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篇化工与化学工程的区别范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
化学工程与工艺专业是一个极富创造性、挑战性的重要工业领域,能在化工、石油、能源、轻工、冶金、医药、微电子生产、食品和环保等多领域行业,从事产品的研制开发与评估、过程工艺与装置的设计放大、过程科学研究、高等工程教育、生产过程的控制及经营管理等方面工作的高级工程技术、教育教学和管理营销人才,具有技术密集、人才密集、资本密集的特征,特别是二十一世纪的化学工业在向“绿色化工”方向发展的同时,对知识的交叉渗透、产业的相互交融提出了更宽更深的要求,该专业就是为了适应面向二十一世纪化学工业发展而设置的一个厚基础、宽口径、适应性强的大专业。本专业旨在培养德、智、体全面发展,具备在工业界、科技界、政府及行业机构中担任重要职务的基本素质,掌握化工生产技术的基本原理、专业技能与研究方法。
通过上述阐述,我们简单了解到了化学工程与工艺的定义,在一些重要领域的关键作用。下面就让我们分开来解读化学工程和工艺在哪些领域起到了什么作用,在工作中,如何将资源更好的利用?
化学工程与工艺就是研究化学工业生产过程中的共同规律,并用化学方法改变物质组成或性质来生产化学产品的一门工程W科。简单来说,也就是化学在工程实际中的应用。该专业主要开设高等数学、无机与分析化学、有机化学、物理化学、高级语言程序设计、化工原理、化工热力学、化工分离工程、仪器分析、化工设计、化学反应工程、化工工艺等课程。其中英语、化工原理、化学反应工程、高等数学为学位课程,参加省自学考试。
化学工程与技术学科是从19世纪末由于化学品大规模生产的需要而形成和发展的。当时,为了化工生产的高效和大型化,根据典型的化学工艺和设备中出现的一些具有共同属性的工程问题,形成了单元操作的概念。20世纪50年代后发展的传递过程原理和化学反应工程使化学工程学科上升到了新的阶段。人类穿的各种合成纤维的衣物,吃的各种食物的包装加工,住的房屋的水泥钢材,以及人们开车所用的石油天然气,都是化工研究的方向。中科院院士陈洪渊就曾经评价化工产业为“国之重器”,能创造出数千万个“新物种”。譬如说,1909年哈伯发明的合成氨技术使世界粮食翻倍,解决了世界上一半人的温饱问题。1995年我国的化学纤维产量为330万吨,其中90%是合成纤维,这一化工技术的应用,使大多数人免于挨冻。
当今社会,化学工程与工艺也应用到多个领域,如分析化学师、食品化学师、化妆品研发员、医药技术师等职业,这些职业你肯定听说过,但不一定想到他们与化学工程与工艺专业相关。总体来说化学工程与工艺专业的就业领域还是相当广泛的。毕业生能在化工、能源、信息、材料、环保、生物工程、轻工、制药、食品、冶金和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作。一般主要的主要就业方向可以从一下几个方面来看:
首先,可到科研院所、高等院校从事化学工程与工艺相关科研、教学等工作。不过这需要该专业学生具备一定的科研水平和较高的学历。
其次,到化工类、石油类、轻工类、车辆化工、建筑机械、制药、食品、涂料涂装等相关的科研单位、企业、公司从事应用研究、精细化工产品的开发、设计、生产技术和科技等工作。化工行业有很多知名的企业如美孚、壳牌、巴斯夫、中石油、中石化等。当然,除了这些大企业外,一些冶金、化纤、煤炭、橡胶等化工企业也是毕业生不错的选择。化工行业是个讲究经验和积累的行业,技术和经验是技术型人才的资本,对于刚走出校门毕业的学生来说,一般需要一个相当长时间的经验积累,从基层做起,让理论和实践充分的结合后,才能谋取个人职业更好的发展。
再次,可以在相关化工类企业从事销售、管理等工作。除了走工艺、研发、质量检验等技术人才的道路外,该专业复合型销售和管理人才在人才市场中也特别受欢迎。关键是如何取得化工类技术以外的教育背景和从业经历。化工贸易、管理人才基本都需要是化工专业出身,同时熟知贸易规则和单位业务,还必须具备耐心细致,和较强的语言表达能力。
国家教育部曾公布的化学工艺与工程专业就业状况显示,该专业2013年全国普通高校毕业生规模在28000-30000人,近三年全国就业率区间在90%-95%之间,属于就业率较高专业。
据调查,相关从业人员都表示,化工专业毕业生要找到一份工作并不难,但找什么样的工作就因人而异了。由于化工各个方向分类较细,各个大学都有自己擅长的专业方向。如有些学校侧重石油化工、煤化工;有些侧重医药化工;有的则偏重金属冶炼或精细化工等。另外,还有一些人对化工就业存在这样的误区,担心学这个专业毕业后要去挖煤、炼石油。实际上,传统的石油化工、煤化工只是其中的一个就业方向,如果你对这个方向不感兴趣,还有更广泛的领域可供选择。如可以选择和人们生活息息相关的精细化工,我们用的洗发水、洗面奶、沐浴液的研发生产都是化工的主要就业领域。还有食用油、巧克力等食品加工企业,香水、化妆品、奢侈品制造等也是化工很好的就业方向。目前我国经济建设水平不断提升,涉及综合技术项目的开发工作节奏也显得急躁起来,对于化工专业建设工作人员来说,需要联同系统性的设施布置和先进实验验证项目开发,积极稳固综合人力资源的开发动力,为我国相关行业的发展提供更加优质的贡献力量。
除了化学工程与工艺在工作上的应用外,可以说,我们日常生活中的“衣、食、住、行”样样都离不开化工产品。化学工业已经成为国民经济重要的基础性产业,它为农业、能源、交通、机械、电子、纺织、轻工、建筑、建材等工农业和人民日常生活提供保障和配套服务。同时它还是工业经济中最具活力,有待开发且竞争力极强的一个行业。老人常说,“三百六十行,行行出状元”,不管研读什么专业,都有一定的优势和特点,只要潜心学习,任何领域都可以走出一片辉煌的天地。
px,中文名称对二甲苯(para-xylene),属于低毒类化学物质。带有危险标记,对人体的健康有一定的危害。历史上,px曾经引起了工业界对其毒性程度的激烈讨论,工业机构及其支持的科研机构认为是低毒,环保机构及部分科学家(如厦门大学赵玉芬院士)认为是剧毒。px主要用于制造对苯二甲酸,可用于化工及制药工业等。另外,它还是许多化学合成原料的重要中间体。生活中常见的胶片片基、磁带本文由收集整理片基、电容器膜、光盘、磁卡等电子信息产品中都含有px,px已经成为应用广泛的重要化工原料之一。
根据资料显示,中国已经成为世界上最大的px生产国和消费国。px项目一直饱受争议:一方面,px涉及的产业收益巨大,各地相继建立了一些比较大的px项目,用于促进当地经济的快速发展;另一方面,px本身的毒性和以及在生产过程中产生的污染,使得多地民众对px项目的建立和实施产生了抵制情绪。px项目启示我们:科学技术是把双刃剑,人们在利用科学技术改变社会,造福人类的时候也不能忽略它带来的弊端。随着科学技术负影响的显现,工程的伦理性逐步走入了人们的视野。自20世纪70年代起,工程伦理学在美国等一些发达国家开始兴起。经历了20世纪的最后的20年,工程伦理学的教学和研究逐渐走入建制化阶段。在我国,类似的工程伦理道德规范以及法制化建设方兴未艾,我国工程伦理学的春天正在逐步逼近。
二、化学工程伦理规范的构建
作为工程的一支,化学工程有区别于一般工程的特点:
(1)化学工程潜在风险大
(2)化学工程对人的影响更直接
(3)化学工程的监控难度大
基于化学工程的以上特点,化学工程伦理规范的构建就尤为重要。
化学工程理论是工程理论的一部分,将科学技术转化为生产力的化学工程,不仅是一种技术的应用行为,同时也应该被视作一种社会实践活动。因此,化学工程伦理规范的构建应该技术和社会实践两方面来考虑。
第一,技术方面:
(一)降低化学原料的威胁
首先,化学工程中使用到的原材料,大多数都带有危险标记,对人们对健康具有一定的威胁。甚至,有些化学原料无色无味,可以使人在不察觉的情况下吸入或接触到,从而造成对人体的伤害。危险化学原料应该具有醒目的危险标志是十分必要的。
其次,危险化学品在生产、储存、使用、经营和运输过程中都应得到妥善处理。有些危险化学品,可以通过冷藏压缩,密封保存等技术手段来降低和消除对人体和环境的危害。运用专业的技术降低化学原料的威胁刻不容缓。
(二)保证生产过程的规范和安全
在化学材料的生产过程中涉及很多环节,每个环节都可能具有潜在的危害。保证整个生产线都达到科学工艺的要求能够减少工程事故和对环境的危害。
首先,通过对相关技术人员的培训,使其了解生产过程环节的危害,使其在每个生产过程中的操作都符合相应的规范,对于一些故障能够妥善处理。
其次,运用技术手段对每个生产环节可能出现的危险进行预防和控制,要有完备科学的三废处理设备,保证生产过程的规范和安全。
(三)治理和修复化学工程对环境的危害
对化学工程对环境的污染应该做的预防为主,防治结合,综合治理。但是,有些化学工程对环境的危害,运用目前的技术手段不可避免的。或者,由于种种原因,对环境的污染已经造成,都可以运用相关技术,采取有效措施,对污染后的环境进行治理和修复。
首先,必须对环境污染工程进行详细分析,找出污染源,确定污染物,最终制定相应措施对环境进行治理和修复。
其次,修复过程中采取的方式方法,应该充分考虑到周边公共建筑和相关人群的敏感度等因素,建设修复设施不得对场地及周围环境造成新的破坏。
第二,社会实践方面:
(一)借鉴国外成功经验的同时,结合中国的具体情况
对于化学工程伦理规范的构建和制定,国外的研究比国内要早,因此很多的成功经验值得我们学习和借鉴。
但是,国外的研究现状不完全适用于中国国情。在国外,工程伦理的研究主要针对工程师的伦理分析,因为国外的工程运行体质是以工程师作为工程责任的独立主体。而在国内,工程师侧重的是技术层面,工程从论证到实施及运行,分别由不同的主体承担责任,工程师很难做到独立承担。
因此,处理化学工程伦理规范的构建问题,应该借鉴
国外成功经验的同时,结合中国的具体情况。
(二)构建过程中要明确不同角色的不同权利义务
一个化学工程的项目,一般涉及多个角色,不同角色在项目中有着不同的分工和责任。
化学工程师应保证化学工程科学合理的论证和设计,全力参与、全程跟踪化学工程活动,同时对化学工程的每个生产环节进行监督,从而降低化学工程风险,保障化学工程合伦理性。
工程决策者应该根据针对工程中可能存在的问题和风险进行分析,制定不同的备选方案,选择合适方案,实现工程最优化。
政府部门应该在道德约束和伦理规范尚不完善的情况下,对化学工程中的每个参与者进行监督,明确他们的权利义务,监督和管理化学工程的实施。
公众是化学工程的最直接利益相关主体,有权监督化学工程的运行和实施,捍卫自身健康和生存环境安全,并对化学工程的负影响,提出正当的伦理诉求。
(三)化学工程的伦理规范要高于一般工程
化学工程具有一般工程的特点,同时高危险性高污染性使得化学工程与一般工程的不尽相同,化学工程对环境和人类健康的影响更为迅速和直接,与公众的生存环境和自身健康息息相关。因此,化学工程的伦理规范要高于一般工程。
首先,化学工程伦理的制定和实施要比一般工程更加严格,确保化学工程的规范和安全。
其次,对化学工程伦理的监督和执行也要高于一般工程,敢于接受社会各方面的监督,取得公众对于化学工程的信任。
三、结束语
厦门、大连、宁波和咸阳等地的px项目启示我们,只有不断地完善化学工程伦理规范的构建才能确保化学工程的持久化发展,真正地做到以人为本,促进人与社会的和谐发展。
化学工程伦理规范的制定应该从技术和管理两个方面来考虑:
化学工程是工程的一个重要分支,化学工程伦理规范应该在原有工程伦理规范的理论框架下,同时结合化学工程理论来构建。通过技术了解危害,规范操作,对可能的危险进行预防和控制;
同时,任何一个工程也是一种社会实践活动,那么就不应该脱离社会而独立存在,当然也应该受到社会伦理规范的约束。
通过管理,结合国内的具体情况,明确不同角色的权利和义务,同时制定相应的化学工程伦理规范。
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2012)16-0001-02
广东石油化工学院坐落于中国南方最大的石油生产基地——广东省茂名市,为华南地区唯一一所石油化工特色院校。学校的化学工程与工艺专业是国家级特色专业建设点,毕业生遍布全国各地的石油化工行业,就业具有很强的针对性,深受用人单位欢迎。广东石油化工学院化学工程与工艺专业人才培养的目标是为社会输送具备化学工程与工艺基本理论、基本知识和基本技能,具有较强工程实践能力、良好的创新意识和较高综合工程素质的人才。毕业生能在石油炼制、石油化工、能源、环保、材料等部门从事工程设计、技术开发、生产管理等方面的工作。化学工艺学作为该专业一门重要的专业课,是基础化学、化工热力学、化学反应工程、化工原理等课程的综合应用。通过该课程的学习,要求学生掌握化工生产的基本原理、主要化工产品的生产方法、工艺流程等。在化学工艺学课程教学中,应注重强化学生的工程意识和基础知识的实际应用能力。
一 结合石油化工特色,创建课程群
从人才培养的角度看,石油化工高校培养的毕业生应具有较强的工程实践能力、良好的创新意识和较高的综合工程素质,以适应石油炼制或石油化工等相关行业的人才需求。毕业生不但要懂得某一专业的基础理论,还要具有某一岗位所需要的生产操作和组织能力,并能在现场进行技术操作和改进,解决生产实际问题。因此,广东石油化工学院石油化工专业所培养的人才具有基层性、实用性和技术性,这是本专业区别于其他普通高校教育的一大特色。根据本专业的特点和学生的基础及接受能力,以培养学生的综合实践操作能力和创新能力为主线,可将石油炼制工程、石油化工产品分析技术、石油产品应用技术与开发、石油储运基础等课程创建一个课程群,围绕本专业人才培养目标,对各课程的主要内容进行精选优化,调整化学工艺学的教学内容。可从这些主干课程中选择一些典型的石化产品,作为化学工艺学的教学案例,分析这些石化产品的生产方法、工艺流程、工艺参数、条件影响等。这种处理方式对课程群里面其他的课程教学可起到辅助和巩固的作用。
二 优化和更新化学工艺学的教学内容
根据教学大纲对教学内容进行处理,把各章节内容按照了解、掌握、应用、设计等不同要求作详细的定位。例如,对于工业生产中已经不采用的生产方法,只要求学生了解某种工业过程可能有多种生产方法即可;对需掌握的内容,可以要求学生对各种生产方法进行比较,分析其适用范围、效果、操作条件、能耗等,从技术经济的角度选择生产方法。学生不仅要掌握教材介绍的几种基本化工产品的生产,而且其生产--方法要会应用,能够举一反三,要能设计出一些简单的生产工艺。例如,在讲授合成氨时,可以先引入哈伯法合成氨工艺的历史及哈伯本人的一些简介,既可以提起学生对合成氨工艺的学习兴趣,又可以了解一些名人的事迹。当学生有了兴趣之后,可以从不同的原料角度,引入不同的生产工艺,如以煤为原料,以天然气为原料,以重油为原料的合成氨工艺,其各自的工段均有所不同,可以在讲授完后让学生总结各不同原料合成氨工艺的异同,这样学生学完之后印象深刻,可以吃透这部分内容。
另外,在组织化学工艺学教学内容时,应着重突出石油化工特色。在第一次化学工艺学讲授过程中,让大家认识到本门课程的针对性、重要性及实用性。在第一章“绪论”部分组织讲授材料的时候,可以结合茂名炼油产业链,围绕几个关键词如石油化工、石油炼制、乙烯工业、茂名乙烯、石化工业区等展开内容学习。例如,乙烯工业是指以石油馏分为原料裂解生产乙烯为主,同时生产丙烯、丁烯、芳烃等产品的生产过程。乙烯是石油化工的基本有机原料,目前约有75%的石油化工产品由乙烯生产。乙烯主要用来生产聚乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯等多种重要的有机化工产品,乙烯产量已成为衡量一个国家石油化工工业发展水平的标志。再如,对乙烯产品结构的介绍(塑料类、合成橡胶类、液体化工类);对长三角、珠三角、环渤海湾大型炼化一体化企业集群及沿长江产业带分布的介绍等,这些内容可以让学生清晰地认识未来的就业方向、就业区域和就业前景。在这种情况下,学生会充分认识到化学工艺学这门课程的针对性和重要性,在后面的时间里自然会重视这门课程的学习,因为这些内容的学习与他们未来的就业息息相关。
围绕本专业人才培养目标,针对毕业生的就业特点,广东石油化工学院的化学工艺学这门课应该调整教学内容,注重重点内容的凝练。其重点内容应围绕乙烯工业展开。
如以茂名石化乙烯为例,学习乙烯生产原理、工艺技术、产品应用等基本知识;以茂名石化工业区为例,学习乙烯下游产业链、产品应用等基本知识。
乙烯生产原理主要包括乙烯生产过程中的化学反应规律、反应机理、热力学及动力学分析,乙烯生产的工艺参数和操作指标(如原料性质及评价、裂解温度、烃分压、停留时间、裂解深度等)及乙烯生产的工艺过程等。
关键词 化工专业;“油类”课程群; 教学改革;课程群平台
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2015)14-0049-02
作者简介:程丽华,女,教授,研究方向:化学工程与工艺专业;施永军,男,实验师,研究方向:计算机应用;洪晓瑛,女,实验师,研究方向:化工专业实验教学和石油化工产品分析;王琪,女,讲师,研究方向:油气储运专业; 谢颖,女,教授,研究方向:化学工程与工艺专业。
基金项目:本文系2013年广东省高等学校教学改革项目“立足‘卓越计划’的‘油类’课程群教学模式的探索与实践”(编号:GDUP201209)的研究成果。
石化产业是国家十大振兴产业之一,是广东三大支柱产业之一。随着石油化工行业的迅速发展,石化企业中新技术和新设备不断涌现,而且自动化程度和管理水平越来越高,属于高度自动化,技术密集型现代化企业,这必将导致对石油化工急需人才的要求越来越高。因而,项目组根据学校发展定位、围绕化工专业培养目标以及石油化工行业对人才的需求,提出立足“卓越计划”的“油类”课程群教学模式的探索与实践的研究课题,探索以石油炼制工程省精品资源课程为引领,打破学科界限构建“油类”课程群,以校企协同管理课程、协同培养人才为指导,面向石化企业发展需求,创新课程群教学模式,有效地培养石油化工应用型工程技术人才,满足我省及周边地区对石油化工紧缺人才的需求。
一、以省精品资源课程为引领,构建“油类”课程群
课程群建设是近年来高等院校课程建设实践中出现的一项新的课程开发技术。我校化学工程与工艺专业(石油化工方向)具有雄厚的专业基础、特有的石油化工特色,2009年被国家批准为国家级特色专业建设点,2011年被列为卓越工程师培养计划试点专业,为我国石化行业输送了大批高素质的应用型人才。该专业长期以来以彰显石化特色的《石油炼制工程》专业主干课程为抓手进行专业课程的建设与改革。它是培养未来石油化工工程师的思维方式和工作方式的关键载体,也是理论联系实际的重要桥梁,肩负着为服务广东及周边地区石油化工行业提供高级应用型人才的重任,2013年被列为广东省精品资源共享课。为此我们以省精品资源共享课为引领,在深入对突出学校办学特色的“油类”课程进行调研和分析基础上,通过梳理各课程内容和课程间的关联性,在对相关课程的内容进行优化整合的基础上,组织校企专业课程建设委员会对“油类”课程群的知识内容进行进一步的研讨,最后选择满足“卓越计划”培养目标要求的《石油炼制工程》(含化工专业实验)、《石油化工概论》、《石油化工工艺学》、《石油储运基础》等4门课程构建化学工程与工艺专业(简称化工专业)“油类”课程群。
二、以校企协同管理专业课程为原则,树立课程群建设新理念
2011年化工专业被列为“卓越计划”试点专业,这对课程建设尤其是专业课程如何改革以适应“卓越计划”培养目标的实现提出了更多的思索。团队经过多次调研与反复研究一致认为课程建设要与学校的人才培养目标、与行业所需人才紧密结合起来,树立了与行业协同管理、协同育人的课程建设理念。
通过校企协同管理,使专业课程建设从目前学校的单方管理,转变为学校、石化企业双方协同管理。中国石油化工股份有限公司茂名分公司(以下简称茂名石化)是我国最大的石油化工基地,是我校国家级工程实践教育中心,拥有大批高水平石化专家及先进的管理理念,对本行业技术前沿最了解,对行业发展趋势最了解,对行业用人需求最了解。成立由企业专家组成的化学工程与工艺专业课程建设教学指导委员会,确定“油类”课程群建设主要目标,共同制定课程群建设方案、课程教学大纲及重点教学内容;共同构建四年不断线的工程教育模式,以培养适应石化行业需求的紧缺人才。
三、按不同培养目标优化教学内容,避免内容交叉重复
在这四门课程中,石油炼制工程和石油化工工艺学是化工专业必修课,是专业基础知识的综合应用,具有较强的实践性,化工专业实验则将专业知识与理论知识融合起来。石油化工过程概论是全校的公选课,包含了石油加工和石油化工的基础知识,石油储运基础是专业的选修课程,主要介绍石油及油品的储存和运输技术。这几门课程“油味十足”,既有联系,又有区别。为此,我们要按着不同层次优化教学内容,避免交叉性内容的重复。
笔者一直从事化学工程与工艺专业课的教学工作,为省石油炼制工程教学团队负责人及省精品课程资源共享课程负责人。在教学研究过程中,真切地感受到各门课程是相互紧密联系的,但有时又会出现课程内容的重复。如这几门课程中都涉及到油品的基本性质,如何根据课程的培养目标合理安排教学内容就显得非常重要。正是由于各门课程之间有千丝万缕的联系,各门课程的教学内容要进行合理安排,如果在教学安排上不注重教学内容的安排,只是简单重复,势必引起学生厌倦或厌学。
为此我们组织的油类课程群教学团队将油类课程群作为一个整体来优化教学内容,在各门课程互通有无的基础上,对于交叉性内容,不同的具体课程,共目标各有侧重,并据此安排教学内容和课时。这样不仅避免了简单的重复,节省了学时,同时还激发了学生的学习兴趣,提高了学习效果。
四、紧紧依托学科建设资源,教学内容紧跟学科发展步伐
化工专业充分依托茂名石化公司得天独厚的产学研优势,在石油化工领域取得了较好的科研成绩,已形成一支学术水平较高、结构合理、合作精神和创新能力强的研究团队,在同类型的院校中脱颖而出,从而使化学工艺学科成为广东省重点特色学科。课堂上,团队成员紧跟学科发展前沿,针对石油化工的最新发展,在课堂教学中及时补充和更新的理论和知识,增加一些能反映现代科学技术发展的前沿内容。例如,随着环境保护的要求,清洁汽油、清洁柴油新技术的发展,在石油炼制工程中增加这方面的知识;随着新产品、新工艺、新技术和新设备的涌现,在石油化工工艺学教学过程中不断补充与课程相关的最新化工生产技术和科研成果。及时更新和补充专业课的教学内容,不仅拉近了教学与学科前沿的距离,还促进了学生对新知识和新技术的认知,拓宽了学生知识面,培养能够适应石油化工行业的发展和社会需求的化工人才。
同时,注重教学与科研相结合,以专业实验为载体,促进专业理论知识的学习。专业实验教学内容的改革是本课程群建设的重要内容。我校化学工程与工艺专业实验一直独立设课,内容上偏重验证,不能行之有效地检验和运用课程群的知识。为此,在实验内容的精选和安排上,我们注意引进老师的科研成果,这不仅丰富了教学内容,提高教学效果,还增加了学生对老师科研情况的了解,培养学生的科研兴趣,使学生尽早地加入老师的科研课题,进行团队工作,并借助课题培养学生系统地思考问题的能力以及提高创新能力。
五、校企共建教学资源,协同培养石油化工类人才
在课程建设机制上,坚持校企(为石油石化企业服务)联合办学。广东石油化工学院与中国石油石化企业一直有着天然的密切联系,是广东省人民政府与中国石油化工集团公司、中国石油天然所集团公司、中国海洋石油总公司共建高校,长期依托的三大企业——中石油、中石化、中海油都是世界500强的跨国集团。学校坐落在“南方油城”——茂名,与中石化属下的“茂名石化”有着血浓于水的情感。茂名石化炼油加工能力1350万吨/年,有60多套炼油工艺,掌握着最先进的技术装备和生产工艺,有真实的工程实践条件和环境,同时,还拥有先进的典型炼油工艺模拟仿真系统。我校在60年的办学历史中,有30多年属石化行业公司主管,依托这种得天独厚的优势,通过校企协同育人,使工程技术人才培养从高校培养转变为高校和企业联合培养。在企业的深度参与下培养的石化工程师能更有效地满足石化产业对人才的特殊需求。学校与茂名石化公司共建国家级工程实践教育中心,为深化专业课程改革提供了重大机遇,近几年在专业课程建设方面创建了企业深度参与人才培养特色,体现在与企业共建教学资源包括共同编写了教材、实习指导书、典型事故案例分析、共同拍摄典型炼油工艺过程教学片等。这些与实际结合紧密的教学资源,对有效地培养石油化工类工程技术人才提供了良好的条件保障。这种面向石化,依托企业的工程教育有效地提高了教育教学质量。
研究生的培养是一个系统工程,研究生培养过程的各个环节必须紧密配合,才能培养出合格的、受社会热捧的人才。特别是对于全日制工程硕士的培养来说更是如此。根据全日制工程硕士的特点,把研究生关闭在校园里培养已不能满足社会对人才的要求,异地培养,多地培养成为必然。必须把实践能力的培养作为主线贯穿于全日制工程硕士“培养链”的各个环节。在招生环节,我们对全日制化学工程工程硕士的考生的面试采取了与科学学位考生不同的方式,把对考生的实践经验作为主要的面试内容,让考生感受到实践经验的重要性,许多考生面试后积极主动地到工厂企业锻炼,入学后带着在实践中遇到的问题来学习,增强了解决实际问题的能力。在课程培养环节,我们的课程设置体现理论与实践相结合的原则,分为公共课,专业核心课,专业拓展课,专业实践教学四个模块。我们加大了公共课的比重,利用我校的有效资源,合理整合了专业学位研究生的计算机与管理类课程。无论是公共课还是专业课,都把实践教学内容贯穿其中,理论课中包含实践知识,实践课中包含理论知识。在实践培养环节,我们建立了湖南化工研究院、湖南海利化工有限公司、国家农药创制工程技术研究中心、湖南四达试剂有限公司等多个培养基地,实践条件得到了有力的保证。另外,鼓励研究生在学校组织的集中实践之外增加自主分散实践。在学位论文环节,我们要求化学工程工程硕士研究生在开题前认真查阅文献,尽量了解国内外相关的最新研究成果,选择直接来源于具有实际应用价值的应用技术课题和现实问题的课题。同时,聘请企业的专家、学者参加开题报告会,对选题进行严格审定,多角度考虑选题的合理性、可行性及实用价值。学位论文形式采用产品开发、工程或工艺设计、工程放大及新技术工程应用报告、典型案例分析等多种形式。
1.2突出课程教师和导师的主导地位
应用型人才的培养首先要通过相关课程和案例的学习和研讨来提升其解决实际问题的能力,我们通过聘请企业专家来校担任课程教师,通过改进教学方式方法加强课程教学。如研究生自主参与教学、由多位教师担任一门课程的“拼盘式”教学模式等等。在课程建设方面,学院加大了研究生教师编写适合我院工程硕士实践的教材或讲义的支持力度,加强了研究生精品课程的建设。研究生的培养离不开导师的主导作用,特别是全日制工程硕士的导师最少两位,或多位导师,无论哪个培养环节都需要导师的指导与配合,校企导师分工配合,共同提高研究生的培养质量。在导师的选择上,我们把有横向课题,应用实践经验丰富的教师选作化学工程工程硕士的导师和授课教师,把与培养基地联系较密切的老师选为校内导师,有利地促进了校企导师之间的交流与沟通,也能及时准确掌握论文选题的进展情况等等。
1.3突出工程硕士研究生的主体地位
工程硕士的培养目标是培养具有宽广知识结构的复合型应用型专门技术人才或技术管理人才,能独立从事专业技术工作和技术管理工作。如何实现这个目标,除了学校为研究生营造合理的宽松的环境,搭建良好的学习实践平台外,只能靠研究生自己长期的积累和持续的训练,知识结构的改善,实践能力的提高,学位论文设计都需要独立完成,最终自我实现培养目标。
1.4重视工程硕士培养管理制度和管理机制
尽管化学工程工程硕士培养时间短,但我校研究生教育历史悠久,有完整的研究生管理文件,管理制度也较为健全。我校研究生处成立了专业学位培养科,负责工程硕士的宏观管理与控制,学位论文的质量标准由研究生处学位办负责管理与控制,化学化工学院成立了由科研副院长负责的化学工程领域工程硕士培养管理小组以及由院长、教授、领域带头人、企业专家组成的学位分委员会。
2全日制化学工程工程硕士培养的困境
2.1生源问题
就我们这两年的招生情况来看,生源问题非常严重,直接报考化学工程工程硕士的比例相当少,大多是其他专业调剂过来的,与我院同类专业学位教育硕士相比,化学工程工程硕士推免生只占其1/10。
2.2工程硕士学制问题
我校化学工程全日制工程硕士学制为两年至三年的弹性学制,我们目前先按两年的计划安排课程学习、实践和学位论文,然后根据学位论文的进展情况安排论文答辩或适当延长学位论文的时间。普遍存在的问题是,在国家的全日制工程硕士的学位标准还未广泛宣传执行之前,导师对工程硕士的学位论文还是沿用科学学位研究生的学位标准,而学校研究生处在办理各种证件时(如学生证、毕业证)都只体现两年学制,普遍反映两年的时间培养既要实践能力强保证充足的实践时间又按时完成高质量学位论文的人才导师压力相当大。为了保证全日制工程硕士的培养质量,以免出现矮化工程硕士的现象,现在大多数工科院校都把全日制工程硕士的学制确定到了三年。
2.3课程体系建设问题
课程体系建设是一个长期的开放的系统工程,需要持续不断的更新。课程建设是高校人才培养永恒的主题,目前我们在课程体系建设方面还主要借鉴科学学位的课程体系,需要政府、企业、高校、教师等多方面的热情参与。
3建议
3.1加强宣传力度,改变观念和教育理念
全日制工程硕士教育是为了适应社会经济发展对高水平应用型人才的迫切需要而开设的专业学位研究生教育类型,但无论是导师、研究生本人还是社会,对此都没有足够的认识,在我院关于“科学学位与专业学位的本质内涵与区别”的小型调查中,非常了解的导师只占9%,了解和比较了解的导师各占36%,不太了解的导师还占18%。由于工程硕士的生源大都是调剂生,研究生本人也是不自愿接受工程硕士教育的,重学术轻专业的倾向普遍存在。因此需要政府、高校,用人单位、宣传媒体等都要发挥其作用。
3.2推进职业资格认证
职业资格认证考试不仅是对从业人员接受职业教育和专业知识水平的考核,也是对行业发展趋势和职业技术要求的导向,是高校调整人才培养方案的依据。是课程体系建设的指挥棒,方向标。推进职业资格认证,是全日制专业学位教育持续发展的得力助手。在这方面,教育硕士就比较规范,工程硕士可以借鉴其他专业学位的经验。
3.3加强师资队伍建设
一、化学工程专业全日制专业学位硕士研究生培养的课程设置
根据全国工程硕士专业学位教育指导委员会“关于制订全日制工程硕士研究生培养方案的指导意见”的精神,要求所培养的学生掌握化学工程领域的基础理论、先进技术方法和手段,在领域的某一方向具有独立从事工程设计、工程实施、工程研究、工程开发、工程管理等能力。结合学院实际学科研究方向,确定了化学工程专业的培养方案。按照学校的统一要求,学制为2年,最长学习年限不超过4年,应修总学分不低于32学分,其中,必修课不低于17学分(公共必修课5学分,校级基础课2学分,专业基础课不少于8学分,专业技术课本文由收集整理不少于2学分);综合环节12学分;专业选修课不少于3学分。专业基础课主要包括高等化学工艺学、高等化学反应工程、新型分离技术、化工传递过程原理、化工过程建模仿真与优化、现代电化学、化学工程前沿讲座、经典学术专著选读、化工系统工程等课程。专业选修课包括合成化学、材料化学、高分子材料、高等有机化学、有机化合物的波谱解析、近代有机合成技术与方法、化学电源、精细化学品化学、液相色谱手性分离、应用腐蚀电化学、绿色化学与化工、化工网络资源与化工软件、现代实用电镀技术、高性能树脂合成方法的应用等课程。综合实践环节包括综合实验、科研实践、文献综述报告、学术活动、知识产权基础与实务、工程信息资源获取与专题利用等内容。
二、培养模式的探索
实践环节是全日制专业学位硕士研究生培养的重点和难点,是全日制专业学位硕士研究生教育质量的重要保证。实践基地的建设,是进行实践教学环节的根本保障,为了积极落实国家对全日制专业学位硕士研究生的培养要求,保证学生不少于半年的实践教学要求,学校、学院把建设各种形式的实践基地作为全日制专业学位硕士研究生培养的重点工作,积极利用各种社会资源,多层次、多角度建立符合全日制专业学位硕士研究生培养的实践基地。如学校层面上建立的大型实践基地,学院层面建立的中型实践基地,以及指导教师通过科研合作等方式建立的小型实践基地,都可以纳入到学生的实践教学培养环节,在学院调查、核实的基础上就可以投入使用。指导教师对于全日制专业学位硕士研究生创新能力和综合素质的培养有直接影响,实行“双导师制”是全日制专业学位硕士研究生与学术型研究生培养的又一区别。“双导师制”对于培养具有实践创新能力的全日制专业学位硕士研究生更具有优越性。目前,企业导师的选聘成为全日制专业学位硕士研究生培养的制约因素。具有坚实理论基础、丰富实践经验并且愿意指导全日制专业学位硕士研究生的企业导师不多。目前,学院主要通过两种方式确定企业导师,一是校外实习基地所在企业推荐;二是在科研项目合作过程中积极争取。进一步明确学校导师和企业导师的职责,学校导师由于具有深厚的理论知识和丰富的教学经验,主要负责基础课和专业课的教学,把握学位论文的理论深度,规范学位论文的写作。企业导师具有丰富的实践经验,主要负责将学生的研究与企业的工程、生产实际结合起来,使研究更有目的性,提高学生的实践能力。从现在运行的情况看,效果良好。
三、加强学位论文的过程管理。
从选题开始,学校导师和企业导师就需要密切合作,加强对选题的评估与论证,明确选题技术背景和研究目标,使选题与生产实际相结合,解决企业的实际问题,论文完成后能够为企业带来一定的经济效益。在论文研究进入到中期阶段,学院将联合企业一起对研究工作进行中期检查,一方面督促学生保证论文进度,对进展缓慢的学生提出警告,对另一方面,帮助学生把握研究方向,并给出合理的意见与建议,使研究工作能够顺利进行。在此期间,加强对于学校导师和企业导师定期交流的管理,鼓励学生进行学术交流。在后期阶段,学院主要结合学位论文对学生加强管理,在双方导师修改同意后,对学位论文实行双盲评审。学院将在校内外选择相同或相近领域的专家进行评阅,对学位论文给出评价,并做出是否同意提交答辩的结论,学院根据评审意见决定是否同意学生参加论文答辩。这使得学位论文的质量得到了保证。
四、培养过程中的问题与建议
一、现状分析
生物工程专业于1998年经教育部批准在高校开设,在本科专业目录中明确隶属于工学的生物工程类,包括了原来的生物化工(部分)、微生物制药、生物化学工程(部分)、发酵工程等4个专业,从而大大拓宽了专业口径。郑州大学于2008年开办生物工程本科专业。此前该校开设有生物技术、制药工程2个相近专业,分别归口于生物工程系和化工与能源学院。两专业办学规模稳定,已经形成较完善的教学和实践(实验)体系。而生物工程专业在实验体系(实验课程、实验教学内容、实验室建设)、实习环节(实习类型、实习方式和实习基地建设)等方面则面临着软硬条件不够、办学经验不足等重大挑战。这些因素严重制约着学生实践技能的提高和专业人才培养质量的提升。办学近4年来,我们发现在学生工程素质和实验技能培养方面存在以下几个主要问题:
1.生物工程实验模块体系尚未完全建立,部分课程缺少实验,不但影响教学效果,还易导致学生产生“重理论,轻实验”倾向,这对培养高级应用型人才极为不利。
根据教育部教学指导委员会“生物工程专业规范”,为提高学生的实践能力和创新精神,生物工程专业必须加强实性践环节的教学,构建实践性环节教学体系,着重培养以下能力:实验技能、工艺操作能力、工程设计能力、科学研究能力、社会实践能力等。实践教学应包括独立设置的实验课程、课程设计、教学实习、社会实践、科技训练、综合论文训练等多种形式。此外,也明确规定了该专业的主干学科应该包括生物学、化学、工程技术学三个领域。相应的实验课程也应该在这些方面得到体现。然而在实际办学过程中,涉及到生物学领域的生物分离工程、发酵工程、生物工艺学的相关实验,以及涉及工程技术领域的工程制图和生物工程设备的相关实验,却因受限于实验室设备、师资队伍条件等原因未能正常开设、或开设课程内容简单肤浅,没能达到提高培养应用型人才的实践创新能力的要求。因此,现有的专业实验构成现状,难以给学生提供独立思考、探索与发挥的空间,难以发挥专业基础实验对学生实验技能和操作技能培养的作用,难以适应企业用人单位的需要。
2.专业涉及到的三个主干学科的实验课程模块,缺少相互衔接和重要知识点的相互补充。作为主干学科之一的“生物学”课程模块,没有脱离原有“生物技术”专业的影子,多数实验课程在实验项目、教学内容上与之没有区别,更没有体现“生物工程”的“工程”教育特点。生物学基础实验、验证实验开设比例过大。阻碍了三大学科之间的渗透,特别是未能强调“工程创新能力”的培养。
3.实践实习体系没有真正建立,缺少稳定、有效的专业实习基地,“双师型”、“复合型”师资缺乏,严重制约了学生专业实践能力的培养。首先,缺乏稳定、针对性强的实习基地。由于专业方向及特色不明显,实习单位选择盲目,实习地点不固定,实习内容变化快、深入不够;其次,现有的专业师资队伍主要是以生物学背景的教师为骨干,而双师型教师、不同学科交叉融合的复合型师资严重缺乏,这种状况根本不利于生物工程专业的发展与工程类人才培养的要求。
4.办学就业导向教育不够,学生考研“趋向”严重影响实验教学效果。一般来说,学生考研对于改善学风、为国家培养更高层次人才非常重要。受“生物技术”专业影响,我校“生物工程”专业2012届毕业生中有60%以上的学生参加考研。但这种现象在一定程度上放松了课程学习,特别是实验、实习环节。同时,多数学生以考研为主要追求目标,实践、实习环节重视程度不够、投入时间不足,使得实践教学效果大打折扣。
二、改革内容与目标
1.对实验体系进行模块划分,明确各模块的教学内容和侧重点。建立“化学工程实验”和“生物分离工程与工艺实验”模块课程组,加强课程建设。
将实验课程体系划分为“生物学实验”、“化学工程实验”和“生物分离工程与工艺实验”三个模块,三个模块的教学内容和侧重点各不相同,修改实验课大纲,整合实验项目与教学内容,重视三类课程相互之间的衔接、重要知识点的互补。
在模块建设中注意对薄弱模块进行强化,特别是强化“化学工程实验”和“生物分离工程与工艺实验”模块教学,增设部分实验课程。同时,这些课程的教师分散到担任教学任务的专业系中,参加教研活动和专业建设工作,根据各个专业的特点和要求,适时地修改或调整实验教学内容和方式。
化工生产能源的消耗是一个重要的技术经济指标,它是衡量工艺流程、设备设计、操作系统是否先进和合理的主要依据之一。世界上能源的开发以及合理利用能源和技术受到广泛的关注。作为必要项目产业重要的环节,化工设计越来越成为重点问题。
现在倡导的循环经济的核心是节约和循环利用,能耗是不能被回收再利用的。能量不仅有数量还有质量(品位)。作为一个标准依据判断能量等级,可以有效的分析在社会可持续发展和循环经济定量分析与研究中,得到非常有意义的尝试,由此发展了技术和经济热经济学的整体优化的目的。在化学工程设计过程中,引入和加强有效能的概念,通过有效的化学过程的分析,帮助设计师正确理解使用的能源,以建立科学的工程设计节能意识。
1 热力学定律与卡诺循环
化学工程的一个重要组成部分,化学工程热力学是化工过程开发、设计和生产的重要理论依据。从热力学第二定律出发,研究化学过程的能量转换和有效使用,平衡理论的变化过程限制、条件或状态。1930 年由福勒( R1H1Fowler) 提出的热力学第零定律指出,对于由大量分子、原子组成的物体或物体系,如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡( 温度相同) 状态,则它们彼此也必定处于热平衡状态,这为能量衡算提供了实验基准。对于封闭体系,热力学第一定律指出能量的转化和守恒在一切涉及热现象的宏观过程中普遍适用[2]。
2 有效能概念分析
为了区分不同能量的品位,就产生了有效能的概念,即一定形式的能量,可逆变化到给定环境状态,达到平衡时,理论上所能做出的最大有用功。对于稳流过程,系统在一定状态下的有效能 W,就是系统从该状态( P,T ) 变化到环境状态( P0, T0) 过程所作的理想功 B,即:
W=B=(H-H0)- T0(S-S0)=T0S-H(1)
有效能与理想功的区别在于基准不同,也可以认为理想功为能量在两个状态间有效能的差别。由于有效能计算的基准状态为环境状态,因此总是正值。这样,通过对有效能的比较,即按能量转化为有用功的多少,可以把能量分为三类:高质能量,即理论上能完全转化为有用功的能量,如电能、机械能(包括水能和风能等);僵态能量,即理论上不能转化为功的能量,如海水、地壳等环境状态中的热能;低质能量,即能部分转化为有用功的能量,如热和以热形式传递的能量,化学能等。其中在计算化学有效能时,要求对每一元素均确定其环境状态,包括温度、压力、物态和组成。化工生产中与热量传递有关的加热、冷却、冷凝过程,以及与压力变化有关的压缩、膨胀等过程,虽然可以依据热力学第一定律进行能量衡算,但都存在有效能的损失,即总体上能量品位的下降。功可以100%转变为热,热不可能100% 转变为功。这就要求在化工设计中对不同能量的使用进行合理规划,从而降低有效能的损失[1]。
3 化工过程的有效能分析
在实际的能量传递和转换过程中,能量可以转化为功的程度,除了与能量的质量、体系所处的状态有密切关系外,还与过程的性质有关。根据热力学定律和有效能的定义,针对不同的化工过程,通过有效能分析可以计算其中各种物流和能流的有效能,作出有效能衡算,评价能量利用情况,揭示有效能损失的原因,指明减少损失的途径。
3.1 换热过程
换热过程在化工设计中是经常遇到的,当两种温度不同的物质接触时,热量就会从高温物体(TH)向低温物体(TL)传递。针对进行热交换的两流体,假设没有其它热损失,取一微元进行计算,有高温流体微元所放出热量dQ的有效能dBQ,H为:
dBQ,H=dQ[1-■](2)
低温物体所吸收热量dQ的有效能 dBQ, L为:
dBQ, L=dQ■(3)
则有效能损失 dW 为:
dW=dBQ,H-dBQ, L=T■■dQ(4)
由此可以看出:(1)传热过程必然存在有效能损失;(2)温度一定,温差越大,则有效能损失越大;(3)温差一定,温度越高有效能损失越少。因此,在实际工业生产中,低温传热要尽量减小温差,高温传热则可适当增大温差。此外,在化工设计中,为合理利用有效能,一般使用低压蒸汽0.5~1.0MPa(150~180℃)来进行工艺加热,这样不仅可减少有效能的损失,还可减少因高压产生的设备费用;高压蒸汽的作功本领比低压蒸汽强,因此可以用高压蒸汽来做功(推动汽轮机等),从而获得动力能源;温度在350℃以上的高温热能(如烟道气),则可以用来产生高压蒸汽,从而避免有效能的过大损失[3]。
3.2 传质过程
对于传质过程,系统内除了有能量交换,还有质量传递,此时在进行有效能分析时就要注意传质过程带来的能耗和有效能损失。例如,对于精馏过程,回流比越高,就意味着塔釜的供热量和塔顶的制冷量就越大,这将直接导致能耗的增加;如果以较高的温差来降低换热器面积进行换热,虽然总传热量没有改变但有效能损失将会增大在干燥系统中也存在着类似的结论。
3.3 化学反应过程
对于有化学反应存在的过程中,有效能损失通常表现在终态时体系的温升和传质对体系和环境造成的影响上,此时体系的不可逆熵增要考虑到化学位能的变化。
3.4 化工设计
在化工设计中,常遇到的化工过程还有传质、反应、变压等过程。对于传质过程,系统内除了有能量交换,还有质量传递,此时在进行有效能分析时就要注意传质过程带来的能耗和有效能损失。例如对于精馏过程,回流比越高,就意味着塔釜的供热量和塔顶的制冷量就越大,这将直接导致能耗的增长;如果以较高的温差来降低换热器面积进行换热,虽然总传热量没有改变,但有效能损失将会增大。类似的结论也存在于干燥过程中。对于有化学反应的过程,有效能损失通常表现在终态时体系的温升和传质对体系和环境造成的影响上,此时体系的不可逆熵增要考虑到化学位能的变化。
在实际化工设计中,无论哪种化工过程,总是伴随着能量品位的降低,一个效率较高的过程应该是能量品位降低较少的过程。通过化工过程能量衡算和有效能分析,可以找出能量品位降低最多的薄弱环节,从而确定工艺改进和过程优化的方向。
4 有效能的效率及讨论
一般能量平衡反映了系统的利用率(热效率)的数量,并能有效地反映了系统平衡能源利用效率的质量(热力学)。作为一个主要指数在热力学分析,有效效率可以准确、定量地反映过程的不可逆性,已广泛应用于化学过程的分析。能量是守恒的,但由于不可逆过程,有效能量损失的有效的违反,是存在于任何可逆过程。不可逆转的程度越高,有效的损失越大。此外,由于不同的能源有效和可以品味不同,所以它的力量能力也有差异。光能源和生物质能源的主要方向是新能源的发展,并声称无偏二极管可以发电的单一环境研究引发了争议。
5 结束语
能源是促进工业过程实现的客观动力,但在能量使用过程中,不能循环使用且无法回收。工业生产促进了人类社会的进步,同时也导致了能源开发和使用。因此在化学工程设计的过程中,以有效能节约为核心,通过改善设备能源效率、优化不合理的流程,减少不可逆损失,减少尽可能多的能量等级下降的程度,避免大量的高质量的能量转换为难以利用的低质量能量,实现能源节约。
【参考文献】
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634(2012)01-0065-03
随着国际间合作的加深与科技的发展,更好地掌握、运用专业英语以更加开阔的视野触及化学化工学科前沿,学习国外先进技术、促进学科领域的科技交流活动发挥着越来越重要的作用。提高化学工程专业英语的实际应用能力和水平已成为必然的趋势。
工科高校的学生在基础英语学习中,大部分人以通过大学英语四、六级为目标,由于重视应试技巧,采用题海战术,忽视语言的听、说、写能力,使英语在专业领域的应用能力较弱。主要表现为专业英语的读写困难,科技文献翻译错误百出,更不可能流利地同国外学者和技术人员进行交流,究其原因,很大程度上与专业英语现存的教学模式有关。因此,对现有专业英语教学模式进行改革、深化是摆在当前专业英语教学中的一项重要任务。
1 专业英语教学的要求和特点
专业英语又称为科技英语,是一种用来描述科技资料中种种现象和行为的英语体系,它是把基础英语和专业知识紧密地结合起来,用专业性的语言来描述客观存在的事物和现象[1]。《大学英语教学大纲(理工科)》中有关专业英语学习阶段的要求规定:专业英语学习阶段的教学是通过指导学生阅读相关专业的专刊和文选,培养阅读英语科技资料的能力,使其能以英语为工具获取相关专业所需要的信息。由此可见,专业英语教学是指导学生在专业领域学会用英语查找专业信息,用英语表达研究成果的一个重要的教学环节。化工专业英语学习的目的是使学生较好地利用英语查阅专业外文文献,较熟练地阅读本专业外文书刊,具有听、说、写的基础,了解化学工程的理论前沿,了解新工艺、新技术和新设备的发展动态,具有独立获取新知识的能力。
化工专业英语的特点突出表现在以下几个方面:
1)词汇方面。化工专业英语涉及大量的化工领域的专业知识和专业术语,大量的词汇都是由构词法转化、合成、派生出来的,尤其是由词根和词缀构成的合成词,许多词汇采用简约化的缩略词或符号等,例如化学化工反应式、方程式、公式、图表等。这些词汇给人以似是而非的感觉,难以记忆。
2)句子方面。由于长难句和复杂句子多,句子结构紧凑、严密、逻辑性强,表达简练、清晰,为正确理解句子的意思带来不少困难。
3)语法方面。专业英语的语法特点较为突出的是较多地使用名词性结构、抽象名词和术语、被动语态句、逻辑性定语以及各类复合句、非谓语动词短语等。侧重于一般性英语语法在专业内容表达上的具体应用。
4)内容方面。专业英语是把英语与专业知识紧密结合,内容相对来说比较枯燥乏味,一般以非人称的方式阐述化工专业的理论知识、化学工艺流程、化学实验现象等。表达的内容客观、准确、简洁,而且其意义必须是限定的。由于专业知识的欠缺,对文章的理解常出现词不达意的现象。
2 化学工程专业英语教学现状
化工专业英语教学的特殊性导致专业英语课程的教学面临着一些问题,主要有以下方面:
2.1 专业英语的重要性,学生认识不足
在教学计划的设置中,专业英语是以考查为主要考核方式的专业课,因此学生的重视度不够。再加上很多学生通过大学英语的学习和英语四、六级考试后,自我感觉已经具备了英语的读写能力,认为专业英语的学习无非是专业词汇加英语语法的简单组合,忽视了专业英语的学习是进一步培养英语综合能力、提高专业素质的重要环节。
2.2 教学模式陈旧,学生学习兴趣低落
从目前教学形式来看,专业英语教学都是以专业教师授课为主。他们有渊博的专业知识和很高的英语水平,但没有受过教学法的培训。教学方式停留在“以教师为中心”的传授式教学,学生过分依赖教师建立的知识结构,教学过程缺乏互动性,每节课的讲授内容采用“讲解单词、翻译课文、做些练习”这种三段式教学,忽视了对文章风格、专业英语的常用格式、常见句型等内容的教学与实践。学生只是个“背着口袋来装知识”的被动吸收者,课堂气氛沉闷枯燥,难以激发学生学习热情,导致学生经过一年的专业英语学习后收效甚微。
2.3 教材标准不同,教学内容缺乏统一
教材是教学大纲和教学内容的具体体现,在一定程度上直接影响教学效果。近年来,国内各大院校编写的专业英语教材种类繁多, 专业领域五花八门。大多数专业英语教材依然沿用传统的“课文-单词-注释-练习-语法-阅读材料”这一简单组合模式,缺乏情景交际等内容,内容涉及大化工领域各专业共性的化工生产技术的基本原理和规律,教材内容虽然经典但却陈旧,不能与所学专业的新发明、新技术相适应。在教学内容选择上,任课教师各自为战,往往选择自己最熟悉的部分讲授,教学内容缺乏统一的标准。
3 专业英语教学中采取的对策
提高科技英语教学质量不仅需要教师提高自身英语水平,更重要的是教师在教学过程中研究这一阶段学生的特点,培养学生把学习专业英语与所学专业知识相联系的理念,激发学生学习专业英语的兴趣。根据以上对专业英语的特点和教学现状的分析,以下将对化工专业英语的教学模式创新进行探讨。
3.1 激发学习兴趣,明确教学目标
爱因斯坦有句名言:“兴趣是最好的老师。”兴趣是学生学习的驱动力。东西方教育的差异在于,东方传统的教育忽视学生的个性培养,认为兴趣、爱好是后天培养产生的;而西方教育非常重视个人的个性发展,学生根据自己的特点寻找适合自己的发展道路[2]。将二者结合起来才是最佳的培养模式,从教材、教学、教师多方面培养学习兴趣,消除他们对英语的恐惧、反感心理,继而让学生明确课程学习的目标。通过专业英语课程的学习,基本具备阅读专业文献、期刊的能力,接收国际前沿知识,了解化工专业的发展动态;培养学生运用专业英语知识的能力,具备把专业文章摘要基本准确翻译成英文的能力;鼓励学生加强听说训练,培养其专业信息交流的能力。知道学习的内容和所应达到的目标,才能使学生更清楚地了解课程设置的作用和课程学习的重要性。
3.2 改进教学方法,丰富课堂教学
学生对课程的积极性是课堂教学效果的有力保证。在教学中教师要改变以前那种灌输式的教学模式,树立“以学生为中心”的教学理念。可以以交际为目的,实施部分交际法教学[3]。结合专业知识体系,在课堂上进行专题讨论。例如单元操作(Unit Operations)是化学工业和其他过程工业中进行的物料粉碎、输送、加热、冷却、混合和分离等一系列使物料发生预期的物理变化的基本操作的总称,是化工专业的学生必定会遇到的概念,可以利用已学过的化工原理知识设立几个topics: 用英语提问并回答,如什么是单元操作(What is unit operations)和单元操作具体内容(contents)及流程(process),学生可以相互交流(conversation )相互讨论(discuss in details),根据英语水平的不同,作出不同的回答,英语薄弱的学生可以只说单个单词,如:pulverize(粉碎)、roast(焙烧)、absorb(吸收)、condense(冷凝)、lixiviate(浸提)等,英语水平较高的学生可用长句表达,如:Any chemical process, on whatever scale conducted, may be resolved into a coordinated series of what may be termed "unit actions", as pulverizing, mixing, heating, roasting,absorbing,condensing,lixiviating,precipitating,crystallizing,filtering,dissolving,electrolyzing and so on[4].并由此及彼,层层推进,深入学习;还可以利用多媒体和网络,建立QQ 群,讨论上课教学内容,实现课下的拾零补遗,教与学实时互动;还可以举行一些英语party、字谜游戏、英语竞赛等活动,巩固和加强英语学习和教学效果;并可以让学生扮演教师的角色,模拟学术会议的一名专家发表演讲,提升学生的成就感和自豪感。这种情景化的丰富多彩的教学模式无疑会极大地激发广大学生的兴趣,提高他们学习的热情。
3.3 深研教材内容,洞悉科技动态
专业英语教学不仅仅是扩充专业词汇,训练科技英语阅读与写作的方法和技能,更重要的是利用口头英语进行技术交流的能力。因此,教师在选材时应包括中文翻译、英文写作(对本科教学来讲, 尤其是摘要的撰写)、听说方面的内容和训练。由于各专业内容千差万别, 没有完全合适的教材可供选择,而且专业英语老师自身也很难在这几方面都精通。鉴于上述情况:一方面在基础教学阶段就应重视培养学生阅读与写作的能力,结合各专业实际情况精心挑选教材,包括国内外已经出版的教材,科技文献影印版、英文原版等,让学生体会经典教材平稳、严谨的语言风格,提高其阅读英文教材的能力。另一方面,可以自选教学内容,可涉及英译汉,适当增加科技文章的写作训练、口语交流内容。口头技术交流训练可以以大学中的各种课程设计为题, 其课程内容必须与学科专业活动有关,其侧重点应该尽力使句法、词汇、语篇结构及语义结构诸方面都适用于那些特定的专业活动场合,撰写出200字左右的英文摘要,分组讨论,模拟国际学术会议、产品会做成果展示(presentation),聆听专业英语口语同声翻译,提高对专业英语单词的熟悉程度。除此之外,教师还应注意教学内容的与时俱进,关注前沿科技论文,这些文章内容新颖时尚、语言文字活泼,还可以在YouTube上某些教学视频材料,或补充教学视频,让学生观看;公开教师的Blog,放置与教学相关的课外资源链接、教学体会;公布Google groups,便于学生接收教师关于教材方面的更新信息,及时补充最新的科技知识等。也可以采用英文科技报道和电影等视频,使视频成为不疲倦的教师,在教师不在的时候发挥作用,弥补单一教材带来的局限性。
3.4 创造可行条件,提高业务素质
专业英语教师不仅应具备渊博的专业知识,而且还要有熟练的英语技能和英语交际能力,这是专业英语教师首要具备的特质,区别于其他英语教师;专业英语教师要经过一定的语言培训,专业英语教学不是任何具有专业知识、并有一定英语水平的人就可以教好的,经过培训和未经过培训的教师,其教学效果是截然不同的,培训不但要强调教学环节、教学设计等方面的程序性和操作性,更重要的是理论或概念方面的指导和阐释,专业英语教师的教学经验是宝贵的财富,对专业英语教授活动的成败起很大作用。从上述教学目标来看,专业外语既不是纯粹的专业课,也不是纯粹的基础英语课。目前常州大学非常缺乏既精通专业又精通外语同时还熟悉教学规律和方法的专业英语教师。为此,专业英语教师培训是其水平提高的关键,专业英语教师培训的视野应从传统的教师专业准备阶段扩展到教师综合能力发展的全过程,不再试图一次性培养出高水平的教师。专业教师要多听经验丰富的英语教师的课,访问资深的教师,尤其是听说能力等薄弱环节,向他们学习,本着求师访友的心情去听课会有很大益处,古人说“见贤思齐”,“见不贤而内自省”这些话用之于教学中相互观摩也是合适的。这里的“贤”就是指教得好。这样既利于各系专业英语教师之间的交流与提高,也利于专业英语教师与基础英语教师的交流,这两者是密切相关的。此外还利于调动各专业系(部)和外语系(部)双方面的积极性。
4 结束语
专业英语教学是一个复杂的系统工程,要继承传统英语教学的优点,还需要在教学实践过程中不断地探索、创新切实可行的方法,构建多样化的语用空间,逐步建立以社会需求为导向、以能力培养为目标的教学体系,使专业英语成为伴随专业技术人员成长不可或缺的伙伴,为社会培养出高素质的复合型、应用型人才。
参考文献
[1]岳希明,梁晓军.科技英语教学方法探讨[J].郑州航空工业管理学院学报(社科版),2003,(3):65-66.
一、《化工导论》课程开设的重要性
1.帮助学生适应环境,尽快完成角色转变。尽管学院在新生入学时了开设了入学教育环节,但是由于课时少,一次性的思想引导并不能有明显的效果,加之学生在入学前对其不了解,没有意识到入学教育的重要性,所以没能达到预期的效果。面对每天所学的课程,大部分学生都处于不知道自己在学什么、怎么学、为什么学的盲目状态,对于一些理论性比较强的专业课,更是容易产生抵触心理。为了帮助大一新生们更好地适应新环境,成功完成从高中生到大学生的角色转变[1],在大学第一学期开设《化工导论》课程是非常必要的。
2.激发专业学习兴趣,奠定深化学习基础。伟大的科学家爱因斯坦说过:兴趣是最好的老师。兴趣的培养可以使一个人主动地去学习和探究。对于刚入学的新生而言,基本上都对自己的专业了解甚微,获得信息的渠道多半来自于自己的理解或者学长的介绍,这些信息通常是片面的或不准确的[2]。开设《化工导论》课程的目的就是激发学生对化工专业的热爱和对专业知识的学习兴趣。通过授课教师引导性地教学,及时调整大一新生的学习方法,使主动学习取代原有的被动学习模式。《化工导论》课程可以帮助大一学生对化工专业形成一个较为全面的认识,为后续高年级的专业课程深入学习奠定基础,能够使学生明确大学四年的学习任务,激发起学生对于化工专业的学习热情和兴趣。
3.指导规划大学生活,开展人生相关思考。通过这两年导论课程的教学效果分析,发现《化工导论》课程的开设确实能够帮助大学新生合理规划大学生活,积极促进学生对大学乃至整个人生以后的发展进行思考。首先,学生们能够基本建立起化工专业课程框架,知晓以后将要学习哪些重要的专业课程,学习这些课程的方法和作用,以及各个专业课程彼此之间的相互联系。其次,学生能够主动思考大学中应该如何储备知识来提升自己的竞争力,能够主动利用图书馆、MOOC(慕课)、TED网易公开课、腾讯课堂、小木虫、知乎等媒介,多方位了解化工行业动态,扎实化工专业知识,同时认识到学习化工常用软件、数理基础、外语等其他综合能力的重要性。最后,学生能够对化工行业建立基本的认识,了解其双面性的特点,开始思考将来想要带领化学工业向着无毒无害绿色化工、清洁能源、环境友好型和高新技术自动化等方向发展。
二、《化工导论》课程教学改革探究
中国石油大学(北京)是一所石油特色鲜明、以工为主、多学科协调发展的高等学府,化学工程学院是以石油炼制、石油化工、能源化工、化工过程机械和环境工程为特色的专业学院。《化工导论》课程作为所有专业课程学习的基石,就像是一盏引路明灯为正在横渡学海的当代大学生指明了学习的方向[3]。为了使新生顺利地完成从高中生到大学生的角色转变,帮助新生们更快地适应大学生活,从2013年起我院对化学工程与工艺专业新生开设了《化工导论》课程[4]。该课程作为化学工程与工艺专业本科生的入学教育课,是为学生了解化工概述及其工程与技术基础的导论性专业教育课程。目前《化工导论》课程的教学仍然在实践中不断探索,寻找更为高效的教学方法,能够真正使学生从中受益,切实提高教学培养质量。
1.精选教学内容,注重教学反馈。在制定教学计划时,注重结合学院石油化工专业特色,同时兼顾其他相关化工领域知识拓展,使学生可以全面了解整个化工行业的发展势态和行业前景。《化工导论》课程共16个学时,其中化工概述2学时,化工的科学基础2学时,石油与化工2学时,天然气与化工2学时,煤与化工2学时,其他化工介绍4学时,现代化工发展趋势2学时。从该课程开设以来,在授课内容和方式上不断进行探索和改善,达到很好的教学效果。学生总体反映较好,基本了解了所学专业的特点,明确了大学四年的学习任务,对未来人生发展方向也有了一定的规划[5]。学生们通过《化工导论》课程的学习,认识到了化工行业与日常生活息息相关,化工的知识渗透于生活的方方面面,人们的衣、食、住、行都离不开化工,化工行业对于农业、医药、工业、能源、国防等领域都有着重要的影响,同时化工专业的学科综合性、交叉性较强,学生们也认识到化工行业具有双面性,由此引导学生对化工行业未来出路的进行深入思考。
2.优化师资队伍,借助榜样作用。众所周知,教师在学生的生活和学习中扮演着至关重要的角色,对学生的成长成才也有着举足轻重的影响。在教学过程中,安排了对化工专业了解颇深的知名教授为学生授课。教师们巧妙结合自己在化工行业多年的工作经验和科研心得,详细向学生介绍化工学科的发展历史以及国内外的最新研究成果,帮助学生在较短的时间内系统性地掌握主干专业脉络,使学生们对化工行业的发展有一个基本的认识。与此同时,教师们在授课过程中将自己的人生阅历和生活感悟融入到教学中,教师们像讲故事一样向同学们讲述自己的丰富经历,分享对于人生的感悟,和同学们互动交流,以一种榜样的力量潜移默化的影响着学生的认知,使学生更好地领悟所学知识,在完成教学任务的同时,学生通过了解老师的各种丰富经历,体会到化工学习的重要意义,对学生起到了重要的示范和榜样作用,以教师的辉煌经历为例,鼓舞学生的奋斗激情,促进学生进行人生思考和未来规划。
3.交流方法技巧,培养学习兴趣。高中和大学的学习方法有着本质的区别,尽快掌握大学阶段的学习方法和专业学习技巧对于刚入学的新生是非常重要的。在《化工导论》课程教学中,一方面指导学生学会如何高效率地学习,如何在较短的时间内掌握知识,如何学会主动学习和实践创新,如何利用学校的各类平台和资源为自己服务,以及化工专业的求职方向和就业领域等,帮助学生了解目前的行业信息,拓宽学生视野;另一方面安排优秀的高年级同学向大一新生们分享自己学习上的方法技巧和心得体会,平时是如何合理安排时间,丰富自己的大学生活,在大学各个阶段需要考取的证书,以及在就业中重点看中竞赛经历和荣誉证书,和学生们面对面亲切交谈,及时解决大一新生盲目彷徨的精神状态,能够很好地调动一年级学生的好奇心,激发学生的学习热情,便于学生接受新的思想和新的学习方法。
高分子材料是化工产品的一个分支,是目前发展最快、应用前景最广且最具生命力的一类化工产品;高分子行业的迅猛发展,急需大量复合型人才。而大多数高校高分子材料专业的人才培养侧重在材料的合成等偏理论方面,对高分子材料加工成型为终极产品的工艺环节关注的程度不高。广西大学化学工程与工艺专业在化工材料加工工艺方面开设了系统的专业课程群,为“高分子材料成型与工艺”课程的设置打下了坚实的理论基础。然而,广西大学化学工程与工艺专业没有开设过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等高分子基础或专业基础课程,且该专业作为一个覆盖范围广泛的交叉的专业,开设的专业课程很多,所有的专业课程学时都高度压缩。在高分子材料理论知识缺乏、课程学时数少、无配套实验的背景下,本文从教学内容、教学方法、创新能力培养等方面对“高分子材料成型与工艺”课程教学改革进行探索。
一、教材的选用
广西大学化学化工学院“高分子材料成型与工艺”课程刚开设时,选用的教材是史玉升等编著的《高分子材料成型工艺》,学生通过学习可以掌握高分子材料的制备、性能、成型、评价及应用,全面系统地了解高分子材料成型技术的最新知识。教学过程中,学生反映这本教材的难度太大,因为“高分子材料成型与工艺”是一门专业技术课程,需在完成化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学、高分子物理和化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等基础理论课和专业基础课程后,对学生进行综合训练。
“高分子材料成型与工艺”课程是在大三第一学期开设的专业课,此时学生已经修完化工热力学、化工原理、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学等基础理论课,然而基本没有学过高分子物理、高分子化学、高分子材料、聚合物加工原理、高分子材料基础等专业基础课,高分子材料方面的基础较差,加上这本教材讲述的理论知识较少,所以学起来较吃力。根据学生的反映,学院及时更换了教材,采用周达飞等主编的《高分子材料成型加工》“九五”重点教材,该教材高度概括了高分子材料的最基础的知识,对加工成型影响很大的高分子流变学基础知识进行较全面深入的介绍,全面介绍了高分子材料成型加工最常用的基本工艺,也兼顾了新技术和新方法,难度适中,得到学生好评。
二、教学内容的改革
高分子材料成型技术涉及化学、材料、材料加工、机械等多种学科,“高分子材料成型与工艺”课程是一门专业技术课程,需要广泛的理论知识基础。化学工程与工艺专业的学生基本无高分子材料理论基础知识,学习起来的确难度很大。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程要以“高分子材料―成型加工―制品性能”这条主线展开教学内容,重点掌握三者的关系,强调成型加工对制品性能的重要性,这是本课程的主题思想,也是高分子材料的工程特征;选用“九五”重?c教材《高分子材料成型加工》,充分利用国内外重要专业期刊了解行业最新动态,不断更新及补充教学内容,确保教学内容的先进性;在教学内容安排上,以高分子材料成型加工的大工程观点为着眼点,以宽专业为目标,概况高分子材料理论基础和概念(详细的内容指定参考范围让学生利用课外时间自学),从高分子材料的加工原理出发,着重对成型加工工艺进行讨论。从高分子材料的成型加工的共性出发,对模压、挤出、注塑及压延四大成型技术及工艺进行重点讲授,然后讲授塑料、橡胶及复合材料的成型特点和区别,对于一些新的成型方法,以及教材中未涉及而在一些科技文献中见报道的新的成型方法及工艺,教师建立了QQ群这样的交流平台,并将高分子领域权威的一些微信公众号分享到平台上,经常转发高分子材料国际国内的重要进展到平台,引导学生关注,激发学生的学习积极性,让学生以兴趣为导向自动组成兴趣学习小组的方式进行自学。笔者首先通过课内课外结合强化高分子理论基础与概念,对成型加工影响最大的流变性在课堂上进行详细介绍,而其他性能如稳定性、电性能、光性能等材料性能则作为课外学习内容,在有限的学时内,节选核心内容,把高分子材料合成、性能、加工及相互间的影响规律简要完整地介绍。比如教材中同一种成型方法按不同的应用体系分成很多小结,而教学过程中每种成型工艺仅以一种材料为代表来讲,但不同章节会选不同的材料体系来进行,比如讲橡胶的压延,那么注塑可能选塑料,而挤出可能选复合材料,这样来兼顾各类高分子材料的成型。
三、教学方法的改革
教学方法是影响教学目标是否能够实现、实现的程度和效率的关键。非高分子材料专业的“高分子材料成型与工艺”课程教学存在两个难点:一是许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程,这要求有实际感性认识和直观性;二是该课程的理论性和实践性都很强,如何在教学过程中实现理论与实际的结合,用理论来解释生产中的实际问题,或以具体实例来说明理论,促使学生真正掌握知识。针对这些问题,“高分子材料成型与工艺”课程在教学过程中对教学方法、教学手段进行了改革。
(一)现代化教学与传统教学相结合。“高分子材料成型与工艺”课程中许多内容涉及高分子加工机械、设备结构及操作过程,这要求有实际感性认识和直观性,同时,该课程的理论性和实践性都很强。笔者根据所选用教材,利用PowerPoint加入声音、图像、动画、视频等各种多媒体信息,并根据需要设计各种演示效果,将抽象、生涩难懂的知识形象生动地展示给学生,激起学生学习的兴趣、吸引他们的注意力,大大加深学生对知识的理解和印象。由于化学化工学院缺乏相应的高分子材料成型教学设备,教学小组联系外界资源制作了几个基本成型工艺的微课,同时广泛收集案例、动画演示及成型录像,不断补充到授课内容中,让学生对高分子成型工艺及设备等有更直观的认识,对课件内容进行更新和完善,丰富课堂内容,加大课堂信息量,使学生获得对高分子材料成型加工的理性和感性双重认识,使教学达到事半功倍的效果。
同时,教师也要注意吸取传统教学中讲解的优点,将教师的语言、激情和应变能力体现在多媒体教学中,并用眼神、情感、心灵与学生沟通,必要时还要进行板书,让学生彻底把握一些关键问题。
(二)采用“任务驱动”教学法和启发式互动式教学。与传统的以教师为主体的“填鸭式”“灌输式”教学方式不同,笔者在部分知识点的授课中尝试采用“任务驱动”教学法,从传统教学的讲授、灌输和教师主宰课堂,转变为组织和引导;从单纯讲解转变为与学生进行适当的交流和探讨。笔者在讲述“高分子材料配方设计”这一章内容时,并没有按照书本来进行,而是布置了一道思考题“设计食品袋的配方”,让学生通过自学课本内容与上网查找相关知识等来完成这一思考题,并在学生完成后让他们用PPT来展示成果,通过讨论的形式与学生探讨了配方设计中的一些原则与内容。