉措
在高校中普遍存在部分學(xué)生平時(shí)不學(xué)習(xí),考前臨時(shí)突擊的現(xiàn)象。為了避免這種不良學(xué)習(xí)風(fēng)氣的滋生,應(yīng)構(gòu)建多元化的考核體系,以學(xué)生的平時(shí)考核(占30%)和期末考核(占70%)進(jìn)行綜合評(píng)定。考試進(jìn)行的載體是試卷,試卷要以能力測(cè)試為主導(dǎo),考查學(xué)生對(duì)所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能的掌握程度和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力作為命題的指導(dǎo)思想。在考試題型多樣化的前提下,要將基礎(chǔ)知識(shí)與綜合能力相結(jié)合,注重對(duì)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的考查。因此命題教師應(yīng)在期末考試中增加一定比例的綜合素質(zhì)題,以考察學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、原理來(lái)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)考試來(lái)檢查教學(xué)效果的目的。
3.2嚴(yán)格平時(shí)考核是鞏固課堂教學(xué)效果的一個(gè)重要環(huán)節(jié)
在構(gòu)建的多元化考核評(píng)價(jià)體系中,學(xué)生的平時(shí)考核(共計(jì)30分)共分為三個(gè)部分:出勤情況和課堂表現(xiàn)(占5分);作業(yè)及隨堂階段性考試(占10分);專業(yè)小論文或小報(bào)告(占15分)。布置每個(gè)學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)及試題規(guī)范化要求出一份自己認(rèn)為有質(zhì)量的試題及答案上交,老師從學(xué)生所出的題中擇優(yōu)選取,考試結(jié)束后指導(dǎo)學(xué)生互相批改并作出評(píng)價(jià),這樣不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣同時(shí)有力地促進(jìn)了學(xué)生解題能力及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。通過(guò)大量閱讀文獻(xiàn),撰寫(xiě)小論文,做小報(bào)告,從而拓寬學(xué)生的知識(shí)面,也把平時(shí)成績(jī)真正的落到實(shí)處。最后一次課,我對(duì)三個(gè)班的學(xué)生做了一個(gè)調(diào)查,在講臺(tái)上做報(bào)告,撰寫(xiě)論文,出一套試卷,讓學(xué)生任選一樣去做,會(huì)怎么選?最后參與的學(xué)生65人,做報(bào)告,46%,論文:35%,出試卷,19%。選擇做報(bào)告的主要原因是具有挑戰(zhàn)性,可以很好鍛煉自己的語(yǔ)言表達(dá)能力,并在此過(guò)程中體會(huì)到了老師工作的不易,培養(yǎng)其在以后的學(xué)習(xí)和工作中學(xué)會(huì)尊重別人的勞動(dòng);撰寫(xiě)論文有利于拓寬自己的知識(shí)面,發(fā)現(xiàn)有很多東西值得進(jìn)一步學(xué)習(xí);通過(guò)出試卷發(fā)現(xiàn)了自己在學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題,加深了對(duì)書(shū)本知識(shí)的理解和掌握。
3.3明確的考核制度可以促進(jìn)學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度
明確的考核制度可以促進(jìn)學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度,促使學(xué)生養(yǎng)成一個(gè)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。而且這種針對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)的量化記錄,有利于教師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài),根據(jù)平時(shí)記錄反饋的信息,及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法、優(yōu)化教學(xué)管理,使教學(xué)效果進(jìn)一步提高。
三、結(jié)語(yǔ)
課堂講授內(nèi)容的合理選擇是教學(xué)實(shí)踐中的一個(gè)重要問(wèn)題。有機(jī)化學(xué)內(nèi)容極其龐雜、知識(shí)點(diǎn)多且瑣碎,反應(yīng)浩如煙海。安排教學(xué)內(nèi)容時(shí),應(yīng)當(dāng)略去部分過(guò)時(shí)和繁瑣的內(nèi)容,及時(shí)補(bǔ)充當(dāng)代有機(jī)化學(xué)最新的科研發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用成果,特別是生物、材料、環(huán)境、能源、紡織等領(lǐng)域的交叉發(fā)展及應(yīng)用,還應(yīng)適當(dāng)介紹諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者的標(biāo)志性工作,力爭(zhēng)把最新信息及時(shí)傳達(dá)給學(xué)生,以激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的動(dòng)力和學(xué)習(xí)的勁頭。此外,在強(qiáng)化基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí),及時(shí)引入與有機(jī)化學(xué)關(guān)系密切的學(xué)科,如生命科學(xué)、材料科學(xué)、食品科學(xué)、農(nóng)藥化學(xué)等的新成果、新技術(shù)、新方法,將經(jīng)典有機(jī)化學(xué)理論與學(xué)科前沿發(fā)展相結(jié)合,既保證了教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性和先進(jìn)性,又使學(xué)生充分體會(huì)到自己所學(xué)知識(shí)的可用性。例如,自由基是生命過(guò)程、大氣污染等有關(guān)問(wèn)題中常用的一個(gè)術(shù)語(yǔ);等離子體被稱為物質(zhì)的第四態(tài),已成為一種在加工工藝和材料科學(xué)中使用的新技術(shù);納米材料與納米合成技術(shù)等均可加入到教學(xué)內(nèi)容中,當(dāng)然它們所占時(shí)間很短,也許只有幾分鐘時(shí)間,而且不必每節(jié)課都涉及;但這些前沿問(wèn)題一定要有,它們可以吸引學(xué)生,激發(fā)其好奇心與求知欲。同時(shí)將綠色化學(xué)滲透到教學(xué)中,增強(qiáng)學(xué)生環(huán)保意識(shí)。
2改革教學(xué)方法,加強(qiáng)學(xué)生知識(shí)、素質(zhì)和能力的培養(yǎng)
改變單一的教學(xué)模式,促進(jìn)教學(xué)方法的更新,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。有機(jī)化學(xué)教學(xué),不是要學(xué)生死記硬背諸多有機(jī)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途和制備方法,而是要讓學(xué)生掌握研究問(wèn)題的方法和思維規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生敏捷、靈活、準(zhǔn)確、獨(dú)創(chuàng)、嚴(yán)密的良好思維品質(zhì),提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。改革純課堂講授的教學(xué)方法,培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí),知識(shí)面廣,有創(chuàng)新能力的現(xiàn)代化社會(huì)急需的創(chuàng)造型人才。結(jié)合本專業(yè)的教學(xué)實(shí)際,更新教學(xué)方法,把教學(xué)分成4個(gè)主要環(huán)節(jié),即:“讀、講、做、練”相結(jié)合的方式進(jìn)行。
(1)“讀”注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)和綜合能力的培養(yǎng)。本科生起點(diǎn)較高,自學(xué)能力較強(qiáng),要指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材,預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí),逐步培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)習(xí)慣。
(2)“講”注重學(xué)生好奇心和學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。如果按傳統(tǒng)的教學(xué)方法按部就班地講授,學(xué)生會(huì)感到枯燥和乏味,久而久之學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性會(huì)降低。教師應(yīng)以啟發(fā)、誘導(dǎo)、提問(wèn)、釋疑等方式進(jìn)行教學(xué),使學(xué)生盡快明白和掌握教材中的重點(diǎn)、難點(diǎn)和關(guān)鍵。或者將各種邊緣學(xué)科的精彩內(nèi)容適當(dāng)引入教學(xué)中,提高學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣。
(3)“做”注重學(xué)生創(chuàng)新能力和科研素質(zhì)的培養(yǎng)。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、周密思考、仔細(xì)觀察、探索問(wèn)題、學(xué)習(xí)興趣和科研能力方面具有重要作用,同時(shí)也是提高學(xué)生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑。高度重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),增設(shè)綜合性、研究性實(shí)驗(yàn),選擇與專業(yè)密切相關(guān)的基本操作進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練,通過(guò)做實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)和提高學(xué)生操作技能、動(dòng)手能力、觀察能力和思維能力,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度。
(4)“練”注重學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)。通過(guò)多種練習(xí)方式,課堂的邊講邊練,課后的作業(yè)練習(xí)等等。此外,開(kāi)展討論、撰寫(xiě)小論文、專題講座以及舉行知識(shí)競(jìng)賽活動(dòng),靈活運(yùn)用各種方法,全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
3采取多種教學(xué)手段,激發(fā)學(xué)生興趣
教師利用信息技術(shù)授課,可以讓教學(xué)內(nèi)容以各種形式呈現(xiàn),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,建造學(xué)生可參與和自主學(xué)習(xí)的環(huán)境,從而發(fā)揮學(xué)生的主體性。多媒體教學(xué)手段拓展了課堂的時(shí)間和空間,可使復(fù)雜抽象的知識(shí)簡(jiǎn)單化、具體化。有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)、反應(yīng)機(jī)理、電子效應(yīng)等教學(xué),概念多且抽象、枯燥,因?qū)W生缺乏空間結(jié)構(gòu)意識(shí)和空間想象力,黑板上的平面板書(shū)無(wú)論如何也難以喚起學(xué)生的共鳴,是教學(xué)的難點(diǎn)。采用多媒體教學(xué)可以插入圖片和視頻,動(dòng)畫(huà)或漫畫(huà),逼真的主體畫(huà)面、清晰的比較鑒別、精練的規(guī)律歸納,牢牢地吸引住學(xué)生,激發(fā)他們的求知欲。另外,利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)可以做到高密度的知識(shí)傳授,大信息量的優(yōu)化處理,大大提高課堂效率,較好地解決當(dāng)前有機(jī)化學(xué)課程(特別是非化學(xué)類(lèi)的有機(jī)化學(xué)課程)學(xué)時(shí)數(shù)少和教學(xué)內(nèi)容多的矛盾,因此在教學(xué)過(guò)程中適當(dāng)?shù)厥褂枚嗝襟w輔助教學(xué),對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量具有重要的意義。但對(duì)于多媒體技術(shù)的運(yùn)用要注意和課程內(nèi)容的有效結(jié)合,做好相應(yīng)的編排和合理使用,避免因?yàn)檫^(guò)分追求信息量而出現(xiàn)的內(nèi)容混亂及繁雜。另外,當(dāng)前學(xué)生的社交手段中,網(wǎng)絡(luò)是重要的一種方式,QQ、BBS等使用較多,如何利用這些媒介拉近教師與學(xué)生之間的關(guān)系進(jìn)而提高他們對(duì)有機(jī)化學(xué)的興趣對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維有著重要的意義。針對(duì)有機(jī)化學(xué)內(nèi)容分散,知識(shí)點(diǎn)多的這種情況,我們充分利用了網(wǎng)絡(luò)媒介進(jìn)行課下輔導(dǎo),取得了良好的效果。利用FTP進(jìn)行課件公開(kāi),方便學(xué)生查閱,創(chuàng)建QQ群進(jìn)行討論和答疑,并在QQ空間上將典型問(wèn)題列出并加以解釋,這種方法促進(jìn)了學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí),并且可以及時(shí)獲得疑難問(wèn)題的針對(duì)性解答,拉近了師生距離,也有效提高了教學(xué)效果。
4深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
有機(jī)化學(xué)是我校的校級(jí)精品課,它是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,在大學(xué)二年級(jí)開(kāi)設(shè)。此階段的學(xué)生正處于實(shí)驗(yàn)技巧、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岣叩碾A段,因此做好這一階段的教學(xué),對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力有著極其重要的意義。
4.1將單元實(shí)驗(yàn)整合成綜合型實(shí)驗(yàn)
《有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教材中化合物的制備,大多是單個(gè)有機(jī)化合物的制備,缺少綜合型、設(shè)計(jì)型與創(chuàng)新型強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,不利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力,更不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。綜合型實(shí)驗(yàn)是該實(shí)驗(yàn)課程知識(shí)的綜合體現(xiàn)。所謂綜合型實(shí)驗(yàn)既包括多步驟連續(xù)綜合實(shí)驗(yàn)又包括合成、分離、提純以及檢驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)。多步驟的綜合實(shí)驗(yàn)不但可以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,緩解由于擴(kuò)大招生,學(xué)生人數(shù)增多,實(shí)驗(yàn)藥品消耗多的矛盾,節(jié)約經(jīng)費(fèi)開(kāi)支。同時(shí),多步驟綜合實(shí)驗(yàn),由于試劑的回收利用,減少了對(duì)環(huán)境的污染,有利于環(huán)境保護(hù),體現(xiàn)了綠色化學(xué)的特點(diǎn)。
4.2增加綠色應(yīng)用性綜合型實(shí)驗(yàn)
隨著綠色化學(xué)的提出,科學(xué)實(shí)驗(yàn)的環(huán)境保護(hù)問(wèn)題越來(lái)越引發(fā)人們的關(guān)注。因此,我們?cè)黾恿颂烊挥袡C(jī)物提取等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,如從茶葉中提取可作為中樞神經(jīng)興奮藥的“咖啡因”和“茶多酚”,以取代原有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中毒性較大的“環(huán)己烯的制備”和“偶氮苯的制備、光異構(gòu)化和薄層色譜實(shí)驗(yàn)”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。既激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的興趣,又培養(yǎng)了學(xué)生將實(shí)驗(yàn)成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益的意識(shí)。
4.3開(kāi)設(shè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)
在本科生完成有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)必修課的同時(shí),適時(shí)增設(shè)開(kāi)放型試驗(yàn)。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)首先要滿足以下一些要求:①具有綜合性;②實(shí)驗(yàn)的綠色化;③必須是學(xué)生愛(ài)做的實(shí)驗(yàn);④能豐富學(xué)生的知識(shí)水平。另外,還要具有如下五個(gè)特點(diǎn):一是實(shí)驗(yàn)時(shí)間和空間的開(kāi)放;二是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上的開(kāi)放;三是指導(dǎo)方法上開(kāi)放;四是教學(xué)手段和管理手段的開(kāi)放;五是實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)的開(kāi)放。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的根本目的就是克服傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生的角色比較被動(dòng)的弊端,注重學(xué)生的主體作用,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新積極性。
5結(jié)束語(yǔ)
依據(jù)數(shù)理、化學(xué)內(nèi)涵作為支撐媒介,進(jìn)而深度聯(lián)合工業(yè)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)條件進(jìn)行窺測(cè),將化工單元操作和熱學(xué)、動(dòng)力學(xué)原理進(jìn)行深度融合,進(jìn)而有力指導(dǎo)設(shè)備開(kāi)發(fā)工作。化學(xué)工程主要隨著化學(xué)工業(yè)的過(guò)渡改造而形成,其中化學(xué)反應(yīng)作為生產(chǎn)流程的核心內(nèi)容,將為過(guò)程分析創(chuàng)設(shè)主動(dòng)適應(yīng)空間,將研究過(guò)程方向梳理完全;而化工熱力學(xué)條件作為單元反應(yīng)的理論基礎(chǔ),對(duì)于產(chǎn)品回收效率有著充分的界定要求,其將直接決定產(chǎn)品后期回收效率,對(duì)于產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)成本規(guī)模產(chǎn)生著重大影響效果。因此,在單元詳細(xì)操作流程中,技術(shù)人員可針對(duì)各類(lèi)化工設(shè)備以及產(chǎn)品形態(tài)進(jìn)行科學(xué)審視,由于傳遞流程作為單元操作、反應(yīng)工程的支撐媒介,而化工產(chǎn)業(yè)在全新發(fā)展形態(tài)下需要落實(shí)核心催化技術(shù),就必須聯(lián)合跨學(xué)科形態(tài)的戰(zhàn)略進(jìn)行綜合比對(duì)、研究,爭(zhēng)取達(dá)到統(tǒng)一規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)格局。內(nèi)部傳遞機(jī)制主要圍繞動(dòng)力、熱能、產(chǎn)品質(zhì)量元素闡述,這其實(shí)就是異質(zhì)化單元內(nèi)部反應(yīng)裝置的物理演變過(guò)程。
另一方面,合成化學(xué)作為既定學(xué)科的核心要素,為設(shè)計(jì)主體開(kāi)發(fā)大量非天然化合物質(zhì)提供靈感經(jīng)驗(yàn)。在大量創(chuàng)新化合產(chǎn)物的影響下,有關(guān)化工產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)模型便開(kāi)始順利過(guò)渡。信息技術(shù)為各類(lèi)設(shè)備、工藝創(chuàng)造主動(dòng)適應(yīng)條件,整體上推動(dòng)了行業(yè)的進(jìn)步趨勢(shì)。這部分生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)聯(lián)合各類(lèi)深加工流程進(jìn)行替換改造,需要化學(xué)工業(yè)不斷開(kāi)發(fā)新型歸控技術(shù),進(jìn)而為既定產(chǎn)業(yè)規(guī)范效率和經(jīng)濟(jì)成果提供適應(yīng)條件。技術(shù)人員需要全面開(kāi)發(fā)最為先進(jìn)的協(xié)調(diào)處理細(xì)則,這是創(chuàng)新化學(xué)工藝改造流程的必要準(zhǔn)則。整個(gè)技術(shù)開(kāi)發(fā)活動(dòng)利用市場(chǎng)導(dǎo)向機(jī)理進(jìn)行布置,使得工業(yè)、商業(yè)化動(dòng)機(jī)需求得到全面綻放。
二、化學(xué)工程、工藝試驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)搭配分析
傳統(tǒng)形態(tài)的化工實(shí)驗(yàn)操作,內(nèi)部數(shù)據(jù)排列機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜,整體活動(dòng)延展下來(lái),具體的人力、物力資源全面堆積。因?yàn)閮?nèi)部流程需要借助平行試驗(yàn)進(jìn)行掌控,特定數(shù)據(jù)處理重復(fù)性特征廣布。因此,必要時(shí)技術(shù)人員可依靠MATLAB軟件進(jìn)行流程過(guò)渡,將人工演算過(guò)程中的數(shù)據(jù)限制因素調(diào)節(jié)完畢。這部分實(shí)驗(yàn)流程是掌握化工研究方式的重要環(huán)節(jié),整體流程較為漫長(zhǎng)。所以,計(jì)算機(jī)信息技術(shù)便將這些復(fù)雜的演算流程進(jìn)行智能模擬操作,并透過(guò)實(shí)驗(yàn)要求建立必要的模型基礎(chǔ),使得工藝技術(shù)管制范圍下的各類(lèi)可行條件全面延展。化工產(chǎn)業(yè)講求專業(yè)實(shí)驗(yàn)的引導(dǎo)價(jià)值,具體行動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)機(jī)也是圍繞特地實(shí)驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)定量關(guān)系探索,進(jìn)而將化工所需遵循的客觀規(guī)律羅列完整。
MATLAB軟件在整個(gè)研究過(guò)程中開(kāi)辟引導(dǎo)先河,其將各類(lèi)函數(shù)圖形進(jìn)行輕松規(guī)劃,肅清細(xì)致符號(hào)演算和數(shù)值計(jì)算限制問(wèn)題。這類(lèi)軟件應(yīng)用范圍較為廣闊,包括數(shù)字通訊和財(cái)務(wù)建模等內(nèi)容。目前這類(lèi)程序已經(jīng)成為國(guó)際控制終端的必要支撐媒介,現(xiàn)場(chǎng)操作人員基本只需編寫(xiě)某種數(shù)據(jù)處理程序,之后將原始數(shù)據(jù)輸入,就能輕松提煉相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,將優(yōu)質(zhì)化數(shù)據(jù)和圖示模型展出。另外,涉及這方面人員素質(zhì)的強(qiáng)化工作也相當(dāng)重要。隨著技術(shù)創(chuàng)新和科技產(chǎn)業(yè)化的加快,環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng),必然會(huì)帶來(lái)對(duì)分析檢驗(yàn)專業(yè)人才需求的上升,且無(wú)論在數(shù)量和質(zhì)量上,都提出了新的要求。
三、結(jié)語(yǔ)
所謂多場(chǎng)分布,就是指發(fā)酵生物反應(yīng)器中受到的多種物理因素影響,導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)基質(zhì)、產(chǎn)物等在濃度和溫度上發(fā)生改變,從而對(duì)反應(yīng)速率產(chǎn)生極大的影響,這些物理因素即為溫度分布、速度分布和濃度分布。以發(fā)酵液中的反應(yīng)為例,其反應(yīng)的最終結(jié)果都與這些多場(chǎng)分布因素有關(guān),如氧的傳質(zhì)速率、菌絲團(tuán)以及菌體的內(nèi)反應(yīng)組分傳質(zhì),還有固定化酶等等,都是主要的影響因素。在很多情況下,這些影響因素在影響反應(yīng)過(guò)程的同時(shí),還會(huì)起到主導(dǎo)反應(yīng)的作用,即為發(fā)酵罐內(nèi)反應(yīng)的控制環(huán)節(jié)。所以,在發(fā)酵罐中的各項(xiàng)反應(yīng)中,傳遞特性的作用十分關(guān)鍵,它的研究對(duì)于發(fā)酵罐內(nèi)化學(xué)工程的研究來(lái)說(shuō)具有良好的現(xiàn)實(shí)意義,并且為以后的發(fā)酵過(guò)程控制理論的完善奠定了基礎(chǔ)。
2乙醇提純工藝中所涉及的化學(xué)工程問(wèn)題
乙醇提純的主要工藝方法在進(jìn)行乙醇的發(fā)酵工藝時(shí),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(lái)說(shuō),乙醇在發(fā)酵液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5%到12%之間,但是工業(yè)用乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?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(wú)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(jìn)行提純,首先,利用普通的精餾提純方法得到質(zhì)量分?jǐn)?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(guò)程中由于產(chǎn)生很高的熱量,造成的能耗很高,并且在此過(guò)程中對(duì)于回流的要求也越來(lái)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(jìn)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(lèi)與反應(yīng)過(guò)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(shí)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(diǎn)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(méi)有很成熟的使用,需要進(jìn)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(guò)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(guò)程組合研究的文章不多。實(shí)際的燃料乙醇純化研究中,計(jì)算機(jī)仿真的應(yīng)用開(kāi)始不斷增多,它在進(jìn)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(duì)于條件限定后的每個(gè)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(jiàn),流程組合的研究已經(jīng)上升到計(jì)算機(jī)時(shí)代,不再需要傳統(tǒng)的憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)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(guò)程放大、生物反應(yīng)與分析過(guò)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(jiǎn)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(guò)程就是相應(yīng)的過(guò)程,而在工程上所說(shuō)的反應(yīng)過(guò)程則是綜合性的過(guò)程,包括方法、設(shè)備以及問(wèn)題處理的過(guò)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(shí),由此說(shuō)明耦合問(wèn)題可以進(jìn)行,并且能夠完成相關(guān)問(wèn)題的解決,并且可以將生物發(fā)酵看作是耦合過(guò)程,用于提高發(fā)酵與分離效率,這種方法大大促進(jìn)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(shí)現(xiàn)了工藝過(guò)程最優(yōu)化,這是化學(xué)工程發(fā)展的最新契機(jī),多場(chǎng)耦合的研究意義重大,為未來(lái)的發(fā)展與進(jìn)步指明了方向。
4結(jié)語(yǔ)
目前許多院校廣泛采用主輔修方式培養(yǎng)復(fù)合型人才,即學(xué)生在完成主修專業(yè)課程的基礎(chǔ)上,再輔修第二專業(yè)的課程。輔修課程的上課時(shí)間經(jīng)常與主修課程的上課時(shí)間相沖突,或者輔修課程的上課時(shí)間統(tǒng)一被安排在周末或晚上,這給輔修課程的學(xué)習(xí)帶來(lái)不便。環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才的培養(yǎng)可采用特色班級(jí)方式培養(yǎng),即在招生時(shí)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(xué)習(xí),尤其是便于實(shí)踐課程的教學(xué)與管理。湖南城市學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院同時(shí)擁有化學(xué)工程和環(huán)境工程兩個(gè)專業(yè),這使得該學(xué)院在環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才的招生、教學(xué)與管理有獨(dú)特的資源優(yōu)勢(shì)。
2環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的課程體系
在課程體系設(shè)計(jì)上,不能簡(jiǎn)單地將環(huán)境工程專業(yè)與化學(xué)工程專業(yè)的課程“拼盤(pán)”。根據(jù)環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的特點(diǎn)和要求,我們?cè)谡?qǐng)教專家、調(diào)查學(xué)生的基礎(chǔ)上對(duì)環(huán)境工程專業(yè)、化學(xué)工程專業(yè)的相關(guān)課程進(jìn)行了有機(jī)整合,形成了培養(yǎng)環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才的課程體系,該課程體系由5個(gè)課程模塊組成。公共基礎(chǔ)和素質(zhì)課程模塊。該課程模塊包括中國(guó)近現(xiàn)代史綱要、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、基本原理、思想和中國(guó)特色社會(huì)主義理論體系概論、大學(xué)生心理健康教育、軍事訓(xùn)練、大學(xué)體育、大學(xué)英語(yǔ)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、大學(xué)語(yǔ)文。專業(yè)基礎(chǔ)課程模塊。該課程模塊包括高等數(shù)學(xué)、工程制圖及CAD、無(wú)機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化學(xué)及實(shí)驗(yàn)、分析化學(xué)及實(shí)驗(yàn)、儀器分析及實(shí)驗(yàn)、物理化學(xué)及實(shí)驗(yàn)、化工原理及實(shí)驗(yàn)、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(xué)、管網(wǎng)工程、環(huán)境微生物學(xué)及實(shí)驗(yàn)、環(huán)境生態(tài)學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)及實(shí)驗(yàn)、水污染控制工程及實(shí)驗(yàn)、大氣污染控制工程及實(shí)驗(yàn)、固體廢物處理工程及實(shí)驗(yàn)、噪聲污染控制工程、環(huán)境影響評(píng)價(jià)。特色課程模塊。該課程模塊包括化工環(huán)境保護(hù)、化工污染控制工程、化工污染控制設(shè)備、綠色氧化技術(shù)、突發(fā)性化工環(huán)境污染事故的預(yù)防與處置等課程。實(shí)踐教學(xué)課程模塊。該課程模塊包括環(huán)境工程仿真實(shí)驗(yàn)、工程設(shè)計(jì)、工程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理、PIDCAD工藝流程制圖、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))。該課程體系在保留環(huán)境工程專業(yè)的核心課程基礎(chǔ)上,《無(wú)機(jī)化學(xué)》、《有機(jī)化學(xué)》、《分析化學(xué)》、《物理化學(xué)》、《儀器分析》、《化工原理》、《波譜分析》等專業(yè)基礎(chǔ)課程內(nèi)容和學(xué)時(shí)與化學(xué)工程專業(yè)一致,在課程設(shè)置上體現(xiàn)出環(huán)境工程專業(yè)與化學(xué)工程專業(yè)課程的復(fù)合;特色課程模塊和實(shí)踐教學(xué)課程模塊體現(xiàn)出環(huán)境工程專業(yè)與化學(xué)工程專業(yè)課程的融合。
3環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的教學(xué)方法
對(duì)于環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才,要求綜合培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境工程、化學(xué)工程兩專業(yè)的知識(shí)和能力,達(dá)到綜合培養(yǎng)的目標(biāo),這就要求其相應(yīng)的教學(xué)不能采用灌輸性的教學(xué)風(fēng)格,而應(yīng)采用滲透式教學(xué)、融合式教學(xué)、案例式教學(xué)和研究性教學(xué)等。(1)滲透式教學(xué)是指在上述專業(yè)基礎(chǔ)課程模塊中滲透環(huán)境工程專業(yè)知識(shí)的教學(xué),在上述專業(yè)核心課程模塊滲透化學(xué)工程專業(yè)知識(shí)的教學(xué)。例如,《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)》中動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生動(dòng)手做“Fenton試劑降解除草劑2,4-D反應(yīng)速率常數(shù)和活化能的測(cè)定”。(2)融合式教學(xué)是指在上述特色課程模塊和實(shí)踐教學(xué)課程模塊中將環(huán)境工程和化學(xué)工程中的知識(shí)、原理、技能融成一體進(jìn)行教學(xué)。例如,《化工污染控制工程》中教師可結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)行“流化床化學(xué)反應(yīng)器處理農(nóng)藥廠廢水”的專題教學(xué),將流化床工藝設(shè)計(jì)參數(shù)、原理、廢水排放標(biāo)準(zhǔn)等融合在一起進(jìn)行教學(xué)。(3)案例式教學(xué)就是指在環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的教學(xué)過(guò)程中結(jié)合教學(xué)內(nèi)容運(yùn)用工程中的實(shí)際案例進(jìn)行教學(xué)。例如,《水污染控制工程》中教師可結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)行“電鍍廠含鉻廢水的深度處理”的案例教學(xué)。(4)研究型教學(xué)是指在環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的教學(xué)過(guò)程中教師結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,通過(guò)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,促進(jìn)、支持和指導(dǎo)學(xué)生完成研究型學(xué)習(xí)活動(dòng),來(lái)綜合培養(yǎng)學(xué)生能力與素質(zhì)的一種教學(xué)方法。例如,在“Fenton試劑降解除草劑2,4-D反應(yīng)速率常數(shù)和活化能的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)中,教師可引導(dǎo)學(xué)生自己查閱文獻(xiàn)資料,引導(dǎo)學(xué)生思考如何測(cè)定溶液中2,4-D的濃度?如何用計(jì)算機(jī)軟件繪制2,4-D濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線?讓學(xué)生自己確定實(shí)驗(yàn)中所需要的儀器和使用的方法,引導(dǎo)學(xué)生思考FeSO4和H2O2使用量對(duì)2,4-D降解速率的影響,如何求算該降解過(guò)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(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的師資隊(duì)伍建設(shè)
良好的師資隊(duì)伍是實(shí)施環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。要培養(yǎng)環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才,首先必須有環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型的師資。筆者認(rèn)為,要改變目前環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型的師資匱乏問(wèn)題,可從如下幾個(gè)方面加強(qiáng)環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的師資隊(duì)伍建設(shè)。(1)引進(jìn)、培養(yǎng)具有環(huán)境工程和化學(xué)工程雙專業(yè)學(xué)位的高水平的博士或碩士,他們?cè)趯W(xué)士、碩士或博士學(xué)位教育期間接受過(guò)環(huán)境工程、化學(xué)工程的專業(yè)教育,具備環(huán)境工程和化學(xué)工程復(fù)合的知識(shí)結(jié)構(gòu)和科研素養(yǎng),是環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的理想師資隊(duì)伍。(2)教師交叉自學(xué)和資格認(rèn)證。在學(xué)院內(nèi)部要求有環(huán)境工程專業(yè)學(xué)位的教師參加化學(xué)工程的本科理論與實(shí)踐教育,要求有化學(xué)工程專業(yè)學(xué)位的教師參加環(huán)境工程的本科理論與實(shí)踐教育,教育期滿后進(jìn)行考試認(rèn)證,達(dá)到認(rèn)證資格的教師才能評(píng)聘為環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的師資。(3)聘請(qǐng)企業(yè)有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),且有良好師范素養(yǎng)的工程師參與環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的教學(xué)和科研工作。
5學(xué)生自主學(xué)習(xí)是環(huán)境工程與化學(xué)工程復(fù)合型人才培養(yǎng)的重要手段
化學(xué)工程技術(shù)支持著化工工業(yè)的前進(jìn)與發(fā)展,化學(xué)工程技術(shù)從理論到實(shí)驗(yàn),再到實(shí)踐,最后投入生產(chǎn)成品,是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。然而,從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)生產(chǎn),特別是大規(guī)模的生產(chǎn),需要解決裝置的放大問(wèn)題,其直接影響企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大及經(jīng)濟(jì)利益的增加,裝置放大可以節(jié)省資金,減少不必要的消耗,節(jié)省勞動(dòng)力。但是要考慮到,裝置放大過(guò)程中,物流的一系列物理過(guò)程的相關(guān)條件很可能改變,達(dá)到的某些指標(biāo)通常低于實(shí)驗(yàn)室的小型技術(shù)設(shè)備產(chǎn)生的結(jié)果。這種起源于放大過(guò)程的效應(yīng)被籠統(tǒng)稱為“放大效應(yīng)”,包含很多已知及未知物理因素的影響。現(xiàn)代化工對(duì)于一套裝置一年的產(chǎn)量,一般情況下按照目前的工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模可以達(dá)到大于或者等于數(shù)十萬(wàn)噸,大規(guī)模的生產(chǎn)使其面臨工程方面的問(wèn)題,且在指標(biāo)方面也有所降低,這對(duì)于工業(yè)而言會(huì)造成較大的資金損失。化學(xué)工程技術(shù)的進(jìn)步,主要體現(xiàn)在新產(chǎn)品及工藝的不斷創(chuàng)造,而這些都需要借助化工工業(yè),除此之外,還需合理的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)。就上述情況而言,凡是關(guān)于工業(yè)化的東西,一般情況下都?xì)w屬于化學(xué)工程的研究范疇。在日常生活中,化學(xué)工程無(wú)處不在。如:煙筒排放物中的硫、氮氧化物等有害物質(zhì),需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的處理,才能對(duì)外排放,以防污染生態(tài)環(huán)境。在實(shí)驗(yàn)室達(dá)到要求后,要在工業(yè)規(guī)模中實(shí)現(xiàn)大量煙氣的凈化,就必須考慮大規(guī)模凈化的經(jīng)濟(jì)性和可行性,要考慮的問(wèn)題與實(shí)驗(yàn)室研究不同。又如,化工工業(yè)生產(chǎn)中,要求以十分純凈的產(chǎn)品為原料,對(duì)實(shí)驗(yàn)室操作來(lái)說(shuō),這比較容易達(dá)到。對(duì)大型生產(chǎn)裝置的要求是,消耗低而且經(jīng)濟(jì)方面可行,這表明課題存在很大的不同之處。
2化學(xué)工程的研究對(duì)象及復(fù)雜性
化學(xué)工程是以物理學(xué)、化學(xué)和數(shù)學(xué)為基礎(chǔ),并結(jié)合工業(yè)經(jīng)濟(jì)基本法則,研究化學(xué)工業(yè)中的物理變化和化學(xué)變化過(guò)程及其有關(guān)機(jī)理和設(shè)備的共性規(guī)律,并將之應(yīng)用于化工裝置的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、操作、控制、管理、強(qiáng)化以及自動(dòng)化等過(guò)程中,在化工工藝與化工設(shè)備之間起著承上啟下的橋梁和紐帶作用的一門(mén)工程技術(shù)學(xué)科。一般情況下,化學(xué)工程的對(duì)象的情況較為復(fù)雜,具體如下:首先,該過(guò)程自身具有一定的復(fù)雜特點(diǎn),包括化學(xué)與物理,而且兩者經(jīng)常發(fā)生,彼此影響。其次,物系方面較為復(fù)雜,流體與固體,或者兼而有之。流體特質(zhì)變化較大,如有低粘度和高粘度、牛頓型和非牛頓型等。最后,物系流動(dòng)時(shí)邊界復(fù)雜,由于設(shè)備的形狀較為多樣,而且其在填充物方面的形狀也不正常,如催化劑、填料等,使得設(shè)備在流動(dòng)邊界方面的設(shè)置較為復(fù)雜而且在確定方面不準(zhǔn)確。
3化工工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展
目前從形式上看,現(xiàn)代的化學(xué)工業(yè)經(jīng)歷了單元操作和傳遞原理與化學(xué)反應(yīng)這兩個(gè)發(fā)展階段,正準(zhǔn)備走向一個(gè)新的階段。但種類(lèi)多樣、制造過(guò)程復(fù)雜以及生產(chǎn)產(chǎn)品款式較多,造成排放物復(fù)雜、量多及危害大,因此,目前化工工業(yè)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注污染問(wèn)題。與此同時(shí),在加工、貯存、運(yùn)用或者處理化工產(chǎn)品時(shí)應(yīng)防止操作對(duì)環(huán)境生態(tài)以及人類(lèi)健康造成危害。在化工生產(chǎn)中應(yīng)遵循國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,制定正確的方案。隨著我們國(guó)家科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,各行各業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)都要接觸化學(xué)工藝,涉及制藥、石油、材料、能源等行業(yè)的發(fā)展和污染問(wèn)題,這都是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)需要面對(duì)的問(wèn)題。目前,我國(guó)的化學(xué)工業(yè)經(jīng)過(guò)了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,已經(jīng)形成了門(mén)類(lèi)比較齊全,品種大體配套并基本可以滿足國(guó)內(nèi)需要的化學(xué)工業(yè)體系。2001年全國(guó)國(guó)有及規(guī)模以上非國(guó)有企業(yè)的石油加工工業(yè)和化學(xué)工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到10990.6億元人民幣,占全國(guó)工業(yè)總產(chǎn)值的9.8%,實(shí)現(xiàn)利稅747.8億元,石油和化學(xué)工業(yè)企業(yè)13765個(gè),資產(chǎn)總額13344.2億元。我國(guó)化學(xué)工業(yè)獲得長(zhǎng)足進(jìn)步的同時(shí),環(huán)境保護(hù)工作也不斷得到加強(qiáng)。但是化學(xué)工業(yè)在實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略過(guò)程中,仍存在不少問(wèn)題和障礙,嚴(yán)重制約著我國(guó)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展。
4二者的發(fā)展探究
材料化學(xué)工程是由化學(xué)工程學(xué)科和材料學(xué)科交叉滲透所形成的一門(mén)分支學(xué)科,其研究方向主要有兩個(gè):一是以新材料為基礎(chǔ),不斷發(fā)展反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)技術(shù),比如吸附過(guò)程、膜過(guò)程、催化過(guò)程等。該方向主要是通過(guò)材料的特征將其分離并進(jìn)行反應(yīng),其目的是揭示材料微觀結(jié)構(gòu)中物質(zhì)進(jìn)行傳遞和反應(yīng)機(jī)理,進(jìn)而總結(jié)出適用于材料設(shè)計(jì)和反應(yīng)過(guò)程優(yōu)化的理論方法和工藝技術(shù)。二是在材料制備的過(guò)程中,用化學(xué)工程的理論方法解決所遇到的關(guān)鍵問(wèn)題,比如如何運(yùn)用微結(jié)構(gòu)的性能關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)材料微觀結(jié)構(gòu)和性能的控制,從而完成從材料制備到定向制備的轉(zhuǎn)化。新材料的開(kāi)發(fā)是材料化學(xué)工程發(fā)展的關(guān)鍵和先導(dǎo),直接可以衡量出國(guó)家的材料化學(xué)發(fā)達(dá)與否,因此,開(kāi)發(fā)新材料對(duì)于材料化學(xué)工程的發(fā)展至關(guān)重要。材料化學(xué)包括陶瓷材料、聚合物材料、磁性材料、化學(xué)傳感材料、電子材料、超硬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、催化和吸附材料和薄膜材料等,這些材料很大程度上豐富了材料化學(xué)工程的領(lǐng)域,對(duì)其發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。
2新材料的開(kāi)發(fā)
我國(guó)在新材料的開(kāi)發(fā)領(lǐng)域取得了很多亮點(diǎn),這些新材料的開(kāi)發(fā)成為分離和反應(yīng)過(guò)程的重要基石。一些研究所和大學(xué)正在開(kāi)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?yàn)樗哂蟹浅C黠@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(duì)這種材料進(jìn)行流程綜合和技術(shù)集成,可以有助于我國(guó)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(kāi)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(shí)現(xiàn)“原子經(jīng)濟(jì)”,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(guó)也取得了很大的進(jìn)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(shí)加強(qiáng)了對(duì)集成單元技術(shù)的開(kāi)發(fā),這些研究不僅使我國(guó)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(guó)帶來(lái)巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
3材料化學(xué)工程技術(shù)的進(jìn)展
材料化學(xué)主要是對(duì)產(chǎn)品微結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控,其主要手段是在加工材料時(shí),將化學(xué)方法引入進(jìn)去,這樣我們就可以通過(guò)宏觀條件來(lái)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(jìn)將直接促進(jìn)材料化學(xué)工程的發(fā)展。我國(guó)在化學(xué)工程技術(shù)改進(jìn)方面已經(jīng)取得了非常大的進(jìn)展。清華大學(xué)在碳納米粉體材料的制備過(guò)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(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。北京化工大學(xué)則用超重力場(chǎng)技術(shù)來(lái)放大納米材料生產(chǎn)過(guò)程中的形貌控制問(wèn)題,這樣就可以通過(guò)調(diào)節(jié)超重力場(chǎng)的強(qiáng)度來(lái)調(diào)節(jié)和改變產(chǎn)品的粒徑,。通過(guò)這種方法,我國(guó)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(guó)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
4展望
材料化學(xué)工程作為一門(mén)交叉學(xué)科,不僅促進(jìn)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(guó)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(wèn)題需要我們解決,因此,我們需要再接再厲,爭(zhēng)取使材料化學(xué)工程的研究更加深入,使其更好地為人類(lèi)服務(wù)。
5結(jié)語(yǔ)
教學(xué)資源建設(shè)是有中國(guó)特色卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵問(wèn)題,也是長(zhǎng)期以來(lái)中國(guó)卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃實(shí)施的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。我國(guó)教學(xué)資源建設(shè)仍然存在總量不足、分布不均、共享困難、不能有效服務(wù)專業(yè)設(shè)置、課程建設(shè)、頂崗實(shí)習(xí)和學(xué)生就業(yè)等諸方面的不足。《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》明確要求把加快教育信息化進(jìn)程作為推動(dòng)教育改革發(fā)展的保障措施。卓越計(jì)劃結(jié)合自身規(guī)律開(kāi)發(fā)數(shù)字化資源,加強(qiáng)以優(yōu)質(zhì)視頻、教學(xué)素材、特色專題為主要內(nèi)容的專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)建設(shè),有利于推動(dòng)卓越計(jì)劃相關(guān)專業(yè)建設(shè)、課程改革和教學(xué)方法手段的不斷創(chuàng)新,并直接關(guān)系到卓越計(jì)劃培養(yǎng)出來(lái)的人才質(zhì)量。同時(shí),《教育部關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見(jiàn)(教高(2012)4號(hào))》提出“通過(guò)多種方式整合校園資源,優(yōu)化辦學(xué)空間,提高辦學(xué)效益,確保高校辦學(xué)條件不低于國(guó)家基本標(biāo)準(zhǔn)。因此,建立開(kāi)放靈活的教育資源共享平臺(tái)、提高資源建設(shè)的規(guī)范性和利用效率、降低建設(shè)成本和促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源的普及和共享已成為亟待解決的重要問(wèn)題。
2卓越計(jì)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(duì)化工工程師知識(shí)、素質(zhì)和能力的要求,確定相關(guān)課程和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),將涉及工程意識(shí)、工程素質(zhì)、工程實(shí)踐能力、工程綜合能力培養(yǎng)、企業(yè)以及工程項(xiàng)目管理知識(shí)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(qiáng)教材建設(shè),自主編寫(xiě)和完善系列專業(yè)教材,使教學(xué)內(nèi)容充分反映新世紀(jì)化工實(shí)際生產(chǎn)和化工行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的新要求。總體建設(shè)思路如下:
2.1構(gòu)建“新體系”
構(gòu)建以培養(yǎng)工程意識(shí)、工程素質(zhì)、工程實(shí)踐能力、工程綜合能力為目標(biāo)的實(shí)踐教學(xué)新體系。按照基本技能層、知識(shí)應(yīng)用能力與工程實(shí)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(jìn)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(guò)課程實(shí)驗(yàn)、上機(jī)操作等實(shí)踐環(huán)節(jié)加深對(duì)理論課程基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論的理解和基本技能的培養(yǎng);在知識(shí)應(yīng)用能力與工程實(shí)踐能力層,主要通過(guò)課程設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)習(xí)、社會(huì)實(shí)踐等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生知識(shí)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(guò)化工企業(yè)輪崗實(shí)習(xí)、化工企業(yè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與研究、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)、大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽、大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)、產(chǎn)學(xué)研合作開(kāi)發(fā)等方式實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)教育,專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課三大模塊。通識(shí)教育包括數(shù)學(xué)與自然科學(xué)、人文與社會(huì)科學(xué)、體育、素質(zhì)教育公共選修課等,其課程學(xué)時(shí)占總學(xué)時(shí)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(shí)占總學(xué)時(shí)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(shí)占總學(xué)時(shí)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.3強(qiáng)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(xì)化工、能源化工和生物化工三個(gè)專業(yè)方向課程模塊。其中,精細(xì)化工方向課程模塊開(kāi)設(shè)了精細(xì)化學(xué)品化學(xué)、精細(xì)化工工藝學(xué)、精細(xì)化工過(guò)程與設(shè)備、精細(xì)化工及分離實(shí)驗(yàn)等課程;能源化工方向課程模塊中開(kāi)設(shè)了煤化學(xué)、煤化工工藝學(xué)、潔凈煤技術(shù)、煤化工實(shí)驗(yàn)等課程;生物化工方向課程模塊中開(kāi)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(shí)驗(yàn)等課程。強(qiáng)化了卓越工程師培養(yǎng)的寬口徑,以滿足大化工行業(yè)對(duì)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(qiáng)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(guó)家規(guī)劃教材或者比較權(quán)威的高水平教材。同時(shí),組織教師立項(xiàng)編寫(xiě)或參編高質(zhì)量教材,如普通高等教育國(guó)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(shí)各類(lèi)聲像教學(xué)資料,積極開(kāi)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(diǎn)開(kāi)展精品課程建設(shè),爭(zhēng)取獲得1門(mén)國(guó)家級(jí)精品課程、2~3門(mén)省級(jí)精品課程、4~5門(mén)校級(jí)精品課程,通過(guò)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(shí)踐能力,打造出有扎實(shí)理論功底、掌握化工專門(mén)技能、有很強(qiáng)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(duì)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(xiàng)目績(jī)效。
3卓越計(jì)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(jì)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(dāng)豐富,在實(shí)際操作過(guò)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(gè)性化和多樣化以及師資隊(duì)伍建設(shè)三個(gè)方面。
3.1校企合作是首先要解決的問(wèn)題
近年來(lái),我院不斷探索和完善校企合作的長(zhǎng)效運(yùn)行機(jī)制,努力通過(guò)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(shí)習(xí)基地并成立了一個(gè)工程實(shí)訓(xùn)中心,為學(xué)生營(yíng)造了在企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習(xí)的良好機(jī)會(huì)。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(dòng)手操作的機(jī)會(huì),這樣一來(lái)學(xué)生的動(dòng)手能力就得不到真正的鍛煉。
3.2人才需求的個(gè)性化和多樣化
不同的公司對(duì)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(xì)化工或生物化工方面的知識(shí),而有些公司則需要學(xué)生具有能源化工方面的知識(shí)。因此,我們必須有的放矢地進(jìn)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(duì)技術(shù)應(yīng)用型人才的多樣化需求。
3.3師資隊(duì)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(shí)現(xiàn)卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)和落實(shí)卓越工程師的培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn),形成具有良好的學(xué)緣結(jié)構(gòu)、知識(shí)結(jié)構(gòu)和以中青年為主體的雙師結(jié)構(gòu)教學(xué)團(tuán)隊(duì)是順利、高效進(jìn)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(shí)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(gè)長(zhǎng)期而艱巨的過(guò)程。
4結(jié)論
在我們以前普通的化學(xué)反應(yīng)來(lái)看,對(duì)于反應(yīng)后的副產(chǎn)物的處理是相當(dāng)困難的,并且如果想處理,其治理成本是相當(dāng)?shù)母撸砸郧澳欠N普通的反應(yīng)無(wú)法從根本上剔除化學(xué)工業(yè)中所帶來(lái)的一系列危害。而我們所提到的綠色化學(xué)工程,就從根本上解決了上述問(wèn)題。
1.1選擇有益材料對(duì)于化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō),最重要的還是選料的環(huán)節(jié),它的好與壞直接影響著化學(xué)反應(yīng)是否友好是否有益。有效的防范,以達(dá)到在過(guò)程以及結(jié)果的一種良性局面。
1.2采用高效高選擇性的反應(yīng)原料對(duì)于化學(xué)工業(yè)來(lái)說(shuō),化學(xué)反應(yīng)是決定化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)成本和生產(chǎn)難度、充分利用化學(xué)資源等各方面的重要性因素。可以降低工業(yè)生產(chǎn)的成本,而且能夠提高產(chǎn)物純度,減少無(wú)效反應(yīng)產(chǎn)物的排放,節(jié)約化學(xué)資源,在化學(xué)工業(yè)中,有機(jī)物的反應(yīng)復(fù)雜,研究機(jī)制不確定,所以選擇合適的反應(yīng)原料,不斷提高工業(yè)技術(shù)是對(duì)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。
1.3使用綠色無(wú)公害的反應(yīng)催化劑催化劑作為化學(xué)反應(yīng)中能改變反應(yīng)速率的的物質(zhì),在化學(xué)工業(yè)中應(yīng)用廣泛,綠色化學(xué)就是研究生產(chǎn)高效高質(zhì)量的化學(xué)反應(yīng),不產(chǎn)生任何有害物質(zhì),無(wú)效產(chǎn)物可以做到循環(huán)利用,無(wú)公害。這項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)就是高度依賴化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的催化劑,不斷創(chuàng)新,不斷推動(dòng)綠色化學(xué)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,相關(guān)機(jī)構(gòu)已經(jīng)著手研究這些優(yōu)良的催化劑.
2尋找高效綠色的化學(xué)催化劑對(duì)提升工業(yè)生產(chǎn)水平的作用
2.1化學(xué)工業(yè)中綠色化學(xué)的應(yīng)用綠色化學(xué)的核心就是要利用化學(xué)原理從源頭消除污染,做到完全無(wú)公害無(wú)污染,因此它又被稱為清潔化學(xué),應(yīng)用范圍廣泛,它涉及有機(jī)合成、催化、生物化學(xué)、分析化學(xué)等學(xué)科。工業(yè)中化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件一般都是高溫高壓,在反應(yīng)過(guò)程中,只有適宜的溫度和壓力才能使用現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的技術(shù),另外加上綠色化學(xué)的高效催化劑,這項(xiàng)工程才得以不斷發(fā)展。例如上文提到的低維材料碳納米管,催化裂解反應(yīng)中有很大的化學(xué)功效。
2.2化學(xué)工業(yè)中綠色化學(xué)和現(xiàn)代生物結(jié)合的應(yīng)用。講到了催化劑,這就涉及到另外的技術(shù)性學(xué)科生物技術(shù)。生物技術(shù)的就是高科技與高端專業(yè)知識(shí)結(jié)合的產(chǎn)物,學(xué)科內(nèi)又分為細(xì)胞工程、基因工程、胚胎工程等等。在化學(xué)產(chǎn)業(yè)中主要應(yīng)用于生物化學(xué)。在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,選取有機(jī)的生物材料,主要是動(dòng)植物的原料,另外也會(huì)采用他們經(jīng)過(guò)上千年演變的產(chǎn)物—地下的煤炭等。催化劑主要由人工催化劑和自然催化劑,分別由人工合成以及采用天然動(dòng)植物的生物酶。這樣能夠滿足現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)發(fā)展的需要,同時(shí)也能切合可持續(xù)發(fā)展的指導(dǎo)思想,節(jié)約能源,維持現(xiàn)在生態(tài)平衡的狀態(tài),推動(dòng)化學(xué)工業(yè)發(fā)展。
3結(jié)語(yǔ)
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 北大期刊
中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 統(tǒng)計(jì)源期刊
河南大學(xué)主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 統(tǒng)計(jì)源期刊
黑龍江省科學(xué)院石油化學(xué)研究院;黑龍江省化學(xué)學(xué)會(huì)主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
哈爾濱師范大學(xué)主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
中國(guó)科學(xué)院廣州分院主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 北大期刊
中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司主辦