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篇精馏实验报告范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
(一)积极稳妥解决“老粮、老人、老账”问题。为给国有粮食企业改革和更好地发挥主渠道作用创造条件,自治区政府在财力十分紧张的情况下,组织粮食、财政、审计、农发行等部门深入调查,精心测算,集中资金,捆绑使用。自治区政府自筹和从粮食风险基金中安排专项资金近4亿元,对影响企业改革和发展的“三老”问题,合理界定,分清责任,有计划、有步骤地进行解决。
一是彻底处理了“老粮”问题。根据2001年清仓查库结果,自治区政府先后从粮食风险基金中安排9000多万元资金,采取补贴价差的办法,用两年时间,分批处理了近10亿斤超期储存(高价位)粮食和陈化粮,甩掉了“老粮”包袱。全区国有粮食企业商品周转粮库存规模、品种和结构得到较好改善。
二是妥善解决了“老人”问题。2001年自治区政府出台了《关于进一步加快全区国有粮食企业改革的指导意见》,明确以减员分流、减负增效为重点,以改革产权制度为主要目标对国有粮食购销企业进行全面改革,采取内部退养、补偿养老金、置换身份等办法,分流安置企业富余人员。所需资金按照分级负担的原则,由区、县(市)两级政府和粮食企业按照6:2:2的比例配套安排,自治区政府自筹安排专项资金5000万元,保证了分流安置任务的顺利完成。截止2004年底,全区国有粮食企业职工由1998年的1.2万多人减少到1590人,减幅达88%。全区95户粮食附营企业分别采取股份合作制、兼并、租赁、破产、出售等形式基本完成了改制工作,全面推向市场。在国有粮食企业改革过程中,坚持以人为本和“无情分流,有情安置,平稳过渡”原则,周密制定改革、改制和分流人员实施方案,利用企业闲置资产等积极创造再就业岗位,妥善安置下岗职工再就业。
三是基本解决了“老账”问题。1992年3月底以前的粮食财务挂账,在1998年前已全部消化完毕。对中央认定的1992年4月1日至1998年5月底的政策性财务挂账1.48亿元,按照国家有关政策规定继续实行贴息挂账,目前已按规定全部从国有粮食购销企业剥离集中到市级粮食行政管理部门管理;未纳入贴息的挂账和不合理资金占用1.2亿元,已消化4500万元。对1998年6月以后国有粮食购销企业发生的亏损,自治区政府严格执行中央有关规定,按照“分清责任、分类处理”的原则,委托社会中介组织进行清理审计,经财政、粮食、农发行等部门审核认定亏损总额为3.1亿元,其中政策性亏损2.4亿元。对这部分政策性亏损,自治区政府一次性安排资金予以基本解决。剩余的7000多万元经营性亏损由企业自行消化。
在基本解决“三老”问题的基础上,为防止产生新的政策性亏损,自治区政府决定从2004年起,区财政每年从粮食风险基金中安排1000万元,由粮食部门使用,用于解决粮食宏观调控中的有关开支,自治区政府不再受理粮食企业经营过程中新发生的亏损问题。还明确规定,如因国家出台新的粮食改革政策,造成粮食购销企业发生政策性亏损的,采取“一事一议、一年一清”的办法:及时予以解决,不再挂账,不准积累。对这一条,要求粮食部门立军令状,“铁卷丹书”,不得自行更改。粮食部门狠抓扭亏增盈工作,制定切实可行的目标责任和管理措施。2003年以来,全区国有粮食购销企业剔除“老账”因素的影响,实现了盈利。
(二)建立和完善粮食行政管理、储备调节、购销市场三大体系。在粮食流通体制改革取得阶段性成果的基础上,自治区党委、政府相继出台了一系列政策措施,进一步深化改革,着力构建新型粮食流通体制。
一是建立垂直管理的粮食行政管理体系。2005年11月,宁夏自治区党委、政府办公厅下发了《关于全区粮食流通体制改革的意见》,提出建立垂直管理的粮食行政管理体系。自治区粮食局由直属事业单位调整为自治区人民政府直属机构(目前正在落实),对银川、石嘴山、吴忠、固原、中卫5个地级市粮食局实行垂直管理,目前已按新的管理体制运转。在理顺粮食流通行政管理体制的同时,自治区政府进一步强化粮食行政管理职能,明确粮食行政管理部门依法履行全社会粮食流通管理的职责,管理粮食储备,加强粮食宏观调控,负责全社会粮食流通统计、粮食市场监管和原粮质量监管等。对自治区粮食部门的编制、工作经费等,也作了明确的核定和落实,为其履行职责提供了保障。
二是完善集中管理的粮食储备调节体系。2002年宁夏自治区成立了粮食储备管理局,与自治区粮食局合署办公,一套机构,两块牌子。对拥有13亿斤仓容,功能齐全、设施完善、交通便利、吞吐灵活的8个自治区直属库和3个中央储备粮代储库的人财物由自治医粮食局统一管理根据国家有关规定,考虑宁夏粮食生产和消费的实际以及周边均属缺粮地区等情况,自治区政府按全区每人每年100斤的标准确定地方粮食储备规模,并随着人口的增长逐年增加。为提高储备应急保障能力,近期自治区正在研究应急成品粮储备方案。自治区政府颁布施行了储备粮管理办法和一系列制度,按照严格制度、严格管理、严格责任的要求,规范和完善储备粮科学管理和运行机制,提高储备粮管理水平。在完善储备体系的基础上,注重发挥储备粮的调控作用,通过提高轮换的组织化程度,合理把握储备粮吞吐、轮换的时机、力度和节奏,根据市场状况,采取先购后销、先销后购或边购边销,以及在粮食批发市场公开竞价等灵活多样的轮换办法,有效调节粮食供求,稳定粮食市场价格。
三是构建多元化的粮食购销市场体系。2004年以来,宁夏全面放开粮食购销市场和价格,积极培育多元市场主体,审核批准一大批民营企业和个体工商户从事粮食收购和经营活动。在解决国有粮食企业“三老”问题基础上,加快企业产权制度改革,按照“培育骨干、因地制宜、加强重点”的思路,采取控股、参股等形式,对国有粮食购销企业进行重组改制,因地制宜推进企业结构和布局调整。通过市场运作,组建产权多元化的宁夏粮食产业(集团)有限公司,扶持为核心骨干企业,并吸纳若干市县粮。食购销公司和骨干粮库,形成购销网络,自主经营,自负盈亏。这一粮食购销体系与粮食储备体系相互补充,继续发挥粮食流通的主渠道作用。与此同时,选择了一批粮食流通、加工企业,作为自治区农业产业化龙头企业重点培育扶持,大力开展“粮食订单”,全力推进粮食产业化经营,以强势龙头企业和品牌战略引导农业种植结构的调整,促进农民增收。2005年,订单收购粮食占总收购量的53%。加快粮食市场体系建设,按照“政府调控、市场运作、整合资源、产权多元、运转灵活、发挥优势”的思路,政府给予必要的支持,正在建设集物流配送、仓储加工、散装运输、电子商务、信息和质量检测为一体的粮食批发交易市场和物流网络,吸引多元主体入市交易,搞活粮食流通。
(三)高度重视发展粮食生产。宁夏自治区政府从确保粮食安全出发,始终把发展粮食生产放在重要位置,采取措施切实保护和提高粮食综合生产能力。自治区政府提出,坚决守住基本农田这条红线,将粮食播种面积稳定在1150万亩以上。按照“因地制宜,科学规划,分步实施”的思路,2005年启动了“581”工程,即:加大农业开发力度,2010年前规划开发建设灌溉面积100万亩,开工建设80万亩,本届政府任期内力争完成50万亩;同时在3年内改造中低产田100万亩,建设山区高标准基本农100万亩,确保全区人均1亩以上水浇地和南部山区人均3亩高标准旱作基本农田,力争把宁夏建成西北地区重要的国家优质商品粮生产基地。与此同时,采用“一卡通”方式,兑现粮食直接补贴,制定实施化肥、良种、山区基本农田补贴和减免农业税为主要内容的八项扶持粮食生产的政策措施。2006年,自治区政府决定提高粮食直接补贴标准,由原来的每亩10元提高到15元,用于粮食直接补贴的资金占粮食风险基金总规模的53.7%。2004年以来共发放粮食直接补贴资金1.72亿元。2006年还对种粮农民柴油、化肥等农业生产资料实行综合补贴,补贴资金8493万元,补贴面积扩大到全区1658万亩耕地。在各项支农惠农政策的作用下,促进了自治区粮食增产和农民增收,2004年粮食产量比上年增长7.5%,2005年又增产3.2%,粮食总产达到60亿斤,创历史新高。
二、宁夏自治区粮食流通体制改革的主要经验和启示
宁夏自治区粮食流通体制改革顺利推进并取得明显成效,最根本的是宁夏自治区党委、政府坚持以科学发展观统领经济社会发展全局,认真全面贯彻落实中央关于粮食工作的方针政策,积极探索,开拓创新,扎实工作,用改革和发展的办法不断解决粮食生产和流通中的矛盾和问题。宁夏粮食总量不大,国有粮食企业“三老”历史包袱虽不算很重,但确是一个经济欠发达、财力比较薄弱的地区。在财力十分紧张的情况下,自治区政府确保粮食风险基金足额及时到位,在解决国有粮食企业“三老”问题方面不等不靠,积极筹措资金,主动消化政策性财务挂帐,充分体现了自治区党委、政府对粮食安全和粮食流通体制改革工作的高度重视,体现了全面落实粮食省长负责制的高度责任感和积极主动性。宁夏自治区推进粮食流通体制改革的思路和作法,符合中央确定的改革方向和总体目标,适合宁夏的实际情况和特点,也为全国粮食流通体制改革提供了重要经验和启示。
(一)坚持粮食省长负责制,全面落实国务院关于粮食流通体制改革的各项政策。实行在国家宏观调控下由省级人民政府对本地区粮食生产、流通和安全全面负责的体制,是做好粮食工作和推进粮食流通体制改革的重要保证。宁夏粮食流通体制改革取得明显成效,最重要的在于自治区党委、政府始终从保持经济发展和社会稳定的大局出发,从解决“三农”问题的高度,将统筹粮食安全与农民增收、区域经济协调发展结合起来,切实把搞好本地区粮食生产、流通和安全作为自己的责任,保证了粮食省长负责制的全面落实。一方面,加大对农业基础设施的投入,建立对种粮农民直接补贴机制,通过稳定粮食播种面积、保证粮食产量、调整种植结构、推广优良品种等多种措施提高粮食综合生产能力,另一方面,积极推进国有粮食企业改革,加强和充实地方粮食储备,搞好区域粮食总量平衡,确保粮食风险基金配套部分及时足额到位,保证市场粮食钓有效供应和市场粮价的基本稳定。
(二)注重发挥粮食风险基金保障粮食安全的作用,保证粮食风险基金足额到位。粮食风险基金是政府有效调控粮食市场、保护生产者和消费者利益、促进粮食生产和流通协调发展的重要保障手段。宁夏自治区粮食风险基金总规模为L54亿元,其中由自治区财政配套的资金为8807万元。自治区本级财政收2000年为5.06亿元,2005年为13.1亿元,自治区配套安排的粮食风险基金占本级财政收入的比例,2000年为17.4%,2005年为6.7%。多年来,自治区政府克服财力紧张的困难,保证了地方配套的粮食风险基金按时足额到位,为全面落实粮食省长负责制提供了有力保障。
(一)主要概念说明
1.小城镇。本文所指的小城镇主要是指建制镇,包括县城所在地的城关镇,不包括非建制的场镇或集镇。
2.乡镇企业。这里是指乡镇集体、村和村民小组、乡村联户和农户个人投资兴办的各种经济类型的生产经营活动单位,包括虽然领取的是农村个体工商营业执照,但雇工8人以上的企业。
3.农村剩余劳动力。这里指中国农村中不充分就业的劳动力。本文所指绵阳市农村剩余劳动力是用已经外显的从事非农业生产、经营活动的从业人员来代替,没有包括从事农业生产但利用不充分的隐性的农村剩余劳动力。
4.经济势差。这里是指居民现实或预期的收入差距。城乡势差是指城市居民与农村居民的收入差距;镇乡势差是指小城镇居民与农村居民的收入差距。
(二)理论假设
第一,城乡势差与镇乡势差的大小决定农村劳动力的流向。第二,农村劳动力流动受制度条件的制约。第三,小城镇吸纳农村剩余劳动力的机制缺陷的修复必须借助于大中城市的辐射或外资的刺激。
二、西部内陆小城镇吸纳农村剩余劳动力的机制缺陷:
(一)理论分析
在西方的人口流动理论中,刘易斯和托达罗的人口流动模型揭示了发展中国家农村劳动力(人口)流动的机制:农村劳动力“近乎无限供给”,且收入水平低,从而对劳动力产生巨大的外推力;城市预期收入较高,对劳动力产生强大的吸拉力。这两种力量形成的合力可产生出类似于河水流动所仰赖的“势差”,且势差越大,流速越快;没有势差或势差太小,就不能或很难流动。
在农村的外推力一定的情况下,小城镇要吸纳大量的农村剩余劳动力,必须有比城市更大的吸拉力,形成比城乡之间更大的镇乡势差;如若不然,就只能通过行政的力量,在城乡之间筑起一个制度屏障,人为地阻断农村劳动力流向城市,而把他们圈囿在小城镇。
势差的大小取决于两个因素,即劳动力流动的成本和预期收益。流动成本主要由两部分构成:其一是直接成本,即迁徙费用;其二是机会成本,即劳动力流出所放弃的其它收益。预期收益由两个因素决定:其一是就业概率,其二是预期工资水平。农村劳动力总是选择成本低、预期收益高的地方作为流入地。
很显然,农村劳动力流入当地小城镇的成本是最低廉的,不仅迁徙费用很低,甚至可能是零成本,而且可以照顾家庭,不耽误农活,机会成本也很低。所以,如果单纯从流动成本方面来看,农村劳动力流向当地小城镇是最经济的。但是,从收益方面来看,由于西部内陆地区的小城镇产业水平低,就业容量很有限,就业岗位远远不能满足农村剩余劳动力的要求,就业概率很低,况且即使能够就业,其工资水平也明显低于大中城市。这样,预期收益和预期成本的差值即势差较小。另一方面,农村劳动力流入大中城市,不论是直接成本还是机会成本都可能较高,但大中城市的就业概率和工资水平高于小城镇,城乡势差较大。所以,农村劳动力在选择流入地时,较多地选择大中城市,而不是小城镇。
(二)绵阳市的实证分析
绵阳市位于四川省府成都市东北110公里,幅员面积20249平方公里。根据第一次农业普查资料(数据为1997年1月1日的时点数),绵阳市有建制镇122个,农村住户人口417.6万人,除县城所在地的建制镇外,其余115个建制镇,平均每镇占地面积1.5平方公里,镇区平均人口2997人,其中,非农业人口1677人。
绵阳市农村住户的从业人员共有298.7万人,他们的从业分布情况是:农业从业人员238.9万人,非农业从业人员59.8万人。在非农从业人员中,在城市从业的有31万人,在农村从业的有28.8万人。在农村的非农从业人员中,有15.3万人被非农乡镇企业所吸纳,其中,有6.8万人分布在建制镇的乡镇企业,有5.1万人分布在自然村的乡镇企业,有3.4万人分布在非建制的场镇或工矿区等的乡镇企业。
1.小城镇对农村剩余劳动力的吸纳状况。很多学者和决策者都认为,发展小城镇有利于乡镇企业集中,而乡镇企业基本上是以农村劳动力为吸纳对象的(米增渝、邹范鸣,2002),所以,只要小城镇发展起来了,农村剩余劳力就会被其吸纳。但是,只要我们分析一下乡镇企业的分布状况,就会发现,靠乡镇企业吸纳农村剩余劳动力到小城镇是不乐观的。有关调查表明,目前全国乡镇企业仅有7%分布在建制镇(米增渝、邹范鸣,2002),其从业人员只占乡镇企业从业人员的20.8%(江涛,2001)。绵阳市的情况与全国其他省区不完全相同。绵阳市有乡镇企业3072个,其中,有1701个乡镇企业分布在自然村,占乡镇企业总数的55.4%;有1035个乡镇企业分布在小城镇,占乡镇企业总数的33.7%;有36个乡镇企业分布在大中城市,占乡镇企业总数的1.2%;有300个乡镇企业分布在集镇或工矿区,占乡镇企业总数的9.8%。从乡镇企业吸纳的农村剩余劳动力来看,绵阳市本地的乡镇企业只吸纳了15.3万人,占当地农村剩余劳动力的25.5%。其中,小城镇的乡镇企业仅吸纳了6.8万人,占农村剩余劳动力的11.3%(占农村全部从业人员的2.27%);自然村、集镇和工矿区的乡镇企业吸纳了8.5万人,占当地农村剩余劳动力的14.2%;绵阳市的农村剩余劳动力的51.9%在大中城市就业。
小城镇是否能够通过集中分散于自然村落和小集镇的乡镇企业而吸纳更多的农村劳动力呢?笔者对绵阳市T镇J村的一个砖厂的调查表明,该砖厂不愿建在更不愿搬迁到镇区的原因主要是:第一,镇区的土地占用费较高;第二,镇区没有可供掘取的荒地作原料;第三,镇区对污染控制较严格;第四,镇区的工资成本较高;第五,非正规制度的成本较高,人际关系复杂。笔者通过对绵阳市其它自然村的乡镇企业的调查还发现,它们不愿搬迁到小城镇的原因还涉及产权分割和归属、搬迁费用等问题。事实上,西部内陆地区分布在自然村和小集镇的乡镇企业,一般都有就地取材(自然资源、劳动力资源)、生产规模小、经营层次低、污染严重等特点,因而,这些乡镇企业最好的生存环境就是自然村和小集镇。如果离开了特定的环境,它们的生存就会受到威胁。J村的砖厂老板就说到,如果该厂建在镇区,仅土地占用费和治污费两项就会置该厂于死地。所以,要把它们集中到小城镇去,困难是非常大的。
2.镇乡势差和城乡势差分析。如果能够缩小城乡势差并扩大镇乡势差,则不仅可以把“盲目”流入大中城市的农村剩余劳动力,而且可以把分散在自然村和小集镇的剩余劳动力吸拉到小城镇上来。然而,根据绵阳市城调队提供的资料,从1980年至1998年,城乡势差不论从相对数还是绝对数看都在不断扩大。尽管镇乡势差也再扩大,但毕竟小于城乡势差,所以,农村剩余劳动力的主要流向仍然是大中城市。
如果以绵阳市1997年初小城镇乡镇企业吸纳的农村剩余劳动力占全部剩余劳动力的比重(11.3%)作为农村剩余劳动力在小城镇的就业率,以在城市就业的农村剩余劳动力占全部农村剩余劳动力的比重(51.9%)作为农村剩余劳动力在城市的就业率,并以此分别近似地代表小城镇和城市的就业概率,则会发现转移到小城镇的预期收益(就业概率×工资水平)仅为421.72元(以人均收入代替工资水平计算)。这不仅大大低于转移到大中城市的预期收益2476.67元,而且低于农村的现实收入1824元。即使农村劳动力在小城镇就业的机会成本为零,即每年仍然可以获得农村人均纯收入,1997年转移到小城镇的总预期收益也只有2245.72元;而转移到城市的预期收益既高出农村现实收入652.7元,又高出零机会成本的转移到小城镇的预期收益230.95元。这也许能够解释为什么更多的农村剩余劳动力选择城市作为流入地,而不选择小城镇作为流入地。
三、小城镇的区位特征与吸纳农村剩余劳动力的相关性分析
笔者按距离绵阳市城区距离的远近,将小城镇分为3组:第一组,20公里以内;第二组,20公里至70公里之间;第三组,70公里以外。然后,笔者分别在3组中随机抽出3个小城镇,采用农业普查资料并结合实地调查来分析其区位特征与吸纳劳动力的相关性。
那么,是什么原因导致小城镇吸纳农村剩余劳动力的能力有如此之大的差异呢?
四、小城镇吸纳农村剩余劳动办的机制缺陷的修复:大中城市的辐射或外资的刺激
从全国来看,苏南、珠江三角洲等地区的小城镇发展势头良好,不仅吸纳了大量当地和外地的农村剩余劳动力,而且缩小了城乡差别,加快了二元社会的一元化进程。分析其成功的原因,人们不难发现,除原有基础较好、起步早、得到过政策扶持外,它们更得益于当地大中城市的辐射和外资的刺激。苏南和苏北小城镇发展的历程和现状正好说明这一点。苏南大中城市密集,大中城市通过对周边地区的投资、技术扩张和企业联营,发挥着巨大的辐射效应。苏南不仅受区域内城市的发展带动,而且受上海大工业的强劲辐射;而苏北大城市稀疏,城市的实力薄弱,辐射效应差,这是导致苏南和苏北小城镇发展差异的一个重要原因(刘葆金等,2001)。西部内陆地区小城镇发展水平较低的原因,与苏北的情况有很多相似之处。
从绵阳市的情况看,绝大多数小城镇建设仍然是政府行为,而非农民自下而上的愿望和自觉的行动。通常的做法是,在政府和地方部门的资助下,先搞好基础设施,再通过优惠的政策吸引农村人口到小城镇居住。这种在政府主导下的小城镇很难形成自己的特色,产业基础十分薄弱,有镇无市的空壳现象比较普遍。2002年初,笔者对绵阳市区附近的3个小城镇进行了调查。W镇是全国小城镇建设示范镇。从外观上看,该镇高楼林立,街道整洁,设施配套;但进一步调查发现,相当一部分楼房是人去楼空,铺面关闭,商业萧条。例如,镇区红极一时的乡镇企业——饲料厂和印刷厂正频临破产;原来有一定优势的农产品集贸市场虽然被修葺一新,但摊位闲置,门可罗雀,全然没有年关的繁华景象。据当地官员说,Y镇是历史悠久的牲畜交易地。据说该镇每逢赶场时,人山人海,水泄不通,但笔者看到的牲畜交易地却是在陈旧的木板房之间的一条狭窄的街道,除街道两边屈指可数的店面外,几乎没有象样的乡镇企业。该镇区人口除政府、医院、学校的工作人员外,多为原来的场镇居民。近几年,该镇镇区几乎没有吸纳农村人口和劳动力,以致于该镇至今没有一个居委会或街道办事处。T镇的农村剩余劳动力1999年前要么到绵阳市区打工,早出晚归作钟摆式流动,要么远走他乡常年在外务工,要么留在本村在城乡之间搞贩运,很少流向镇区就业或定居。1999年以后,绵阳市区向外扩展,T镇镇区被划为经济试验区,这使该镇遇到了一次极好的发展机遇。笔者去该镇调查时看到了对比鲜明的两种景象:老场区冷冷清清,新场区一片繁忙。当该镇官员向笔者介绍情况时,从他的言谈话语中笔者可以感受到,他们对镇区的前景充满了信心。确实,我们没有理由不赞同该镇官员的憧憬,因为试验区建成以后,T镇镇区将与绵阳市区联为一片,届时,T镇将成为“城中镇”。当然,它也就不再具有一般小城镇的代表性了。
针对同样在距离绵阳市区20公里范围内的永兴镇和塘汛镇在吸纳农村剩余劳动力方面存在的较大差异,笔者于2002年6月对两镇进行了调查研究。笔者发现,城市工业的辐射效应是小城镇发展和吸纳劳动力的关键,城市的辐射效应在点上的表现比在面上的表现更明显。也就是说,小城镇单靠城市的面上的辐射,其发展速度通常较慢;相反,如果城市大工业的触角直接伸向某一小城镇,该镇若能抓住机遇,则可能形成一个经济的生长点,从而会得到快速发展。永兴镇就是这样的例子。20世纪90年代初期,永兴镇的乡镇企业开始与市内几家大型国有企业联姻,生产配套产品。90年代中后期,该镇抓住在绵阳建立国家级高新技术开发区和长虹集团新区建设的机遇,使乡镇企业上规模、上档次,直接为高新区内的企业(包括长虹集团)提供配套生产和服务,镇区的乡镇企业得到了快速发展,同时,也吸纳了较多的农村剩余劳动力。1997年初,该镇有乡镇企业70个。其中,59个乡镇工业企业吸纳的从业人员占该镇全部乡镇企业从业人员的88.58%;分布在镇区的32个乡镇企业吸纳的从业人员占该镇这59个乡镇企业从业人员的65%。而塘讯镇在1999年以前则没有这样的机遇。1997年初,该镇有16个乡镇企业。其中,有乡镇工业企业14个,这14个企业吸纳的从业人员仅占该镇全部乡镇企业从业人员的38.4%;镇区仅有3个乡镇企业,从业人员仅74人。该镇有一个建筑类乡镇企业,从业人员达1.1万人,占该镇乡镇企业从业人员的60.44%,但该企业并没有建在镇区,而是在绵阳市区,所以,它对镇区的发展和直接带动的作用不明显。
通过调查笔者还发现,很多学者所认可的小城镇第二产业的发展会带动第三产业的快速发展,从而吸纳较多的农村剩余劳动力的观点,在绵阳市小城镇的现实中很难得到验证。究其原因,主要是小城镇的规模较小,常住人口少,多数乡镇企业的从业人员是“离土不离乡”、早出晚归的农民,第三产业缺乏服务的对象,故其从业人员的比重很低。像永兴镇这样发展较好的小城镇,其乡镇企业中第三产业的从业人员也仅有79人,占乡镇企业从业人员的1.59%。
从目前的情况看,由于西部内陆地区发展小城镇的辐射源——城市工业相对落后,辐射力较弱,因此,多数小城镇不能直接得到城市工业的带动,外资刺激的可能性则更小。所以,要修复小城镇吸纳农村剩余劳动力的机制缺陷,尚需时日。
五、结论与思考
我们必须承认小城镇建设在我国东部沿海地区、特别是在苏南和珠江三角洲等基础较好且有外力刺激的地区取得了巨大的成就。在那里,小城镇不仅缩小了城乡差别,加快了城市化进程,而且吸纳了大量的农村剩余劳动力。但是,那里的成功经验是否适应已经边缘化了的西部内陆地区呢?对此笔者表示怀疑。
对于广大的西部内陆地区而言,由于大中城市的密度较小,实力相对较弱,而小城镇的数量多,并且很分散,能够直接得到大中城市辐射的小城镇毕竟是极少数,所以,绝大多数小城镇的非农产业(特别是工业)基础是非常薄弱的。正因为如此,缺乏产业支撑的小城镇自然不能很好地吸纳农村剩余劳动力就业,更难吸引农民去定居。
截至目前,南乐县流转土地总面积1.08万hm2,占全县家庭承包耕地面积的29.7%;发展土地托管4206.67hm2(全托900万hm2)。其中2016年全县新增流转面积753.33hm2,托管1620hm2。培育农业新型经营主体1091家。
二、主要做法
(一)政策引导,顺势推进
2010年,南乐县在濮阳市率先出台了《关于加快推进农村土地承包经营权流转的意见(试行)》(乐发〔2010〕5号)和《加快发展农村专业合作社的意见》,在税收优惠、用地用电、金融信贷等方面对规模经营主体进行扶持,鼓励土地向种粮大户、农民合作社和家庭农场等规模经营主体集中。协调有关部门整合项目资金,将高标准粮田建设、农作物重大病虫害防治、无公害农产品生产基地建设、设施农业园区提升等农业项目向规模经营主体倾斜,近两年投入资金1000多万元。
(二)完善机制,优化服务
在2011年,南乐县就出台了《关于加强农村土地承包经营权流转服务体系和调解仲裁机构建设的意见》(乐办〔2011〕25号),成立了南乐县农村土地流转工作领导小组;经编制部门批准,成立了南乐县农村土地流转服务中心,为全供事业单位,编制5人,设立了服务大厅;按照县政府要求,各乡镇建立了土地流转服务机构,落实了办公场所,配齐了工作人员;村级明确了村会计为土地流转信息员,健全了县、乡、村三级服务网络。目前,全县成立土地流转服务组织13个。于2016年3月1日,县农牧局召开全县推进农业社会服务现场会,组织20多家合作社等规模经营主体进行对接。为加快推进规模经营,县农牧局各业务股站积极提供市场信息、技术培训、农产品质量认定等服务。农经站积极做好省级、市级、县级优秀示范性合作社评选活动,从特色农业、品牌农业入手,选择一批带动能力较强、发展前景较好的合作社,树立典型,增强影响力。科教股将合作社负责人培养纳入基层农技推广体系改革与项目,吸纳他们为科技示范户。农广校以合作社的生产园区或基地为依托,以合作社社员、种养大户为主要培训对象,扎实开展新型职业农民培训。
(三)培育主体,强力带动
随着农村土地流转进程延伸,流转已不仅仅限于在承包农户之间,社会工商企业、农业产业化龙头企业、农民专业合作社、家庭农场等也参与了农村土地流转,使农村土地流转主体呈现多元化趋势。南乐县因势利导,顺势而为,加大了对农民合作社、家庭农场和专业大户等新型经营主体的培育,直接带动了农村土地流转,促进了产业结构调整、农业适度规模经营和区域性特色产业的发展。
(四)创新形式,推动发展
随着流转进程的不断加快和流转主体的日趋多元化,农村土地流转的形式由过去的转包为主,逐步向转包、出租、入股、互换等转变,而且出租与入股占的比例也在逐步提高。目前以出租方式流转的耕地占全县流转总面积的60%,转包占33%,互换占5%,入股占2%。除上述几种方式外,托管也正在兴起,成为南乐县规模经营中的一大亮点。土地托管大致可归纳为全程托管、劳务托管和订单托管三种模式。一是全程托管。托管方收取一定托管费用后,为农户提供耕、种、收、管、售等系列服务。张果屯镇的建奎种植专业合作社和千口镇的梅兰香种植专业合作社,全程托管农户土地171.33hm2,为农户提供覆盖粮食生产的“一条龙”式全程服务。二是劳务托管。农户将农业生产过程中的全部劳务项目委托给托管方承担,农户负责种子、化肥、农药、水电等全部农资投入。鑫农种植专业合作社采用该模式,托管土地1000hm2。三是订单托管。农户将农业生产过程中某个时段的劳务项目委托给托管方,托管方按劳务项目获得报酬,如民丰农业种植专业合作社为农户提供病虫害防治、机收等环节的服务,服务面积666.67hm2;宏创农机专业合作社在全县设立20家分社,为农户提供机种、机收等服务,服务面积400hm2。
一、《决定》执行基本情况
自2013年8月29日市六届人大常委会第二十一会议作出《决定》以来,全市各级各部门在市委的坚强领导下,上下一心,众志成城,打响了一场全域治水的攻坚战,水环境质量明显改善,倒逼转型升级成效初显,治水长效机制逐步完善,XX江流域水环境综合整治已取得阶段性成效,《决定》得到了较好贯彻执行。
(一)流域水质改善明显。
自2013年以来,全市42个地表水市控断面中,5个劣Ⅴ类断面全面消灭,Ⅴ类断面从7个减少到1个;11个国家考核断面、16个省控断面、10个出境断面、20个县市交接断面和8个饮用水水源地水质全部达标,流域水环境明显改观,《决定》提出的“2014年底基本消灭黑臭支流;2015年底流域水质基本消除劣Ⅴ类;2016年底流域交接断面水质基本达到III类标准”的XX江流域水环境综合整治近期目标基本实现。通过治水,水变清了,山变绿了,人们生活的环境变美了。治水促进了人们生活理念、生产方式、生活方式的转变,“绿水青山就是金山银山”的理念成为我市广大干部群众的共识。
(二)治水基础设施建设取得长足进展。
一是城镇污水处理设施建设力度加大。自2014年以来,全市共建成投运城镇污水处理厂10座,完成一级A提标改造污水处理厂24座,新增城镇污水处理能力29.8万吨/日,累计完成城镇污水管网1818.5公里,雨污分流改造管网609.1公里。二是农村生活污水治理有序实施。截至2016年10月,全市农村生活污水有效治理村覆盖率78.2%,新增受益农户62万户。三是河道清淤快速推进。迅速开展河湖库塘淤积情况的调查摸排,制定工作计划,选用生态环保方式大力开展清淤,到2016年9月底已完成清淤1615万立方米。四是“清三河”活动大力开展。全面消灭垃圾河4500条,消灭黑臭河83条749公里,积极开展“清三河”达标创建工作。全面完成六大重污染行业整治,积极推进特定污染行业整治提升。实行畜禽养殖总量和污染排放总量“双控”制度,关停养殖场户15565家,减少生猪存栏167.1万头,完成温室甲鱼整治6.57万平方米、拆除25.54万平方米,农村生活垃圾分类减量做法在全国推广。
(三)治水长效工作机制逐步建立完善。
一是“河长制”全面推行。按照分工负责、分级管理的原则,建立完善市、县、镇、村四级河长体系,公安部门配套设立“河道警长”,增配监督员和指导员。全市现有四级河长4250名、河道警长714名、监督员和指导员1024名。二是水质考核奖惩补偿机制探索建立。研究制定流域水质考核奖惩办法及实施细则,建立跨流域联动治水、乡镇交接断面水质考核通报、水质奖惩补偿等机制,落实治水督查考核、责任追究制度。三是执法监管力度明显加大。开展环保系列执法专项行动,建立环保公安环境执法联动协作机制,三年来共立案查处环境违法案件4358件,处罚额2.08亿元,行政、刑事拘留760人。
自《决定》作出以来,市人大常委会每年选准主题、突出重点推进《决定》的贯彻落实。2013年,举办了市、县两级企业界人大代表环境保护法律知识培训会,组织代表视察了市区水环境综合治理情况,开展了《浙江省饮用水水源保护条例》执法检查和《八婺问水》大型新闻活动。2014年,对饮用水水源保护工作开展跟踪督查并作了满意度测评,对全市黑臭河治理工作进行现场督办,开展了申报“可游泳河段”系列活动。2015年,组成两个督查组,对全市58座镇级污水处理设施运行情况和37个市控监测断面水质情况进行督查;分成7个组,由常委会领导分别带队,对治水7个方面具体工作进行了专项视察和专题调研。
二、《决定》执行存在的主要问题和不足
对照省委提出的治水“十三五”战略目标和与人民群众的殷切期盼,各地在执行《决定》、推进治水工作中主要还存在以下问题和不足:
(一)污水处理设施运维水平参差不齐。
表现在:一是有的城市污水处理厂处理能力低,工艺简单,执行标准不高,无法与日益繁重的污水处理任务和不断提高的污水处理标准相适应。二是镇级污水处理设施综合利用率低,一些污水处理设施由于缺乏资金保障而间歇运行,个别污水处理设施处于无专人管理、无资金保障、无处理效果的“三无状态”。三是农村污水处理设施管理能力低下,专业化运营水平不高,第三方运营还没有全面推行;一些农村地形复杂或日益“空心化”,污水处理设施方式、选址和设计能力不尽合理。
(二)重点区域重点行业重点部位整治任务仍然艰巨。
老旧小区、城中村、城乡结合部等区块雨污不分,管网破损比较普遍,特别是一些集镇污水直排,成为污水处理的盲区。“六小行业”、畜禽养殖行业、“低小散”特色区块行业污染仍然较为突出,整治任务繁重。涉及部队的雨污分流改造工程协调难度较大。据婺城区反映,在洪源溪治理工作中,该区已将污水管网接至73051部队,但该部队至今尚未启动雨污分流改造工程,影响了治水工作的开展。
(三)“三河”整治面临反弹压力。
从XX江流域市控地表水近期水质状况看,XX江部分监测断面水质不降反升,重点支流水质提升情况不容乐观。部分地方在重污染行业整治、地方特色行业污染整治等方面决心还不够大,污染物排放总量削减不明显。农村面源污染量大面广,特别是受肉类价格回升影响,禁限养区关闭或整治提升的畜禽养殖场出现复养和污染反弹的迹象,生态化养殖推进缓慢。
(四)治水资金、技术保障压力大。
一些地方反映,污水收集管网敷设、污水处理设施运营维护、淤(污)泥处置等需要大量的资金投入,镇村污水处理站点运行、管理、维护也需要资金保障,地方财政压力较大。各地普遍对治水人才“喊渴”,科技治水管理人才缺乏。
(五)治水方式还有待进一步探索完善。
在调研过程中,基层反映:在以往治水工作中,存在改变自然原貌、人工工程过多的问题;在农村污水收集管网敷设过程中,存在管网混接、错接,施工不规范,甚至多次返工的问题,农村污水处理工程质量形势不容乐观;在治水考核中,存在一些地形复杂、住户分散且人畜排泄物多作有机肥用的山区小村,也要铺设污水管网的问题。
三、进一步执行好《决定》、推进治水工作的建议
治水是一项长期而又艰巨的任务。为更好推进治水工作,早日实现《决定》提出的远期目标,提出如下建议:
(一)拉高标杆,进一步增强治水工作的责任感、使命感。
一是树立长期作战的思想。对于治水,我们既不能畏葸不前,也不能小进即安,更不能麻痹松懈、半途而废。全市各级各部门要积极顺应“后治水”时期形势,时刻保持政治定力,充分认识治水的长期性、复杂性、艰巨性和反复性,紧紧围绕巩固治水成果、防止污染反弹,消灭存量、遏制增量,拉高标杆、提升标准三个重点不放松,一张蓝图绘到底,一以贯之抓下去,积极打造浙中生态廊道。二是坚持走科学治水之路。要以先进的治水理念为指导,用系统、科学、前瞻的治水总体规划引领治水各项工作,坚持实事求是,尊重自然规律,防止急于求成,努力实现治水工作由运动式治水向长效化护水转变,由工程治水向生态治水转变,由运用行政手段治水向依靠法律手段治水转变。三是实现治水与经济社会发展的互促共赢。要把治水工作成绩与人民群众的切身感受联系起来,充分发挥治水对转型升级的倒逼作用,大力发展“美丽经济”,增强人民群众获得感。
(二)补齐短板,着力破解治水工作的瓶颈问题。
一是加强城镇污水处理设施运行维护管理。要科学布局城镇污水处理设施,坚持县(市)域一盘棋,该关停的关停,该扩建的扩建,该改造的改造,使污水处理设施真正符合实际需要;要加快推进城镇污水处理厂提标改造,鼓励出水深度处理,不断提高中水回用率;要重视镇级污水处理设施运行维护管理模式的探讨,加大经费保障、监管和督查考核等力度。二是彻底打通截污纳管最后“一米”。科学规划布局城镇污水管网,积极推进片区管网改造,特别是集镇、老旧小区、城乡结合部、城中村等区块的污水截流、雨污分流。加强管网渗漏修复和日常养护,建立污水管网管理信息系统,推动“零直排”示范区建设。三是加大治水经费、技术、人员等方面的保障力度。明确治水资金在公共财政支出的比例,真正落实污水处理设施后续运行维护的资金来源。加大治水工作人才引进力度,加强相关工作人员的业务培训。高度重视工程质量,加强治水项目的监督、指导和考核,确保一次建成,长期管用。大力引进、培养治水高科技人才,加大与高校以及科研机构的合作与交流力度,吸纳他们先进的治水理念,吸收全国乃至国际上的先进治水经验,实施岸上、水面和水体的立体防护工程,恢复和提高河流的自净能力。
化工原理实验是化工类专业必修实验课程之一,它基于先修的《化工原理》理论课程的基础知识,以化工单元操作过程的原理、设备、流程为主要内容,培养学生进行工程实验的设计、组织实施、实践操作以及数据处理等综合运用知识的能力和工程实践能力[1]。工程教育专业认证对专业建设提出了新标准和新要求,在此背景下,作为具有较强工程实践特点的化工原理实验课程需要根据认证要求,对传统实验教学模式进行必要的改革与探索,切实践行“成果导向教育(OutcomeBasedEducation,简称OBE)”这一工程教育认证的基本理念[2]。笔者对近年来江汉大学化学工程与工艺专业在化工原理实验课程教学改革与探索过程中的一些问题、方法、经验进行了总结,旨在进一步改善实验教学效果,锻炼学生工程实践能力,提升人才培养质量。
1化工原理实验教学的现状分析
化工原理实验教学环节主要由实验理论课、实验预习、实验操作、实验报告与实验考核这几个教学环节组成,在传统的化工原理实验教学过程中,主要存在以下问题和不足:化工原理理论课与实验课开设不同步,导致实验开展时学生对实验涉及的理论知识有所遗忘,直接影响实验效果[3]。传统实验教学过程中实验预习不充分,预习过程中大多数学生主要依赖教师集中讲解实验的原理、内容及主要要求,然后将相关实验目的、原理、实验装置与流程、实验步骤对照实验讲义抄写一遍[4],学生对实验的原理理解不透彻,对实验涉及的流程、设备及实验过程中应该记录的数据不清晰,在整个预习过程中并没有积极主动思考问题;由于预习不够充分,直接导致实验过程中对设备、流程梳理不到位,机械地按照教师的示范或讲义的步骤进行实验操作,一旦有问题出现就手忙脚乱,不知如何处理。此外,由于实验设备台套数有限,每组学生可能多至4~5人,有些学生在实验过程中只是袖手旁观,跟着吃大锅饭,学生的动手能力没有得到充分锻炼,工程实践能力也没有得到应有的提升,最终导致实验教学效果不佳。最后,传统实验教学过程中,学生缺乏工程意识和锻炼;在实验报告的撰写环节有部分学生只是处理一下实验数据,并未对实验过程中遇到的问题进行深入分析和总结,有个别学生甚至抄袭实验报告。传统的化工原理实验成绩主要依据学生的实验报告给出,但由于存在上述不良现象,实验报告不能客观、全面反应出学生对实验的认识和掌握程度[5],无法考量学生的实际操作能力和发现、分析、解决工程问题的能力。
2化工原理实验教学的改革与探索
鉴于化工原理实验教学存在上述问题和不足,为了践行工程教育认证的基本理念,对照认证的标准和本专业毕业要求,我们对化工原理实验教学从教学软硬件设施、教学模式及方法、工程意识培养及锻炼、考核方式等方面进行了改革与探索。
2.1改善教学软硬件设施
综合考虑工程教育认证和化工专业对化工原理实验的教学要求,有针对性地采购与化工原理实验配套的仿真软件、增加实验设备的台套数、升级部分陈旧设备。如采购了流体流动、精馏、萃取等经典化工原理实验的仿真软件,让学生在预习实验阶段增加仿真实验的学习和运行,有利于强化预习效果。为了保障生均设备台套数满足认证要求,增添了多套流体流动、换热、精馏、吸收和过滤装置,满足每组学生2~3人一起开展实验,同学之间分工协作,使得每一位学生充分参与到实验过程中,极大调动了学生的积极性和团队协作能力。除此之外,还升级了部分陈旧设备,例如,将原有的流量计校正、流动阻力测定、离心泵性能曲线测定三套独立的旧实验设备升级为一套流动过程综合实验装置,不仅节约了实验用地,而且学生通过综合设计实验加深对理论知识的理解与运用,循序渐进地提高其创新意识和工程实践能力。
2.2优化教学模式及方法
工程教育专业认证强调“以学生为中心”,因此实验教学的各个环节设置和安排均以学生为主体,调动学生学习的自主性[6]。为提高学生学习的主动性和创造性,将传统以教师为主导的灌输式教学模式改革为以学生为中心的引导式、互动式、开放式教学模式。实验预习时做到理论预习、仿真预习和现场预习三者相结合。理论预习时,引导学生了解和熟悉实验的目的、原理、涉及的主要设备,自主设计实验的步骤和程序,手绘实验的主要工艺流程图,设计实验数据记录表格、明确实验过程中应该关注的参数等。教师积极引导学生利用仿真实验教学平台资源,学生通过仿真软件,结合理论预习对实验进行预演,熟悉实验操作,关注实验过程中出现的新问题和注意事项,以此提高实验的设计能力与分析、解决问题的能力。实验设备提前对学生开放,让学生实地熟悉实验设备、阀门、仪表、实验涉及的工艺流程及安全操作注意事项,为后期实验开展做好准备工作。在预习这一环节的教学中,教师时刻注意以学生为中心,多采用问题教学模式,激发学生的学习实验兴趣,让学生积极参与到实验预习中来,发挥主观能动性。学生预约进入实验室后,进行实验操作之前教师要检查学生的预习报告是否完善,通过对学生提出问题,检验学生的预习效果;实验前引导学生梳理实验的工艺流程和注意事项,强调在操作中应该注意的安全问题;具体操作细节先不做讲解和示范,让学生自行探索,待他们自己发现问题后教师介入,引导学生分析、讨论问题,最终找到解决问题的办法。在这一过程中,学生能深刻理解和应用所学理论知识。如实验过程中可能出现的一系列问题:(1)离心泵启动后不出水的原因可能是什么,离心泵的实验开始前为什么要灌泵?离心泵串联实验中,串联泵出现嗡鸣、异响可能是什么问题?应该如何解决?2)流量计校正实验中,文丘里流量计测量时实验测量值偏小,可能是什么原因造成的?3)流动阻力测量时,在测量大流量时,测压点压差通过什么元件测量?此时U型管压差的进入阀门应该处于什么状态?(4)精馏实验中,出现塔顶产品质量下降,应该如何调节精馏塔?学生通过对这一系列问题的思考、分析、讨论到最终解决,不仅对实验原理、单元操作的理论知识理解更深入,而且其工程意识和分析问题、解决问题的能力也得到了强化[7]。实验报告撰写中,每名学生选取一组实验数据,写出完整的数据处理过程,以此避免同学之间抄袭实验报告的情况发生,同时鼓励学生运用计算机相关软件处理数据和绘图。此外,增加结果分析和讨论环节,以此培养学生归纳总结、撰写科学实验报告及就复杂工程问题与同行进行沟通交流的能力[8]。此外,通过组织学生参加化工原理实验大赛促进实验教学改革。鼓励、引导学生参加全国大学生化工实验大赛,并对参赛学生进行重点培训,针对辅导,做到“以赛促教,以赛促学,赛学结合”,实现化工原理实验教学内容的应用与拓展[3]。
2.3注重工程意识培养和锻炼工程实践能力
鉴于化工原理实验的工程实践特点,在每一个实验环节中根据教学内容和特点渗透工程观念,激发学生对工程问题的思考和探究兴趣,引导学生用所学知识解决工程实际问题,做到学以致用,以此培养学生的工程意识和锻炼学生的工程实践能力。实验预习阶段,鼓励学生根据理论所学自行设计实验方案,引导学生讨论、分析该方案在生产实践中的可行性、经济性、安全性及环境保护等实际工程问题。在实验准备阶段,让学生梳理工艺流程、装置中的开关和阀门所处状态,类似化工厂开车前的准备工作。实验操作中让学生牢记“安全”二字,避免设备损坏和事故发生。同时,通过分组实验有意识地培养学生在实验过程中进行有效沟通的能力、组织协调能力和团队精神。实验报告环节,要求学生最后从工程实际角度对实验结果做出评价,培养学生的分析和总结能力。此外,还以化工原理实验大赛为契机,引导学生积极参赛挑战和锻炼,培养学生的工程能力[9]。
2.4完善考核方式
中图分类号:G642.423 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2012)12-0117-03
Reform and Practice in Teaching Chemical Reaction Engineering Experiment//Yang Yaping1, Chen Ruijie1, Lu Chun’e2
Abstract By means of the course status analysis, this article describes specific practices of reform on equipment development and improvement, teaching content, teaching methods, assessment methods of Chemical Reaction Engineering experiment in Southeast University Chengxian College. Practice shows that the reform will help improve the skills in organic synthesis experiments and overall quality of students, ensure the improvement of teaching quality.
Key words chemical reaction engineering experiment; teaching reform; skills in experiment
Author’s address
1 Department of Chemical and Pharmaceutical Engineering of Southeast University, Chengxian College,
Nanjing, China 210088
2 School of Chemistry and Chemical Engineering of Southeast University, Nanjing, China 211189
化学反应工程是化学工程的一个分支,简称反应工程,于20世纪50年代才开始逐渐形成。化学反应工程课程是一门综合性、工程性和理论性都很强的课程,既有工程问题的共性特点,又有工艺过程的个性特征。本课程要求学生有较为扎实的物理化学、化工原理、化工热力学、工程数学和计算机基础。化学反应工程课程教学内容覆盖基本理论、实验教学两个教学环节,与化学反应工程理论课程相配套的实验课程化工反应工程实验,是一门化学工程与工艺专业高年级化工类专业实验的必修课[1-3]。本实验课程根据化学工业的生产特点,以动力学为基础,通过定量计算、实验技能和设计能力的训练,培养学生牢固的工程观点,使学生对化工生产中常用的反应器有一个深层次的了解。通过该课程的学习,培养了学生运用基础理论分析解决各种实际工程问题的能力,为化工行业培养具有科研、设计和生产实践等方面需要的专业人才。
1 化工反应工程实验课程的现状与分析
东南大学成贤学院是一所以培养应用型人才为目标的独立学院,化工与制药工程系自2007年建系以来,化工反应工程实验一直作为化学工程与工艺专业高年级学生的必修课,是有机化学、无机化学、物理化学和化工原理四大化学课程的一个延伸与拓展。目前,化工与制药工程系化工反应工程实验引进6套实验装置,主要开设了与设备相对应的6个实验,分别是乙苯脱氢制苯乙烯、甲苯氧化制苯甲酸、变压吸附制富氧、非稳态导热系数的测定、单多釜提留时间分布及萃取精馏实验。所有的实验设备和仪器全部采购于某高校,每台实验设备对应一个固定的实验内容,受仪器设备台数条件的限制,同时设备中存在部分设计的局限性,使得反应工程实验始终停留在原有的实验教学模式和教学内容上,在实验大纲和内容上基本沿用了该高校的教学大纲和教学管理模式,没有任何突破和改进。
考虑到学校人才培养模式和定位与该高校有较大的差异,化工与制药工程系专业设置和学生生源质量等诸多方面与该高校也有相当大的差异,如果完全照搬该高校实验课程的设备和教学内容,就会缺乏该系化学反应工程实验自己的课程特色,缺乏实验内容的创新性,在人才培养上就会显得定位不明确,不能完全体现学院自己的办学特色。
2 优化和扩展实验内容
考虑到以上因素,结合目前化工反应工程在化工行业的发展要求,针对原有实验教学内容上的缺点和不足,化工与制药工程系先后进行一系列的教学改革和实践,主要从以下几个方面进行优化和扩展。
2.1 开发和改进实验设备
目前,化工行业发展迅猛,尤其是新工艺新设备更新换代迅速,原有的很多化工操作单元已经不能完全适应化工行业的发展需求。例如,化工产品的分离提纯是化工行业最普遍操作单元,主要包括减压蒸馏、萃取精馏、加压精馏和加盐精馏等。而该系化学反应工程实验中只有一套精馏萃取装置,而在减压精馏、加压精馏、加盐精馏等提纯分离方面,学生只是停留在课堂理论的基础上,缺乏对这些化工分离操作的实践认知和操作过程训练。
为了适应这一化工行业的发展需求,学院特别针对化工反应工程实验进行了教学改革,方案中专门对化工反应工程实验的装置进行了设计和改造,在院大学生实践创新活动中,组织专门的教师和学生进行实验装置的设计与改造。学生在此次创新活动中,对化工原理、化工热力学、机械制图等方面的知识进行了系统的巩固和综合提高。经过一年的努力,利用实验室现有的场地,自行设计了精馏实验装置和气液反应实验装置等两套设备装置,设计的装置在材质和仪表控制上都做了改进,改变了以往玻璃材质耐压和耐高温性能差、仪表和输液泵不够精确的特点。新设计的精馏实验装置能够实现萃取精馏、加压精馏、加盐精馏等多种分离提纯操作,新设计的气液反应实验装置能够对很多典型的气液反应实验进行操作。
另外,还改进了化工反应工程实验现有设备中的一些设计缺陷和不足。如在甲苯氧化实验中冷凝效果不佳,于是增加二级空气冷凝管使冷却效果大大改善;在乙苯脱氢制苯乙烯实验中,原料必须先校正流量配比后方可输入反应釜中,但由于反应位置与校正位置高度相差较大,导致原料进料配比与校正进料配比相差,于是通过改变输液泵类型、液位槽位置等手段,使得反应配比更加准确,使反应收到很好的效果。
2.2 丰富实验教学大纲的内容
为了丰富和扩展化工反应过程实验教学大纲的内容,提高教学质量,不仅利用现有的设备开发出了新的实验内容,提高了现有设备的利用率,同时利用自行设计的实验装置,增加了新的实验内容。如新增了化工产品分离提纯实验和气液分离实验的内容,主要包括减压精馏、加压精馏、加盐精馏、气液反应等实验操作内容,如丙醛脱水实验属于加压精馏实验,对二异丙苯氧化反应实验属于气液反应实验。另外,利用现有的设备开发出更多的实验内容。例如,利用乙苯脱氢的实验装置,增加了化工反应过程中典型的流化床反应器的操作内容。通过增设这些化工反应过程中典型的操作单元实验内容,丰富了化工反应工程教学大纲[4],使化工反应工程实验操作过程和方法紧跟化工行业发展的脚步,体现了学院对应用型人才培养的特点。
2.3 建立化工反应工程实验工作站和仿真实验平台
为了模拟和优化化学反应工程实验的实验条件、工艺参数,同时克服现有实验设备数量的局限性,对现有的几个化工反应工程实验建立了的工作站和仿真实验平台。通过工作站处理软件对实验数据的现场采集,可以快速地进行数据处理和分析,及时有效直观地对实验结果进行评价,同时减少人为因素处理数据的误差和繁琐,提高了实验教学效率[5]。另外,通过建立仿真实验平台,可以模拟不同条件下化工反应的控制过程,特别是一些受设备条件限制(如高温高压条件)的实验过程,对实验操作过程具有一定的理论依据和指导意义。
2.4 实验内容中增加产物表征操作
化学反应工程实验中,在数据分析与处理中有的设备配备有专门的数据处理软件,直接对实验数据进行分析处理,学生实际动手操作的机会就相对较少。为了改变这种状况,在实验内容中加强实验反应过程的监测、实验结果表征方面的实验内容。如利用气相色谱仪监测反应过程中反应液的含量来判断反应进程,通过热导检测器来分析精馏萃取液中水分的含量来确定最佳工艺条件,利用碘量法测定过氧化物的含量,等等。学生不仅在整个实验过程中操作技能得到锻炼和提高,同时对数据的处理分析、产物的表征、谱图的解析等方面都得到了学习和提高。
3 加强过程管理,改进实验教学方法
实验过程管理是实验教学内容的重要组成部分,是保障实验教学质量的重要环节。化学反应工程实验属于大型设备实验,是一门操作少而理论性相对较强的实验教学,加强过程管理,形成化工反应工程实验教学的学科特色,提高实验教学质量和水平十分重要。
3.1 加强实验过程控制
化工反应工程实验学时数相对较长,学生等待和空闲的时间较多。为了充分利用实验过程中的等待时间,使实验学时数更加饱满,实验过程中加强巡视,强调实验过程中实验现象的观察、数据的采集整理和分析。在整个实验过程中,学生的实验操作能力、数据分析、谱图解析、结果的分析与讨论等各方面的能力都得到全面的锻炼和提高。
3.2 合理分配循环实验时间
化学反应工程实验由于受到实验特点和台件数的限制,目前大都采用循环方式安排实验,这就存在多个学生操作同一台仪器设备的情况,使得有些学生得不到操作和锻炼的机会。为了改善这种状况,采用分组细化的方法,即同一台仪器操作过程中,按照实验学生数量来改变工艺条件参数进行分组实验,尽可能地让每个学生都有动手操作的机会。同时,由于工艺条件参数的不一样,使得学生实验操作过程、实验数据处理及结论也不完全一致。这样既让更多的学生得到了训练和提高,也改善了大量实验数据重复,同组间学生实验报告抄袭雷同的现象。
3.3 树立牢固工程观念,培养工程分析能力
化工生产过程错综复杂,为了让学生更好地掌握化工反应实验过程理论知识和实践水平,透过现象看本质。在实验教学过程中,教师应从分析工程因素的本质及反应特征入手,突出强调过程速率及其变化规律、传递规律及其对化学反应的影响。如通过实验中工艺条件及参数的变化来分析实验结果的影响,让学生通过实验来分析化工反应过程的基本规律,引导学生掌握化工反应工程研究的基本方法,使学生树立牢固的工程观念,培养学生采用工程分析方法来分析和解决工程实际问题的能力。
4 改革实验考核方法,综合评定学生成绩
综合评定学生的实验成绩是考察实验教学效果的一个重要途径,化工反应工程实验以往主要从预习报告和实验报告等方面进行考评。由于化工反应工程实验主要是以工业反应过程为主要研究对象,研究过程速率及其变化规律、传递规律及其对化学反应的影响,因此,考虑到化工反应工程实验课程的特殊性,在学生成绩评定中,应适当增加学生实验操作技能、实验数据处理、实验结果分析与讨论等方面的评分比例,同时对学生的出勤、预习报告、实验报告完成情况、实验态度及卫生等划分不同的权重进行考评,多方面综合评定学生的实验成绩,而不再把实验结果的好坏作为衡量实验成绩的唯一标准。即便学生的实验结果不理想,但在实验报告中能做好实验数据的处理、实验结果的分析与讨论,从而找到失败的原因,就可以获得较好的实验成绩。通过这些考核制度的改革,培养了学生实事求是的科学态度,同时,学生的实验技能、数据处理和分析能力等综合能力都得到很大的提高。
5 结束语
虽然实施化学反应工程实验教学改革与实践时间不长,但已经收到了较好的成效。例如,化工与制药工程系在金陵石化、扬子石化认识实习和下场实习过程中,学生表现出比较强的动手操作能力和工程实践能力;在毕业设计阶段,学生表现出较强的操作技能、独立工作能力和综合实验能力;另外,有相当一部分学生在扬子总控工和高级工的培训中顺利通过考试,取得了总控工和高级工的资格证书。然而也清醒地看到,实验教学改革与实践是一个持续的过程,
化工与制药工程系应顺应化工行业变化的形势和发展要求,不断深化教学改革,充分发挥学生的主体作用,不断优化和完善教学模式和管理水平,突出专业内涵建设,不断提高教学水平,加强实验室建设,着力提高实验教学水平。尤其在化学反应工程实验中增设创新性、开放性实验内容,还有待进一步的探索和研究。
参考文献
[1]王承学,胡永琪,郭锴.化学反应工程[M].北京:化学工业出版社出版,2008.
[2]张雅明,谷和平,丁健.化学工程与工艺实验[M].南京:南京大学出版,2006.
中图分类号:G4 文献标识码:A doi:10.19311/ki.1672-3198.2016.33.151
化工原理课程是我校化工系化学工程与工艺,过程装备与控制专业的一门主干课,它是综合运用数学、物理、化学、计算技术等基础知识,分析和解决化工类生产过程中各种物理操作问题的技术基础课。为适应我校“应用型高校”的办学定位,“高素质应用人才”培养目标,按照“保基础(基础知识,基本原理,基本技术或方法)、强实践、重创新、分流培养”的人才培养思路,再考虑我校生源的实际情况,对化工原理这门课进行建设与改革,具有十分重大的意义。
对于化工原理这门课的优秀课程建设,我们主要做了以下方面工作。
1 教学环节安排及教学方法的改革
《化工原理》这门课在我校的教学安排包括上册教学64学时,下册教学56学时,化工原理课程设计一32学时,化工原理课程设计二48学时和化工原理实验48学时,共计248学时。
《化工原理》课程强调工程观点和创新能力、定量运算、实验技能和工程设计能力的培养,要求学生掌握各单元操作的基本原理,了解各典型设备的结构特点、完成设备工艺尺寸的计算及设备的选型。教学中要理论联系实际、把课堂讲授与课堂讨论相结合,采用启发式教学,不断改革教学内容、教学方法和教学手段,使教学质量不断提高。
下面以《化工原理》下册为例展开讨论。下册书主要介绍传质分离过程,我校一共讲授四个单元操作,分别是精馏,吸收,萃取和干燥。其特点是“共性多,个性少”。共性体现在各章均以各单元操作的基本原理为起点,依次讨论平衡关系、物料衡算、设备主体尺寸计算、过程影响因素分析、操作参数的选择与调节、过程强化等内容,这些共性体现了相同的规律和相似的研究方法。因此在讲每一章时要先讲简化模型,精馏为例,其简化模型中,物系的相对挥发度应为常数(理想物系),传质过程为恒摩尔流,设备为理论板(精馏操作实现的场所)。而由理想模型到实际塔板是通过总板效率校正得到的。因此,在讲传质分离的每一个单元操作时,可以遵循的共性主线为分离原理平衡关系速率关系衡算设备主体尺寸。
“个性”体现在精馏和吸收的平衡关系看似都是气液平衡,精馏的汽相为自身加热产生的,而吸收则需要外界引入液相。精馏实则液气平衡关系,而吸收则是气液平衡。对于组成的表达方式也有不同,精馏采用x,y,为质量分数,而吸收采用X,Y,为质量比,这些都是服从于简化模型的。
教学改革过程中要不断吸纳本课程领域的最新成果,更新教学大纲和教案,例如不断地发展出新的单元操作或化工技术,如膜分离、参数泵分离、超临界技术等。以节约能耗、提高效率或洁净生产为特点的集成化工艺(如反应精馏、反应膜分离、多塔精馏系统的优化集成等)。
2 现场实践与仿真练习的有机结合
化工仿真实习是高校化工类学生的实践性教学环节。可以让同学们最直观地体会《化工原理》中各个单元操作的概念,对于加强学生理论联系实际,培养学生分析问题和解决问题的能力以及动手能力起着重要的作用。然而,这种教学过程在实施中存在一些问题,如学生下厂实习,只能在现场摸摸流程,被动地看和听,难以深入实际;不能在控制室长时间停留,不能分析和处理生产中出现的问题,学生的相应能力就得不到训练;不允许学生动手操作,无法让学生亲身体验工业装置的开停车与事故处理,学生的动手能力得不到训练等等。
我校利用先进的计算机仿真技术开发具有虚拟化工生产、仿真操作、典型化工生产工艺流程与设备介绍等功能的系列多媒体课件,以增强学生如下能力:(1)以具有代表性的真实生产工程流程的仿真。营造类似于工厂控制室的教学环境,训练学生分析问题、解决问题和故障处理能力,训练学生利用物料衡算、能量衡算的方法对工业过程进行评估与优化的能力,并了解过程监控的方法。(2)以典型工业实例,训练学生开、停车的操作能力,包括简单装置的开、停车和复杂装置开、停车。(3)通过工艺与设备介绍使学生建立典型工业过程的背景知识,包括工艺流程、设备、控制方案、操作参数等,透彻了解生产过程与设备工作原理。从而对化工原理课程的教学起到巩固和促进的作用。
3 逐步建立和充实化工原理教学资源库
教学资料的收集包括教材,试题库以及课程设计优秀作品库几个方面。
目前我校使用的教材是天津大学出版的《化工原理》上下册,除此之外,我们还收集了北京化工、大B理工、华东理工、华南理工、清华大学等国内各具特色的化工原理教材,以及Unit Operations of Chemical Engineering等国外著名教材。已经购买教学辅导资料三套,并计划逐步添置国内知名教授编著的化工原理辅导书和习题集。课程设计指导书已有天津大学编著的两套,Aspen Plus教程一套。试题库包括天津大学历年考研试卷,天津大学工程硕士考卷以及往年华北赛区化工原理竞赛的试题。目前已分章节建立化工原理考试题库,每章题目分别为填空、选择和大题,每章题目数目在50~80题。已建立的化工原理课程设计优秀作品库收集了2008级至2012级学生的优秀作品12件。
4 考核内容和方式的改革
以往的《化工原理》考核办法采用卷面考试的形式,满分100分,得分作为学生的期末成绩。这种方式虽然能够反映学生对知识的掌握情况,但也具有一定局限性。相当一部分同学抱有“突击一下”就能考过的侥幸心理。因此我们对考核方法进行了改革,将成绩分为三个部分:平时分30%,包括上课出勤,课堂表现,作业情况;口试分20%,口试采用教师学生一对一的形式,学生随机抽取题目作答,由老师当场给出成绩;卷面分50%。
改革后的考核办法能够反映出学生平时的学习状态,特别是口试环节,教师可以与学生正面交流,对一些卷面无法考察的内容可以通过口试考察,例如干燥一章,湿焓图的应用,口试时可将图纸打印出来,标明状态点,让同学们读取湿空气的状态参数。通过口试可以更为直观地了解学生们对知识点的掌握情况,对今后的教学也是十分有帮助的。
同时,我们对化工原理实验的考核也进行了改革,以往只凭实验报告给成绩,改革后预习报告10%,出勤不迟到10%,回答问题10%,实验操作10%,实验报告60%。这样,从预习到操作再到最后实验数据的处理,都能够从这些环节的得分反映学生的完成情况。
5 学生对课程建设的评价
我们对2013级学生进行了课程问卷调查,本次调查问卷共发放152份,其中包括工艺学生77份,过控学生75份。问卷主要包括以下几个方面:
5.1 对化工原理这门课现状的认识
85%的同学认为化工原理这门课很重要,因为它是重要的专业基础课,也是考研专业课。对化原期末考试,75%的同学认为需要平时努力学习,才能顺利通过期末考试。假如考试不及格,认为自己学习方法不适当的学生占26%,平时不努力的占30%,对化工原理这门课不感兴趣的占11%,认为缺少实践机会的占6%,期末没有好好复习的学生占24%。
分析:大部分同学认可化工原理课程在专业基础课中的核心地位,成绩不理想的同学也意识到跟自己平时不用功有关。也有同学提出化工原理课要结合工程实例才更吸引人的有效建议。
5.2 学生对于化工原理课程的学习积极性调查
对于上课睡觉或玩手机的现象,偶尔有的学生占60%,经常有的占29%。对于老师课后布置的作业,每次都认真独立按时完成的占16%,经常借鉴他人成果的占50%,大多数时候都认真独立按时完成的占33%。对于课后作业题的讲解,认为错的比较集中的题需要讲评的占43%,每一道作业题都需要讲评占48%,不需要讲评的占9%。
分析:从调查数据看,学生们对学习化工原理课程的学习积极性有待进一步提高,而这部分工作要结合加强学风建设则更为有效,例如:每次课前把学生的手机统一收齐,做到课堂无手机。
5.3 学生对课程建设与教学改革的看法调查
对目前实施的化工原理优秀课程建设,50%的同学态度为积极参与,34%的同学认为无所谓。对于老师是否应该在课后布置一些延伸作业(如论文,学习报告等),38%的同学认为有必要,62%的同学认为无必要。对《化工原理》课程的考核方式结合口试会带来的效果,64%的同学认为比单纯笔试更难了,需要更加努力学习。
分析:可以看出,同学们对课程建设和教学改革有一定的配合意愿,对老师提出的教改方案能够认可,对化工原理这门课的课程建设可以激发学生的学习兴趣,端正学习态度,更努力地学习专业课。
6 结语
我们对化工原理这门课的课程建设思想是:坚持以学生为本,以加强基础,提高学生工程能力、培养学生创新意识为宗旨,积极深入探索适应于应用型创新人才培养目标定位的课程体系,教学内容和教学方法。以改革创新培育特色,力求教学和质量达优秀,向独立院校中优秀课程的目标而努力。
参考文献
[1]倪献智.化工原理n程教学中突出工程观点和方法教育[J].化工高等教育,2007,(3):79-82.
[2]王h,王立轩,.独立学院化工原理课程教学方法的改革探讨[J].中文信息,2016,(5):194-196.
[3]郑莹.化工原理理论教学的改革与研究[J].化学工程与设备,2012,(7):242-244.
《化工原理》课程揭示了化工生产过程中常见的单元操作规律,是从事化工行业人员的必修课,该课程属于工程技术类,是一门实践性很强的课程,因此,除了加强基础理论课程知识教学外,还必须加强实践性教学。另外,该课程涉及的知识面较广,工程实践性强,需要的设备复杂繁多,有关化工的操作抽象且需要大量经验、公式,学生理解、记忆起来困难。根据中职院校学生的特点,中职化工原理课程必须在教学内容、实验教学方法、教学手段等多方面进行创新改革,加大实习教学比例,突出实践技能培训。下面笔者就课程改革这一主体谈谈中职化工原理课程的改革创新。
一、教学内容的改革创新
开展以“降低、够用”为主的课本内容调整,降低课本难度,增强课本实用性。《化工原理》课程经过了多年的完善发展,有了完善的理论体系,虽然给教学带来了方便,但是对于培养实用型人才这一教学目标来说,并不太适合,所以对原有教学内容应做适当删减。对于一些理论推导,教师应当适当减去,将教学重点放在让学生掌握基本概念,强化实际应用方面。对于应用性不强的理论知识,教师可改为该理论的应用和延伸。如化工原理中温度梯度这一节,温度梯度的基本概念是必须了解的内容,在平壁的稳定热传导里各层的温差的有关计算公式推导,只需要让学生了解哪层热阻大,哪层温差大这一结论即可,可在实际应用中,让学生通过实验感受这一理论。此外,还有热传导中的辐射基本定律、因次分析法及传至中向平衡和溶解度的基本关系等内容,对于精简的内容来说,不能脱离大纲内容,精简准确突出基本规律即可。另外,适当拓展课程内容、引入新知识是很有必要的。技术在不断发展,在实际化工操作中,会有很多新的技术出现,教师适当引入现阶段与课程有关的新技术,可培养学生的创新意识。总体来说,以应用为目的对课本内容进行精简、拓展。
二、实验教学方法的改革
化工原理课程的一个重要环节是实验教学,实验教学的目的是巩固学生的课本理论内容,培养学生解决工程问题的能力和掌握一定的实验操作技能。由于化工原理属于技术类课程,因此必须加强实践性教学,培养学生的工程意识、工程思想和工程方法。化工原理课程的实践教学一般包括实验、实训和相关实习。笔者对实践教学提出以下建议:
1.改革化工原理实验模式、内容。在教学中引入计算机仿真实验,提高学生实验操作技能和工程应用能力。传统化工原理实验是教师布置实验内容,学生写实验报告,然后做实验,交报告,整个研究就结束了,整个过程实际上是在验证课本上的理论、结论。这样单调地做实验对培养学生的工程应用能力并无大用,而计算机仿真实验的引入,可以让学生在做实验之前模拟出整个实验过程,首先激发了学生的兴趣,其次,通过改变各种操作条件、参数,让学生了解并思考参数和操作方式的变换对实验的影响,对于理论知识的掌握和应用都有很大帮助。如化工中常见的“精馏”、“吸收”这两种单元操作,其理论比较抽象,课堂上传授理论知识,学生难以理解,而通过计算机仿真实验,在学习了“精馏”、“吸收”两章的理论知识后,到实验室实际操作筛板精馏塔和填料吸收塔。实验室内“精馏”、“吸收”流程小巧、简洁,方便学生观察物料的反应。学生在实训时,边操作、边观察、边思索、边讨论,不但可以解决课堂遗留问题,还可以将课本上的理论知识应用于实际操作中。这样一方面提高了学生的学习兴趣,调动了他们的学习积极性,另一方面给教学工作增添了色彩。
2.设置研究性实训课题。化工原理实践教学就是充分发挥课本中实验的实用性特点,在实验内容选取时,尽可能接近生产实际。如化工原理流体力学的综合实验问题,眼球测定阻力系数与关系曲线,离心水泵的特性曲线,直管阻力与局部阻力产生的原因是什么,如何测定,如何确定离心泵的工作点。在实际实验时,教师可以创造性地将这个实验改为实际生产中的问题,如直管阻力的阻力产生和测定,阻力产生的原因和怎样减少阻力等。让学生查阅文献,获得实际生产数据资料,大胆质疑,找出规律性东西,最后制订实验方案。通过这几项准备工作,不仅增强了学生解决问题的能力,还提高了学生的学习兴趣,同时开阔了视野,了解了更多化工新技术、新设备。
3.注重与其他课程的共同发展,化工原理与化工仪表、化工机械等相关课程紧密联系,在实验教学中,注重实验装置之间的联系,尽可能加大信息量。实验中很多设备都是化工类相关课程中涉及的,将这些设备的选用和使用方法穿插到实验中,使学生对整个实验内容有整体认识。
三、教学手段改革
化工原理是一门实践性很强的课程,教学中涉及很多大型的化工设备结构、复杂的操作原理和流程,以及大量的工程专业计算,而在传统课程教学中,教师往往难以把全部内容展现出来,只能草草带过,因此,教学手段的改革迫在眉睫。多媒体技术的快速发展对化工原理课程进行了补充。多媒体电子教案、图像演示等能把抽象的概念和理论形象地展示出来,动态地展示设备结构、操作原理和工艺制作流程的具体情况,通过多媒体技术把难讲的内容直观生动地表现出来,降低教学难度。如讲解化工原理流体输送设备这一内容时,需要了解流体输送机械的基本结构、工作原理及操作特性等多方面知识,一般的口述板书根本不能完全将内容展现出来,而利用多媒体分析,可以方便生动地多次再现整个机械分析过程,节约教师的板书时间,使教师将精力主要放在知识的讲解和对学生的了解、交流上,有利于提高教学质量。
参考文献:
[1]邱运仁.化工原理课程教学改革与实践[J].化工高等教育,2005(04).
2改革实验教学方法,培养学生分析问题及解决问题能力
实验教学方法的优化
化工原理实验是学生第一次接触工程装置,实验课怎样上好,实验内容如何讲解,这是实验指导老师应认真思考的问题[6]。传统的实验教学方式中学生在学习过程中始终处于被动地位,不会主动思考问题,造成依赖思想,结果是学生实验后对实验及相关理论仍是一知半解。这种注入式教学方法,严重影响学生动手能力、创新能力及应急处理能力的培养,影响学生参与社会择业竞争力。因此,我们改进了实验教学的方法,采用了引导式实验教学模式。在实验前老师应注意研究每个实验的关键问题是什么,难点是什么,学生操作时哪些方面易出错等环节[7]。在实验指导的过程中,我们主要讲方法、思路,注意培养学生主动获取知识的能力、分析问题和解决问题的能力,培养学生创造性学习及敢于创新的能力,鼓励学生积极查阅文献,组织讨论、评述,让学生提出自己的独立见解,初步尝试研究的乐趣。同时,还针对不同层次实验项目采用不同的教学方法:(1)基础层次的目标是培养学生扎实的基本实践能力和良好的实验习惯,此时学生的自主学习能力和自我约束力较弱,主要采用教师指导为主、学生充分预习的教学方法。(2)综合层次的目标是培养学生综合实践能力和自主学习能力,采用教师引导为主、指导为辅的教学方法。(3)创新层次的目标是培养学生创新实践能力和自我完善能力,主要采用教师指导、启发和探讨的教学方法。
实验教学过程的优化
[中图分类号]G642.4[文献标识码]A[文章编号]10054634(2016)060097040引言
随着社会科技的飞速发展,化工行业对工程技术人才的要求越来越高。化学工程专业作为理工科专业之一,实施 CDIO 教育模式成为化工专业教学改革的重要方向之一[1]。化工实践教学是化工专业课程体系中的重要组成部分,其内容包含化工实训、化工仿真、化工认识实习、化工生产实习、本科生科研立项、专业课程设计、化学反应工程实验、化工原理实验及毕业设计等实践环节。进行化工专业实践教学的CDIO 模式改革,不仅可以提高教学质量,而且可以培养学生的工程素质、创新意识和团队意识,提高就业竞争力。
1基于CDIO教育理念构建化工专业实践教学体系按照 CDIO 工程教育模式要求,教学过程要以学生为主体,教学内容安排设计型及综合型内容,引导学生主动学习,提供更多的实践动手机会[2]。基于燕山大学省级化学实验教学示范中心的化工实践教学体系,是按照CDIO的工程理念对实践教学内容重新整合设计,构建了课程教学演示、化工仿真操作、实训综合、化工设计、科研创新5个层次的化工实践教学体系平台,兼顾基础性、综合性、研究性,如图1所示。1.1基础型
基础型包括教学演示和仿真操作。教学演示是使用化工设备多媒体素材库及化工原理实验仿真软件, 以真实直观的仿真界面和丰富的资料展示实际过程;仿真操作内容使用了“聚丙烯聚合工段仿真系统”和“苯胺生产3D虚拟仿真系统”等仿真系统[3],可以在计算机上真实地再现化工生产过程。仿真操作是学生在掌握化工产品的工艺流程及操作步骤的基础上,用计算机模拟化工产品生产过程中的开车、停车、正常运行及事故处理,弥补了传统实习学生无法亲自动手操作的不足。通过局域网互联的教师站,教师可以实时修改培训内容,汇总并分析学生成绩等。
1.2综合型
综合型内容由化工实训基地的多套化工实验装置组成,如图 1所示,这些实验装置的操作帮助学生树立工程实践概念,使其在完成化工产品的生产操作的同时在化工过程基本原理和化工实践之间建立起紧密联系。例如,在“化工生产工艺流程优化实验装置”的实训过程中,要求学生通过仿真DCS控制系统进行生产操作,由原料乙烯、氧气及冰醋酸经过换热器预热,在气固相管式反应器中反应生成产品醋酸乙烯酯,粗产品经过水洗釜、气液分离器分离后进入精馏塔进行精馏,得到的纯醋酸乙烯酯在聚合反应釜中发生聚合反应得到聚醋酸乙烯酯。该项目要求学生在掌握“三传一反”基本原理基础上,学会熟练操作并完成各项工艺参数的控制。该项目的实训操作不仅使学生理解了气固相催化反应器、气液分离器、醋酸乙烯酯精馏塔及聚合釜等化工单元设备的基本原理,而且可以培养学生的工程实践能力,实现基本理论与工程实践的结合。
科研创新型主要是在化工设计和科研方面。化工设计型按照CDIO的工程理念及教育模式要求,将本科生第6学期的化工原理课程设计、第7学期的专业课程设计及毕业设计环节整合到一起,由点到面,从局部到整体,对学生的分析和解决问题能力、创新意识和团队意识进一步训练。例如“丙烯腈合成工段设计”题目中,在化工原理课程设计中,要求学生在掌握化工过程基本原理后,根据老师给定的设计任务完成氨中和塔、空气饱和塔或反应器等某一化工单元的设计计算,而在专业课程设计中,要求学生在完成某一化工单元的设计任务基础上完成丙烯腈合成工段的初步设计与计算及工艺流程图的绘制,在毕业设计时候,则要求学生在专业课程设计基础上进行完整的工艺设计,包括主要设备的工艺计算、工艺设备、原料消耗、能耗表、排出物表及带控制点的工艺流程图等。
科研型是鼓励学生自主创新,积极参加创新与设计竞赛等。例如,学生在教师的指导与带领下,完成了“基于Aspen plus的聚醋酸乙烯酯生产工艺流程仿真及优化”和“平推流与全混流反应器系统仿真”等创新项目,并在由中国化工学会、中国化工教育协会、教育部高等学校化工类专业教学指导委员会主办的第九届全国大学生化工设计竞赛中荣获全国二等奖、华北赛区一等奖的优异成绩。
2基于CDIO模式的化工实践教学体系改革与实践2.1改革实训内容,培养学生工程实践能力
1)课堂教学引入讨论环节,培养学生工程分析能力。 按照CDIO的教育理念,课程的教学过程应围绕着设计项目展开。在化学反应工程教学实践过程中,分别针对课程重点内容“均相反应过程”和“气固催化反应工程”烧掳才帕肆酱翁致劭危由教师指定两章的讨论选题内容。例如,针对“气固催化反应工程”中的难点“固定床反应器计算”,要求学生在拟均相模型求解算法和Aspen Plus反应器计算中选题,学生在讨论课前需进行相关文献资料的查阅整理,讨论完后由小组派出代表进行主题发言,其他同学讨论主题发言同学的意见,最后由教师进行总结。讨论课使学生的综合能力、创新能力及团结协作能力都得到了加强和锻炼。
2)采用3D虚拟现实仿真,提高学生学习兴趣。CDIO的教育理念倡导“做中学”的教学方法,让学生在知识的学习和应用之间形成良性互动。3D虚拟现实仿真技术[4]营造了“自主学习”的环境,学习者可以通过自身与信息环境的相互作用获得知识与技能。在化学反应工程教学实践中[5],使用了“苯胺生产3D虚拟仿真软件”等仿真系统。如图2所示,学生在掌握了苯胺生产的工艺流程及流化床反应器的内部结构基础上,在3D虚拟生产环境中贴近真实地体验实际操作的感受,在激发了浓厚学习兴趣的同时更深刻理解了所学的专业知识,提高了学生分析和解决生产操作中各种问题的能力。
2.2采用项目式教学,培养学生工程设计创新能力和团队协作能力CDIO倡导“基于项目的教育与学习”。在化学反应工程教学实践过程中引入了Aspen Plus工艺软件进行三级项目设计[5]。项目要求学生结合实际问题从Aspen Plus反应器模块中进行选题,学生要采用类似讨论课的方式分组完成反应器的选型及计算模块选择、物性方法及参数的设定、计算过程和结果输出、项目报告及答辩等工作,以答辩的形式进行验收。
三级项目的实施为后续的专业课程设计和毕业设计等实践环节打下了良好的基础,学生通过对反应器模块设计的熟练运用,掌握了分析和设计化工过程的基本技能,同时也加深了对反应器设计基础知识的理解。例如,在“乙烯法生产聚醋酸乙烯酯工艺设计”毕业设计题目中,学生按设计任务对气固相催化反应器、油水分离器、醋酸乙烯酯产品精馏塔、水洗釜及聚合釜等化工生产单元进行分析,在完成设计计算后通过操作“化工生产工艺流程优化实验装置”来验证计算结果。此类项目设计与实施是对学生的工程设计能力和团队协作能力的进一步提高。
2.3利用化工实践教学平台,培养学生工程实践能力CDIO的含义为构思―设计―实现―运作[6]。将这一理论应用到化工实践过程上,就是化工过程的合成、设计、分析、评估和实现。利用图 1所示的综合型化工实训装置,选择具有实际应用背景的产品开发项目,企业工程技术人员和校内教师作为指导教师相互协作,指导学生组成团队合作完成设计案例。例如,在“聚乙烯醇合成工段工艺”设计题目案例中,以“化工生产工艺流程优化实验装置”为基础进行二次开发,利用Aspen Plus工艺软件设计了以聚醋酸乙烯酯为原料合成聚乙烯醇的工艺方案,初步完成了聚乙烯醇合成工段工艺设计计算、主要设备计算选型及工艺流程优化等工作。
2.4成绩评价体系的改革
在化学反应工程教学实践中,按照CDIO的教育理念,建立了一套完整实践考核体系[5],依据全程监控的理念从7个方面进行考核,见表 1。其中,讨论课、仿真操作及项目设计是考核的主要内容,学生在巩固反应器基本知识的基础上,又熟悉了应用Aspen Plus软件进行反应器设计的基本内容,并通过平推流和全混流反应器的实验操作做到了理论和实践的结合,真正实现了“做中学”。期末的闭卷考试只占总成绩的50%,闭卷考试分值的弱化也避免了以往学生考试突击及作弊的现象。
2.5加强校企合作,突出教师工程素质培养
校企合作及企业的参与是真正实现CDIO 工程教育模式的关键途径。全方位的校企合作不仅可以实现化工专业实践与科学研究、工程实际及社会应用的有机结合,而且对教师的工程素质的提高有很大帮助。学校和秦皇岛华瀛磷酸有限公司及中国阿拉伯化肥有限公司建立了长期的合作关系,积极推进校企共建平台建设,利用学校现有的科研平台及信息资源等主动服务于企业,帮助企业解决实际问题,加大企业参c高校人才培养的步伐,并由企业工程技术人员和校内教师共同指导学生来完成项目案例,保障实践教学的实施。
表1化学反应工程教学实践成绩评价
序号内容比例%考核方式1出勤5签到2作业5作业内容及完成情况3讨论10分组答辩、报告及PPT4仿真操作10仿真在线测试5项目设计10分组答辩、报告及PPT6实验10分组操作表现及实验报告7期末考试50闭卷考试3结束语
基于CDIO教育理念的化工实践教学体系,在实践教学的过程中效果明显,提高了化工专业的教学质量,培养和锻炼了学生的工程创新能力和团队意识。结合学校的人才培养和教学理念,在化工实践教学体系构建与实践过程中,不断深化CDIO工程教育改革,继续构思与设计以构建实施新的人才培养方案。
参考文献
[1] 顾佩华,沈民奋,李升平,等.从CDIO到EIPCDIO汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究,2008 (1):1220.
[2] 申延明,刘东斌,樊丽辉.化学工程与工艺专业应用型人才培养体系的构建与实践[J].化工高等教育,2014(3):13.
[3] 宋建争,李建军,张永强.化工虚拟仿真实验教学探索与实践[J].教学研究,2014,3(37):107109.
[4] 夏迎春,吴重光,张贝克.现代化工仿真训练工厂[J].系统仿真学报,2010,22(2):370375.
[5] 李建军,宋建争.化学反应工程教学改革探索与实践[J].化学教育,2015(10):5961.
[6] 查建中.工程教育改革战略“CDIO”与产学合作和国际化[J].中国大学教学,2008(5):1619.
Construction and exploration of chemical engineering practice system
teaching based on the concept of CDIO education
Li Jianjun,Zhang Yongqiang