時間：2022-12-08 23:39:40
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發表網為您精選了8篇工程化學論文，愿這些內容能夠啟迪您的思維，激發您的創作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
化學工業特點延伸依據數理、化學內涵作為支撐媒介，進而深度聯合工業經濟基礎條件進行窺測，將化工單元操作和熱學、動力學原理進行深度融合，進而有力指導設備開發工作。化學工程主要隨著化學工業的過渡改造而形成，其中化學反應作為生產流程的核心內容，將為過程分析創設主動適應空間，將研究過程方向梳理完全；而化工熱力學條件作為單元反應的理論基礎，對于產品回收效率有著充分的界定要求，其將直接決定產品后期回收效率，對于產業經濟成本規模產生著重大影響效果。因此，在單元詳細操作流程中，技術人員可針對各類化工設備以及產品形態進行科學審視，由于傳遞流程作為單元操作、反應工程的支撐媒介，而化工產業在全新發展形態下需要落實核心催化技術，就必須聯合跨學科形態的戰略進行綜合比對、研究，爭取達到統一規劃標準格局。內部傳遞機制主要圍繞動力、熱能、產品質量元素闡述，這其實就是異質化單元內部反應裝置的物理演變過程。另一方面，合成化學作為既定學科的核心要素，為設計主體開發大量非天然化合物質提供靈感經驗。在大量創新化合產物的影響下，有關化工產業基礎模型便開始順利過渡。信息技術為各類設備、工藝創造主動適應條件，整體上推動了行業的進步趨勢。這部分生產技術已經聯合各類深加工流程進行替換改造，需要化學工業不斷開發新型歸控技術，進而為既定產業規范效率和經濟成果提供適應條件。技術人員需要全面開發最為先進的協調處理細則，這是創新化學工藝改造流程的必要準則。整個技術開發活動利用市場導向機理進行布置，使得工業、商業化動機需求得到全面綻放。
二、化學工程、工藝試驗數據的科學搭配分析
傳統形態的化工實驗操作，內部數據排列機理相當復雜，整體活動延展下來，具體的人力、物力資源全面堆積。因為內部流程需要借助平行試驗進行掌控，特定數據處理重復性特征廣布。因此，必要時技術人員可依靠MATLAB軟件進行流程過渡，將人工演算過程中的數據限制因素調節完畢。這部分實驗流程是掌握化工研究方式的重要環節，整體流程較為漫長。所以，計算機信息技術便將這些復雜的演算流程進行智能模擬操作，并透過實驗要求建立必要的模型基礎，使得工藝技術管制范圍下的各類可行條件全面延展。化工產業講求專業實驗的引導價值，具體行動標準動機也是圍繞特地實驗點進行參數定量關系探索，進而將化工所需遵循的客觀規律羅列完整。MATLAB軟件在整個研究過程中開辟引導先河，其將各類函數圖形進行輕松規劃，肅清細致符號演算和數值計算限制問題。這類軟件應用范圍較為廣闊，包括數字通訊和財務建模等內容。目前這類程序已經成為國際控制終端的必要支撐媒介，現場操作人員基本只需編寫某種數據處理程序，之后將原始數據輸入，就能輕松提煉相關實驗結果，將優質化數據和圖示模型展出。另外，涉及這方面人員素質的強化工作也相當重要。隨著技術創新和科技產業化的加快，環境保護意識的加強，必然會帶來對分析檢驗專業人才需求的上升，且無論在數量和質量上，都提出了新的要求。
三、結語
石油加工工藝學課程是化學工程與工藝專業的重要專業課程之一。該課程的教學中應注重培養學生的工程概念，建立工程意識，提高綜合運用知識和解決實際問題的能力。完善與優化石油加工工藝學課程體系與內容，進一步提高課程教學質量與人才培養水平，是各石油高校人才培養的重要任務與研究課題，需要同行進行長期不懈的探索和努力。我校在原有教學大綱基礎上，增加工程實踐內容，提高學生的工程意識和分析問題解決問題的能力;教學方式多種化，板書與多媒體結合，引入相關的聲像資料、圖片資料，幫助學生深入理解授課內容;成績評定中增加文獻撰寫部分及討論部分成績，提高學生查閱、加工文獻及表述能力。
2教材的選定
以林世雄主編的石油煉制工程(第四版)為主，參考侯祥麟主編的中國煉油技術，沈本賢主編的石油煉制工藝學，陳紹洲主編的石油加工工藝學等優秀教材，適當增加石油資源高效利用、清潔燃料生產和石油煉制工業關鍵技術的新發展等新內容，形成具有自己特色的課程內容，與時俱進，擴大知識范圍，為學生提供更大的學習空間。
3每章增加課后習題
為了提高學生的學習效果及自我總結能力，每章增加不同類型的課后習題與思考題。包括石油產品有哪些分類及各自用途等基礎性習題;冬天柴油車掛蠟如何處理等與實際生活相關的習題;如何根據油品的特性實現油品的安全管理等與實際生產相關的習題。學生即掌握了基礎知識，又可以運用所學知識來分析和解決實際問題。另外每章結束后要求學生對本章重要知識點進行總結，再相互交流，把握主線，整體思路清晰。
4教學方法改革
4．1現代教育技術的應用多媒體教學課件以它圖文并茂、動靜結合的表現形式，達到增強了學生對抽象概念、圖形性質和學科定理的理解與感受，從而極大地提高了課堂的教學效果。石油加工工藝學課程具有專業性強，需要良好的專業知識鋪墊;知識綜合性強，涉及內容廣泛，內容復雜，新工藝技術、新標準繁多;應用性強，理論與實際密切結合等特點，決定了該課程的授課形式必須多樣化，達到最好的教學效果。所以授課中把新工藝、新標準等以多媒體的形式講授，既直觀、形象、又便于學生了解掌握，節省教師畫圖、畫表的時間，在有限的教學時間里實現了大容量、高效率的教學。運用視頻將理論與專業實驗、仿真素材等緊密聯系起來，如對實沸點蒸餾先進行理論介紹，再播放視頻，一動一靜，將枯燥的理論以實際過程表現出來，提高學生的學習效果。課外學習平臺也不斷完善，包括授課視頻、實驗視頻、課件、配套習題、實際問題解決方法等，用現代技術及豐富生動的內容吸引學生的學習興趣，提高學生自主學習的能力。
4．2啟發式與對比式教學相結合為了改變大學生在中學階段養成的被動式、機械式的學習方式，變被動為主動，增加學習的積極性，提高對知識的渴望與興趣，本課程的講授過程中大量采用啟發式教學。如在講授清潔燃料生產時，先通過圖片了解現在全球氣候變化帶來的影響，并給出具體數據，再討論導致的原因。汽車尾氣的排放就是源頭之一，為了改善全球氣候，減少汽車尾氣排放的污染物是當務之急，這就要求提高燃料的質量，即生產清潔的汽油和柴油。應用啟發式教學，從我們切實能體會到的事情出發，引導學生運用所學知識去解決實際問題，既可以把問題簡單化，又增加了學生的學習積極性和興趣。除了啟發式教學外，還并用對比式教學方式，兩者相互補充。如把汽油和柴油進行對比講解，找出異同點，便于學生的理解與掌握。先指出汽油機與柴油機的雖然都是活塞式發動機，工作過程都是由進氣、壓縮、膨脹做功、排氣4個過程構成，但兩者的壓縮比、進入氣缸的氣體、著火方式等不同，所以對燃料的要求不同。汽油和柴油在發動機中燃燒不正常時都會發生爆震，且爆震現象相同，但是產生爆震的原因及時期卻完全不同，兩者用不同的指標來表示其抗爆性，由此得出各自的理想組分。通過對比歸納，內容清晰，層次分明，相似的知識點不易混淆，便于理解與掌握，取得了良好的教學效果。
4．3小組討論形式進入課堂為了提高學生的學習積極性，我們會不定期的提出一些與石油相關的問題，鼓勵學生通過各種渠道(期刊、報刊、互聯網、電視等)收集資料進行了解，之后在課堂上進行分組討論，把枯燥乏味的理論知識結合到我們的生活中，學生積極性較高，課堂氣氛高漲。比如緒論講完之后提出問題:石油與你有多大關系，你一天消耗掉多少石油?在下次課中用部分時間進行分組討論，在激烈的討論中，同學們各抒己見，真正了解到了我們的衣食住行確實離不開石油，但石油又是什么，它又是如何加工成我們想要的產品呢?有了疑問和好奇心，增強對本課程的興趣。
4．4培養獨立查閱并加工文獻的能力在授課過程中提出幾個比較熱門的課題，如原油價格對國民經濟的影響?煉化企業如何實現清潔燃料的生產?現代煉油工業發展趨勢?中國的能源安全及戰略問題等。學生根據個人興趣，選取某一個課題，獨立查閱文獻并經過整理完成一份報告，提高學生查閱加工文獻的能力，為以后畢業論文奠定良好的基礎，又加深對某一方面的深刻理解。
4．5加強工程意識與理論的聯系石油加工工藝學是一門專業課，除講授理論內容，還引入大量工業生產和科學研究案例，提升學生工程意識與理論聯系實際的能力，真正做到理論與工業生產緊密相連。如以遼陽石化加工原油－俄羅斯原油為例，根據原油性質、實沸點蒸餾數據及直餾產品性質，確定加工方案;以遼陽石化550萬t/a常減壓裝置為例，講授常減壓裝置工藝流程、主要設備、直餾產品性質等，運用實測數據進行產品實沸點切割計算，分離精確度計算等;增加解決實際問題的環節，如當某一側線產品出現頭重尾輕的時候應如何調節操作?本專業定期聘請工廠有經驗的專業技術人員到學校進行講課，介紹工廠相關裝置概況、原料及產品、市場需求、主要設備及生產工藝流程、從事化工行業要注意的安全事項等事項，使學生不但有了安全意識，也對實際生產過程有所了解，有利于理論知識的理解，引起學生對自己未來工作的興趣，提高學習動力。專業實驗最能反映專業特色，是與本專業學科發展關系最密的實踐性教學環節，因此我們不斷對專業實驗教學環節進行改善，除了開設傳統的驗證性實驗外，又增加了設計型、研究型實驗;建設煉油化工與自動化仿真培訓中心，強化學生的工程實踐與運行能力;鼓勵學生參加“中國石化－三井化學杯”大學生化工設計競賽，聘請設計院人員與教師共同指導，培養學生的創新思維和工程技能，培養團隊協作精神，增強學生的工程設計與實踐能力，實現“卓越工程師教育培養計劃”。
5教師實踐能力的提高
作為石油加工工藝學課程的老師，本人除了具有豐富的理論教學經驗，也具有實際生產經歷，曾在中石化滄州煉油廠催化裂化裝置工作兩年，每年參加知道學生下廠生產實習實踐教學環節，并于2012年在遼陽石化煉油廠進行為期一個月的實踐培訓，因此對煉油加工工藝過程及主要生產設備的操作及工作原理頗為了解。在理論教學過程中，能夠將實際生產與理論知識結合在一起，并對生產中遇到的問題作為實例進行分析、講解，提高了學生的學習積極性及理論聯系實際，分析問題和解決問題的能力。從事石油加工工藝學課程的教師除了擔任理論教學外，還擔任專業實驗、畢業設計論文、生產實習及實踐教學環節的指導工作。在學校、學院的推薦下，每年都有青年教師到中石油遼陽石化公司的生產一線進行實習，并派專業教師參加相應的技能培訓，定期聘請工廠專業技術人員到學校進行講座，以提高青年教師的工程實踐能力。
6結束語
對于一個國家的工業來說，化學工業所占的比重并不在少數，究其原因，可以說化學工業的發展極大的體現了一個國家的經濟發展水平和科學技術的發展水平化學工業的不斷發展，可以在一定程度上滿足人們高層次的科技生活的需要，也能夠鼓舞國家的各項產業的發展，促進包括工業、農業在內的各項國家基礎產業的進步。近些年來，化學肥料開始逐步的替代了舊的農業肥料，提高了農業的產值產量，帶動了農村相關產業的發展，在一定程度上推動了農村經濟、農業產值的高速邁進。但是與舊的農業肥料相比的不足之處就在于，化學肥料使用后所產生的化學廢棄物在很大程度上又造成了環境的污染，資源的浪費。化學肥料的殘留物成為了大自然的污染源頭。因此，化學工程有待提高，保護環境的宗旨是重中之重，資源的節約同樣是不能忽視的問題。但是，就目前我國的化學工程的污染、浪費現象仍是十分的嚴重，發展決不能以污染和浪費為前提，這是大錯特錯的。
下面我們來具體的分析一下：第一，生產的效率低下。就我國來看，我國的工業生產存在一個盲區，重點就在于生產的效率較低。在化學工程的研究的過程中，生產技術首先沒有達到預期的效果，環境污染的現象依舊沒有被制止。舉個例子來說，在進行的化學生產的實驗的過程中，材料的運用做不到理想的反應，反應現象達不到預計的效果。在這一系列的生產實驗的過程中，事實上，環境污染的現象已經在悄然的發生了，化學實驗所產生的殘留物、化學實驗敗北過程中所造成的化學污染。實驗過程造成了資源浪費的現象十分的嚴重，經濟浪費更是不在話下，極大的降低了生產的效率水平。另一方面，實驗沒有達到預期的效果，化學產品的使用效率低下，根本不能夠滿足人們的生活所需。第二，化學工程的生產過程，給環境造成了較大程度的影響。化學污染在當下我國的環境污染的比重中占了較大成分。重工業，尤其是金屬工業所產生的污染現象尤為嚴重。在對水資源的檢測的過程中發現，廢棄水中的金屬含量嚴格的超過了安全性能的指標。水資源的污染，也會對地下的土質產生影響，而土質又會影響農業的產值，這樣看來，化學生產所造成的污染現象是嚴重的。另外，在工業生產的過程中，廢棄水的直接排放，給自然環境同樣造成了污染。第三，化學工程的不連貫性，很容易生產的間斷性，從而影響生產的進度，尤其是當它發生了不合理的間斷的時候，很快就會對整個生產的過程產生影響。由此看來，生產效率的低下、生產過程中產生的污染以及生產的不合理的間斷等等這一系列的問題，都在阻礙著化學工程的發展和進步。
2我國化工生產工藝解析
從上文中，對于我國目前的化工生產過程中，存在著主要的問題就在于我國的化工生產工藝還不是非常完善。針對這些存在的問題，化學的生產工藝需要有哪些改進呢？在化工生產過程中，采取哪些最新的化學生產工藝能夠降低化學生產所產生的污染呢？第一，化學生產過程中，提高反應條件以及反應環境。反應條件是化工生產中最為重要的環節，為了達到高效生產，提高生產效率，減少廢料的產生，反應條件是最為關鍵的因素。因此，提高化工生產效率的最為關鍵的因素就在于加強化學生產過程中的反應條件。催化劑以及反應所需條件一定要達到所需標準，才能保證在化工生產過程中，高效生產，并減少廢物的產生。保證廢物不直接排放到自然環境中，就能保證化工生產的相對環保。第二，化工生產過程中，并非只是提高產品生產的環境，更應該能夠提供廢物處理的程序以及治理系統。包括我們經常看到的廢氣，都應該經過適當處理后才能進行排放。廢水的排放要采用化學綜合的化工工藝。其原理很簡單，主要是化學反應中最基本的原理，將廢水中的重金屬通過沉淀，從而減輕其危害性。此外，廢氣的處理應該在排氣的中部以及頂部，都設置一出廢氣處理系統，這些裝置可以將廢氣中的有毒氣體以及廢氣中的粉塵過濾，從而保證排放到空氣中的氣體符合國家要求的標準。第三，真正從化學工程中的化工生產工藝技術入手，工藝技術是指從不同的反應原理以及反應條件進行分析與探討。制造氧氣的方式有很多種，那么哪種方式才是最效率高并且更適合化工生產呢？在不同的環境下，對于生產的原料以及方式都是可以隨機改變的，并能通過改變來進行適應性生產，從而提高化學生產的效率，并實現高效以及綠色生產。
3結語
1化學知識體系的龐大與無機化學教學時數的限制
隨著學科的發展和知識的豐富，無機化學的教學內容越來越多，書越編越厚，除了化學平衡和元素化學的知識外，還有物理化學的熱力學，反應動力學，電化學及“結構化學”的原子結構等內容，知識點密集且理論性強。以我校化學工程與工藝專業為例，所用教材為天津大學楊宏孝等主編，高等教育出版社出版的無機化學第四版，550頁，教學時間為54學時，在如此短的時間內學完全部內容，顯然是很費力的。因此大學老師的授課方式和對學生的引導就顯得至關重要。
2學生自身條件的局限
無機化學的授課對象是剛剛考入大學的大一新生，一方面他們在高中早已習慣了題海戰術，習慣了中學那種死記硬背的學習方法，面對課時少，知識面廣，思維跳躍性強的大學有著強烈的不適應。在實際學習過程中，他們在學習初期很容易產生眼高手低的感覺，輕視學習，隨著課堂進度加快，中后期面臨著信息量大﹑重復少﹑練習少，心理準備不足，普遍感到學習起來很吃力，茫然不知所措，很容易產生焦躁和厭煩的情緒，甚至越來越不喜歡學習，這樣直接影響到他們后期的學習。另一個方面他們正處在由中學角色到大學角色的轉型期，他們中大都是缺少鍛煉的獨生子女，以前在生活和學習上極大程度地依賴老師和父母，現在突然失去監督和管理，茫然不知所措。很多學生都反映大學老師上課內容多，講課速度快，很多時候都聽不懂老師講的是什么，課后自己看書也不太明白，導致出現“教師忙于講解，學生難以理解”的尷尬局面。其根本原因是忽視對學生學習積極性和自主學習能力的培養，不能突出學生的主體地位。面對大學授課時間少，授課內容多的情況，培養學生的自學能力，突出學生的主體地位顯得尤為重要。
3課程教學內容知識陳舊，缺少靈活性
在長達三十多年的時間里，無機化學一直以化學反應原理，物質結構基礎，元素化學為課程教學基礎內容，知識點更新不大，而且還含有中學的內容。以元素部分為例，元素部分的知識瑣碎，系統性不強，而教材中往往只是羅列材料，削弱了理論對學習元素化合物知識的指導作用，講起來平淡乏味，不利于學生理解和掌握，難以激發學生的興趣。
4落后的傳統教學模式的限制
“以教師為中心，以課堂為中心，以教材為中心”的單一傳統教學模式，使學生對無機化學的學習感到很枯燥，認為是一大堆的英文符號和沒完沒了的數據以及無窮無盡的計算，嚴重地影響了學生學習無機化學知識的積極性，從而難以為社會提供創造性人材，達不到新的教育機制對“無機化學”教學目標的要求。
5師生之間缺乏及時的溝通交流
從老師的角度來看，學生有點太怯于與老師溝通了。大學的老師有一個共同的特點就是與學生溝通較少，很多學生每周只能和老師見上一兩面。相對于高中時同老師的見面頻率而言，明顯少了很多。師生間面對面交流的機會隨之也就大大減少，三成大學生整年“師生零交流”。從學生的角度來看，學生們通常只有在課上或是課間時才會和老師有互動，盡管大多數學生和老師愿意相互交流，但有時候似乎缺乏有效的溝通途徑。
6理論教學與實驗教學的不同步性
化學工程與工藝專業理論課進度相對實驗課有些滯后，導致實驗環節時學生對基礎理論知識不理解，對實驗步驟懵懵懂懂，多數學生完全按照實驗書所給的步驟來做，不加以任何思考，這樣就導致實驗做完原理步驟忘完，完全達不到通過實驗課的學習培養學生的科研能力和科學素養的目的，還會讓學生認為這是一種負擔。針對以上問題，優化無機化學課程的結構和內容，改革教學方式，貫徹新的教學理念，正確引導學生建立正確的學習方法，提高學習興趣和自學能力，培養學生的創新意識和創新能力，并使學生在有限的教學時間內，盡可能多地掌握無機化學基礎知識是擺在我們面前的一項重要任務，勢在必行。
二、具體改革內容、改革目標和擬解決的關鍵問題。
1教學內容的改革
課堂教學內容的變革決定了課程改革的效果，在教學改革過程中要探索先進的教學理念，不斷提高無機化學課程教學水平，使該課程在提高學生素質和能力方面發揮更大的作用。具體內容如下：
1.1精選教材內容，突出重點，分散難點
無機化學課程以“二結構、三原理、四平衡”的基本理論和元素化合物知識為主線，主要講述化學的基本原理和元素的性質以及相關化學反應。在教學過程中既要加強與中學化學教學內容的聯系，又要協調好無機化學與物理化學、有機化學和分析化學中的部分內容的關系，把握好同一知識點在不同學科之間的銜接，避免重復，更好地精簡課時，提高效率。現有的無機化學教材有很多與中學化學，基礎化學，分析化學重復的內容，四大化學反應，原子分子結構是工科無機化學的重要基礎理論，也是教學的難點和重點。
1.2加強無機化學教學內容的針對性
以本專業企業生產、學生就業、考研的實用性為出發點選擇擬講授的內容，形成化學與工程專業，乃至應用化學，材料和環境等專業的全方位的培養模式。工科基礎化學的教學改革應在注重課程整體性的基礎上，選取教學內容，在以突出知識主線的前提下，把握好知識的深度與廣度的平衡，就是在講清楚重要知識的基礎上，讓化學原理與專業知識有機結合。
1.3理論教學與實驗同步，開放性實驗輔助理論教學
對化學工程與工藝專業的學生來說，實驗課的學習也在教學過程中也有著重要的作用，通過對實驗課的學習能夠培養學生的科研能力和科學素養，為成為高素質化工類應用人才打下堅實的基礎。基礎理論知識的理解對學生的實驗技能有著指導性的意義，所以要保證理論教學與實驗教學的同步性，這樣既能保證學生掌握基礎的實驗技能，又能促進其對基礎理論知識的理解。對于理論課進度相對滯后的實驗課，在實驗課環節，教師要在實驗前將實驗知識與理論知識相結合并給予學生系統化，詳細化的講解，不能就實驗講實驗，能為學生引申的盡可能引申，這樣可以使學生做到心中有數，有的放矢，這樣既保證了學生掌握基本的實驗技能，也有利于其對后續基礎理論知識的理解和掌握，理論教學與實驗教學相輔相成，更好地培養了學生的動手能力，思考問題分析問題解決問題的能力以及理論聯系實際的能力，進而培養了學生的科研能力和科學素養。
1.4引入多媒體演示教學
針對工科學生結構化學基礎薄弱的情況，為避免教材中單純羅列抽象概念的情況，引入多媒體輔助課堂演示教學，制作三維多媒體課件，通過計算機直觀地向學生描述原子的結構，原子軌道圖形，雜化軌道形狀與空間取向，化學鍵的形成及空間圖像等，以動畫形式生動逼真地模擬雜化形成的全過程，充分地利用了多媒體教學的圖、形、聲等特點，使課堂教學形象生動，易懂易記。教師也可以在備課過程中對多媒體課件不斷地進行修改和完善，使教學內容更加完整、充實。
1.5建立一定的平臺及時與學生進行溝通交流
針對師生之間缺乏及時溝通交流的情況，可以建立面對面的平臺或群平臺等，能夠讓學生遇到不懂的問題，包括學術問題題和個人煩惱等等，進行及時的溝通交流，引導學生充分利用業余時間，查閱無機化學相關的文獻，拓寬其知識面，調動其學習積極性，培養其自學能力。今年我帶的化工班特地建了一個群，對實驗中存在的問題及時進行溝通交流，對于好的素材師生共享，加深了師生之間的互相了解，拉近了師生之間的距離，從而提高了學生學習的主動性和積極性。有時候學生會因為一個老師，而喜歡上一門課。
2教學方法的改革
教學方法的改革是課程改革的重要環節，教師應該從教和學兩個方面改善教學方法，將化學基礎知識融于生活，科研和生產，從而培養學生的學習興趣。具體做法如下：
2.1做好新舊知識的銜接，引導學生利用已有的知識解決新問題
培養學生養成課前預習課后復習的習慣，在講授過程中，教師通過設問，提問等方式，引導學生對以前所學的知識進行回憶，引導學生積極思考，用已有的知識解決新問題，這樣就使得學生在學習新知識點的同時，復習鞏固舊知識，從而增強學生學習的成就感和學習無機化學的信心。
2.2引入學生參與的制度，充分調動學生的積極性
對于深度不高的教學內容，鑒于學時所限，可以引入學生參與的制度，提前讓學生查資料，鼓勵學生用PPT形式，做幾分鐘的演講，這樣就由原來的只有教師講授轉為師生通講，充分調動學生課余時間學習的積極性，課后采用互評的形式，這樣不僅鍛煉了學生敢于發言的勇氣，也讓學生更好地積累經驗，為下一次的成功打好基礎。
2.3以科研促進教學，讓專業知識與實際生活緊密結合
無機化學知識點多，理論性很強，學生學起來普遍感到枯燥，很難產生學習興趣。在教學過程中，教師要將課本上的理論與有關的科技研究成果和生活中的具體事例相結合，既有利于避免教學內容的空洞抽象、枯燥乏味，也有利于拓寬學生的知識面，同時還能更好地激發學生學習的興趣。同時也可以安排不同的學術講座，就科學領域前沿的熱點問題展開交流和討論，例如，非金屬材料科學，稀土金屬在人類生產生活的作用，生態環境保護等課題，以豐富學生的第二課堂，讓他們覺得自己所學的知識與社會的發展息息相關，從而增強了學生對本專業學習的信心。
2.4以提高教學質量為核心，培養學生的學習興趣和自主學習能力
針對大一學生要完成從高中到大學過渡的特點，實現從以教師講授為主向以學生自學為主的轉變，教師在課堂教學中要采取有效方法(例如，把化學基礎知識融入生活，將化學基礎知識融入生產，將化學基礎知識融入科研等)，激發學生的學習興趣，保證學生的主體性和創造性的發揮，以實現學生智力和非智力因素和諧發展，使學生由“不想學、不會學”轉變為”我要學、我會學”。這對于培養學生終生的學習習慣，促進學生學習能力的發展，幫助學生積極思考等具有非常重要的意義。
3考核方式的改革
考核是檢查教師教學效果和評價學生學習成效的必要方法，也是教學的重要環節。能夠督促學生平日的學習和客觀的評價學生的學習情況，調整如下：
3.1多元化考核評價體系的構建是檢查教學效果的重要舉措
在高校中普遍存在部分學生平時不學習，考前臨時突擊的現象。為了避免這種不良學習風氣的滋生，應構建多元化的考核體系，以學生的平時考核(占30%)和期末考核(占70%)進行綜合評定。考試進行的載體是試卷，試卷要以能力測試為主導，考查學生對所學基礎知識、基本技能的掌握程度和綜合運用所學知識分析、解決實際問題的能力作為命題的指導思想。在考試題型多樣化的前提下，要將基礎知識與綜合能力相結合，注重對分析問題和解決問題能力的考查。因此命題教師應在期末考試中增加一定比例的綜合素質題，以考察學生綜合運用所學知識、原理來分析和解決實際問題的能力，從而實現通過考試來檢查教學效果的目的。
3.2嚴格平時考核是鞏固課堂教學效果的一個重要環節
在構建的多元化考核評價體系中，學生的平時考核(共計30分)共分為三個部分：出勤情況和課堂表現(占5分)；作業及隨堂階段性考試(占10分)；專業小論文或小報告(占15分)。布置每個學生根據所學的知識點及試題規范化要求出一份自己認為有質量的試題及答案上交，老師從學生所出的題中擇優選取，考試結束后指導學生互相批改并作出評價，這樣不僅提高了學生的學習興趣同時有力地促進了學生解題能力及綜合運用知識的能力。通過大量閱讀文獻，撰寫小論文，做小報告，從而拓寬學生的知識面，也把平時成績真正的落到實處。最后一次課，我對三個班的學生做了一個調查，在講臺上做報告，撰寫論文，出一套試卷，讓學生任選一樣去做，會怎么選？最后參與的學生65人，做報告，46%，論文：35%，出試卷，19%。選擇做報告的主要原因是具有挑戰性，可以很好鍛煉自己的語言表達能力，并在此過程中體會到了老師工作的不易，培養其在以后的學習和工作中學會尊重別人的勞動；撰寫論文有利于拓寬自己的知識面，發現有很多東西值得進一步學習；通過出試卷發現了自己在學習中存在的問題，加深了對書本知識的理解和掌握。
3.3明確的考核制度可以促進學生端正學習態度
明確的考核制度可以促進學生端正學習態度，促使學生養成一個良好的學習習慣。而且這種針對學習過程的每個環節的量化記錄，有利于教師掌握學生的學習動態，根據平時記錄反饋的信息，及時調整教學方法、優化教學管理，使教學效果進一步提高。
三、結語
【關鍵詞】:化學工程;系統;和諧;辯證法
自然界中的和諧系統比比皆是,大至宇宙,小到原子;地球生態系統是和諧的,動植物群落是和諧的,人類社會體系是和諧的,健康的人體更是一個絕妙的和諧體。所有這些和諧系統遵循著同樣的辯證綜合的規律,具體可以歸納出三條:1.統一律;2.層次律;3.進化律;所有和諧系統具有同樣的性質:1.開放性;2.自組織性;3.非線性;4.無限發展性[1]。當愛因斯坦把大半生致力于統一場論時,其哲學上的需要相對物理學上而言或許要來得大,面對物理學的系統和諧,理論規則的分立是不能令他覺得滿意的。而化學工程的發展是不是因循同樣的哲學歷程呢?
在化學工程作為學科開始被重視之前,化學工業已具有了相當的規模,各種具體的工程與工藝都被獨立開來,在認識上是被分為各門特殊的知識,因此,當國外高等院校在十九世紀末開始設置"化學工程學"時,開設的課程大多是學習當時化學工業的各種工藝學,"化學工程"的概念在當時還是相當模糊的,在理論上充其量是化學與機械的一種混合(amalgam)。然而這種理論混合的模式在德國人看來卻是很正統的,即使在今天,他們也避免專論"化學工程",而是稱之為"過程工程"(ProcessEngineering),這一名稱實際上要比"化學工程"的范疇更廣,甚至更為準確,凡是涉及一定流程與工藝的領域都是適用的。但我們習慣上還是沿用"化學工程"的名稱。
二十世紀開始,化學工業迅猛發展,在社會經濟中占的比重越來越大,客觀上需要化學工程學科的發展和支持。隨著生產力的發展,人們對事物運動規律性的認識也愈來愈深化,愈來愈有概括性。伴隨著其他領域科學技術的快速進步,人們逐漸認識到化學工業中各門看似不相干的工程和工藝中存在著共同的物理特性。1901年,美G.E.的Davis《化學工程手冊》的發表,初步提出了"化工物理過程"的原理。1900年始,以合成氨、純堿、燃料等為代表的近代化工廠出現,如1913年,德哈勃-博施法高壓合成氨技術的產業化,星火燎原的,化學工業呈現出巨大的發展前景。到了二十年代,美MIT的一些學者提出:不管化工生產的工藝如何千差萬別,它們在眾多的典型設備中進行著原理相同的物理過程。1920年,美MIT成立了第一個嚴格意義上的化工系,時W.K.Lewis任系主任。1922年美國化工學會認同了新的見解,引出了"單元操作"(UnitOperation)的概念,這一概念在蘇聯時期和我國則廣泛稱為"化工原理"。
1900年始的"分離工程"研究使"單元操作"的概念日趨成熟。被稱為單元操作的過程主要有流體流動、傳熱、干燥、吸收、蒸發、萃取、結晶和過濾等,以這些單元操作作為研究和學習的主要內容,是化學工程學科在二十世紀前半期發展的核心,其理論迅速成為發展化學工業的重要基石。這種把千變萬化、千差萬別的過程和工藝概括成"單元操作"是生產力發展到一定水平的反映,是化學工程學從"個性"到"共性"的第一個哲學性概括,是在一個系統整體性把握的高度上建立了一門技術科學,體現了系統科學發展的和諧統一規律。
隨著"單元操作"概念的確定,另一方面,化學工程學科中重要支柱之一的"反應工程"亦逐漸浮出水面。從最初的德Winkler流化床煤氣化爐的應用到德Bergim-Pier三相液化床煤液化工藝的開發,又到1931年丁納橡膠和氯丁橡膠的投產,化學工業上發展的高峰持續不絕,1940年美國FCC煉油開發成功,成為石油化工的起點。直到1957年,歐洲第一屆反應工程會議,明確提出"反應工程"的概念,成為化學工程學科的重要組成部分,是化學工程學的進一步和諧統一。"反應工程"的建立,乃至今日仍備受困擾的"過程放大效應"問題,及從"逐級放大"到"數模放大"的研究都帶動了"化工過程系統工程"的發展,并共同體現了系統科學發展的和諧層次律。
就在"反應工程"發展的同時,"單元操作"得到了更加深刻的認識,人們發現各單元操作之間存在著更為普遍的原理,"過濾只是流體傳動的一個特例;蒸發不過是傳熱的一種形式;吸收和萃取都包含著質量的傳遞;干燥與蒸餾則是傳熱加傳質的操作……"[2]于是單元操作可以看成是傳熱、傳質及流體動量傳遞的特殊情況或特定的組合。這種認識的深化過程并沒有停止,人們進一步又發現了動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞之間的類似性。于是從二十世紀50年代開始,人們綜合了以往的成果,開始用統一的觀點來研究三種傳遞過程。1960年,美威斯康辛大學(Univ.Wiscosin)的R.B.Bird教授出版了《TransportPhenomena》一書,系統地采用統一的方法來處理三種傳遞現象,從此化學工程學科的核心過渡到了"三傳一反"的系統性概念。"三傳"的研究是系統科學和諧進化律的又一體現,使化學工程學達到了一個新的整體性高度,這種高度的和諧統一是對客觀世界本質性的認識,并在學科上反映出了系統科學的基本原理和性質,其影響力是普遍性的,是跨學科的,不僅使"傳遞原理"成為化學工程學的重要基礎,同時在生物工程、機械、航天和土木建筑等工程學科上也具有重要意義,并日益成為工程專業共有的一門技術基礎課,只是側重點有所差異而已。
至此化學工程學科自身經歷了一系列的演化和發展,并在短短的一個世紀中達到了一個前所未有的高度,涵括了眾多的生產和應用領域,如醫藥、化肥、能源、材料、航天、冶金、日用化學品等,每年為社會提供數以億噸計的千百萬種產品,是人們衣、食、住、行須臾不可離開的物質基礎,為社會繁榮作出了巨大貢獻。然而事物總是一分為二的,從人類發展最為激動人心的口號"征服自然"到今天龐大的工業化進程,地球自然生態系統遭遇了前所未有的嚴峻局面,這之中,化學工業是造成大規模環境污染及惡性重復污染的主要過程之一,化學工程學科需要肩負起新的使命。1990年,"生態化工"(Eco-ChemicalEngineering)的概念提出來了,相應在化工生產和過程工藝中提出了"清潔化工"和"綠色化工"的概念,因時應勢,化學工程學開始了系統科學的自組織過程,這也是和諧系統對立統一發展的需要。在系統科學看來,自組織是和諧系統的基本性質之一,只有自組織系統能通過外部和自身內部的不斷協調、整合,在適應環境的同時保持自己的特性并產生新的功能。從自發到自覺地,化學工程學吸收了自組織的理論,不斷在廣度和深度上充實、完善和發展。隨著新世紀的到來,世界正發生著全球性的變化,經濟、社會、環境和技術等領域都面臨著新范疇新理念的變更和沖擊[3]。化學工程學科需要因應時展而改變傳統的限制,不斷有新的概念提出來,如化學工程應是伺機而待的專業(aprofessioninwaiting);化學工程師必須"besteepedintechnology",能夠創新、開發、變換、調控和適應取代;化學工程學科要從"ProcessEngineering"達到"ProductEngineering"再到"FormulationEngineering"。進一步的綜合認為,化學工程學關注著同時發生在非常廣泛的時空跨度內的現象,必須具備多尺度、多目標的方法來達到過程的總體優化。涵括了五個方面[4,5]:
①Nanoscale(納觀尺度):研究量子化學、分子過程與分子模擬等。
②Microscale(微觀尺度):研究微粒、氣泡、液滴、控制界面膠束和微流力學規律等。
③Mesoscale(介觀尺度):研究換熱設備、反應設備、塔器以及傳統的"單元操作"和"三傳一反"等。
④Macroscale(宏觀尺度):研究生產裝置和生產過程等。
⑤Megascale(兆觀尺度):研究環境過程和大氣生態過程等。
于是化學工程學的核心轉變到了"多尺度、多目標擇優"的概念,化學工程學科又到達一個新的和諧統一的高度,進入了更高層次的系統工程領域。
新的發展的深度促使化學工程學科作出了一定尺度的"分化",然而這還遠未結束,人們對世界的認識還在不斷探索不斷深入,一個更深刻更普遍也更一般的問題已經觸到了化學工程學科的神經,觸到了化學工程學的認識本質,并促使化學工程學需要有新的"融合"。這一問題就是"非線性及其包涵的混沌原理",相對于"線性"是人類認識客觀世界的基本工具,"非線性"則是客觀世界的本質特征,是"線性"反映的目的,是從科學角度看待世界的一種和諧統一;而在對"混沌發展"的研究表明,"混沌運動的普遍存在,揭示了自然界中實際系統發展演化的新行為,混沌態的自相似性使這種時間演化表現為一種空間結構,而且以其不同空間尺度上的相似性,揭示了系統復雜運動的統一性。這種統一性是一個觀察"整體"的問題,只有在長時間范圍(因為混沌運動是一種長時間行為)和更高層次復雜性中才能顯現出來。"[6,7]這一問題涵蓋了自然科學和人文社會科學的眾多領域,具有重大的科學價值和深刻的哲學方法論意義。馬克思曾經預言:"自然科學往后將會把關于人類的科學總括在自己下面,正如關于人類的科學把自然科學總括在自己下面一樣:它們將成為一個科學。"從這一角度上,"非線性"問題是這種過程一體化的契合點以及整體認識論上的共性[8]。當站在這種整體性的高度上,化學工程學科獲得了全新的視野和更強大的分析解決問題的能力,并最終具有了學科融合的基礎。
在整個化學工程學科的孕育、誕生和發展過程中,始終交織著學科的"分化"與"融合",除了上述尺度(scale)上的分化以外還有著所謂的石油化工、精細化工、高分子化工等專業上的分化;另一方面,作為近代工程技術,它又是自然科學(化學、物理等)和技術科學(機械、材料等)的融合。正如物理學家普朗克(Planck)所指出的:"科學是內在的整體,它被分解為單獨的部分不是取決于事物的本身,而是取決于人類認識能力的局限性,實際上存在著從物理到化學,通過生物學和人類學到社會學的連續的鏈條,這是任何一處都不能被打斷的鏈條。"事實上,當化學工程學科的核心發展到"非線性混沌系統"時,實現科學的融合已是其客觀系統性的需要,它需要強有力的非線性解算能力和綜合分析能力。基于人工智能和神經生物學的人工神經網絡(ArtificialNeuralNetworks)技術為這種系統性的融合提供了新的思路和途徑。人工神經網絡特有的信息處理能力在愈來愈多的領域中展現出廣闊的應用前景,它具有如下特點[9,10]:
①學習:神經網絡可以根據外界環境修改自身行為,這使它比其他任何方法接受自身感興趣的外界信息更敏感。
②概括:經過學習訓練后,神經網絡的響應在某種程度上能夠對外界信息的少量丟失或自身組織的局部缺損不再很敏感,反映了神經網絡的健壯性(魯棒性),即工程上說的"容錯"能力。
③抽取:神經網絡具有抽取外界輸入信息特征的特殊功能,在某種意義上可以說它能"創造"出未見的事物。
④模擬:神經網絡由眾多的神經元組成,以并行的方式處理信息,大大加快了運行速度,可以逼近任意復雜的非線性系統。
當然,神經網絡并非十全十美,其自身的發展就曾經歷過相當曲折的過程,但是,人工神經網絡(ANNs)特性的融合將是化學工程學科發展到非線性核心系統的自組織適應和需要。例如采用神經網絡設計的控制系統,適應性、穩定性和智能性均較好,能處理復雜工藝過程的控制問題,也使得化學工程師不但也是機械工程師,還首先是系統工程師,并能從最一般的非線性原理出發,解決實際過程的創新、應用、開發、生產等問題。
生產力的不斷發展,科學技術的持續進步,人類認識自然和改造自然的不斷深化,化學工程學科必將不斷"分化"和"融合",體現出和諧系統的無限發展性質。
參考文獻
[1]李立本.系統的和諧與和諧觀[J].自然辯證法研究,1998,14(5):39.
[2]韓兆熊.傳遞過程原理[M].浙江:浙江大學出版社,1988,11:3.
[3]季子林,陳士俊,王樹恩.科學技術論與方法論[M].天津科技翻譯出版公司,1991,9:115.
[4]金涌,汪展文,王金福,等.化學工程邁入21世紀[J].化工進展,2000,(1):5-10.
[5]黃仲濤,李雪輝,王樂夫.21世紀化工發展趨勢[J].化工進展,2001,(4):1-4.
[6]張生心,梁仲清.從量子混沌再看物理學的統一性[J].自然辯證法研究,1996,12(10):8.
[7]苗東升.系統科學精要[M].中國人民大學出版社,1998,5:20.
[8]成思危.試論科學的融合[J].自然辯證法研究,1998,14(1):2.
在我們以前普通的化學反應來看，對于反應后的副產物的處理是相當困難的，并且如果想處理，其治理成本是相當的高，所以以前那種普通的反應無法從根本上剔除化學工業中所帶來的一系列危害。而我們所提到的綠色化學工程，就從根本上解決了上述問題。
1.1選擇有益材料對于化學反應來說，最重要的還是選料的環節，它的好與壞直接影響著化學反應是否友好是否有益。有效的防范，以達到在過程以及結果的一種良性局面。
1.2采用高效高選擇性的反應原料對于化學工業來說，化學反應是決定化學工業生產過程中生產成本和生產難度、充分利用化學資源等各方面的重要性因素。可以降低工業生產的成本，而且能夠提高產物純度，減少無效反應產物的排放，節約化學資源，在化學工業中，有機物的反應復雜，研究機制不確定，所以選擇合適的反應原料，不斷提高工業技術是對化學工業的發展有著重要的意義。
1.3使用綠色無公害的反應催化劑催化劑作為化學反應中能改變反應速率的的物質，在化學工業中應用廣泛，綠色化學就是研究生產高效高質量的化學反應，不產生任何有害物質，無效產物可以做到循環利用，無公害。這項生產技術就是高度依賴化學反應過程中的催化劑，不斷創新，不斷推動綠色化學產業的發展，相關機構已經著手研究這些優良的催化劑.
2尋找高效綠色的化學催化劑對提升工業生產水平的作用
2.1化學工業中綠色化學的應用綠色化學的核心就是要利用化學原理從源頭消除污染，做到完全無公害無污染，因此它又被稱為清潔化學，應用范圍廣泛，它涉及有機合成、催化、生物化學、分析化學等學科。工業中化學反應發生的條件一般都是高溫高壓，在反應過程中，只有適宜的溫度和壓力才能使用現代化學工業的技術，另外加上綠色化學的高效催化劑，這項工程才得以不斷發展。例如上文提到的低維材料碳納米管，催化裂解反應中有很大的化學功效。
2.2化學工業中綠色化學和現代生物結合的應用。講到了催化劑，這就涉及到另外的技術性學科生物技術。生物技術的就是高科技與高端專業知識結合的產物，學科內又分為細胞工程、基因工程、胚胎工程等等。在化學產業中主要應用于生物化學。在化學工業生產過程中，選取有機的生物材料，主要是動植物的原料，另外也會采用他們經過上千年演變的產物—地下的煤炭等。催化劑主要由人工催化劑和自然催化劑，分別由人工合成以及采用天然動植物的生物酶。這樣能夠滿足現代化學工業發展的需要，同時也能切合可持續發展的指導思想，節約能源，維持現在生態平衡的狀態，推動化學工業發展。
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1.1建立數學模型
工程上的計算是以函數，尤其是數值函數為基礎的。所謂數值函數就是說在函數的定義域中每一點x就可得位移的f{x}值，此值成為f在x處的值。例如，如何表示空氣的cp{T,P}函數？我們可以利用計算機，輸入程序，就會得到很精確的結果。除了上述問題，還有很多化學工程的數據處理的過程模擬，如：非線性方程求解、線性方程組的迭代求解、常微分方程數值解、偏微分方程數值解等等，都是先建立一個數學模型，然后帶入計算機，最終得出一系列結果的。
1.2Office軟件在化學工程中的應用
隨著計算機的普及，越來越多的人把原本紙上的工作轉移到計算機中去了。化學工程學科需要處理大批文檔工作。譬如，化工論文的書寫、化工文獻的編輯、化工產品的說明，這些文檔中常常會有大量的圖表、公式、特殊符號，會話費人們大量的精力和時間，進而影響新信息的及時傳播。有了Office中的Word軟件，處理上述問題就方便多了。Word軟件能夠比較輕松地輸入各種文檔，還可以對文檔進行多種編輯處理。編輯化工論文時經常用到的功能如：
（1）改變字體大小。
（2）隨意設定版面。
（3）利繪圖工具繪制實驗流程圖，并修改。
（4）利用公式編輯器編輯數學公式及化學反應式。
（5）可插入表格及頁碼。
（6）復制和刪除方便。Excel工具的強大的分析數據功能可以將數據進行統計，然后將其規律性地展示出來。在處理化工數據時，我們可以利用Excel工具進行求平均值、自編公式計算等。
1.3Origin在化學工程數據處理中的應用
Origin是具有較強功能的實驗數據處理軟件。可利用Origin進行圖形生成，我們可以在軟件中輸入實驗后得到的數據，通過軟件得到實驗數據曲線圖。為利用Origin工具繪制的實驗數據圖。通過圖形或曲線，可以清晰明了地把大數據展示給他人，并從中發現數據之間的規律，以便更好地進行實驗。
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1.1傳熱理論研究進展
近幾年來，由于滴狀冷凝的實現與增長冷凝表面壽命等相關問題的影響，研究人員至今未將滴狀冷凝應用到實際的化學工業生產當中。現在的機械、石油化工以及航空航天技術仍然在使用沸騰傳熱方式，利用這種方式來進行工業生產。長期以來，人們一直致力于液體發生核態沸騰原因的探索，因為沸騰的形式多變又復雜，所以增加了研究的難度。尤其是在計算方面，更是存在一些嚴重的缺陷，使得計算的準確率極低，而且還需要大量的實驗做基礎。除此之外，水沸騰時會產生一些氣泡，這些氣泡會影響到加熱器的表面，使得計算的難度再次加大。這都是現階段急需解決的問題，也是現在研究的重點。
1.2微細尺度傳熱學研究進展
微細尺度作為現代熱學中的一個分支，主要是研究熱學的一些規律以及微細的探討，研究前景非常廣闊。在研究微細尺度傳熱學的過程中，如果所研究的物體尺寸遠遠比承載粒子的平均尺寸大，我們所假定的觀點依舊成立。但是由于我們研究的尺度比較微細，所以原來假定的那些影響因素會發生一些改變，導致液體流動的規律發生變化。隨著近幾年來納米技術不斷進步，逐漸受到人們的重視，生產中的諸多領域都在引用尺度微細傳熱學，如高度集成的電子設備、微型熱管等。
1.3強化傳熱過程的研究進展
要想優化傳熱過程，就必須從換熱設備方面進行研究分析，優化設備，從而提高傳熱效率。換熱設備主要就是進行熱量的傳遞，熱量傳遞有逆流、順流、交差流、混合流等四種方式，其中逆流過程中產生的溫差是最大的，順流產生的溫差是最小的。我們應該想辦法改進換熱設備，使其能夠持續對外放熱，以此達到本次研究的目的。例如：我們可以發明一些新的換熱設備，采用新的傳熱材料應用到設備當中；改進原有的傳熱設備生產工藝；參照原有的設計方案，結合現代的科學技術對方案進行優化等。
2化學工程未來發展動態
時代在進步，科技在發展，大量的科技產品及技術不斷出現在人們的視野當中，并且被廣泛的應用，這就給化學工程的研究提出了新的研究方向。那就是在今后的發展當中，如何給新技術的引用提供一些良好的服務及體系，并且將新形成的理論完善，使化學工程不斷進步，朝著新的目標發展。其次，現在主張全面發展，我們應該研究一下信息、生物、能源、環境等方面的技術，將這些與化學向結合，為化學工程的發展做出良好的鋪墊。
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