時(shí)間:2022-12-08 23:39:40
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化學(xué)工業(yè)特點(diǎn)延伸依據(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?;瘜W(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?;ぎa(chǎn)業(yè)講求專(zhuān)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(zhuān)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)
石油加工工藝學(xué)課程是化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)課程之一。該課程的教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的工程概念,建立工程意識(shí),提高綜合運(yùn)用知識(shí)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。完善與優(yōu)化石油加工工藝學(xué)課程體系與內(nèi)容,進(jìn)一步提高課程教學(xué)質(zhì)量與人才培養(yǎng)水平,是各石油高校人才培養(yǎng)的重要任務(wù)與研究課題,需要同行進(jìn)行長(zhǎng)期不懈的探索和努力。我校在原有教學(xué)大綱基礎(chǔ)上,增加工程實(shí)踐內(nèi)容,提高學(xué)生的工程意識(shí)和分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力;教學(xué)方式多種化,板書(shū)與多媒體結(jié)合,引入相關(guān)的聲像資料、圖片資料,幫助學(xué)生深入理解授課內(nèi)容;成績(jī)?cè)u(píng)定中增加文獻(xiàn)撰寫(xiě)部分及討論部分成績(jī),提高學(xué)生查閱、加工文獻(xiàn)及表述能力。
2教材的選定
以林世雄主編的石油煉制工程(第四版)為主,參考侯祥麟主編的中國(guó)煉油技術(shù),沈本賢主編的石油煉制工藝學(xué),陳紹洲主編的石油加工工藝學(xué)等優(yōu)秀教材,適當(dāng)增加石油資源高效利用、清潔燃料生產(chǎn)和石油煉制工業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的新發(fā)展等新內(nèi)容,形成具有自己特色的課程內(nèi)容,與時(shí)俱進(jìn),擴(kuò)大知識(shí)范圍,為學(xué)生提供更大的學(xué)習(xí)空間。
3每章增加課后習(xí)題
為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及自我總結(jié)能力,每章增加不同類(lèi)型的課后習(xí)題與思考題。包括石油產(chǎn)品有哪些分類(lèi)及各自用途等基礎(chǔ)性習(xí)題;冬天柴油車(chē)掛蠟如何處理等與實(shí)際生活相關(guān)的習(xí)題;如何根據(jù)油品的特性實(shí)現(xiàn)油品的安全管理等與實(shí)際生產(chǎn)相關(guān)的習(xí)題。學(xué)生即掌握了基礎(chǔ)知識(shí),又可以運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)分析和解決實(shí)際問(wèn)題。另外每章結(jié)束后要求學(xué)生對(duì)本章重要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié),再相互交流,把握主線,整體思路清晰。
4教學(xué)方法改革
4.1現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用多媒體教學(xué)課件以它圖文并茂、動(dòng)靜結(jié)合的表現(xiàn)形式,達(dá)到增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)抽象概念、圖形性質(zhì)和學(xué)科定理的理解與感受,從而極大地提高了課堂的教學(xué)效果。石油加工工藝學(xué)課程具有專(zhuān)業(yè)性強(qiáng),需要良好的專(zhuān)業(yè)知識(shí)鋪墊;知識(shí)綜合性強(qiáng),涉及內(nèi)容廣泛,內(nèi)容復(fù)雜,新工藝技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)繁多;應(yīng)用性強(qiáng),理論與實(shí)際密切結(jié)合等特點(diǎn),決定了該課程的授課形式必須多樣化,達(dá)到最好的教學(xué)效果。所以授課中把新工藝、新標(biāo)準(zhǔn)等以多媒體的形式講授,既直觀、形象、又便于學(xué)生了解掌握,節(jié)省教師畫(huà)圖、畫(huà)表的時(shí)間,在有限的教學(xué)時(shí)間里實(shí)現(xiàn)了大容量、高效率的教學(xué)。運(yùn)用視頻將理論與專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)、仿真素材等緊密聯(lián)系起來(lái),如對(duì)實(shí)沸點(diǎn)蒸餾先進(jìn)行理論介紹,再播放視頻,一動(dòng)一靜,將枯燥的理論以實(shí)際過(guò)程表現(xiàn)出來(lái),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。課外學(xué)習(xí)平臺(tái)也不斷完善,包括授課視頻、實(shí)驗(yàn)視頻、課件、配套習(xí)題、實(shí)際問(wèn)題解決方法等,用現(xiàn)代技術(shù)及豐富生動(dòng)的內(nèi)容吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。
4.2啟發(fā)式與對(duì)比式教學(xué)相結(jié)合為了改變大學(xué)生在中學(xué)階段養(yǎng)成的被動(dòng)式、機(jī)械式的學(xué)習(xí)方式,變被動(dòng)為主動(dòng),增加學(xué)習(xí)的積極性,提高對(duì)知識(shí)的渴望與興趣,本課程的講授過(guò)程中大量采用啟發(fā)式教學(xué)。如在講授清潔燃料生產(chǎn)時(shí),先通過(guò)圖片了解現(xiàn)在全球氣候變化帶來(lái)的影響,并給出具體數(shù)據(jù),再討論導(dǎo)致的原因。汽車(chē)尾氣的排放就是源頭之一,為了改善全球氣候,減少汽車(chē)尾氣排放的污染物是當(dāng)務(wù)之急,這就要求提高燃料的質(zhì)量,即生產(chǎn)清潔的汽油和柴油。應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué),從我們切實(shí)能體會(huì)到的事情出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題,既可以把問(wèn)題簡(jiǎn)單化,又增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和興趣。除了啟發(fā)式教學(xué)外,還并用對(duì)比式教學(xué)方式,兩者相互補(bǔ)充。如把汽油和柴油進(jìn)行對(duì)比講解,找出異同點(diǎn),便于學(xué)生的理解與掌握。先指出汽油機(jī)與柴油機(jī)的雖然都是活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),工作過(guò)程都是由進(jìn)氣、壓縮、膨脹做功、排氣4個(gè)過(guò)程構(gòu)成,但兩者的壓縮比、進(jìn)入氣缸的氣體、著火方式等不同,所以對(duì)燃料的要求不同。汽油和柴油在發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒不正常時(shí)都會(huì)發(fā)生爆震,且爆震現(xiàn)象相同,但是產(chǎn)生爆震的原因及時(shí)期卻完全不同,兩者用不同的指標(biāo)來(lái)表示其抗爆性,由此得出各自的理想組分。通過(guò)對(duì)比歸納,內(nèi)容清晰,層次分明,相似的知識(shí)點(diǎn)不易混淆,便于理解與掌握,取得了良好的教學(xué)效果。
4.3小組討論形式進(jìn)入課堂為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,我們會(huì)不定期的提出一些與石油相關(guān)的問(wèn)題,鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)各種渠道(期刊、報(bào)刊、互聯(lián)網(wǎng)、電視等)收集資料進(jìn)行了解,之后在課堂上進(jìn)行分組討論,把枯燥乏味的理論知識(shí)結(jié)合到我們的生活中,學(xué)生積極性較高,課堂氣氛高漲。比如緒論講完之后提出問(wèn)題:石油與你有多大關(guān)系,你一天消耗掉多少石油?在下次課中用部分時(shí)間進(jìn)行分組討論,在激烈的討論中,同學(xué)們各抒己見(jiàn),真正了解到了我們的衣食住行確實(shí)離不開(kāi)石油,但石油又是什么,它又是如何加工成我們想要的產(chǎn)品呢?有了疑問(wèn)和好奇心,增強(qiáng)對(duì)本課程的興趣。
4.4培養(yǎng)獨(dú)立查閱并加工文獻(xiàn)的能力在授課過(guò)程中提出幾個(gè)比較熱門(mén)的課題,如原油價(jià)格對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響?煉化企業(yè)如何實(shí)現(xiàn)清潔燃料的生產(chǎn)?現(xiàn)代煉油工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)?中國(guó)的能源安全及戰(zhàn)略問(wèn)題等。學(xué)生根據(jù)個(gè)人興趣,選取某一個(gè)課題,獨(dú)立查閱文獻(xiàn)并經(jīng)過(guò)整理完成一份報(bào)告,提高學(xué)生查閱加工文獻(xiàn)的能力,為以后畢業(yè)論文奠定良好的基礎(chǔ),又加深對(duì)某一方面的深刻理解。
4.5加強(qiáng)工程意識(shí)與理論的聯(lián)系石油加工工藝學(xué)是一門(mén)專(zhuān)業(yè)課,除講授理論內(nèi)容,還引入大量工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究案例,提升學(xué)生工程意識(shí)與理論聯(lián)系實(shí)際的能力,真正做到理論與工業(yè)生產(chǎn)緊密相連。如以遼陽(yáng)石化加工原油-俄羅斯原油為例,根據(jù)原油性質(zhì)、實(shí)沸點(diǎn)蒸餾數(shù)據(jù)及直餾產(chǎn)品性質(zhì),確定加工方案;以遼陽(yáng)石化550萬(wàn)t/a常減壓裝置為例,講授常減壓裝置工藝流程、主要設(shè)備、直餾產(chǎn)品性質(zhì)等,運(yùn)用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)品實(shí)沸點(diǎn)切割計(jì)算,分離精確度計(jì)算等;增加解決實(shí)際問(wèn)題的環(huán)節(jié),如當(dāng)某一側(cè)線產(chǎn)品出現(xiàn)頭重尾輕的時(shí)候應(yīng)如何調(diào)節(jié)操作?本專(zhuān)業(yè)定期聘請(qǐng)工廠有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員到學(xué)校進(jìn)行講課,介紹工廠相關(guān)裝置概況、原料及產(chǎn)品、市場(chǎng)需求、主要設(shè)備及生產(chǎn)工藝流程、從事化工行業(yè)要注意的安全事項(xiàng)等事項(xiàng),使學(xué)生不但有了安全意識(shí),也對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程有所了解,有利于理論知識(shí)的理解,引起學(xué)生對(duì)自己未來(lái)工作的興趣,提高學(xué)習(xí)動(dòng)力。專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)最能反映專(zhuān)業(yè)特色,是與本專(zhuān)業(yè)學(xué)科發(fā)展關(guān)系最密的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),因此我們不斷對(duì)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行改善,除了開(kāi)設(shè)傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)外,又增加了設(shè)計(jì)型、研究型實(shí)驗(yàn);建設(shè)煉油化工與自動(dòng)化仿真培訓(xùn)中心,強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐與運(yùn)行能力;鼓勵(lì)學(xué)生參加“中國(guó)石化-三井化學(xué)杯”大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽,聘請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)院人員與教師共同指導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和工程技能,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,增強(qiáng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐能力,實(shí)現(xiàn)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”。
5教師實(shí)踐能力的提高
作為石油加工工藝學(xué)課程的老師,本人除了具有豐富的理論教學(xué)經(jīng)驗(yàn),也具有實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)歷,曾在中石化滄州煉油廠催化裂化裝置工作兩年,每年參加知道學(xué)生下廠生產(chǎn)實(shí)習(xí)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),并于2012年在遼陽(yáng)石化煉油廠進(jìn)行為期一個(gè)月的實(shí)踐培訓(xùn),因此對(duì)煉油加工工藝過(guò)程及主要生產(chǎn)設(shè)備的操作及工作原理頗為了解。在理論教學(xué)過(guò)程中,能夠?qū)?shí)際生產(chǎn)與理論知識(shí)結(jié)合在一起,并對(duì)生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題作為實(shí)例進(jìn)行分析、講解,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及理論聯(lián)系實(shí)際,分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。從事石油加工工藝學(xué)課程的教師除了擔(dān)任理論教學(xué)外,還擔(dān)任專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、生產(chǎn)實(shí)習(xí)及實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的指導(dǎo)工作。在學(xué)校、學(xué)院的推薦下,每年都有青年教師到中石油遼陽(yáng)石化公司的生產(chǎn)一線進(jìn)行實(shí)習(xí),并派專(zhuān)業(yè)教師參加相應(yīng)的技能培訓(xùn),定期聘請(qǐng)工廠專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員到學(xué)校進(jìn)行講座,以提高青年教師的工程實(shí)踐能力。
6結(jié)束語(yǔ)
對(duì)于一個(gè)國(guó)家的工業(yè)來(lái)說(shuō),化學(xué)工業(yè)所占的比重并不在少數(shù),究其原因,可以說(shuō)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展極大的體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平化學(xué)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(guó)家的各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,促進(jìn)包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)在內(nèi)的各項(xiàng)國(guó)家基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。近些年來(lái),化學(xué)肥料開(kāi)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(dòng)了農(nóng)村相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,在一定程度上推動(dòng)了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的高速邁進(jìn)。但是與舊的農(nóng)業(yè)肥料相比的不足之處就在于,化學(xué)肥料使用后所產(chǎn)生的化學(xué)廢棄物在很大程度上又造成了環(huán)境的污染,資源的浪費(fèi)?;瘜W(xué)肥料的殘留物成為了大自然的污染源頭。因此,化學(xué)工程有待提高,保護(hù)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(wèn)題。但是,就目前我國(guó)的化學(xué)工程的污染、浪費(fèi)現(xiàn)象仍是十分的嚴(yán)重,發(fā)展決不能以污染和浪費(fèi)為前提,這是大錯(cuò)特錯(cuò)的。
下面我們來(lái)具體的分析一下:第一,生產(chǎn)的效率低下。就我國(guó)來(lái)看,我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)存在一個(gè)盲區(qū),重點(diǎn)就在于生產(chǎn)的效率較低。在化學(xué)工程的研究的過(guò)程中,生產(chǎn)技術(shù)首先沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的效果,環(huán)境污染的現(xiàn)象依舊沒(méi)有被制止。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō),在進(jìn)行的化學(xué)生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,材料的運(yùn)用做不到理想的反應(yīng),反應(yīng)現(xiàn)象達(dá)不到預(yù)計(jì)的效果。在這一系列的生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,事實(shí)上,環(huán)境污染的現(xiàn)象已經(jīng)在悄然的發(fā)生了,化學(xué)實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的殘留物、化學(xué)實(shí)驗(yàn)敗北過(guò)程中所造成的化學(xué)污染。實(shí)驗(yàn)過(guò)程造成了資源浪費(fèi)的現(xiàn)象十分的嚴(yán)重,經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)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(shí)驗(yàn)沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的效果,化學(xué)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(xué)工程的生產(chǎn)過(guò)程,給環(huán)境造成了較大程度的影響。化學(xué)污染在當(dāng)下我國(guó)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(yán)重。在對(duì)水資源的檢測(cè)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn),廢棄水中的金屬含量嚴(yán)格的超過(guò)了安全性能的指標(biāo)。水資源的污染,也會(huì)對(duì)地下的土質(zhì)產(chǎn)生影響,而土質(zhì)又會(huì)影響農(nóng)業(yè)的產(chǎn)值,這樣看來(lái),化學(xué)生產(chǎn)所造成的污染現(xiàn)象是嚴(yán)重的。另外,在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)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(xué)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(jìn)度,尤其是當(dāng)它發(fā)生了不合理的間斷的時(shí)候,很快就會(huì)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)的過(guò)程產(chǎn)生影響。由此看來(lái),生產(chǎn)效率的低下、生產(chǎn)過(guò)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(wèn)題,都在阻礙著化學(xué)工程的發(fā)展和進(jìn)步。
2我國(guó)化工生產(chǎn)工藝解析
從上文中,對(duì)于我國(guó)目前的化工生產(chǎn)過(guò)程中,存在著主要的問(wèn)題就在于我國(guó)的化工生產(chǎn)工藝還不是非常完善。針對(duì)這些存在的問(wèn)題,化學(xué)的生產(chǎn)工藝需要有哪些改進(jìn)呢?在化工生產(chǎn)過(guò)程中,采取哪些最新的化學(xué)生產(chǎn)工藝能夠降低化學(xué)生產(chǎn)所產(chǎn)生的污染呢?第一,化學(xué)生產(chǎn)過(guò)程中,提高反應(yīng)條件以及反應(yīng)環(huán)境。反應(yīng)條件是化工生產(chǎn)中最為重要的環(huán)節(jié),為了達(dá)到高效生產(chǎn),提高生產(chǎn)效率,減少?gòu)U料的產(chǎn)生,反應(yīng)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(qiáng)化學(xué)生產(chǎn)過(guò)程中的反應(yīng)條件。催化劑以及反應(yīng)所需條件一定要達(dá)到所需標(biāo)準(zhǔn),才能保證在化工生產(chǎn)過(guò)程中,高效生產(chǎn),并減少?gòu)U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(duì)環(huán)保。第二,化工生產(chǎn)過(guò)程中,并非只是提高產(chǎn)品生產(chǎn)的環(huán)境,更應(yīng)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)??吹降膹U氣,都應(yīng)該經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后才能進(jìn)行排放。廢水的排放要采用化學(xué)綜合的化工工藝。其原理很簡(jiǎn)單,主要是化學(xué)反應(yīng)中最基本的原理,將廢水中的重金屬通過(guò)沉淀,從而減輕其危害性。此外,廢氣的處理應(yīng)該在排氣的中部以及頂部,都設(shè)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(guò)濾,從而保證排放到空氣中的氣體符合國(guó)家要求的標(biāo)準(zhǔn)。第三,真正從化學(xué)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(yīng)原理以及反應(yīng)條件進(jìn)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(duì)于生產(chǎn)的原料以及方式都是可以隨機(jī)改變的,并能通過(guò)改變來(lái)進(jìn)行適應(yīng)性生產(chǎn),從而提高化學(xué)生產(chǎn)的效率,并實(shí)現(xiàn)高效以及綠色生產(chǎn)。
3結(jié)語(yǔ)
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?;瘜W(xué)工程與工藝專(zhuān)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(lài)?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(zhuān)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?,F(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(zhuān)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(zhuān)業(yè),乃至應(yīng)用化學(xué),材料和環(huán)境等專(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)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)?;A(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(zhuān)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(zhuān)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??荚囘M(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(zhuān)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)
【關(guān)鍵詞】:化學(xué)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(dòng)植物群落是和諧的,人類(lèi)社會(huì)體系是和諧的,健康的人體更是一個(gè)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(jìn)化律;所有和諧系統(tǒng)具有同樣的性質(zhì):1.開(kāi)放性;2.自組織性;3.非線性;4.無(wú)限發(fā)展性[1]。當(dāng)愛(ài)因斯坦把大半生致力于統(tǒng)一場(chǎng)論時(shí),其哲學(xué)上的需要相對(duì)物理學(xué)上而言或許要來(lái)得大,面對(duì)物理學(xué)的系統(tǒng)和諧,理論規(guī)則的分立是不能令他覺(jué)得滿意的。而化學(xué)工程的發(fā)展是不是因循同樣的哲學(xué)歷程呢?
在化學(xué)工程作為學(xué)科開(kāi)始被重視之前,化學(xué)工業(yè)已具有了相當(dāng)?shù)囊?guī)模,各種具體的工程與工藝都被獨(dú)立開(kāi)來(lái),在認(rèn)識(shí)上是被分為各門(mén)特殊的知識(shí),因此,當(dāng)國(guó)外高等院校在十九世紀(jì)末開(kāi)始設(shè)置"化學(xué)工程學(xué)"時(shí),開(kāi)設(shè)的課程大多是學(xué)習(xí)當(dāng)時(shí)化學(xué)工業(yè)的各種工藝學(xué),"化學(xué)工程"的概念在當(dāng)時(shí)還是相當(dāng)模糊的,在理論上充其量是化學(xué)與機(jī)械的一種混合(amalgam)。然而這種理論混合的模式在德國(guó)人看來(lái)卻是很正統(tǒng)的,即使在今天,他們也避免專(zhuān)論"化學(xué)工程",而是稱(chēng)之為"過(guò)程工程"(ProcessEngineering),這一名稱(chēng)實(shí)際上要比"化學(xué)工程"的范疇更廣,甚至更為準(zhǔn)確,凡是涉及一定流程與工藝的領(lǐng)域都是適用的。但我們習(xí)慣上還是沿用"化學(xué)工程"的名稱(chēng)。
二十世紀(jì)開(kāi)始,化學(xué)工業(yè)迅猛發(fā)展,在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中占的比重越來(lái)越大,客觀上需要化學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展和支持。隨著生產(chǎn)力的發(fā)展,人們對(duì)事物運(yùn)動(dòng)規(guī)律性的認(rèn)識(shí)也愈來(lái)愈深化,愈來(lái)愈有概括性。伴隨著其他領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步,人們逐漸認(rèn)識(shí)到化學(xué)工業(yè)中各門(mén)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(xué)工程手冊(cè)》的發(fā)表,初步提出了"化工物理過(guò)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(xué)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(xué)者提出:不管化工生產(chǎn)的工藝如何千差萬(wàn)別,它們?cè)诒姸嗟牡湫驮O(shè)備中進(jìn)行著原理相同的物理過(guò)程。1920年,美MIT成立了第一個(gè)嚴(yán)格意義上的化工系,時(shí)W.K.Lewis任系主任。1922年美國(guó)化工學(xué)會(huì)認(rèn)同了新的見(jiàn)解,引出了"單元操作"(UnitOperation)的概念,這一概念在蘇聯(lián)時(shí)期和我國(guó)則廣泛稱(chēng)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(chēng)為單元操作的過(guò)程主要有流體流動(dòng)、傳熱、干燥、吸收、蒸發(fā)、萃取、結(jié)晶和過(guò)濾等,以這些單元操作作為研究和學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容,是化學(xué)工程學(xué)科在二十世紀(jì)前半期發(fā)展的核心,其理論迅速成為發(fā)展化學(xué)工業(yè)的重要基石。這種把千變?nèi)f化、千差萬(wàn)別的過(guò)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(xué)工程學(xué)從"個(gè)性"到"共性"的第一個(gè)哲學(xué)性概括,是在一個(gè)系統(tǒng)整體性把握的高度上建立了一門(mén)技術(shù)科學(xué),體現(xiàn)了系統(tǒng)科學(xué)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(xué)工程學(xué)科中重要支柱之一的"反應(yīng)工程"亦逐漸浮出水面。從最初的德Winkler流化床煤氣化爐的應(yīng)用到德Bergim-Pier三相液化床煤液化工藝的開(kāi)發(fā),又到1931年丁納橡膠和氯丁橡膠的投產(chǎn),化學(xué)工業(yè)上發(fā)展的高峰持續(xù)不絕,1940年美國(guó)FCC煉油開(kāi)發(fā)成功,成為石油化工的起點(diǎn)。直到1957年,歐洲第一屆反應(yīng)工程會(huì)議,明確提出"反應(yīng)工程"的概念,成為化學(xué)工程學(xué)科的重要組成部分,是化學(xué)工程學(xué)的進(jìn)一步和諧統(tǒng)一。"反應(yīng)工程"的建立,乃至今日仍備受困擾的"過(guò)程放大效應(yīng)"問(wèn)題,及從"逐級(jí)放大"到"數(shù)模放大"的研究都帶動(dòng)了"化工過(guò)程系統(tǒng)工程"的發(fā)展,并共同體現(xiàn)了系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展的和諧層次律。
就在"反應(yīng)工程"發(fā)展的同時(shí),"單元操作"得到了更加深刻的認(rèn)識(shí),人們發(fā)現(xiàn)各單元操作之間存在著更為普遍的原理,"過(guò)濾只是流體傳動(dòng)的一個(gè)特例;蒸發(fā)不過(guò)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(dòng)量傳遞的特殊情況或特定的組合。這種認(rèn)識(shí)的深化過(guò)程并沒(méi)有停止,人們進(jìn)一步又發(fā)現(xiàn)了動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞之間的類(lèi)似性。于是從二十世紀(jì)50年代開(kāi)始,人們綜合了以往的成果,開(kāi)始用統(tǒng)一的觀點(diǎn)來(lái)研究三種傳遞過(guò)程。1960年,美威斯康辛大學(xué)(Univ.Wiscosin)的R.B.Bird教授出版了《TransportPhenomena》一書(shū),系統(tǒng)地采用統(tǒng)一的方法來(lái)處理三種傳遞現(xiàn)象,從此化學(xué)工程學(xué)科的核心過(guò)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(xué)和諧進(jìn)化律的又一體現(xiàn),使化學(xué)工程學(xué)達(dá)到了一個(gè)新的整體性高度,這種高度的和諧統(tǒng)一是對(duì)客觀世界本質(zhì)性的認(rèn)識(shí),并在學(xué)科上反映出了系統(tǒng)科學(xué)的基本原理和性質(zhì),其影響力是普遍性的,是跨學(xué)科的,不僅使"傳遞原理"成為化學(xué)工程學(xué)的重要基礎(chǔ),同時(shí)在生物工程、機(jī)械、航天和土木建筑等工程學(xué)科上也具有重要意義,并日益成為工程專(zhuān)業(yè)共有的一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課,只是側(cè)重點(diǎn)有所差異而已。
至此化學(xué)工程學(xué)科自身經(jīng)歷了一系列的演化和發(fā)展,并在短短的一個(gè)世紀(jì)中達(dá)到了一個(gè)前所未有的高度,涵括了眾多的生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域,如醫(yī)藥、化肥、能源、材料、航天、冶金、日用化學(xué)品等,每年為社會(huì)提供數(shù)以?xún)|噸計(jì)的千百萬(wàn)種產(chǎn)品,是人們衣、食、住、行須臾不可離開(kāi)的物質(zhì)基礎(chǔ),為社會(huì)繁榮作出了巨大貢獻(xiàn)。然而事物總是一分為二的,從人類(lèi)發(fā)展最為激動(dòng)人心的口號(hào)"征服自然"到今天龐大的工業(yè)化進(jìn)程,地球自然生態(tài)系統(tǒng)遭遇了前所未有的嚴(yán)峻局面,這之中,化學(xué)工業(yè)是造成大規(guī)模環(huán)境污染及惡性重復(fù)污染的主要過(guò)程之一,化學(xué)工程學(xué)科需要肩負(fù)起新的使命。1990年,"生態(tài)化工"(Eco-ChemicalEngineering)的概念提出來(lái)了,相應(yīng)在化工生產(chǎn)和過(guò)程工藝中提出了"清潔化工"和"綠色化工"的概念,因時(shí)應(yīng)勢(shì),化學(xué)工程學(xué)開(kāi)始了系統(tǒng)科學(xué)的自組織過(guò)程,這也是和諧系統(tǒng)對(duì)立統(tǒng)一發(fā)展的需要。在系統(tǒng)科學(xué)看來(lái),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(guò)外部和自身內(nèi)部的不斷協(xié)調(diào)、整合,在適應(yīng)環(huán)境的同時(shí)保持自己的特性并產(chǎn)生新的功能。從自發(fā)到自覺(jué)地,化學(xué)工程學(xué)吸收了自組織的理論,不斷在廣度和深度上充實(shí)、完善和發(fā)展。隨著新世紀(jì)的到來(lái),世界正發(fā)生著全球性的變化,經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境和技術(shù)等領(lǐng)域都面臨著新范疇新理念的變更和沖擊[3]?;瘜W(xué)工程學(xué)科需要因應(yīng)時(shí)展而改變傳統(tǒng)的限制,不斷有新的概念提出來(lái),如化學(xué)工程應(yīng)是伺機(jī)而待的專(zhuān)業(yè)(aprofessioninwaiting);化學(xué)工程師必須"besteepedintechnology",能夠創(chuàng)新、開(kāi)發(fā)、變換、調(diào)控和適應(yīng)取代;化學(xué)工程學(xué)科要從"ProcessEngineering"達(dá)到"ProductEngineering"再到"FormulationEngineering"。進(jìn)一步的綜合認(rèn)為,化學(xué)工程學(xué)關(guān)注著同時(shí)發(fā)生在非常廣泛的時(shí)空跨度內(nèi)的現(xiàn)象,必須具備多尺度、多目標(biāo)的方法來(lái)達(dá)到過(guò)程的總體優(yōu)化。涵括了五個(gè)方面[4,5]:
①Nanoscale(納觀尺度):研究量子化學(xué)、分子過(guò)程與分子模擬等。
②Microscale(微觀尺度):研究微粒、氣泡、液滴、控制界面膠束和微流力學(xué)規(guī)律等。
③Mesoscale(介觀尺度):研究換熱設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備、塔器以及傳統(tǒng)的"單元操作"和"三傳一反"等。
④Macroscale(宏觀尺度):研究生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)過(guò)程等。
⑤Megascale(兆觀尺度):研究環(huán)境過(guò)程和大氣生態(tài)過(guò)程等。
于是化學(xué)工程學(xué)的核心轉(zhuǎn)變到了"多尺度、多目標(biāo)擇優(yōu)"的概念,化學(xué)工程學(xué)科又到達(dá)一個(gè)新的和諧統(tǒng)一的高度,進(jìn)入了更高層次的系統(tǒng)工程領(lǐng)域。
新的發(fā)展的深度促使化學(xué)工程學(xué)科作出了一定尺度的"分化",然而這還遠(yuǎn)未結(jié)束,人們對(duì)世界的認(rèn)識(shí)還在不斷探索不斷深入,一個(gè)更深刻更普遍也更一般的問(wèn)題已經(jīng)觸到了化學(xué)工程學(xué)科的神經(jīng),觸到了化學(xué)工程學(xué)的認(rèn)識(shí)本質(zhì),并促使化學(xué)工程學(xué)需要有新的"融合"。這一問(wèn)題就是"非線性及其包涵的混沌原理",相對(duì)于"線性"是人類(lèi)認(rèn)識(shí)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(xué)角度看待世界的一種和諧統(tǒng)一;而在對(duì)"混沌發(fā)展"的研究表明,"混沌運(yùn)動(dòng)的普遍存在,揭示了自然界中實(shí)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(shí)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(fù)雜運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一性。這種統(tǒng)一性是一個(gè)觀察"整體"的問(wèn)題,只有在長(zhǎng)時(shí)間范圍(因?yàn)榛煦邕\(yùn)動(dòng)是一種長(zhǎng)時(shí)間行為)和更高層次復(fù)雜性中才能顯現(xiàn)出來(lái)。"[6,7]這一問(wèn)題涵蓋了自然科學(xué)和人文社會(huì)科學(xué)的眾多領(lǐng)域,具有重大的科學(xué)價(jià)值和深刻的哲學(xué)方法論意義。馬克思曾經(jīng)預(yù)言:"自然科學(xué)往后將會(huì)把關(guān)于人類(lèi)的科學(xué)總括在自己下面,正如關(guān)于人類(lèi)的科學(xué)把自然科學(xué)總括在自己下面一樣:它們將成為一個(gè)科學(xué)。"從這一角度上,"非線性"問(wèn)題是這種過(guò)程一體化的契合點(diǎn)以及整體認(rèn)識(shí)論上的共性[8]。當(dāng)站在這種整體性的高度上,化學(xué)工程學(xué)科獲得了全新的視野和更強(qiáng)大的分析解決問(wèn)題的能力,并最終具有了學(xué)科融合的基礎(chǔ)。
在整個(gè)化學(xué)工程學(xué)科的孕育、誕生和發(fā)展過(guò)程中,始終交織著學(xué)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(xì)化工、高分子化工等專(zhuān)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(xué)(化學(xué)、物理等)和技術(shù)科學(xué)(機(jī)械、材料等)的融合。正如物理學(xué)家普朗克(Planck)所指出的:"科學(xué)是內(nèi)在的整體,它被分解為單獨(dú)的部分不是取決于事物的本身,而是取決于人類(lèi)認(rèn)識(shí)能力的局限性,實(shí)際上存在著從物理到化學(xué),通過(guò)生物學(xué)和人類(lèi)學(xué)到社會(huì)學(xué)的連續(xù)的鏈條,這是任何一處都不能被打斷的鏈條。"事實(shí)上,當(dāng)化學(xué)工程學(xué)科的核心發(fā)展到"非線性混沌系統(tǒng)"時(shí),實(shí)現(xiàn)科學(xué)的融合已是其客觀系統(tǒng)性的需要,它需要強(qiáng)有力的非線性解算能力和綜合分析能力?;谌斯ぶ悄芎蜕窠?jīng)生物學(xué)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ArtificialNeuralNetworks)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(luò)特有的信息處理能力在愈來(lái)愈多的領(lǐng)域中展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景,它具有如下特點(diǎn)[9,10]:
①學(xué)習(xí):神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(guò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練后,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)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(luò)的健壯性(魯棒性),即工程上說(shuō)的"容錯(cuò)"能力。
③抽取:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(shuō)它能"創(chuàng)造"出未見(jiàn)的事物。
④模擬:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(yùn)行速度,可以逼近任意復(fù)雜的非線性系統(tǒng)。
當(dāng)然,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并非十全十美,其自身的發(fā)展就曾經(jīng)歷過(guò)相當(dāng)曲折的過(guò)程,但是,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANNs)特性的融合將是化學(xué)工程學(xué)科發(fā)展到非線性核心系統(tǒng)的自組織適應(yīng)和需要。例如采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng),適應(yīng)性、穩(wěn)定性和智能性均較好,能處理復(fù)雜工藝過(guò)程的控制問(wèn)題,也使得化學(xué)工程師不但也是機(jī)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(shí)際過(guò)程的創(chuàng)新、應(yīng)用、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)等問(wèn)題。
生產(chǎn)力的不斷發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步,人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然和改造自然的不斷深化,化學(xué)工程學(xué)科必將不斷"分化"和"融合",體現(xiàn)出和諧系統(tǒng)的無(wú)限發(fā)展性質(zhì)。
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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?,所以以前那種普通的反應(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??梢越档凸I(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(lài)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(chēng)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(zhuān)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)
1.1建立數(shù)學(xué)模型
工程上的計(jì)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(shuō)在函數(shù)的定義域中每一點(diǎn)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(jì)算機(jī),輸入程序,就會(huì)得到很精確的結(jié)果。除了上述問(wèn)題,還有很多化學(xué)工程的數(shù)據(jù)處理的過(guò)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(gè)數(shù)學(xué)模型,然后帶入計(jì)算機(jī),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(jì)算機(jī)的普及,越來(lái)越多的人把原本紙上的工作轉(zhuǎn)移到計(jì)算機(jī)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(shū)寫(xiě)、化工文獻(xiàn)的編輯、化工產(chǎn)品的說(shuō)明,這些文檔中常常會(huì)有大量的圖表、公式、特殊符號(hào),會(huì)話費(fèi)人們大量的精力和時(shí)間,進(jìn)而影響新信息的及時(shí)傳播。有了Office中的Word軟件,處理上述問(wèn)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(duì)文檔進(jìn)行多種編輯處理。編輯化工論文時(shí)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(shí)驗(yàn)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(yè)碼。
(6)復(fù)制和刪除方便。Excel工具的強(qiáng)大的分析數(shù)據(jù)功能可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),然后將其規(guī)律性地展示出來(lái)。在處理化工數(shù)據(jù)時(shí),我們可以利用Excel工具進(jìn)行求平均值、自編公式計(jì)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(qiáng)功能的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理軟件。可利用Origin進(jìn)行圖形生成,我們可以在軟件中輸入實(shí)驗(yàn)后得到的數(shù)據(jù),通過(guò)軟件得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線圖。為利用Origin工具繪制的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖。通過(guò)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
2結(jié)語(yǔ)
1.1傳熱理論研究進(jìn)展
近幾年來(lái),由于滴狀冷凝的實(shí)現(xiàn)與增長(zhǎng)冷凝表面壽命等相關(guān)問(wèn)題的影響,研究人員至今未將滴狀冷凝應(yīng)用到實(shí)際的化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中?,F(xiàn)在的機(jī)械、石油化工以及航空航天技術(shù)仍然在使用沸騰傳熱方式,利用這種方式來(lái)進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)。長(zhǎng)期以來(lái),人們一直致力于液體發(fā)生核態(tài)沸騰原因的探索,因?yàn)榉序v的形式多變又復(fù)雜,所以增加了研究的難度。尤其是在計(jì)算方面,更是存在一些嚴(yán)重的缺陷,使得計(jì)算的準(zhǔn)確率極低,而且還需要大量的實(shí)驗(yàn)做基礎(chǔ)。除此之外,水沸騰時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些氣泡,這些氣泡會(huì)影響到加熱器的表面,使得計(jì)算的難度再次加大。這都是現(xiàn)階段急需解決的問(wèn)題,也是現(xiàn)在研究的重點(diǎn)。
1.2微細(xì)尺度傳熱學(xué)研究進(jìn)展
微細(xì)尺度作為現(xiàn)代熱學(xué)中的一個(gè)分支,主要是研究熱學(xué)的一些規(guī)律以及微細(xì)的探討,研究前景非常廣闊。在研究微細(xì)尺度傳熱學(xué)的過(guò)程中,如果所研究的物體尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)比承載粒子的平均尺寸大,我們所假定的觀點(diǎn)依舊成立。但是由于我們研究的尺度比較微細(xì),所以原來(lái)假定的那些影響因素會(huì)發(fā)生一些改變,導(dǎo)致液體流動(dòng)的規(guī)律發(fā)生變化。隨著近幾年來(lái)納米技術(shù)不斷進(jìn)步,逐漸受到人們的重視,生產(chǎn)中的諸多領(lǐng)域都在引用尺度微細(xì)傳熱學(xué),如高度集成的電子設(shè)備、微型熱管等。
1.3強(qiáng)化傳熱過(guò)程的研究進(jìn)展
要想優(yōu)化傳熱過(guò)程,就必須從換熱設(shè)備方面進(jìn)行研究分析,優(yōu)化設(shè)備,從而提高傳熱效率。換熱設(shè)備主要就是進(jìn)行熱量的傳遞,熱量傳遞有逆流、順流、交差流、混合流等四種方式,其中逆流過(guò)程中產(chǎn)生的溫差是最大的,順流產(chǎn)生的溫差是最小的。我們應(yīng)該想辦法改進(jìn)換熱設(shè)備,使其能夠持續(xù)對(duì)外放熱,以此達(dá)到本次研究的目的。例如:我們可以發(fā)明一些新的換熱設(shè)備,采用新的傳熱材料應(yīng)用到設(shè)備當(dāng)中;改進(jìn)原有的傳熱設(shè)備生產(chǎn)工藝;參照原有的設(shè)計(jì)方案,結(jié)合現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化等。
2化學(xué)工程未來(lái)發(fā)展動(dòng)態(tài)
時(shí)代在進(jìn)步,科技在發(fā)展,大量的科技產(chǎn)品及技術(shù)不斷出現(xiàn)在人們的視野當(dāng)中,并且被廣泛的應(yīng)用,這就給化學(xué)工程的研究提出了新的研究方向。那就是在今后的發(fā)展當(dāng)中,如何給新技術(shù)的引用提供一些良好的服務(wù)及體系,并且將新形成的理論完善,使化學(xué)工程不斷進(jìn)步,朝著新的目標(biāo)發(fā)展。其次,現(xiàn)在主張全面發(fā)展,我們應(yīng)該研究一下信息、生物、能源、環(huán)境等方面的技術(shù),將這些與化學(xué)向結(jié)合,為化學(xué)工程的發(fā)展做出良好的鋪墊。
3結(jié)語(yǔ)