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應(yīng)用型化工分離工程改革實(shí)踐

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應(yīng)用型化工分離工程改革實(shí)踐

摘要:為了推動(dòng)“十三五”規(guī)劃的有效實(shí)施,為石化企業(yè)培養(yǎng)造就更多的創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量應(yīng)用型本科人才。我校化工分離工程課程從教學(xué)大綱改革、教學(xué)方式、教學(xué)方法、隊(duì)伍建設(shè)等方面做了相應(yīng)的改革,適當(dāng)增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),提高學(xué)生的工程實(shí)踐意識(shí)和能力。

關(guān)鍵詞:應(yīng)用型;化工分離工程;改革;實(shí)踐

2015年度“十三五”規(guī)劃建議:突出教育領(lǐng)域六大亮點(diǎn),鼓勵(lì)具備條件的普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變。國(guó)家深化教育改革,有600余所高校將會(huì)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng),是國(guó)家實(shí)施學(xué)術(shù)型人才與技能型人才培養(yǎng)的大趨勢(shì)。應(yīng)用型本科教育對(duì)于滿(mǎn)足中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,對(duì)高層次應(yīng)用型人才需要以及推進(jìn)中國(guó)高等教育大眾化進(jìn)程起到了積極的促進(jìn)作用。應(yīng)用型本科指以應(yīng)用型為辦學(xué)定位,而不是以科研為辦學(xué)定位的本科院校。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)被選為第一批遼寧省轉(zhuǎn)型發(fā)展試點(diǎn)專(zhuān)業(yè)。化工分離工程是化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。分離單元操作作為過(guò)程工業(yè)中的一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié),分離技術(shù)的發(fā)展和不斷進(jìn)步正促進(jìn)著化學(xué)工業(yè)與相關(guān)工業(yè)的發(fā)展,提高了相應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)水平[1]。為滿(mǎn)足和適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要,培養(yǎng)出具有較強(qiáng)社會(huì)適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才,本校根據(jù)自身特點(diǎn),對(duì)化工分離工程課程在教學(xué)大綱、教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)方法、教學(xué)手段及教師隊(duì)伍建設(shè)等方面做了相應(yīng)的改革,適當(dāng)增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

1強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐能力培養(yǎng),修改教學(xué)大綱

化工分離工程是化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)及相近化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,是建立在物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)、傳遞過(guò)程原理等基礎(chǔ)課程知識(shí)之上的一門(mén)必修課程[2,3]。該課程主要研究工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中物質(zhì)分離和純化的工程技術(shù)學(xué)科,具有工程應(yīng)用性強(qiáng)、計(jì)算過(guò)程復(fù)雜和多采用計(jì)算機(jī)編程來(lái)求解等特點(diǎn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中容易產(chǎn)生畏懼心理,學(xué)習(xí)興趣較低,教學(xué)效果不高。為解決上述問(wèn)題,我校根據(jù)自身特點(diǎn),對(duì)該課程的教學(xué)大綱進(jìn)行了相應(yīng)的修改,也加快本專(zhuān)業(yè)向應(yīng)用型本科轉(zhuǎn)變的步伐。修改后的大綱中減少了學(xué)生自己編程進(jìn)行計(jì)算的部分,更多的強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。要求在授課過(guò)程中必須緊密結(jié)合科研工作,以遼陽(yáng)石花為依托,引入大量的生產(chǎn)實(shí)例,強(qiáng)調(diào)將工程與工藝相結(jié)合的觀(guān)點(diǎn);同時(shí),引入常用的化工流程模擬軟件,加強(qiáng)設(shè)計(jì)和分析能力的訓(xùn)練,強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際,提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力,為畢業(yè)走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ),順利實(shí)現(xiàn)從學(xué)生到工人角色的轉(zhuǎn)變。

2培養(yǎng)學(xué)生能力,多種教學(xué)方式相結(jié)合

2.1啟發(fā)式教學(xué)

啟發(fā)式教學(xué)是以激發(fā)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性為出發(fā)點(diǎn)、科學(xué)地引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋,積極思考、融會(huì)貫通地掌握知識(shí),形成技能,發(fā)展智力[4]。本課程的講授過(guò)程中大量采用啟發(fā)式教學(xué)?;し蛛x工程課程中公式較多,比較繁瑣,在教學(xué)過(guò)程中結(jié)合具體實(shí)例,提出問(wèn)題,通過(guò)適當(dāng)提問(wèn),師生互動(dòng)尋求解決方案,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和教學(xué)效果例如在講分離過(guò)程的地位與作用時(shí),先采用多媒體課件播放一些有關(guān)環(huán)境變化的圖片,提出影響環(huán)境的有毒有害物質(zhì)有哪些?除去這些有毒有害物質(zhì)有哪些方法?通過(guò)具體實(shí)例的分析,啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考問(wèn)題,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí),激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和內(nèi)在潛能,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

2.2對(duì)比式教學(xué)

對(duì)比式教學(xué)是指在教學(xué)中,將一些具有某種聯(lián)系和區(qū)別的教學(xué)內(nèi)容放在一起進(jìn)行講解,找出其異同之處,從而達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)的一種有效教學(xué)方法[5]。化工分離過(guò)程內(nèi)容多,編程和計(jì)算都比較復(fù)雜,為了便于學(xué)生理解和掌握,在授課過(guò)程中多采用對(duì)比教學(xué)方式,通過(guò)已學(xué)過(guò)的簡(jiǎn)單易懂的相關(guān)知識(shí)或者相同過(guò)程中不同分析方法進(jìn)行對(duì)比,找出異同點(diǎn),總結(jié)規(guī)律,加深理解。例如由雙組分精餾到多組分精餾,由簡(jiǎn)捷法計(jì)算到嚴(yán)格法計(jì)算,由淺入深,由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,使復(fù)雜難點(diǎn)的知識(shí)簡(jiǎn)單化。而對(duì)共沸精餾和萃取精餾,及不同分離方案,通過(guò)對(duì)比歸納,對(duì)比找出各自?xún)?yōu)缺點(diǎn),便于理解和記憶,且不易混淆。

2.3討論式教學(xué)

在教學(xué)過(guò)程中增加了學(xué)生獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料的環(huán)節(jié),將文獻(xiàn)歸納總結(jié)后以小組的形式在課堂上進(jìn)行分析討論,在激烈的討論中,同學(xué)們各抒己見(jiàn),把枯燥乏味的理論知識(shí)結(jié)合到具體的生產(chǎn)實(shí)踐中,學(xué)生學(xué)習(xí)熱情高漲。通過(guò)查閱資料,學(xué)生能及時(shí)了解化工分離過(guò)程中前沿的分離技術(shù),增加探索鉆研的好奇心。

3提高教學(xué)效果,多種教學(xué)方法相結(jié)合

3.1傳統(tǒng)教學(xué)

傳統(tǒng)教學(xué)方法是以課堂教學(xué)為主、以教師為中心的單一的板書(shū)講授教學(xué)方式,不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性[6]。特別是對(duì)化工分離工程這樣具有工程應(yīng)用背景、工藝流程復(fù)雜、計(jì)算過(guò)程復(fù)雜且計(jì)算量較大等特點(diǎn)的課程來(lái)說(shuō),容易使學(xué)生產(chǎn)生畏懼心里,學(xué)習(xí)興趣不高。

3.2多媒體教學(xué)

多媒體教學(xué)就是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng),將文字、圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)等多媒體先進(jìn)技術(shù)引入教學(xué)中。它以圖文并茂、動(dòng)靜結(jié)合的表現(xiàn)形式,達(dá)到增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)抽象概念、圖形性質(zhì)和學(xué)科定理的理解與感受,從而極大地提高了課堂的教學(xué)效果[7]?;し蛛x工程課程專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)、知識(shí)綜合性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng),因此課程內(nèi)容多而復(fù)雜,工藝流程長(zhǎng)而繁瑣,又與實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程緊密聯(lián)系,為了有效解決傳統(tǒng)教學(xué)帶來(lái)的弊端,最好的解決方法就是采用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)有機(jī)結(jié)合,做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。授課過(guò)程中仍以教師為主導(dǎo)作用,以多媒體作為輔助教學(xué)工具。充分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì),將抽象、難以用語(yǔ)言表達(dá)的內(nèi)容(工藝流程、圖表)通過(guò)形象生動(dòng)的圖片,動(dòng)態(tài)過(guò)程的演示進(jìn)行描述,即簡(jiǎn)明扼要,又生動(dòng)形象,動(dòng)靜結(jié)合,將枯燥的理論以實(shí)際過(guò)程表現(xiàn)出來(lái),激發(fā)學(xué)生的思維活動(dòng),提高學(xué)習(xí)興趣,加深對(duì)知識(shí)的理解與掌握,提高教學(xué)效果。同時(shí)又節(jié)省了教師畫(huà)圖、畫(huà)表的時(shí)間,實(shí)現(xiàn)了在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)大容量、高效率的教學(xué)。此外,為了提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。我校在不斷完善課外學(xué)習(xí)平臺(tái),包括授課視頻、實(shí)驗(yàn)視頻、課件、配套習(xí)題、實(shí)際問(wèn)題解決方法等,用現(xiàn)代教學(xué)手段及豐富生動(dòng)的內(nèi)容提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.3化工流程模擬軟件的應(yīng)用

化工流程模擬是以工藝過(guò)程的機(jī)理模型為基礎(chǔ),采用教學(xué)方法來(lái)描述化工過(guò)程,通過(guò)應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算手段,進(jìn)行過(guò)程的物料衡算、熱量衡算、設(shè)備尺寸估算和能量分析,作出環(huán)境和經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)[8]。結(jié)合目前已經(jīng)在化學(xué)工程計(jì)算領(lǐng)域中得到廣泛推廣和應(yīng)用一些化工模擬軟件可以實(shí)現(xiàn)數(shù)值計(jì)算及流程模擬等多種功能的特點(diǎn),在化工分離工程課程教學(xué)中引入了相關(guān)的化工計(jì)算軟件[9]。Microsoftoffice是常用的辦公軟件,其中Excel具有強(qiáng)大的運(yùn)算功能,充分利用Excel提供的運(yùn)算功能,只需輸入相應(yīng)的公式,無(wú)需編程,就能完成極其復(fù)雜的化工計(jì)算,計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單、直觀(guān),學(xué)生非常容易掌握。由于Excel的數(shù)組公式和公式的復(fù)制功能,使Excel在計(jì)算混合物性質(zhì)上顯示出無(wú)可比擬的優(yōu)越性,非常適用于處理混合物的分離計(jì)算。因此,本課程將Excel用于分離過(guò)程的計(jì)算,即實(shí)現(xiàn)了節(jié)省學(xué)生做作業(yè)的時(shí)間,又可在沒(méi)有編程的情況下對(duì)分離過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算,完善教學(xué)效果。同時(shí)該課程也介紹ChemCAD、Matlab、AspenPlus等化工計(jì)算軟件,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)水平和計(jì)算機(jī)能力,增強(qiáng)其社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)能力,增加就業(yè)機(jī)會(huì)。

4培養(yǎng)工程意識(shí),理論聯(lián)系實(shí)際

化工分離工程課程雖然是一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,理論性較強(qiáng),但實(shí)際應(yīng)用更為廣泛,所以在教學(xué)過(guò)程中要緊密聯(lián)系實(shí)際,通過(guò)大量引用工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況和可研項(xiàng)目為實(shí)例進(jìn)行講解,將復(fù)雜深?yuàn)W的理論融于簡(jiǎn)單的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,使問(wèn)題具體化、簡(jiǎn)單化,真正做到理論與實(shí)際生產(chǎn)相連系,避免空洞的講解;同時(shí)也使課堂教學(xué)內(nèi)容更具有現(xiàn)實(shí)性和新意,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的求知欲和探索精神,增強(qiáng)了學(xué)生的工程意識(shí),培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。比如講結(jié)晶分離單元操作時(shí),引入分離催化重整裝置生產(chǎn)的混合二甲苯中對(duì)二甲苯的實(shí)例進(jìn)行講解。指出分離體系為對(duì)二甲苯、鄰二甲苯和間二甲苯的混合物,目的是分離出重要的化工原料對(duì)二甲苯,對(duì)于這樣的體系應(yīng)選取哪種分離方法?引導(dǎo)學(xué)生比較三種物料的物性,發(fā)現(xiàn)三種物料的沸點(diǎn)比較接近,但是熔點(diǎn)差距比較大,所以不適合用精餾的方法進(jìn)行分離,而應(yīng)采用結(jié)晶的方法進(jìn)行分離。這樣自然而然的把理論知識(shí)融到實(shí)際生產(chǎn)中,提高學(xué)生的工程能力。另外,我校除了開(kāi)設(shè)傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)外,還增加了設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和研究型實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè);建設(shè)了煉油化工與自動(dòng)化仿真培訓(xùn)中心;建設(shè)了單元實(shí)訓(xùn)中心;鼓勵(lì)學(xué)生參加“中國(guó)石化-三井化學(xué)杯”大學(xué)生化工設(shè)計(jì)競(jìng)賽,并取得了較好的成績(jī)[10]。通過(guò)增加實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié),增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手操作能力及分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。為了使理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相輔相成,相互滲透,我校定期聘請(qǐng)鄰近化工廠(chǎng)經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員到學(xué)校,講授工廠(chǎng)里典型的分離工藝、生產(chǎn)中存在的不足及改進(jìn)如何進(jìn)行改進(jìn)、討論先進(jìn)的分離工藝技術(shù)及清潔分離工藝。通過(guò)工廠(chǎng)技術(shù)人員的講解、及與他們的交流討論,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,培養(yǎng)了學(xué)生提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

5建設(shè)教師隊(duì)伍,增加工程實(shí)踐經(jīng)歷

作為專(zhuān)業(yè)課老師,除了要有豐富的理論教學(xué)經(jīng)驗(yàn)外,也要具有工程實(shí)踐經(jīng)歷,才能把理論知識(shí)融合到實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行講解,即豐富課堂內(nèi)容,又可以將枯燥的理論具體化,對(duì)生產(chǎn)中遇到的問(wèn)題作為實(shí)例進(jìn)行分析、講解,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及理論聯(lián)系實(shí)際的能力,學(xué)生學(xué)習(xí)積極性非常高。本團(tuán)隊(duì)教師每年都參加指導(dǎo)學(xué)生到工廠(chǎng)中進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí),了解生產(chǎn)裝置運(yùn)行現(xiàn)狀、原料供應(yīng)情況和產(chǎn)品市場(chǎng)需求情況。本團(tuán)隊(duì)老師同時(shí)也擔(dān)任本專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文等實(shí)踐教學(xué)工作。實(shí)行有經(jīng)驗(yàn)的老教師帶領(lǐng)年輕教師,使年輕教師更快的成長(zhǎng);同時(shí)年輕教師在學(xué)校、學(xué)院的推薦下,都有機(jī)會(huì)到鄰近的工廠(chǎng)進(jìn)行培訓(xùn),熟悉一線(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程;學(xué)校、學(xué)院也為專(zhuān)業(yè)教師提供很多技能培訓(xùn)的機(jī)會(huì),增加教師的工程實(shí)踐經(jīng)歷。

6結(jié)語(yǔ)

為了在新的高等教育形勢(shì)下能夠培養(yǎng)出具有較強(qiáng)社會(huì)適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才,化工分離工程課程從多方面進(jìn)行改革,著重培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐意識(shí)、提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,努力打造成特色、領(lǐng)軍的專(zhuān)業(yè)。

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作者:班玉鳳 朱靜 劉宏宇 單位:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)石油化工學(xué)院

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