化学化工论文大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇化学化工论文范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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2绿色化学化工产品的发展研究

即使人们都十分清楚绿色化工化学的优点与好处，但是在实际的生产过程中很少有人对其高度重视，所以绿色化学化工在我国发展过程中有着诸多的问题，例如社会关注程度不够、发展模式单一、人才匮乏等。现阶段我们能做的就是利用一切可利用的方法，最大限度地将绿色化工化学进行全面推广与宣传，从根本上减少环境污染，实现经济的可持续发展。

2.1加大宣传力度，转变生产方式

虽然绿色化学化工产业已经兴起多年，但在全社会范围内，它还未能被深刻的认知与了解，这在很大程度上，阻碍了其良性发展。因此，我们要从全社会范围内，通过各大平面媒体和网络、电视、广播对绿色化学化工加大宣传力度，使人们对绿色化学化工有深刻的认知与了解。

2.2在学科教育上加大投入与合作，力求创新

绿色化学化工的发展不仅仅是依靠微观的分子水平的化学，还要依赖宏观的大规模的化工技术，因此，要在一定层次上促进两者的结合与协作。国家应加大对绿色化学化工的资金投入，建立与绿色化学化工有关的国家实验室以及教学基地，作为发展绿色化学化工的创新性平台，设置激励机制，鼓励创新，并持续不断地为实验室和教学基地的发展提供资金保障。

2.3重视人才培养

在我国，绿色化学化工属于新兴产业，因此，相关部门必须建立起完备的人才培养体系，为了长远发展储备人才力量。具体来说，高校应该开设有关绿色化学化工的相关学科课程，供感兴趣的学生进行学习。化学化工产业应该制定严格的培训体系，对相关从业人员进行培训，从而保障这一新兴产业的可持续发展。

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在当前高校转型发展的大背景下，实践教学在本科教学中的重要性日益增强。作为综合性实践教学中最重要一环的毕业论文，对培养学生综合运用所学知识解决实际问题和进行科学研究及训练具有不可替代的作用[1]。然而，现阶段高校的毕业论文都安排在学生毕业前的最后―个学期，时间短、任务重，并且与考研及就业冲突，严重影响毕业论文质量。为此，我们对2011级和2012级本科生毕业论文（设计）工作进行了一系列的探索，取得了―些卓有成效的效果。

一、目前化学化工类毕业论文（设计）工作中存在的问题

高校毕业论文（设计）工作一般安排在第八学期进行，有些指导教师自身科研实力突出，学生选题具有很强的前瞻性和可扩展性，有些教师有较深的工科背景及横向研究经历，学生选题具有很好的应用价值和深入研究的潜力。毕业论文（设计）所在的第八学期恰恰是学生联系就业的关键时间，学生往往忙于就业，无心论文，时间短、任务重，并且与考研复试、资格证考试、公务员考试冲突[2]。化学化工类毕业论文往往依托实验，需要大量的实验数据支撑，实验实践时间需求较大，导致很多课题刚刚获得突破就急于结题，有些课题还未优化结果就要撰写最终结论，一些很有潜力的课题还没有实质性的进展就随着毕业而被束之高阁。学生为了突击应付毕业论文工作，只好假题假做，甚至有些学生进行网上抄袭或者使用百度百科等网络文章拼凑成论文，有的学生找人论文，还有的学生直接改用本专业往届学长的合格毕业论文上交等[2]。这些做法不但使得学校安排学生写作毕业论文（设计）的培养计划失去应该的作用和意义，还浪费稀缺的教育资源，败坏学术风气。

二、针对毕业论文（设计）存在问题所做的探索

针对目前毕业论文（设计）工作所面临的困境，我院经过大量研讨和调查后，对毕业论文工作进行了探究。

1.毕业论文（设计）提前进行的探索

因为毕业论文环节放在第八学期，就业等原因影响了毕业论文的进度、质量，所以我院尝试对毕业论文（设计）灵活化处理，允许学生根据自身实际情况在第六学期结束的暑期至第七学期开学前三周的时间段内申请提前选题，部分学生暑假即可开始进行毕业论文相关工作。考研深造的学生可以利用长达一年的毕业论文系统的进行系统的学术训练，化工设计类的学生可以将毕业论文工作和化工设计竞赛的准备工作有机地结合起来，而对于就业的学生则避开联系就业的关键时间。

在第六学期结束时，化学专业的学生已经修读无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、化工原理及相应的化学实验，已经基本具备处理化学问题的基础知识和基本实验技能[3]；文献检索、专业英语、毕业论文写作及学年论文更是为毕业论文工作的提前开展打下坚实的基础。因此，在第六学期结束时，学生提前进行毕业论文完全具备实现的基础。

2.毕业论文（设计）与实习相结合的探究

高校本科实习工作一般安排在第七学期进行，将毕业论文（设计）时间提前至第六学期结束的暑期的话与实习工作并无太大冲突，但是在实际操作过程中，部分学生提前进行毕业论文设计时间是第七学期开始，同时是本科实习开始的时间。这得益于我院的另一项探索即毕业论文（设计）与实习相结合的探究。我院与实习单位达成校外毕业论文（设计）合作教育协议，针对确定从事该行业的同学提供顶岗实习岗位。合作培养，共同指导学生的实习、毕业设计等环节，学生可以在实习单位参与一线生产的同时，完成第七、第八学期的相关学业。

三、毕业论文（设计）所取得的成效以及问题

针对毕业论文（设计）施行的一系列的举措，我院很好地缓解了毕业季毕业论文（设计）工作中存在的问题，并取得了显著的成效。毕业论文期间本科生参与发表学术论文六十余篇，2011级和2012级毕业生共有241名成功考取了硕士研究生，李全良老师等指导的毕业生在第九届全国大学生化工设计竞赛中荣获二等奖，两届所有学生毕业论文（设计）均取得合格以上的成绩。

总之，根据化学化工学院的实际情况，毕业论文（设计）提前进行的探索和毕业论文（设计）与实习相结合的探究均取得了良好的效果，有效缓解了毕业论文（设计）工作中一些迫在眉睫的问题，较明显地提升了本科毕业论文（设计）质量。

参考文献：

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2精选实验内容,实施绿色化实验教学

无机化学实验教学长期处于理论课的附属,选择的实验内容基本上是都是对理论课上所讲的理论的验证。要想满足教学大纲所规定的培养目标的要求,就必须精心选择实验内容,尽量减少验证性实验的比例,增加综合性、设计性实验的比例,将绿色化学理念贯穿在实验教学过程中,减少有毒有害实验药品的用量,在实验过程中尽量避免有毒有害的化学产物或副产物的生成,减少对周围环境造成的污染。提高实验试剂的利用率和药品的使用率,将实验产生的废液集中存放并按要求进行无害化处理,尽可能的回收再利用,注重对学生环保意识的培养。

3在实验教学中引入多媒体教学手段

多媒体技术是近年来发展非常迅速的网络技术之一,在无机化学实验教学中,一些抽象的原理和现象,很难通过单纯的语言讲解让学生理解,因此可以通过多媒体教学把难懂的原理和现象,具体而形象的展现的屏幕上,来帮助学生理解与掌握。多媒体教学具有较强的直观性,引入的素材较多,能够声形并茂的将抽象的原理,形象直观的表达出来,提高知识传授的效率,充分调动学生的学习积极性,学生的主体地位能得到更深刻的体现。

4更新实验教学方法

目前无机化学实验的教学方法有很多种,包括注入式、启发式、探究式等,而在实际教学过程中并不是只用一种方法,二是采用多种方法并用的形式,我们要改变传统的知识灌输式的把知识全部灌输给学生,学生只是被动的接受,取而代之的是,引导学生去主动学习,学生对实验内容中的知识点进行小组讨论,老师在实验过程中只起到监督和指导的作用,及时纠正学生的实验过程中的不规范操作,引导学生认真观察、分析解释实验现象,并以小组的形式讨论实验结果,使学生正确的理解和掌握实验原理。在实际教学过程中,采用多种方法联合并用的方式,从而提高无机化学实验的教学质量和水平。

5改善实验室的硬件设施

实验室是无机化学实验教学实施过程的主要场所,学生在这里不仅增长了实验技能,也提高了实践创新能力。在无机化学实验的内容里会涉及一些基本仪器的使用操作,这些仪器的更新程度直接反映出实验室的教学水平。随着时代的发展,科技的进步,仪器设备的更新换代非常快,只有跟上发展的步伐,引入先进的仪器设备,才能培养出与国际接轨的人才。因此,高校要增加实验经费的投资,建设高标准、高水平的无机化学实验室,健全实验室的管理体制,完善基础设施建设,建立更高级别的无机化学实验教学基地。

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2改革教学方法,加强学生知识、素质和能力的培养

改变单一的教学模式，促进教学方法的更新，培养创新能力。有机化学教学，不是要学生死记硬背诸多有机物质的结构、性质、用途和制备方法，而是要让学生掌握研究问题的方法和思维规律，培养学生敏捷、灵活、准确、独创、严密的良好思维品质，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。改革纯课堂讲授的教学方法，培养基础扎实，知识面广，有创新能力的现代化社会急需的创造型人才。结合本专业的教学实际,更新教学方法，把教学分成4个主要环节，即：“读、讲、做、练”相结合的方式进行。

(1)“读”注重学生自主学习和综合能力的培养。本科生起点较高，自学能力较强，要指导学生阅读教材，预习和课后复习，逐步培养学生的自学习惯。

(2)“讲”注重学生好奇心和学习兴趣的培养。如果按传统的教学方法按部就班地讲授，学生会感到枯燥和乏味，久而久之学生的学习主动性会降低。教师应以启发、诱导、提问、释疑等方式进行教学，使学生尽快明白和掌握教材中的重点、难点和关键。或者将各种边缘学科的精彩内容适当引入教学中，提高学生的好奇心和学习兴趣。

(3)“做”注重学生创新能力和科研素质的培养。有机化学实验课教学对培养学生动手能力、周密思考、仔细观察、探索问题、学习兴趣和科研能力方面具有重要作用，同时也是提高学生综合素质、培养学生创新能力的重要途径。高度重视实验教学环节，增设综合性、研究性实验，选择与专业密切相关的基本操作进行强化训练，通过做实验激发学生的学习兴趣,培养和提高学生操作技能、动手能力、观察能力和思维能力，培养学生严谨、科学、实事求是的学习态度。

(4)“练”注重学生分析问题和解决问题能力的培养。通过多种练习方式，课堂的边讲边练，课后的作业练习等等。此外，开展讨论、撰写小论文、专题讲座以及举行知识竞赛活动，灵活运用各种方法，全面提高学生的综合素质。

3采取多种教学手段,激发学生兴趣

教师利用信息技术授课，可以让教学内容以各种形式呈现，激发学生学习的兴趣，建造学生可参与和自主学习的环境，从而发挥学生的主体性。多媒体教学手段拓展了课堂的时间和空间，可使复杂抽象的知识简单化、具体化。有机化学结构、反应机理、电子效应等教学，概念多且抽象、枯燥，因学生缺乏空间结构意识和空间想象力，黑板上的平面板书无论如何也难以唤起学生的共鸣，是教学的难点。采用多媒体教学可以插入图片和视频，动画或漫画，逼真的主体画面、清晰的比较鉴别、精练的规律归纳，牢牢地吸引住学生，激发他们的求知欲。另外，利用计算机多媒体技术可以做到高密度的知识传授，大信息量的优化处理，大大提高课堂效率，较好地解决当前有机化学课程(特别是非化学类的有机化学课程)学时数少和教学内容多的矛盾，因此在教学过程中适当地使用多媒体辅助教学，对提高教学质量具有重要的意义。但对于多媒体技术的运用要注意和课程内容的有效结合，做好相应的编排和合理使用，避免因为过分追求信息量而出现的内容混乱及繁杂。另外，当前学生的社交手段中，网络是重要的一种方式，QQ、BBS等使用较多，如何利用这些媒介拉近教师与学生之间的关系进而提高他们对有机化学的兴趣对于培养学生创新性思维有着重要的意义。针对有机化学内容分散，知识点多的这种情况，我们充分利用了网络媒介进行课下辅导，取得了良好的效果。利用FTP进行课件公开，方便学生查阅，创建QQ群进行讨论和答疑，并在QQ空间上将典型问题列出并加以解释，这种方法促进了学生的主动学习，并且可以及时获得疑难问题的针对性解答，拉近了师生距离，也有效提高了教学效果。

4深化实验教学改革

有机化学是我校的校级精品课，它是一门以实验为基础的学科，在大学二年级开设。此阶段的学生正处于实验技巧、独立实验能力提高的阶段，因此做好这一阶段的教学，对培养学生的实践能力与创新能力有着极其重要的意义。

4.1将单元实验整合成综合型实验

《有机化学实验》教材中化合物的制备，大多是单个有机化合物的制备，缺少综合型、设计型与创新型强的实验内容，不利于培养学生的动手能力、分析问题解决问题的能力,更不利于创新能力的培养。综合型实验是该实验课程知识的综合体现。所谓综合型实验既包括多步骤连续综合实验又包括合成、分离、提纯以及检验等实验。多步骤的综合实验不但可以提高学生的实验技能，缓解由于扩大招生，学生人数增多，实验药品消耗多的矛盾，节约经费开支。同时,多步骤综合实验，由于试剂的回收利用，减少了对环境的污染，有利于环境保护，体现了绿色化学的特点。

4.2增加绿色应用性综合型实验

随着绿色化学的提出，科学实验的环境保护问题越来越引发人们的关注。因此，我们增加了天然有机物提取等实验内容，如从茶叶中提取可作为中枢神经兴奋药的“咖啡因”和“茶多酚”，以取代原有机化学实验中毒性较大的“环己烯的制备”和“偶氮苯的制备、光异构化和薄层色谱实验”两个实验。既激发了学生学习有机化学的兴趣，又培养了学生将实验成果及时转化为经济效益的意识。

4.3开设开放实验

在本科生完成有机化学实验必修课的同时，适时增设开放型试验。开放实验首先要满足以下一些要求：①具有综合性；②实验的绿色化；③必须是学生爱做的实验；④能丰富学生的知识水平。另外，还要具有如下五个特点：一是实验时间和空间的开放；二是实验内容上的开放；三是指导方法上开放；四是教学手段和管理手段的开放；五是实验教学评价的开放。这种实验教学方式的根本目的就是克服传统实验教学中学生的角色比较被动的弊端，注重学生的主体作用，激发学生的创新积极性。

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(一)模块化人才培养方案改革的基本步骤及结果

1.修订人才培养目标我们将化学T程与工艺专业新的人才培养目标修订为本专业培养具有高度社会责任感和职业道德素养的化学化工类高素质应用型人才,所培养的人才不仅能够适应北部湾区域化工类产业发展的需要,而且能够服务广西、辐射东盟,为大化工产业的发展提供保障;所培养人才是掌握化学工程与工艺专业的基本理论知识,具备一定的实践技能、创新能力和继续学习能力的应用型人才,能够满足北部湾经济区包括石油化工、精细化工、无机化工、有机化工、煤化工、教育科研等领域发展对专业人才的要求。毕业生可以在这些领域从事工业生产、生产技术改进、技术开发、工程设计及管理、教育科研等工作。

2.确定培养规格与要求

(1)素质要求。本专业学生要具有较高的思想觉悟和道德意识;具有较强的化工实验技能、工程设计方法、丁?程实践等专业素质;具有较强的运用化学工程与工艺知识和技能综合解决专业问题的能力;具有较强的适应能力和团队合作精神;具有较强的自学和知识更新能力,能够运用现代信息技术实现自我发展。

(2)知识体系。掌握大学英语、计算机基础等公共基础知识;掌握高等数学、大学物理、工程制图、无机化学、有机化学等专业基础知识;掌握化工原理、化工热力学、化学反应工程等专业核心知识;掌握石油炼制工程、化工仪表及自动化、化工工艺学、精细有机合成及工艺学、化工分离工程、化工设计、工程制图等从事石油炼制、石油化工、精细化工等化工行业所需的专业知识;了解环保法规、劳动安全保护以及职业健康等知识。

(3)能力要求。具有较强的综合素质、较强的专业综合素质,掌握工程设计方法、工程实践等实践技能;具备石油炼制、石油化工、精细化工等行业生产所需的综合实践能力;具备较高的综合素养和实践能力,能够综合运用所学知识和技能解决实际问题;对新产品、新工艺、新技术和新设备具有一定的研究设计能力。

3.将培养规格与要求分解为能力要素化学工程与工艺专业能力要素分解与实现途径。

4.将知识点及知识点应用组合成模块根据新修订的专业培养目标,我们突破现有学科分类的条框,打破原有的课程体系,从学生能力培养要求出发,统筹规划学生的知识、能力、素质培养体系,将能力培养贯穿于各教学环节的始终,设计出合理的课程模块,建立以能力为导向的应用型人才培养教学体系。分别设计出公共基础模块、专业基础模块、专业核心模块、专业拓展模块和综合运用模块。针对能力培养目标,利用这些设计出来的课程模块,将教学课程内容进行重组,使教学形式多样化,实现了对原有课程的整合优化,构建了化学工程与工艺专业应用型人才培养的模块化课程体系。

(二)模块化人才培养方案改革的实施概况自2012年以来,我们按照先改先试、边改边试、边总结边试、边试边推广的基本策略,依托“化学工艺广西高校重点学科”“北部湾石油天然气资源有效利用广西高校重点实验室”和“化学工程与工艺省级特色专业及课程一体化建设项目”,先在化学工程与工艺(石油化工)广西高校特色专业试行模块化教学改革,并在2013级本科生教学中实际应用,然后逐步向油气储运工程专业辐射。

(三)模块化人才培养方案改革实施的初步效果化学工程与工艺专业实施模块化人才培养方案改革后,其在应用转型发展和应用型人才培养方面初步显现出良好的效果,具体表现为:一是初步解决了旧有人才培养方案应用型人才培养目标不明确的问题,二是初步解决了如何增强学生运用知识解决实际问题的能力的问题,三是初步解决了校企、校地合作与产学研不够深人的问题,四是初步解决了教师教学与学生学习相脱节的问题,五是初步解决了学生个性化发展和因材施教不能协调发展的问题。

二、化学工程与工艺本科专业模块化人才培养方案改革的思考

(一)总体评价

1.理念和目标定位明确钦州学院提出“主动服务北部湾经济社会发展,重点建设涉海类学科专业及临海工业的学科,为北部湾经济开放开发培养髙质量应用型人才”的人才培养理念以及确定“以社会需求为导向,以服务区域经济社会发展为宗旨,把学校建成适应1K域经济社会发展特别是广西北部湾经济IS:发展需要的,特色鲜明的多科性、区域性教学型大学”发展目标定位,已贯彻在化学工程与工艺专业人才培养方案中。

2.培养目标和人才规格基本符合社会经济发展对化工类人才素质的要求化学工程与工艺专业人才培养方案是依据该专业所对应的工作岗位确定其能力要素,并认真分析培养各种能力所需的路径和不同的课程模块,确定了不同能力、素质要素和模块课程对应表,通过不同的模块课程教学实现相应的能力和素质的养成。

3.实践学分比例显著提高,体现了应用型人才培养的要求化学工程与工艺专业实践教学学时(含课内实践和集中实践性教学)占总学时比例33.9%,实践教学学分占总学分比例42.5%,体现了应用型人才培养的特点。

4.实践教学环节贯穿全程,体现了应用型人才培养的基本规律应用型人才培养重在应用能力和实践能力的培养,而这些能力的培养需要长期、不间断的训练。化学工程与工艺专业人才培养方案中安排了不间断、持续的专业实践能力的训练,难能可贵。

(二)值得思考的问题

1.课程设置与人才培养目标、人才培养规格一致性的问题课程设置应根据培养目标和人才规格,通过课程教学达到预设的人才素质要求和实现培养目标。如“培养规格和要求”中有“能从事教育科研领域工作”的描述,但无相关课程。

2.学分计算标准不统一,易导致教学任务不均衡(1)不同课程学分对应的课时不同。有16课时,如有机化学;也有17课时,如化工热力学;个别的有36课时,如大学体育。(2)实践教学每周对应的学分差异更大。专业见习4周1学分,专业实习8周5学分,毕业论文设计14周14学分。学分是计算学生学习量的单位,也是计算教师工作量的单位。同一个专业的学分折算学时(课时)的标准应统一,便于平衡学生学习量和教师工作量的分配。

3.没有足够的自主学习和选修课程,弹性学制学业难以操作实行学分制的重要目的之一就是满足学生个性化学习需要,允许学生选学不同的课程,允许学生提前或滞后毕业。要想提前毕业就必须给学生创造提前修满学分的机会,但现在的方案设计显然做不到让学生提前毕业。必须有相当量的自主学习和选修课程,开放教学时空,如假期课程、网络课程、竞赛学分、职业证书学分、自主申请毕业论文开题与答辩等。

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2化学工程的研究对象及复杂性

化学工程是以物理学、化学和数学为基础，并结合工业经济基本法则，研究化学工业中的物理变化和化学变化过程及其有关机理和设备的共性规律，并将之应用于化工装置的开发、设计、操作、控制、管理、强化以及自动化等过程中，在化工工艺与化工设备之间起着承上启下的桥梁和纽带作用的一门工程技术学科。一般情况下，化学工程的对象的情况较为复杂，具体如下：首先，该过程自身具有一定的复杂特点，包括化学与物理，而且两者经常发生，彼此影响。其次，物系方面较为复杂，流体与固体，或者兼而有之。流体特质变化较大，如有低粘度和高粘度、牛顿型和非牛顿型等。最后，物系流动时边界复杂，由于设备的形状较为多样，而且其在填充物方面的形状也不正常，如催化剂、填料等，使得设备在流动边界方面的设置较为复杂而且在确定方面不准确。

3化工工业的现状及发展

目前从形式上看，现代的化学工业经历了单元操作和传递原理与化学反应这两个发展阶段，正准备走向一个新的阶段。但种类多样、制造过程复杂以及生产产品款式较多，造成排放物复杂、量多及危害大，因此，目前化工工业应重点关注污染问题。与此同时，在加工、贮存、运用或者处理化工产品时应防止操作对环境生态以及人类健康造成危害。在化工生产中应遵循国家可持续发展战略，制定正确的方案。随着我们国家科学技术的快速发展，各行各业进行生产都要接触化学工艺，涉及制药、石油、材料、能源等行业的发展和污染问题，这都是现代化学工业需要面对的问题。目前，我国的化学工业经过了半个世纪的发展，已经形成了门类比较齐全，品种大体配套并基本可以满足国内需要的化学工业体系。2001年全国国有及规模以上非国有企业的石油加工工业和化学工业总产值达到10990.6亿元人民币，占全国工业总产值的9.8％，实现利税747.8亿元，石油和化学工业企业13765个，资产总额13344.2亿元。我国化学工业获得长足进步的同时，环境保护工作也不断得到加强。但是化学工业在实施可持续发展战略过程中，仍存在不少问题和障碍，严重制约着我国化学工业的发展。

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二、以制度为约束，完善学生工作队伍建设

队伍建设是一切工作的生命线，是决定一支队伍战斗力和凝聚力的重要组织保障，关注学生成长的贯彻落实，与队伍建设密不可分，而队伍建设则要以工作实效为目标，以讲学习、练素质、塑形象、做表率为重点，充分调动干部队伍的积极性。化学化工学院制定了《化学化工学院本科生“导师制”实施办法》，突出“六看”：一看是否用心，二看是否主动，三看是否负责，四看是否有效，五看是否被学生认可，六看是否有突出贡献。较好地发挥了导师心理疏导、学业指导、生活引导等作用；通过学生干部素质拓展训练和学生干部培训班，在学生干部中开展“作风建设月”，强化学生干部的服务意识，提升综合素质；充分发挥党员的先锋模范带头作用，践行学生干部“六要”要求，强化化工精神，尽职、守纪、做好服务；出台《化学化工学院团委学生会部门考核制度》，完善学生工作制度体系，形成了有利于学生成长成才的长效机制。

三、以品牌活动、科技创新为依托，强化素质教育

综合素质是衡量人才培养质量的重要指标，化学化工学院以宣传引导、经费支持、业绩激励几个方面着手，推动了品牌活动、科技创新活动的蓬勃开展，强化素质教育。化学化工学院持续开展“新生趣味运动会”“阳光宿舍”“化工之星”“化工达人秀”“家长教师寄语进宿舍”等品牌活动，保持活动主旨，创新活动形式，让更多的学生可以参与其中，达到在活动中感染人、教育人、锻炼人，提高学生综合素质的目的，并借助学校心理健康活动月等平台，鼓励并指导学生以班级为单位开展各具特色的主题团日活动及创新党日活动；依托《化学化工学院科技创新管理办法》，挂靠化学化工学院科研部，吸纳更多的人参与到挑战杯科技创新竞赛、化工设计大赛、大学科技园创新项目大赛、创新创业大赛等活动中；加快化学化工学院“一院一品”工作的推进；落实“理论加实践，四年不断线”的职业发展课要求，争取与更多的单位确立社会实践基地。

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2构建完善的工程设计课程体系

以强化学生的工程设计能力、实践能力与创新能力为核心，重新修订教学大纲，整合相关课程，对应工程设计内容体系，构建完善的工程设计课程体系。大一为工程设计启蒙阶段，以激发兴趣为主，课程为生物工程(化学工程)概论;大二为单元设计和工程设计技能培训阶段，包含:化工原理、化工热力学、化工制图、化工仪表自动化;大三为产品设计、工艺设计和设备设计阶段，包含:生物工程(化学工程)设备、分离工程、化工设计与模拟、工艺学课程(化工工艺学、发酵工程、制药工艺学、酿酒工艺学等);大四为工厂设计和综合实训阶段，主要进行生物工程(化学工程)工厂设计和毕业设计。为适应行业的需求和时展，在各课程教学中突出工程思维和工程方法学的同时，着力介绍行业规范、标准以及新产品、新工艺、新技术、新设备，并将计算机辅助制图、计算机仿真模拟、计算机辅助设计作为主要技能进行培养。

3构建完整的工程设计实践环节

工程设计是面向对象的综合性实践活动，只有突出实践环节才能让学生锻炼能力、积累经验、有所感悟。整个工程实践环节包括化工AutoCAD制图、化工原理课程设计、化工设计Aspen仿真模拟、生物工程(制药工程)创新综合性大实验、湖北省化工设计大赛、全国“三井杯”化工设计大赛、全国大学生制药工程设计竞赛、生产实习、工厂设计项目、毕业设计。工程设计以校企组合的校内生产性实训基地(如尿素仿真实训平台、啤酒发酵实训基地、药物制剂实训平台)和校外企业实习基地(如安琪酵母生物工程专业国家级工程实践教育中心)为依托，注重选题的针对性(面向地方企业)、设计的规范性(符合行业标准)、操作的可行性(绿色、经济与安全)，并将化工设计竞赛、制药工程设计竞赛融入人才培养的教学体系中，大力提高实践教学环节的实效性。

4构建合适的工程设计评价体系和管理模式

工程设计的系统性、协作性较强，因此在工厂设计和毕业设计中采用小组制、导师制、课题制进行管理、操作和评价，以培养学生的团队合作精神，即每小组5～7名学生和1～2名指导老师，每个学生完成每组设计项目下的一项子课题，最后采用学生答辩与互评、教师评价、企业专家点评等构成综合评价体系。另外，建立健全激励约束机制，考虑给予竞赛获奖和设计达优秀等级的学生相应的创新实践学分，代替相关选修课的学分，以此激发更多的学生参与工程设计的学习。

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另一方面，合成化学作为既定学科的核心要素，为设计主体开发大量非天然化合物质提供灵感经验。在大量创新化合产物的影响下，有关化工产业基础模型便开始顺利过渡。信息技术为各类设备、工艺创造主动适应条件，整体上推动了行业的进步趋势。这部分生产技术已经联合各类深加工流程进行替换改造，需要化学工业不断开发新型归控技术，进而为既定产业规范效率和经济成果提供适应条件。技术人员需要全面开发最为先进的协调处理细则，这是创新化学工艺改造流程的必要准则。整个技术开发活动利用市场导向机理进行布置，使得工业、商业化动机需求得到全面绽放。

二、化学工程、工艺试验数据的科学搭配分析

传统形态的化工实验操作，内部数据排列机理相当复杂，整体活动延展下来，具体的人力、物力资源全面堆积。因为内部流程需要借助平行试验进行掌控，特定数据处理重复性特征广布。因此，必要时技术人员可依靠MATLAB软件进行流程过渡，将人工演算过程中的数据限制因素调节完毕。这部分实验流程是掌握化工研究方式的重要环节，整体流程较为漫长。所以，计算机信息技术便将这些复杂的演算流程进行智能模拟操作，并透过实验要求建立必要的模型基础，使得工艺技术管制范围下的各类可行条件全面延展。化工产业讲求专业实验的引导价值，具体行动标准动机也是围绕特地实验点进行参数定量关系探索，进而将化工所需遵循的客观规律罗列完整。

MATLAB软件在整个研究过程中开辟引导先河，其将各类函数图形进行轻松规划，肃清细致符号演算和数值计算限制问题。这类软件应用范围较为广阔，包括数字通讯和财务建模等内容。目前这类程序已经成为国际控制终端的必要支撑媒介，现场操作人员基本只需编写某种数据处理程序，之后将原始数据输入，就能轻松提炼相关实验结果，将优质化数据和图示模型展出。另外，涉及这方面人员素质的强化工作也相当重要。随着技术创新和科技产业化的加快，环境保护意识的加强，必然会带来对分析检验专业人才需求的上升，且无论在数量和质量上，都提出了新的要求。

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2绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用

当前，绿色化学工程和工艺在我国各类化学工业的生产过程中应用的都十分广泛，并且对我国化学工业生产的节能减排起到了良好的促进作用，这些作用主要体现在以下两个方面。首先，绿色化学工程及工艺中涉及到的生物技术对我国化学工业生产中所涉及到的废弃物排放起到了一定的净化作用。这里所提到的生物化工技术指的是在生物的体内存在一种具有高效催化功能的生物酶，这种生物酶又可以称之为催化酶。这种从生物体内提取出的催化酶具有非常好的催化功能，将其应用于生物的催化过程中，其不但可以利用自身具有的超强的专一性来促进生物酶反应的总体效率，与此通知其还可以提升总体的反应质量。与此同时，绿色化学工程及工艺还将这种生物技术引入到了化学工程的生产过程中，其通过将自然界中的可再生资源用生物技术转化成化学原料的方式来进行最终的化学生产，这样的做法不但使自然能源的消耗得到了减少，同时还使化学工业生产中的能源反应效率得到了相应的提高，继而从根本上减少了化学工业生产中废弃物以及污染物的排放数量。其次，绿色化学工程及工艺中还会涉及到清洁生产技术的应用，该项技术可以说是一个绝对的绿色生产技术，其可以对化学工业生产中所需要用到的化学原料进行绿色处理（无毒、无害、无废弃），故其在能够增加化学院材料使用效率的同时，还从根本上提高了化学工业生产的总体质量。与此同时，其还可以将化学生产中所排放出的污染物和废弃物进行处理，使其变成有机物质或能够供人们生活的沼气资源，继而使化学工业生产的绿色生产得以实现。

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自然界中的和谐系统比比皆是,大至宇宙,小到原子;地球生态系统是和谐的,动植物群落是和谐的,人类社会体系是和谐的,健康的人体更是一个绝妙的和谐体。所有这些和谐系统遵循着同样的辩证综合的规律,具体可以归纳出三条:1.统一律;2.层次律;3.进化律;所有和谐系统具有同样的性质:1.开放性;2.自组织性;3.非线性;4.无限发展性[1]。当爱因斯坦把大半生致力于统一场论时,其哲学上的需要相对物理学上而言或许要来得大,面对物理学的系统和谐,理论规则的分立是不能令他觉得满意的。而化学工程的发展是不是因循同样的哲学历程呢?

在化学工程作为学科开始被重视之前,化学工业已具有了相当的规模,各种具体的工程与工艺都被独立开来,在认识上是被分为各门特殊的知识,因此,当国外高等院校在十九世纪末开始设置"化学工程学"时,开设的课程大多是学习当时化学工业的各种工艺学,"化学工程"的概念在当时还是相当模糊的,在理论上充其量是化学与机械的一种混合(amalgam)。然而这种理论混合的模式在德国人看来却是很正统的,即使在今天,他们也避免专论"化学工程",而是称之为"过程工程"(ProcessEngineering),这一名称实际上要比"化学工程"的范畴更广,甚至更为准确,凡是涉及一定流程与工艺的领域都是适用的。但我们习惯上还是沿用"化学工程"的名称。

二十世纪开始,化学工业迅猛发展,在社会经济中占的比重越来越大,客观上需要化学工程学科的发展和支持。随着生产力的发展,人们对事物运动规律性的认识也愈来愈深化,愈来愈有概括性。伴随着其他领域科学技术的快速进步,人们逐渐认识到化学工业中各门看似不相干的工程和工艺中存在着共同的物理特性。1901年,美G.E.的Davis《化学工程手册》的发表,初步提出了"化工物理过程"的原理。1900年始,以合成氨、纯碱、燃料等为代表的近代化工厂出现,如1913年,德哈勃-博施法高压合成氨技术的产业化,星火燎原的,化学工业呈现出巨大的发展前景。到了二十年代,美MIT的一些学者提出:不管化工生产的工艺如何千差万别,它们在众多的典型设备中进行着原理相同的物理过程。1920年,美MIT成立了第一个严格意义上的化工系,时W.K.Lewis任系主任。1922年美国化工学会认同了新的见解,引出了"单元操作"(UnitOperation)的概念,这一概念在苏联时期和我国则广泛称为"化工原理"。

1900年始的"分离工程"研究使"单元操作"的概念日趋成熟。被称为单元操作的过程主要有流体流动、传热、干燥、吸收、蒸发、萃取、结晶和过滤等,以这些单元操作作为研究和学习的主要内容,是化学工程学科在二十世纪前半期发展的核心,其理论迅速成为发展化学工业的重要基石。这种把千变万化、千差万别的过程和工艺概括成"单元操作"是生产力发展到一定水平的反映,是化学工程学从"个性"到"共性"的第一个哲学性概括,是在一个系统整体性把握的高度上建立了一门技术科学,体现了系统科学发展的和谐统一规律。

随着"单元操作"概念的确定,另一方面,化学工程学科中重要支柱之一的"反应工程"亦逐渐浮出水面。从最初的德Winkler流化床煤气化炉的应用到德Bergim-Pier三相液化床煤液化工艺的开发,又到1931年丁纳橡胶和氯丁橡胶的投产,化学工业上发展的高峰持续不绝,1940年美国FCC炼油开发成功,成为石油化工的起点。直到1957年,欧洲第一届反应工程会议,明确提出"反应工程"的概念,成为化学工程学科的重要组成部分,是化学工程学的进一步和谐统一。"反应工程"的建立,乃至今日仍备受困扰的"过程放大效应"问题,及从"逐级放大"到"数模放大"的研究都带动了"化工过程系统工程"的发展,并共同体现了系统科学发展的和谐层次律。

就在"反应工程"发展的同时,"单元操作"得到了更加深刻的认识,人们发现各单元操作之间存在着更为普遍的原理,"过滤只是流体传动的一个特例;蒸发不过是传热的一种形式;吸收和萃取都包含着质量的传递;干燥与蒸馏则是传热加传质的操作……"[2]于是单元操作可以看成是传热、传质及流体动量传递的特殊情况或特定的组合。这种认识的深化过程并没有停止,人们进一步又发现了动量传递、热量传递和质量传递之间的类似性。于是从二十世纪50年代开始,人们综合了以往的成果,开始用统一的观点来研究三种传递过程。1960年,美威斯康辛大学(Univ.Wiscosin)的R.B.Bird教授出版了《TransportPhenomena》一书,系统地采用统一的方法来处理三种传递现象,从此化学工程学科的核心过渡到了"三传一反"的系统性概念。"三传"的研究是系统科学和谐进化律的又一体现,使化学工程学达到了一个新的整体性高度,这种高度的和谐统一是对客观世界本质性的认识,并在学科上反映出了系统科学的基本原理和性质,其影响力是普遍性的,是跨学科的,不仅使"传递原理"成为化学工程学的重要基础,同时在生物工程、机械、航天和土木建筑等工程学科上也具有重要意义,并日益成为工程专业共有的一门技术基础课,只是侧重点有所差异而已。

至此化学工程学科自身经历了一系列的演化和发展,并在短短的一个世纪中达到了一个前所未有的高度,涵括了众多的生产和应用领域,如医药、化肥、能源、材料、航天、冶金、日用化学品等,每年为社会提供数以亿吨计的千百万种产品,是人们衣、食、住、行须臾不可离开的物质基础,为社会繁荣作出了巨大贡献。然而事物总是一分为二的,从人类发展最为激动人心的口号"征服自然"到今天庞大的工业化进程,地球自然生态系统遭遇了前所未有的严峻局面,这之中,化学工业是造成大规模环境污染及恶性重复污染的主要过程之一,化学工程学科需要肩负起新的使命。1990年,"生态化工"(Eco-ChemicalEngineering)的概念提出来了,相应在化工生产和过程工艺中提出了"清洁化工"和"绿色化工"的概念,因时应势,化学工程学开始了系统科学的自组织过程,这也是和谐系统对立统一发展的需要。在系统科学看来,自组织是和谐系统的基本性质之一,只有自组织系统能通过外部和自身内部的不断协调、整合,在适应环境的同时保持自己的特性并产生新的功能。从自发到自觉地,化学工程学吸收了自组织的理论,不断在广度和深度上充实、完善和发展。随着新世纪的到来,世界正发生着全球性的变化,经济、社会、环境和技术等领域都面临着新范畴新理念的变更和冲击[3]。化学工程学科需要因应时展而改变传统的限制,不断有新的概念提出来,如化学工程应是伺机而待的专业(aprofessioninwaiting);化学工程师必须"besteepedintechnology",能够创新、开发、变换、调控和适应取代;化学工程学科要从"ProcessEngineering"达到"ProductEngineering"再到"FormulationEngineering"。进一步的综合认为,化学工程学关注着同时发生在非常广泛的时空跨度内的现象,必须具备多尺度、多目标的方法来达到过程的总体优化。涵括了五个方面[4,5]:

①Nanoscale(纳观尺度):研究量子化学、分子过程与分子模拟等。

②Microscale(微观尺度):研究微粒、气泡、液滴、控制界面胶束和微流力学规律等。

③Mesoscale(介观尺度):研究换热设备、反应设备、塔器以及传统的"单元操作"和"三传一反"等。

④Macroscale(宏观尺度):研究生产装置和生产过程等。

⑤Megascale(兆观尺度):研究环境过程和大气生态过程等。

于是化学工程学的核心转变到了"多尺度、多目标择优"的概念,化学工程学科又到达一个新的和谐统一的高度,进入了更高层次的系统工程领域。

新的发展的深度促使化学工程学科作出了一定尺度的"分化",然而这还远未结束,人们对世界的认识还在不断探索不断深入,一个更深刻更普遍也更一般的问题已经触到了化学工程学科的神经,触到了化学工程学的认识本质,并促使化学工程学需要有新的"融合"。这一问题就是"非线性及其包涵的混沌原理",相对于"线性"是人类认识客观世界的基本工具,"非线性"则是客观世界的本质特征,是"线性"反映的目的,是从科学角度看待世界的一种和谐统一;而在对"混沌发展"的研究表明,"混沌运动的普遍存在,揭示了自然界中实际系统发展演化的新行为,混沌态的自相似性使这种时间演化表现为一种空间结构,而且以其不同空间尺度上的相似性,揭示了系统复杂运动的统一性。这种统一性是一个观察"整体"的问题,只有在长时间范围(因为混沌运动是一种长时间行为)和更高层次复杂性中才能显现出来。"[6,7]这一问题涵盖了自然科学和人文社会科学的众多领域,具有重大的科学价值和深刻的哲学方法论意义。马克思曾经预言:"自然科学往后将会把关于人类的科学总括在自己下面,正如关于人类的科学把自然科学总括在自己下面一样:它们将成为一个科学。"从这一角度上,"非线性"问题是这种过程一体化的契合点以及整体认识论上的共性[8]。当站在这种整体性的高度上,化学工程学科获得了全新的视野和更强大的分析解决问题的能力,并最终具有了学科融合的基础。

在整个化学工程学科的孕育、诞生和发展过程中,始终交织着学科的"分化"与"融合",除了上述尺度(scale)上的分化以外还有着所谓的石油化工、精细化工、高分子化工等专业上的分化;另一方面,作为近代工程技术,它又是自然科学(化学、物理等)和技术科学(机械、材料等)的融合。正如物理学家普朗克(Planck)所指出的:"科学是内在的整体,它被分解为单独的部分不是取决于事物的本身,而是取决于人类认识能力的局限性,实际上存在着从物理到化学,通过生物学和人类学到社会学的连续的链条,这是任何一处都不能被打断的链条。"事实上,当化学工程学科的核心发展到"非线性混沌系统"时,实现科学的融合已是其客观系统性的需要,它需要强有力的非线性解算能力和综合分析能力。基于人工智能和神经生物学的人工神经网络(ArtificialNeuralNetworks)技术为这种系统性的融合提供了新的思路和途径。人工神经网络特有的信息处理能力在愈来愈多的领域中展现出广阔的应用前景,它具有如下特点[9,10]:

①学习:神经网络可以根据外界环境修改自身行为,这使它比其他任何方法接受自身感兴趣的外界信息更敏感。

②概括:经过学习训练后,神经网络的响应在某种程度上能够对外界信息的少量丢失或自身组织的局部缺损不再很敏感,反映了神经网络的健壮性(鲁棒性),即工程上说的"容错"能力。

③抽取:神经网络具有抽取外界输入信息特征的特殊功能,在某种意义上可以说它能"创造"出未见的事物。

④模拟:神经网络由众多的神经元组成,以并行的方式处理信息,大大加快了运行速度,可以逼近任意复杂的非线性系统。

当然,神经网络并非十全十美,其自身的发展就曾经历过相当曲折的过程,但是,人工神经网络(ANNs)特性的融合将是化学工程学科发展到非线性核心系统的自组织适应和需要。例如采用神经网络设计的控制系统,适应性、稳定性和智能性均较好,能处理复杂工艺过程的控制问题,也使得化学工程师不但也是机械工程师,还首先是系统工程师,并能从最一般的非线性原理出发,解决实际过程的创新、应用、开发、生产等问题。

生产力的不断发展,科学技术的持续进步,人类认识自然和改造自然的不断深化,化学工程学科必将不断"分化"和"融合",体现出和谐系统的无限发展性质。

参考文献

[1]李立本.系统的和谐与和谐观[J].自然辩证法研究,1998,14(5):39.

[2]韩兆熊.传递过程原理[M].浙江:浙江大学出版社,1988,11:3.

[3]季子林,陈士俊,王树恩.科学技术论与方法论[M].天津科技翻译出版公司,1991,9:115.

[4]金涌,汪展文,王金福,等.化学工程迈入21世纪[J].化工进展,2000,(1):5-10.

[5]黄仲涛,李雪辉,王乐夫.21世纪化工发展趋势[J].化工进展,2001,(4):1-4.

[6]张生心,梁仲清.从量子混沌再看物理学的统一性[J].自然辩证法研究,1996,12(10):8.

[7]苗东升.系统科学精要[M].中国人民大学出版社,1998,5:20.