化工专业论文范文

2022-05-10

今天小编为大家精心挑选了关于《化工专业论文范文(精选3篇)》,供大家阅读,更多内容可以运用本站顶部的搜索功能。[摘要]化工原理课程强调理论与实践紧密结合,不仅对学生要求较高,而且对教师如何开展有效教學也提出了很大的挑战。根据化工原理课程自身特点和林产化工专业的教学需求,对课程的教学内容、教学方式、实验教学等多个方面进行改革探索,可有效加强学生对典型林化过程中单元操作的理解,培养具有工程观念的专业人才。

第一篇:化工专业论文范文

面向非化工专业化工原理教学改革的研究与探讨

摘要:化工原理是非化工专业中一门重要的技术基础课, 亦是一门理论与实践紧密结合的工程性课程。根据各专业特点,探讨面向非化工专业的化工原理课程理论教学、实验教学、课程设计三环节的改革与实践,能够更好的为社会培养具有创新精神和实践能力的高素质专门人才。

关键词:非化工专业;化工原理;教学改革

化工原理是化学工程与工艺、过程装备与控制工程、应用化学、环境工程、生物工程、制药工程等专业开设的一门理论与实践紧密结合、工程实践性强的课程,是自然科学领域基础课向工程科学的专业课过渡的入门课程。化工原理教学内容包括理论教学、实验教学、课程设计三个教学环节,应在这门课程的教学中使学生尽早建立工程意识,树立工程概念,培养学生工程思维、技术经济思维的能力,使学生能用工程观念分析、解决工程中的实际问题。

对于非化工专业,化工原理是由理到工起重要桥梁作用的专业基础平台课。但是由于化工原理理论教学中既有严谨的理论推导,又有实践经验的总结,同时在课程的各个章节中涵盖了大量化工设备的选型与设计知识,实践性强,难于理解;非化工专业化工原理理论课课时较少(一般为32课时或48课时);学生几乎从未接触过化工实际生产, 工程观念不强, 对于工程设备的种类结构及其操作缺乏直观认识,对知识接受较慢;课程的这些特点给“教” 与“学” 都带来了许多挑战。本文在传统的化工原理教学基础上,综合各专业特点,探讨面向非化工类专业的小课时化工原理课程体系,对其教学内容和教学方法做了如下改进。

1、理论教学环节的改进

1.1 阐明化工生产与非化工专业生产间的内在联系

对于大部分非化工专业,化工原理一般安排在三年级上学期,此时学生刚学完公共基础课,尚未正式接触专业课程,对专业知识及未来可能从事的工作对象了解不多,因此初学化工原理且感觉与本专业知识相差较大时,会打击学习积极性与能动性。因此,在开始化工原理课程的正式讲授前,讲授者应向学生着重阐明讲解该课程与其专业实际生产之间的内在联系,指明两类操作间的异同点,使学生充分认识到化工原理课程在专业学习中的重要性,才能从根本上提高学习主动性,在学习化工原理课程的同时建立起对本专业生产过程的普遍认识。

1.2 根据专业特点整合调整教学内容

化工原理课程的改革须紧紧围绕着该专业的培养目标和特点来进行,同时课程的设置必须满足社会需求。以制药专业为例,相比化工类专业, 化工原理教学学时要少得多,一般为32课时。因此,如何在有限的学时内,引导同学们在掌握基本化工操作知识的基础上,学会分析制药生产的过程原理、操作要领等,是一个非常现实的问题。

因此,要结合开课对象的专业特点,将课程的内容大幅度精简,突出重点,加强课程教学的针对性,同时,讲授者应适当介绍学生自身专业的新型生产技术,介绍学科新的发展和跨学科的新动态。

1.3 增选与专业密切相关的习题例题

目前,很多高校对不同专业(化工、化学、制药、生物等)化工原理的教学均采用一样的教材、一样的习题、一样的考核等等。这种单一的教学模式已经不符合时代特点和学生的实际状况。在现今的化工原理教材中,计算例题多是为了说明某公式的应用而假定或编套的,对于非化工专业的学生,难以达到应有的示例效果。讲授者应根据专业特点,增选合适的习题例题,力求所授例题均来自于实际的专业相关生产过程,能反映生产实际问题,增加真实性,同时计算结果应符合常见的工程取值,可与工程实际相比较,加强学生对工程计算特点的理解,让学生在解题中逐步建立工程的观念。这样不但可以强化课堂教学的目的性,提升了教学效果;而且通过该类例题的讲解,极大帮助学生们培养和树立正确的工程观念,锻炼学生们的工程分析与逻辑思维能力。

1.4传统教学法与现代教学手段相结合

多媒体教学和板书教学各有优缺点,根据课程特点,结合各专业的特点,采用多媒体结合板书进行课堂教学。

化工原理是一门工程实践性很强的课程,涉及复杂的化工设备结构和大量复杂的工程计算,传统的板书教学往往枯燥乏味大有纸上谈兵之意,使学生感到讲解内容过于空洞和难于理解。而多媒体教学通过文字、图片、动画等形式有机组合,形象动态地展示了化工单元操作过程和设备结构,信息量大,增加感性认识,便于学生理解和掌握一些复杂抽象的过程,为课程教学手段的改革开拓了一个新的方向。例如, 在讲授离心泵的工作原理时,利用动画素材, 将叶轮运转、液体在泵内的流向、吸液和排液等逼真地呈现出来,从而使学生非常容易地理解了离心泵的工作原理、内部结构和操作时应注意的问题。

2、实验教学环节的改进

化工原理实验是以化工原理为基础的一门工程实验课程,化工原理实验再现化工过程现象和客观规律。通过实验使学生熟悉单元操作设备的结构及性能,掌握其操作方法,加深对理论教学内容的理解。在实验教学过程中培养学生的实验技能、科学研究能力和解决工程实际问题的能力。

笔者教研室根据各专业特点,选择有代表性的实验内容,将化工原理实验按照相应各章理论教学的顺序进行安排,化工原理实验的顺序为流体阻力、离心泵性能测定、过滤、传热、吸收、精馏和干燥。既避免了实验的盲目性,还有利于加深学生对新知识的感性认识。

3、课程设计环节的改进

化工原理课程设计是化工原理教学三大内容之一,是化工原理教学中综合性和实践性较强、 培养学生技术经济和工程观点的重要教学环节。通过课程设计使学生初步掌握化工单元操作设计的基本程序和方法,熟悉查阅技术资料和国家技术标准,正确选用经验公式,确定经验数据,运用简洁文字和工程语言正确表述设计思想和设计结果,同時树立实事求是的科学态度、正确的设计思想和严谨的工作作风,提高学生综合运用所学知识,独立解决实际问题的能力,是对学生解决实际问题能力的一次全面的检验过程。

目前,在课程设计的选题过程中,寻找一些科研或生产中的实际问题作为题目,多为工艺计算量相对较少的换热器设计以及精馏塔设计,这样可以保证学生的主观能动性。设计内容包括设计方案简介、主要设备的工艺设计计算、典型辅助设备的选型和计算、工艺流程简图和主体设备工艺条件图等。

结论

综上所述,结合化工原理和各非化工专业的专业特点,笔者对非化工专业的化工原理课程的理论教学、实验教学及课程设计三个环节提出了几点建议,希望对小课时化工原理课程教学的提高有一定的借鉴作用,使学生尽早建立工程意识,树立工程技术观念,为后续专业课的学习打下良好的基础。

参考文献

[1] 黄德春,史益强,王志祥. 面向制药类专业的化工原理课程教改实践. 化工高等教育, 2009(3):30-32.

[2] 张锋,王志祥,黄德春. 动画在制药化工原理教学中的应用. 药学教育,2006(22);44-46.

作者:李鸣明 卢春兰 毛璟博 王雪峰 王卫京 张晓琳 詹世平

第二篇:林业高校林产化工专业开展化工原理教学的一些想法

[摘 要]化工原理课程强调理论与实践紧密结合,不仅对学生要求较高,而且对教师如何开展有效教學也提出了很大的挑战。根据化工原理课程自身特点和林产化工专业的教学需求,对课程的教学内容、教学方式、实验教学等多个方面进行改革探索,可有效加强学生对典型林化过程中单元操作的理解,培养具有工程观念的专业人才。

[关键词]化工原理;林产化工专业;教学改革

化工原理属于偏工程应用性的专业基础课程。该课程涵盖工业生产的典型单元操作过程,以“三传”过程(动量传递、热量传递、质量传递)贯穿整个课程体系,着重研究典型工业生产过程中所涉及的基本原理、设备选型及计算,内容覆盖范围广,知识面要求高。[1][2]在林业院校林产化工专业的课程体系中,化工原理课程一般开设在大三学年,即学生大一、大二完成自然科学基础课之后,大四开始专业特色课之前,具有承上启下、从理论到实践的过渡作用。[3]

参考国内外同行高校对林产化工专业的方向定位,结合南京林业大学的办学特色,本教研室对化工原理课程的教学改革实践进行了一些初步的探索和归纳,其落脚点是提高学生的工程素质、培养学生的双创意识、塑造学生的可适性,进而全方位提升学生的专业综合素养。

一、根据林产化工专业的特色安排教学内容

林产化工专业特色是采用化学与生物化学的方法,将林业资源加工转化为高附加值产品,要求学生系统掌握化学化工基础理论知识,以及森林植物资源化学加工和生物化学加工的基本原理。针对于此,我们首先完成常规化工原理的教学内容,系统讲授流体流动、流体输送设备机械、沉降与过滤、传热学、蒸发、蒸馏与吸收、干燥学等传统单元操作,在此基础上增加了新型分离传质技术,如萃取、结晶、吸附、膜分离等具有鲜明行业特色的单元操作过程。例如,针对林产化学品混合装置应用广泛的特点,我们在《沉降与过滤》一章中增加了“如何针对林产化学品产物特性,设计有效混合搅拌装置”的提高内容。在《传热学》一章中,针对林源天然产物属热敏性物料、分离操作温度不能太高的特点,我们增添了低温传热过程的原理和设计方法,精简了热辐射的教学内容。在《干燥学》一章中,着重讲述了天然产物提纯所必备的冷冻干燥技术,并介绍了近年来开发的介电干燥新技术。在《结晶与萃取》一章中,重点介绍了针对天然产物的低温结晶技术和超临界CO2萃取技术。通过有针对性的增减教学内容,使化工原理课程教学不仅仅满足于基础传递过程的单元操作理论教学,而且结合林产化工行业特色,紧密联系林化行业实践内容,使得学生“出得课堂,入得厂房”“学有所用,学有所成”。

习题练习是学生学习过程中有效的辅助教学手段。通过适量的习题练习,让学生强化课堂上较为抽象的理论知识点,掌握分析问题和解决问题的能力。[4]遗憾的是,现有国内外化工原理教材中,与林产化工相关的例题和习题几乎没有,主要原因在于传统化工原理习题集与林产化工背景相差太大,导致学生很难深刻理解各单元操作在林产化工中的实际应用。因此,我们借助各种渠道,从图书馆、设计院、工厂、网络平台等收集林产化学加工工程相关的单元操作例题和习题。例如,从许振良主编的《绿色分离工程》、安鑫南主编的《林产化学工艺学》、J.D. Seader主编的《Separation Process Princi?鄄ples》、W.L. McCabe主编的《Unit Operations of Chemical Engineering》等教材中寻找具有林产化工专业特点的练习题,从而让学生深刻理解单元操作理论以及如何解决林产化工行业中的基本问题。

在教学过程中,我们发现学生由于对专业认知的局限,造成学习主动性不足,几乎很难保证课前预习、课后复习的时间。针对于此,在每次课堂教学中我们都会抽出5~10分钟对所学重要知识点进行回顾和总结,在每章节的习题课中也结合工程实践,引入一些学生可以独立解决的工程小问题,采用启发式、讨论式的教学方式,不仅让学生快速掌握章节的重要知识点,也树立起学生对课程学习可解决实际问题的成就感,激发学生的学习热情,达到事半功倍的教学效果。

二、教学过程中改进教学方式方法

(一)重视第一堂课《绪论课》,第一时间吸引学生眼球

在多年的教学过程中,不时有学生提出“林产化工专业的学生为什么要学化工原理?”的疑惑。他们普遍认为,作为以最具有发展潜力的绿色生物为研究对象的林产化工专业的学生,却要花费一年的时间去学习相对成熟且应用于化工大生产的化工原理课程,是否值得呢?作为一线教师,如果不能第一时间透彻地给学生就这个“热点”问题答疑解惑,势必会影响学生后续的学习热情和学习动力。因此,化工原理的第一堂课《绪论》尤其关键和重要。[5]一般来说,“绪论课”首先是从化学工业的发展历程入手,介绍化工原理的诞生和发展历史、课程研究内容、涉及相关领域等。其次,针对部分林产化工专业学生有毕业读研或出国留学深造想法的特点,我们会介绍国外林产化工领域的知名专家教授。如:美国Uni?鄄versity of Wisconsin-Madison的知名教授Dr. James A. Dumesic课题组、美国University of Massachusetts?鄄Amherst的知名教授Dr. George William Huber课题组、西班牙皇家工程院院士Dr. A.Corma课题组等都是当前研究生物基化学品和生物质能源的领头人。而这些专家学者的教育背景基本来自化学工程或相关专业,这让学生懂得林产化工专业与化学工程专业的渊源相同,因此化工原理既是化工基础理论课,又是林产化工专业不可或缺的专业基础课。同时,提醒学生以后读研或留学深造如果选择林产化工、化学工程、生物工程、环境工程等专业就读,学好化工原理极具优势。通过以学生感兴趣的“工作、读研、出国留学”等为目标话题,潜移默化地引导学生树立起“学好化工原理对于工科学生来说有百利而无一害”的观点。

(二)理论联系实际,激发学生学习动力

如何调动学生学习积极性是每个教师必须思考的问题。在化工原理学习过程中,学生如果发现可以凭借课堂上抽象枯燥、晦涩难懂的知识点,去解决工程上甚至生活上的实际问题,必然会有很大的成就感,也就会有更强的学习动力。当然,教师在教学过程中,可以有意识地从一些与日常生活实际紧密联系的现象出发,让学生学会思考如何解释这些现象,进而引出本堂课要重点讲授的知识点,激发学生的学习动力和学习热情,促使学生养成积极思考问题和解决问题的习惯。[6]例如:在讲授《流体流动》章节时,引入城市下水道给排水工程的设计原理,提出在雨季时如何有效减小流动阻力,以避免淹水的问题,进而引出打造“海绵城市”的概念。在讲授《流体输送设备机械》章节时,引入人体心脏相当于血液输送必备的泵,为全身提供血液循环,提出强身健体以增强心脏活力,提高心脏“泵”的扬程,避免摄入过多高热量食品,以减小血液流动阻力,预防脑梗、心梗等疾病,进而引出养生对维持人体机能正常运转的重要性。在讲授《传热学》章节时,给学生提出浴室洗澡时大量蒸汽的提供和运输问题,以及锅炉房烧蒸汽的能耗问题,思考为避免热损失,如何对蒸汽管道保温以及如何提高换热效果。在讲授《蒸发》和《蒸馏》章节时,提出如何快捷有效地分离盐水和酒水的问题,结合制盐工业和酿酒工业,提出实际生产时应考虑能耗比等经济性指标。在讲授《干燥学》章节时,结合南方夏天梅雨季时间长、晾晒不易的特点,提出饱和湿空气无法干燥、不饱和空气干燥效果有差异的现象,进而引出湿空气的若干理化性质,让学生动手计算空气的干燥能力等等。上述的这些问题既活跃了课堂学习氛围,又大大调动了学生的求知欲和主动性。此外,课堂上我们引入一些有趣的小现象,通过类比思考,让学生快速掌握重要知识点。比如:讲授《传热学》中的传热阻力和传质学中的传质阻力时,可以引用城市交通的堵车现象来解释阻力大小的关键点判断,以及如何抓住阻力控制点以达到减小传热/传质阻力的目的。讲授《传热学》章节中対数平均传热温差知识点时,指出班级里女生平均分一般都高于男生平均分的现象是由于女生的整体分值一般都比男生的分值要集中,进而揭示逆流传热效果优于并流传热的结论。上述这些实例可能不是很恰当,却可以很好地吸引学生的注意力,进而深入了解每个不同单元操作的本质,思考单元操作过程中的目的和意义,从而掌握相应的知识点。

(三)灵活运用多媒体教学,弥补传统教学的不足

随着计算机网络科技的发展延伸,运用多媒体辅助教学已成为当今教育的主流,其中的微课和慕课(MOOC)更容易让学生直观接受[7],这两者主要是以音频、视频为主要载体,包含教学设计、课件教案、教学评价、测试练习及学生反馈、教师点评等辅助性教学资源,可以突破传统课程时间、空间的限制,依托互联网满足学生的学习。

在化工原理教学过程中,我们发现绝大部分学生由于很少接触工程领域,往往对实际工业生产中所涉及的容器设备缺乏概念认识,难以理解其工作原理和内部复杂的结构,而这些知识点在课堂上很难直观表达。[8]针对于此,我们充分利用互联网等先进的信息技术,录制了离心泵工作點详解、精馏课程习题、传热过程知识点讲解等微课课程,并着手于林产化工专业化工原理慕课(MOOC)建设,教学效果显著。例如:在求取离心泵工作点课程中,我们运用Flash动画直观演示层流、湍流、过渡流的流线形成、离心泵内/外部结构以及著名的气缚与气蚀现象,通过动画直观模拟泵设备的工作状态。学生可以通过这种直观的虚拟仿真演示,第一时间掌握课程中的难点与重点,加深对单元操作原理的理解和相关设备的感观认识,弥补学生在工程方面基础薄弱的缺点。

三、以学生动手为目的,改进实验教学

作为化工原理课堂教学的配套与延伸,化工原理实验课教学在培养学生的动手能力、积累学生的工程实践经验、激发学生的实践创新热情方面起着至关重要的作用。[9]根据林产化工专业的培养要求,结合我校化学工程实验中心的具体条件,我们在教学硬件上更新和增加了部分具有林产化工特色的实验教学设备,有意识地提高了设计型、综合型实验比例,减少了部分验证型实验。由于现有大学本科教育中通识教育的过度重视,导致部分偏动手实验的专业课程学时一再被缩减,造成学生工程方面训练的不足。针对于此,我们在化工原理实验教学大纲中除了保留传统的流动阻力测定、离心泵特性曲线、传热、过滤、精馏、吸收和干燥等实验外,还特意新增了管路拆装实验,即让学生从最基本的管路组装开始,锻炼学生的工程应用能力。此外,作为江苏省级实验教学示范中心,我中心还增添了多功能反应精馏、超滤纳滤膜分离、塔盘萃取和冷冻结晶等与林产化工行业密切关联的实验装置。为弥补部分实验装置价格昂贵、占地空间大、资源相对匮乏以及某些实验装置具有一定危险性的不足,我中心于2015年开始着手虚拟仿真试验中心的建设,与北京东方仿真等知名软件公司合作开发具有林产化工特色的传热传质单元操作与典型林化过程的实训仿真软件,使学生切实感受实验装置流程及操作步骤,着重培养学生的复杂工艺动手操作能力,加深学生对工程概念的理解和训练。例如,松香胺产品是林产化工专业萜类化学与利用方向的主要产品,是核心专业课程《林产化学工艺学》中的主要内容之一,也是学生毕业实习的重点学习内容之一。[10]2016年我们以校外实习基地广西梧州松脂股份有限公司、广西桂林化工厂等企业的松香、松节油生产和松香胺生产为模本,与北京东方仿真合作开发“歧化松香三维虚拟仿真培训系统”。该系统以工艺及设备仿真数据为基础,开发三维虚拟现实展示并对外提供通用数据库接口,为学生开展林产化工综合自动化实验教学提供一个专业流程的环境。工艺采用国内外主流生产技术,充分考虑现代专业企业的真实生产过程。整套流程覆盖典型化工原理单元操作过程,具体包括松脂原料输送、松脂熔解、熔解脂液的净制、水蒸汽蒸馏分离松香、松香氨化脱水生成松香腈及松香腈高压加氢生成松香胺等主要生产工序,所有工序包括过程操作参数的监测与控制(DCS系统),在线仿真培训考核系统。该系统采用开放的软件平台和第一视角的虚拟仿真环境,可实现工厂数据的真实再现,真实还原实际工厂一线的现场状态。为培养学生的工程实践能力,我们还设计了部分可拆装设备,以便学生拆装、认识掌握设备内部结构,从而达到理论与实践相结合。

可以看出,林产化工学科特色明显,对学生的专业素养要求较高,对化工原理课程教学已不仅仅局限于传统教学要求,更需要我们积极思考。通过合理安排教学内容、改进教学方法和手段、更新典型林化过程实验装备、引入虚拟仿真实验教学环境等手段,为培养具有前瞻科学视野和工程实践观念的复合应用型人才打下坚实的基础。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 陈敏恒,丛德滋,方图南.化工原理(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2003.

[2] 夏清,陈常贵.化工原理[M].天津:天津大学出版社,2005.

[3] 蒋建新,赵永虎,朱莉伟,曹文军.林业工程类专业“化工原理”教学改革与实践[J].中国林业教育,2008(5):48-51.

[4] 叶长燊,邱挺,李玲,施小芳,杨臣,林述英.化工原理课程体系中工程素质与能力的培养[J].化工高等教育,2016(3):57-63.

[5] 林艳红,袁晓玲,张桐江,孟繁雨.《化工原理》绪论课教学的重要性及授课策略[J].广州化工,2016(6):205-206.

[6] 晏丽红,杨宗政.激发学生学习兴趣,活跃课堂教学气氛——化工原理课堂教学方法的探索和实践[J].化工高等教育,2014(1):105-108.

[7] 张琪,陈乐,韶晖.微课促进高校化工原理教学改革的应用研究[J].大学教育,2016(6):155-156.

[8] 张桂军,杨志远,禹练英. 谈《化工原理》学习方法——化难为易、化繁为简[J].广州化工,2009(6):226-227.

[9] 吕海霞,杨志杰,张艳辉,尚龙安.基于应用型人才培养的化工原理实验教改探索与实践[J]. 化工高等教育,2016(1):26-30.

[10] 安鑫南.林产化学工艺学[M].北京:中国林业出版社, 2002.

[责任编辑:罗 艳]

作者:顾晓利 陈慕华 姚建峰 徐勇 王飞

第三篇:大型石油化工企业资源与化工专业学生生产实习的融合与实践

摘要:生产实习是化工专业大学生接触社会,在实践中检验在学校所学知识、提升综合素质的重要途径。本文从培养方案、大型化工企业资源利用以及化工专业大学生生产实习模式改革等视角探讨了化工专业大学生生产实习的现状及与大型石油化工企业资源与生产实习的融合与实践。

关键词:生产实习;化工企业;资源利用;融合;工程实践

化工生产实习是化学工程与工艺专业教学计划中一项重要的实践环节,是在工厂现实中学习并培养工程实践能力的过程。通过生产实习,可以使学生了解化工产品的生产情况,从而加强工程观念,并逐步把已学的理论知识与生产实际联系起来,为今后的工作与就业奠定基础。

然而,化工工科实习生与其他专业的学生相比,其进行生产实习的难度较大。化工企业一般不希望大学生在实习过程中发生什么事故,也不希望影响正常生产或为此投入过多的人力财力,从而增加生产成本。另外,由于我国大部分化工类企业未建立完善的实习基地,有时企业只是碍于合作关系接纳实习生,并不能真正安排学生到生产一线进行具体的生产操作实习。即使到生产车间,也只能是介绍或观看生产设备与流程,一般多为走马观花,不允许学生动手。化工专业学生实习不能接触到生产一线将使学生参与实习的积极性降低[1]。这就在现实中形成一个怪圈:一方面,企业急需具有生产实践能力的化工专业毕业生,另一方面化工学生难以找到真正愿意为其提供实习岗位的企业[2,3]。

本文从培养方案、大型化工企业资源利用以及化工专业大学生生产实习模式改革等视角来探讨化工专业大学生生产实习的现状及与大型石油化工企业资源与化工生产实习的融合与实践。

一、培养方案对生产实习的基本要求

在化学工程与工艺专业的培养目标和课程设置上,特别是在教学与培养过程中生产实习等实践环节是非常重要的。对贴近工程实际的主干课尽可能设置课程设计。如我校化工专业设置了金工实习、认识实习、生产实习、毕业实习、化工仿真实习、专业课程设计等,机械制图、化工原理、化工设备机械基础等课程均安排了1周左右的课程设计,此外还有精细化工工程师实训3周,毕业设计16周等实践环节。

在课程设计中,尽量让学生设计贴近专业方向特色及化工生产实际的课题。在毕业设计过程中,加入了现代化设计手段的应用,要求学生全部使用计算机进行设计、Aspen plus模拟、CAD绘图等。方案要求工程设计类及生产实际课题占有一定的比例。通过设置综合的实践培养方案,极大地提高了学生的工程实践能力。

中国化学工程专业学生的实践教学一直处于薄弱状态,大多数学生处于“被动实习”的状态。学生为学分而参加实习,迎合职业规划实践教学的实习要求[1,4]。只有改革化工专业的生产实习教学,才可能消除这些现象,提高实践的质量,进而培养具有工程实践能力的高素质人才,满足社会的需要。

二、大型石油化工企业资源与化工专业学生生产实习的融合

探索良性的生产实习基地建设模式是科学组织实习的保证。建立校外实习基地具有人员稳定、管理规范、设施齐全、可实战训练等特点,是实践教学体系中极为重要的一环。经过多年的考察与调研,利用大型石油化工国企资源进行化工专业生产实习是探索化工专业实习基地建设新模式。

北京燕山石化隶属于中国石油化工集团公司,成立于1970年,目前年原油加工能力1000万吨,乙烯生产能力超过80万吨,是我国重要的高品质成品油、合成橡胶、合成树脂、苯酚、丙酮的生产基地之一。近年来,燕山石化保持了持续健康发展的良好局面,先后荣获全国五一劳动奖状、中央企业先进基层党组织、全国企业文化示范基地、全国“安康杯”示范企业、中华环境友好企业、中国节能减排功勋企业、国家职业卫生示范企业、“中华宝钢环境奖”等荣誉称号。

由于我校地处风景如画的旅游城市桂林,当地没有大型化工企业,无法安排生产实习地点。同时,目前的大型化工企业考虑安全性与本身的效益,一般不让学生在实习期间动手操作。而生产实习时间较长,近年来的实习学生感觉收获不大。经过考察交流,我校化学工程与工艺专业自2013年开始在大型石油化工企业的优质实习资源暨“北京燕山石油化工公司及其与北京石油化工学院共建的实习基地”进行生产实习。生产实习期间,学生不仅可以参观大型石化企业的炼油厂及多个化工分厂,更主要的是可以在基地所建的“临氢异构化车间”亲自动手进行工业化生产操作。这是目前国内建设的唯一一个学生可以自己动手的石油化工仿真生产车间(参见图1)。同时,还通过物理仿真过程了解完整的大型化工及石油化工生产工业过程。在有限的实习时间里,使学生的企业实践的能力都得到锻炼,达到实习大纲的要求。

三、生产实习内容与实习过程

在北京燕山石化生产实习的内容主要包括三大方面,分别是炼油、化工厂和化工仿真实习。在燕山石化第二炼油厂(参见图2),学生以熟悉设备与工艺流程为主,主要在一蒸馏车间、连续重整、烷基化、联合重整车间、气体分馏等12个车间或装置进行实习。在车间里,学生看到了国内外先进的大型炼油化工设备,对课本上学习的蒸馏塔、各种形状的储罐、泵等设备实体有了实践认识。

通过对高压聚乙烯、常减压仿真操作,掌握了电脑操控生产车间的各参数,以及开车和停车,模拟完成了全套培训。学生学会了DCS系统操控整个工艺过程的阀门开关以及各工艺参数,了解了石油化工生产工艺的精髓,为以后的工作做好了铺垫。

在临氢异构化车间,学生在熟悉整个生产线的工艺流程和生产连续性、自控系统的基础上,亲自动手进行了工业生产操作,完成了动手开关阀门、加料、控制参数、记录工艺工程、常用生产线的安全检修等全套生产过程。对一些常见设备,自己动手拆卸和组合,掌握这些设备的工作原理和使用。

在化工专业大学生生产实习过程中,采用现场实习与仿真实习相结合的教学模式,可解决以往传统生产实习教学中的许多矛盾,如实习工厂难找、实习经费短缺、危险性大,实习效果不佳等。实践证明,把仿真技术用于学生的生产实习,不但受到了学生的欢迎,提高了实习质量,同时也为今后其它课程教学的开展打下了基础。2015年9月,桂林理工大学也建成了自己的化工仿真实践教学工厂。

四、大型石油化工企业资源与化工专业生产实习融合的体会

管、塔、罐、釜、槽,是化工生产所使用的主要机械器具,其局限性是操作人员只有通过仪器显示、自动记录等来分析内部过程的变化,而非直接观察到操作的变化对生产的结果影响。而对于第一次参加生产实践的学生来说,并不能接触生产实际过程,对生产的了解仅限于看、问、听和说的程度,因此对生产过程中的参数变化关系以及这些参数的变化对产品质量的影响问题并没有系统的了解和认知[5]。通过燕山石化公司的生产实习,使得化工专业学生对生产实践中的操作和系统认知有了明显的提高。通过近几年的在北京燕山石化的化工生产实习,老师与学生们主要有以下一些体会:

(一)高等工科院校的人才培养方案中占有较重分量的就是生产实习,化工专业学生的生产实习过程是学生将理论结合实践的有效途径。通过实习,不仅可以丰富和巩固理论知识,提高解决实际工程问题的能力,更是充分发挥实习学生的积极性,拓展专业视野,热爱自己的专业。

(二)实际的生产过程中,理论的生产工艺条件可能并不适用,那么就需要培养学生积极丰富的思维和敏捷的操作,根据实际的生产做出迅速的判断和调整,以达到优化化工生产工艺参数的实际效果。通过实践环节的培训,在培养学生在化学工程、创新能力、工程实践和综合能力等方面都有很大的好处。

(三)计算机系统与控制等应用技术结合的实践方法被运用于仿真实习中,其特点是图、文、声、形齐全,集视、听、动手于一体,模拟出一个真实的化工工艺生产过程,生动有趣,提高学生兴趣。以前学生以为电脑操控是很简单的工作,但通过生产实习并且通过自己动手操作后才深刻地体会到这是一件非常不容易的事情。因为稍微调动任意一个阀门或者流量等参数将会有一系列的连锁反应。

(四)在化工仿真模拟训练中,让学生模拟操作工业环境中操作各开关、阀门、生产设备,通过对工艺参数的全面控制和调节,来体验实际生产过程的复杂性、变异性和风险性,从而使化学工程专业学生的实践能力和专业认知得到明显提高。

五、结束语

面对化学工业科学技术的迅猛发展和高等工程素质教育改革的深入开展,面对化工专业大学生就业竞争的加剧,作为化工高等教育工作者还需要不断努力、不断探索,使我们培养高素质化工应用型人才的理念更加清晰、目标更加明确。充分利用大型石油化工企业资源与化工专业学生生产实习进行融合,加强操作能力在培养大学生创新精神和工程实践能力中的作用,提高化工专业大学生的综合素质,为推动我国化工高等教育改革和培养现代化建设的高素质应用型人才做出应有的贡献。

(作者单位:1.桂林理工大学化学与生物工程学院;2.中国石化集团公司北京燕山分公司)

基金项目:广西教育科学“十二五”规划项目(桂教科学[2015]11号,立项编号:2015C365)

参考文献:

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[5]陈丽,冯利,胡红旗,李红梅.浅谈化工类生产实习的实践和体会[J].吉林化工学院学报,2004,21(6):74~77.

作者:李和平 刘峥 李兴顺

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