工科类的毕业论文有哪些

工科毕业设计论文

工科方面的人员毕业应该要怎么编写相关的论文呢？下面就随我一起去阅读工科毕业设计论文，相信能带给大家启发。

1二本院校工科专业本科毕业设计面临的问题

毕业设计选题面临的问题

目前毕业设计选题主要来源包括以下几点。

教师科研的子项目

教师科研项目大多为专业领域的课题，课题理论大部分是本科阶段的学习所不涉及的内容。学生以这类子项目作为毕业设计选题，将会面临大量新知识新方法的学习。学生处于就业、考研及毕业设计的多重压力的环境中，毕业设计完成的质量会受一定影响。

学科竞赛项目

以学科竞赛项目为毕业设计选题的优势在于，知识范围基本为本科阶段的基础理论，适当加入一些创新内容比较好的一类选题。但学科竞赛项目多是以团队为单位进行研究实践，在论文撰写和答辩时面临的问题是小组成员的所讲述的内容基本相同，如何体现各自毕业设计的特色，这是一个值得商榷的问题。

学生科研创新项目

学生科研创新项目相较与于学科竞赛项目，分工更为明确，是毕业设计选题的不错来源。但这类毕业设计主要的问题在于创新项目的普及面有限，每年实施项目的学生人数大约为毕业生人数的20%，并不是所有学生都有机会参与项目。

学生实习项目

学生实习项目作为毕业设计选题也是每年毕业设计选题的一个热点。目前二本院校学生的毕业实习一般以团队形式进入实习公司，所涉及的开发项目基本雷同，所使用的设计方案、技术手段基本是一致的，导致毕业设计与课程设计形式雷同。

毕业设计实施时间面临的问题

由于二本院校工科毕业学生面临比较严峻的就业形式，因此学校鼓励学生在第八学期离校自主实习，以应对就业压力问题。毕业设计开题时间定在第七学期，学生完成开题任务、初稿论文撰写后可离校进入工作岗位实习。离校的这段时间，学生没有时间去进行毕业设计课题的研究，通常是在第八学期毕业前一个月回校继续完成毕业设计，这样毕业设计的连续性被打断，前期所进行的课题研究在半年之后再继续，等于重头开始。后续的一个月还包括论文撰写以及答辩，学生正真用于毕业设计的时间不到半个月。从指导老师的角度看，指导工作难度增加，二本院校专业教师人数有限，人均指导学生10人左右。按10人分配教师的指导时间，指导老师针对每个学生的指导时间为天。实际上指导老师除指导毕业设计任务外，还承担着教学、实验、科研等其他任务，学生不可能都得到老师的悉心指导，这也是造成毕业设计质量下降的一个重要方面。

毕业设计论文撰写存在的问题

工科学生普遍在论文写作方面的问题体现在对科技论文的写作规范不了解，二本院校并未开设毕业设计论文写作指导等课程，素质教育课的开设在这方面做了一定的补充，但并非所有学生都会选修这方面的课程。工科论文写作尤其强调用测试数据及结果对课题进行论证，课题实施都需要经过调研、设计、实现、测试及结论分析等过程。论文写作需要对该过程进行完整叙述，强调论文结构的逻辑性以及叙述的严谨性。由于前期的课题实践工作受到时间等方面的限制，学生在撰写论文时手里并没有掌握完整的测试数据，就无从进行数据分析；所撰写论文从整体结构到叙述方式等都存在很多问题。综上所述，目前二本院校工科专业的毕业设计教学实践环节从选题到论文撰写都存在系列问题，导致毕业设计的质量下滑，严重影响了高校培养专业人才的质量。针对以上问题，笔者进行了较为严密的实情研究，并提出以下可行的解决对策，以供参考。

2二本院校工科专业本科毕业设计面临问题的应对措施

选题问题的应对措施

由于工科毕业设计的选题来源具有多样性，选题应从学生实际出发，采用学生选题，教师根据学生的选题方向来选择学生，后续可对学生的选题从深度广度等方面进行修改。这种选题方式充分考虑学生的知识结构，给予其选题的自由度，减轻在毕业设计专业知识适应方面的难度。教师也更容易从专业的角度进行指导，有效避免教师定题，学生无法适应的尴尬状况。课题实施过程师生的适应程度更高。

毕业设计实施时间问题的应对措施

毕业设计的实施时间如前所述存在课题实施不连贯、时间紧张等一系列问题。在当前的社会环境和就业压力的现状下，可将毕业设计的选题及开题时间调整到大三学年，也就是第五或第六学期。这一时期，学生完成了主要的专业基础课程的学习后，对专业学科所涉及的基础理论体系以有大体了解，通过研读专业方向文献、与专业课教师讨论等方式，对自己感兴趣的领域进行尝试性的课题研究。该模式对学生来说需要有一定的文献阅读量，也需要对课题有自己独特的认识；尽管一些专业课程还未开设，学生的知识体系尚未完善，但结合课题研究的方向性可为学生提供未来学习的动力，可使学生专业课程的学习目的性更明确，主动性更强。从时间方面考虑，毕业设计选题及开题时间提前了一年，可有效缓解学生在毕业季所面临的就业压力而导致的心理压力，毕业设计的实施可更从容的实施。

毕业设计论文撰写问题的应对措施

论文的撰写必须密切联系实际，针对课题进行项目开展方案、流程的设计，并对项目结果进行测试及分析，促使学生以实践数据为支撑来完成毕业设计。毕业设计论文则是对整个项目实施的内容、过程、结果进行条理性阐述的文字体现。在整个项目开展过程中，文献阅读、实验测试、论文撰写等步骤环环相扣，密切相关，缺一不可。笔者将整个毕业设计实施及论文撰写的过程通过图1所示的流程图进行展示。通过图1所示流程图，对毕业设计的整体流程进行了展示，该流程是以学生为主体的运行模式。要求学生在开展毕业设计时应将毕业设计的实践过程与论文撰写过程相结合，二者缺一不可，不能分离实施。本科毕业设计是目前以及未来相当长一段时期，高校实施实践教学的一种重要手段，在本科人才培养过程中起到重要作用。通过对二本院校工科专业目前毕业设计过程中的主要问题进行尝试性改革，是将本科实践教学与高教发展趋势相结合的一种教学模式改革尝试。仅以本文提出的一些问题作出相应的应对措施分析，希望对当前高校教学改革提出一种可供参考的改进方法。

一、国内外高职工科毕业设计现状

（一）德国毕业设计教学模式值得我们国内高职院校学习的是德国应用科技大学，它的教育模式与高职比较相似，它以实践为导向，特别强调学生在企业实践能力的培养。毕业设计主要以校企合作的方式为主，通常德国应用科技大学不为学生指定毕业设计题目，学生必须自己到企业寻找毕业设计课题。学生可以从多种渠道选择自己感兴趣的题目，如规模大一点的企业利用学生做毕业设计的学期在自己的网站或报纸杂志上贴出课题信息，这些课题来自于企业还没有解决的实际问题，需要时间相对充足的学生来完成。学生提出申请后由企业选择是否录取。规模比较小的企业通常直接与应用科技大学联系，由校内相关部门发布企业需求信息和课题内容，学生可以有效地建立与企业的直接联系，既方便学生找到适合的毕业设计课题，也帮助小企业解决燃眉之急。德国应用科技大学校企合作指导毕业设计就业优势明显，大多数学生通过一个学期在企业做毕业设计后，可以非常自如地开展工作，毕业设计单位往往也就成了毕业生的工作单位。德国的这种毕业设计模式与德国的国情和传统的教育模式———校企紧密合作有关，国内校企合作做得好的专业可以借鉴。

（二）台湾毕业设计教学模式20世纪90年代中期以来，台湾技职院校着力提升学生创新能力，在学制、课程、教材与教法等领域进行了一系列变革，推行专题制作。专题制作是为高年级学生开设的以研究为主的必修课，学生可依职业发展需要或个人兴趣选取一个课题进行实务制作或撰写研究论文。台湾技职院校的专题制作就相当于大陆高校的毕业设计（论文）。专题制作课程的实施流程大致包括如下环节：分组，确定指导老师与专题题目，专题分工及拟订计划，计划审核，专题制作，专题发表。专题制作课程具有以下五大特色：

（1）提升研究和实务操作能力；

（2）一组一题，分组指导；

（3）团队合作，分工协作；

（4）小班化教学，师生互动；

（5）重视系统的研究方法教学。

目前大陆高职专升本（比如北京联合大学）教育中有借鉴其做法，河北大学谷冠鹏等提出专题制作课程对于国内高校改革和完善本科生毕业设计（论文）制度具有重要的借鉴作用。福建信息职业技术学院软件工程系借鉴台湾朝阳科技大学资讯学院“实务专题”教学的成功做法，各专业将“实务专题”纳入了必修课程。厦门城市职业学院的罗薇薇在《浅谈台湾技职教育对内地高职教育的.启发》中也提到可以效仿台湾技职院校“专题制作”的做法，把学生的毕业实习与“专题制作”结合起来。内地的高职院校某些专业的毕业实习环节流于形式，没有真正发挥实习平台的作用，学校应加强监督和引导，让学生积极参与到校外实习基地的合作项目中，在校内教师和校外专家的共同指导下完成相关专题的制作。

二、高职工科毕业设计的改革探讨

了解了德国毕业设计教学模式和台湾的专题制作后，我们一定会感受到他们的做法才是实在为提高学生的各种能力的毕业设计，而我们只是表面觉得他们的专题制作搞得非常好，真正能培养学生的各方面能力，达到企业的求才标准。国内高职院校毕业设计应借鉴其优秀做法，再结合大陆高职院校本身的特点，制定出更加符合高职院校毕业设计的培养方案。德国应用科技大学的毕业设计教学模式强调校企合作，学生通过在企业实践中完成毕业设计，提高了学生的社会实践能力。台湾专题制作强调实务操作，提高了学生的动手能力和团队合作能力。借鉴德国毕业设计教学模式和台湾技职教育专业制作模式，再结合我国大陆高职院校本身的特点，探讨高职工科毕业设计的改革。

（一）毕业设计的时间安排高职工科毕业设计时间应安排在学生学完专业主课后，一般安排在大二结束，大三学年，但是为能掌握学生的动向，可让学生毕业设计在校内2~3个月完成，如果在企业找到项目作为毕业设计的，可安排在企业完成，视具体情况而定。

（二）工科毕业设计应注重研究方法的传授工科学生应在毕业设计前开设研究方法之类的一些课程，比如“统计学”、“逻辑导论”、“资料处理与分析”、“研究方法”等，培养学生的基本研究能力，保证毕业设计的顺利开展。

（三）工科毕业设计应注重设计过程，实物可展示工科毕业设计应侧重实际动手制作实物、模拟仿真或完成电脑软件编程等，学生三人一组以团队合作形式共同完成。这样，学生既可相互讨论又可分工合作，学生的参与积极性提高。在答辩前，学生的作品通过展板、实物、录像或照片等提前展示出来，让评委老师提前了解该组学生的专题内容，既形象具体，又相互比较，一目了然。

（四）工科毕业设计的形式可多样化高职工科学生理论和写作水平相对较差，很难写出一篇高质量的论文。另外，企业对学生的写作一般也没有太高要求，而比较注重学生的查阅资料、分析问题、解决问题、团队合作以及撰写报告等能力。工科学生每年有很多国家竞赛、省市级竞赛，基本都要求以团队形式参加，比如大学生电子设计竞赛，这些题目都是综合性的题目，在3天内设计出题目要求的功能，完成实物的制作并撰写报告和制作PPT答辩，这类竞赛可以当作毕业设计，甚至可以把历年的题目布置给学生当毕业设计。另外，教师的简单科研项目或者子项目可以当作学生的毕业设计，学生在企业顶岗实习的项目也可以当毕业设计来做。

（五）邀请企业导师指导学生毕业设计为了更紧密地与企业合作，培养与企业接轨的大学生，毕业设计可由企业安排来完成。可根据学生所在企业的岗位安排，给学生分配毕业设计，比如做工艺的，可布置工艺方面的毕业设计，这样工作和毕业设计就可以相互结合，做到两不误了。让企业导师作为学生的毕业设计指导老师，让企业导师提前挑选和培训员工，为学生提前就业打下基础。

三、宁职院电子专业毕业设计教学模式改革实践及成效

宁波职业技术学院应用电子技术专业在改革毕业设计前，毕业设计操作方式跟传统的本科院校没啥区别，也是撰写一篇论文。最大的不同是学校购买了顶岗实习平台软件，学生通过此平台撰写顶岗实习周记、实习报告、开题报告、毕业设计等，教师通过平台批阅，便于资料保存，也便于统计和查看。但是这样的改变不能使学生的综合能力真正得到提高。课题组成员通过和企业代表研讨后，对电子专业毕业设计做了以下几个方面的改革，并已取得了初步的成效。

（一）借鉴台湾技职院校专业制作模式借鉴台湾技职院校专业制作模式，打破常规毕业论文模式，采用“实物制作+答辩”取代传统的毕业论文写作。学生以3人一组的形式组队，并且每组都应分配均匀，每组都应有擅长硬件设计、软件设计和调试的学生，他们之间需相互分工合作。教师给学生分配毕业设计题目和完成的要求，可参考历年的大学生电子设计竞赛题目或技能大赛题目等，学生可把毕业设计可当作一个项目去完成，根据题目要求完成硬件设计、软件设计、实物制作、功能调试以及最后制作PPT进行答辩，最后的成绩由学生之间互评和教师评分组成。在毕业设计答辩前，所有学生的作品都将提前展出，学生有了相互比较的平台，学生之间互评。最后再经过学生PPT答辩，教师根据学生实物制作和答辩的情况对学生进行评价。

（二）借鉴德国应用科技大学毕业设计模式借鉴德国应用科技大学毕业设计模式，加强校企合作，鼓励企业将简单的项目给学生作为毕业设计；鼓励教师将简单的企业横向课题给学生作为毕业设计；鼓励学生在顶岗实习期间把企业的项目作为毕业设计。企业项目一般有时间的要求，如果学生没有足够的能力和经验的话，一般是无法完成的。对于这一点，我们对学生尽量用企业的要求去要求学生，如果学生确实无法完成，则可在毕业设计规定的时间完成即可。对于企业项目，我们专业好几门课程都采用企业项目化教学，比如《电子产品分析与制作》、《单片机电子产品设计》等课程，让学生体验真实的企业项目，有利于学生更容易适应企业氛围，这样，学生在企业顶岗实习做项目也更得心应手。学生所做的项目可作为毕业设计，指导老师可由企业的工程师担任。

（三）宁职院电子专业毕业设计改革成效经过一个学期的调研和商讨，宁波职业技术学院应用电子技术专业毕业设计方案已开始实施。大二（下）学期末，根据学生的擅长和个性，经学生自愿组合，教师调配，学生团队已进行了分组，然后教师对每组进行了任务分配。在企业顶岗实习期间，如果学生做企业项目的可提出申请改用企业的项目作为毕业设计，也可以换团队学生或独自一人一个项目，这样省去学生既在企业实习又要完成毕业设计的困惑，企业项目代替毕业设计减轻了学生的负担。经过一年的改革，已有了初步的成效。以前学生在顶岗实习期间从事专业项目的比较少，现在多了许多。学生的毕业设计是完成一个项目，并做出实物，所以，学生的设计能力和动手能力明显比以前提高了许多，学生的团队合作能力也得到了提高。最后，作品通过实物和展板（作品简介）展出，让更多的师生了解电子专业学生毕业设计作品，在展示现场师生还可对感兴趣的作品进行问答交流。多数作品得到了师生的肯定，增强了学生的自信心和成就感。

改革开放以来，我国化工行业发展迅速，为国民经济发展做出了重要贡献。同时，我国化工行业经营环境也日趋复杂，面临的风险和安全隐患也越来越大。下面是我为大家推荐的化工类 毕业 论文，供大家参考。

化工类毕业论文 范文 一：化学工程学科集群分析

一、我国化学工程与技术专业学科集群现象

经过调查统计,我国共有100多所高校招有化学工程与技术专业硕士研究生,该专业研究方向过多,一个专业出现87个研究方向。研究方向的划分有的甚至是跨学科的。如化学工程与技术专业是属于工学的,应用化学专业是属于理学,可应用化学居然是化学工程与技术专业的一个研究方向。同属于一个研究方向,研究方向的名称也是多样化的,缺乏统一标准,如安徽大学、南昌大学的绿色化学工程,上海大学就称为绿色化学与工艺。为了解决上述问题,我们请教了化工领域的专家,给这87个研究方向做一个归类,分为9个大的方向(表1)。由表1可以发现我国化学工程与技术专业是存在学科集群现象的,表现在:专业的学科建设,已经不单是化学工程的问题,而涉及到了化学化工研究的所有领域,包括应用化学、环境化工、工业催化、资源与材料工程、新能源技术、生物工程与技术、过程系统工程、油气加工及石油化工等。我国化学工程与技术专业学科集群的力度较大,表现在:各个高校的研究方向基本上都比较多,如清华大学、中国矿业大学、北京工业大学、北京理工大学、华南理工大学、华东理工大学、上海大学等高校,其研究方向都是传统与现代并存,传统化学化工的研究方向所占比例较大,如化学工程,包含的研究方向较多。部分代表21世纪化学化工发展方向的研究方向,在很多学校都受到重视,如资源与材料工程,研究方向也比较多。

二、化学工程与技术专业学科集群的创新及竞争优势

本文选择山西省高校做研究,分析其师资力量情况,以分析化学工程与技术专业集群的创新及竞争优势。山西省作为我国化工3大生产基地,化学化工产业是山西省的支柱产业,化学化工专业是山西省高校、特别是工科院校的学科优势之一。选择山西大学、中北大学、太原理工大学的化学化工学院为样本(见表2),按照前文对学科集群的认识,这些学院都有9个以上相关专业和研究方向,已经形成了一定的学科集群规模。其中论文指该学院教师被SCI、EI、ISTP3大检索刊物收录的论文数。中北大学的数据包含了CA论文。山西大学的数据不包括ISTP论文。专著指该学院教师出版的学术专著数,不包括教材。项目及奖项指该学院教师申请的省部级以上项目、经费及省部级以上奖项。发明专利指:该学院教师申请并且授权的发明专利。3所高校的化学化工学院拥有一定数量的教授和博士生导师,博士学位的教师也占到了较大比例。3所学院教师的科研成果也较为可观,被3大检索刊物收录的论文数量较多,出版了一定数量的专著,申请了一定数量的国家自然科学基金项目。山西大学化学化工学院承担了国家自然科学基金的重大攻关项目,以及“863”项目,甚至获得了国家科技进步奖和国家技术发明奖二等奖各1项。中北大学化学与环境学院承担过“973”项目,获得过国家技术发明二等奖1项,三等奖2项,国防科学技术一等奖2项。中北大学和山西大学还拥有发明专利十几项。从师资力量来看,应该说学科集群让山西省高校化学化工领域的创新取得了一定的成就,使得山西省高校化学化工专业在全国具有了一定的竞争优势和影响力。

三、化学工程与技术专业学科集群的协同创新模式

山西大学至今已与国内20余所高校、科研院所建立了学术交流与合作关系;与日本岩手大学、香港浸会大学等国家和地区的高校及科研单位签订协议,开展交流。在校企合作方面,与山西三维集团股份有限公司、太原钢铁(集团)公司、天脊集团等大型企业,在产品研发、岗位培训等多方面进行了良好的合作。太原理工大学与山西化工研究所建立了山西省化学工程技术中心,还与山西焦化集团公司等6个企业建立了长期稳定的产学研合作关系。中北大学安全工程系与航天一院、航天三院、北京理工大学、南京理工大学、第二炮兵工程学院、西安近代化学研究所等科研机构和相关生产企业进行了卓有成效的科研项目合作。从产学研合作角度来看,三所高校都与国内外相关院校、科研院所和企业建立了良好的产学研合作关系。从企业合作的视角来看,在研发方面,与山西省的产业集群密切相关,合作领域主要为新能源技术、环境化工、生物工程与技术。3所高校的化学工程与技术学科集群与山西省的产业集群具有一定的协同关系,构建了学科集群与产业集群协同创新的模式,围绕着山西省的产业特色,为山西省地方经济服务。

四、我国化学工程与技术专业集群的路径

从以上3所高校的情况来看,基本上已经完成了单个高校某个学科的集群,在3所高校内部相关专业之间建立了学科集群,集群的方式是建立化学化工学院,统筹化学化工各个专业,从多学科、多专业、多研究方向的角度,进行学科集群。关于区域性学科集群,即单个高校与该高校所在地高校、研究所和企业之间的集群,3所高校都作出了一定的努力,也取得了一定的实效。集群的方式是产学研合作,与山西省高校、科研院所和企业建立合作关系,从而服务地方经济。关于跨区域性学科集群,即单个高校与该高校所在地之外高校、研究所和企业之间的集群,中北大学有一定的建树,却没有进一步深入。中北大学之所以能够有一定建树的原因是该校原来是部属院校,与其他部属院校具有一定的合作关系。因此,中北大学的跨区域学科集群,仅仅局限于与兄弟院校的合作,还没有进一步深入到与其他省份企业的合作上。

五、结论

第一,我国高校化学工程与技术专业有87个研究方向,扩散性较强,涉及到了化学化工的各个领域,表明该专业的建设具有学科集群现象,并且已经以建院的形式,完成了单个高校某个学科的集群。第二,学科集群有利于团队建设,从而能够产生一定的创新成果,与产业集群一样,使得高校学科建设具有一定的竞争优势和影响力。第三,学科集群与高校所在地产业集群存在一定的协同关系,也就是说,学科集群首先必须与高校所在地经济发展特色密切相关。只有这样,才能实现产学研结合,服务地方经济。第四,从学科集群的路径来看,单个高校某个学科的集群已经完成,区域性学科集群也具有了一定的规模,跨区域性学科集群还有待于进一步发展。当然,我们相信,在区域性学科集群发展到一定程度后,必然会走向跨区域性学科集群。

化工类毕业论文范文二：生物质化学人才培训思考

一、生物质化学工程人才的需求分析

能源是人类社会赖以生存和发展的基础。随着经济的飞速发展,我国能源消耗快速增长,已跃居世界第二大能源消费国。我国能源总量和人均占有量却严重不足,石油供需约缺口1亿吨,天然气供需约缺口400亿标准立方米。而且,由于清洁利用的技术难度较大,化石能源在使用过程中引发了诸多的环境问题。生物质能是第四大一次能源,又是唯一可存储和运输的可再生能源。发展生物质能将缓解能源紧缺的现状和减少化石能源造成的环境污染。我国幅员辽阔,又是农业大国,生物质资源十分丰富。据测算,我国目前可供开发利用的生物质能源约折合亿吨标准煤。国家“十一五”发展规划明确提出“加快发展生物质能”。同时,随着化石资源日益枯竭,化学工业的原料也将逐步由石油等碳氢化合物向以生物质为代表的碳水化合物过渡。目前,世界各国纷纷把发展生物质经济作为可持续发展的重要战略之一。以生物质资源替代化石资源,转化为能源和化工原料的研究受到普遍重视。政府、科研机构和道化学、杜邦、中石油、中石化、中粮等大型企业争相研发和储备相关技术,并取得了一系列重大进展。海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和龙岩卓越新能源发展有限公司,依托我国自主知识产权的生物柴油生产技术,相继建成规模超过万吨的生产线,产品达到了国外同类产品的质量标准,各项性能与0#轻质柴油相当,经济效益和社会效益俱佳。我国对以生物质为原料生产化学品(即生物基化学品)极为重视,已列入科技攻关的重点。例如,生物柴油生产过程中大量副产的甘油是一种极具吸引力的非化石来源的绿色化工基础原料。从甘油出发生产1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和环氧氯丙烷等大宗化工产品,已经实现或接近产业化。新兴产业的发展,最根本的是靠科技的力量,最关键的是要大幅度提高自主创新能力,其核心是人才的竞争。浙江是经济大省和能源小省,能源资源低于全国平均水平,一次能源消费自给率仅为5%;而气候条件优越,是我国高产综合农业区,森林覆盖率达60%,生物质资源居全国前列。浙江省乃至全国的生物质能源产业和生物质化学工业的蓬勃发展,对生物质化学工程人才的需求十分迫切。

二、生物质化学工程人才的知识结构

生物质化学工程(专业)模块是一个新生事物,并未包含在《全国普通高等学校本科专业目录》之中。在《专业目录》中与之接近的是生物工程专业。生物工程专业培养掌握现代工业生物技术基础理论及其产业化的原理、技术 方法 、生物过程工程、工程设计和生物产品开发等知识与能力的高级专业人才。生物工程专业重点关注围绕生物技术进行的工程应用,而生物质化学工程重点关注通过化学工程技术(包括生物化工技术)对生物质资源进行加工利用的工业过程。可见,生物质化学工程(专业)模块与生物工程专业的人才培养目标和知识体系存在着明显差异,其人才培养模式仍处于探索之中。生物质的组织结构与常规化石资源相似,加工利用化石资源的化学工程技术无需做大的改动,即可应用于生物质资源。但是,生物质的种类繁多,分别具有不同的特点和属性,利用技术远比化石资源复杂与多样。可见,生物质化学工程人才必须具有扎实的化学工程基础,并熟悉各类生物质资源的特点、用途和转化利用方式。因此,浙江工业大学将生物质化学工程人才的培养目标定位为:既能把握和解决各种化工过程的共性问题,胜任化工、医药、环保和能源等多个领域的科学研究、工艺开发、装置设计和生产管理等工作;又能将化学工程的基础知识灵活运用于生物质资源的转化利用和生物质化工产品的生产开发等领域,胜任生物质能源和生物质化工等新兴行业的工作。

三、生物质化学工程人才培养的探索与实践

(一)组织高水平学术会议,营造人才培养氛围

2007年4月,浙江工业大学与中国工程院化工、冶金与材料工程学部和浙江省科技厅共同主办了“浙江省生物质能源与化工论坛”。中国工程院学部工作局李仁涵副局长分析了我国能源技术的发展状况,强调了发展生物质能需注意工艺过程的绿色化。浙江省科技厅寿剑刚副厅长介绍了浙江省能源消费状况和新能源技术研发动态,鼓励省内外的科技工作者为改善浙江省能源紧缺现状而努力工作。浙江工业大学党委书记汪晓村回顾了浙江工业大学的发展历程,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域的科学研究特色和人才培养思路。浙江工业大学的计建炳教授和石油化工科学研究院的蒋福康教授主持了学术交流与讨论。闵恩泽、李大东、舒兴田、岑可法、沈寅初、汪燮卿等六位院士分别从我国发展生物能源的机遇与挑战、我国生物质能源产业发展状况、生物质燃料(清洁汽柴油、生物柴油)利用技术、生物柴油联生产物利用技术和以生物质为原料进行化工生产等几个方面进行了精辟论述。2009年4月,浙江工业大学承办了“中国工程院工程科技论坛第84场———生产生物质燃料的原料与技术”。浙江工业大学副校长马淳安教授在开幕式上致辞,介绍了浙江工业大学化学工程学科在生物质能源领域开展的科学研究和人才培养工作。浙江省可再生能源利用技术重大科技专项咨询专家组组长、浙江工业大学化工与材料学院生物质能源工程研究中心主任计建炳教授主持了学术交流与讨论。国家最高科学技术奖获得者、两院院士闵恩泽做了题为“21世纪崛起的生物柴油产业”的 报告 ,重点阐释了我国发展生物能源和生物质化工的机遇与挑战。在两次会议上,来自石油化工研究院、清华大学、浙江大学、浙江工业大学、浙江省农业科学院、中国林业科学研究院和中粮集团等单位的专家学者分别介绍了生物质原料植物的选育、生物质原料的收储运物流供应体系、生物质原料的梯级利用、生物质液体燃料的制取技术、生物柴油的生产实践及其副产物综合利用和生产生物柴油的反应器技术等方面的研究进展。会议期间,闵恩泽院士等人应邀参加了浙江工业大学化学工程与工艺专业建设暨生物质化学工程专业方向建设研讨会。闵恩泽院士指出,迈入21世纪以来,针对日趋严峻的能源危机和环境危机,国家高度重视能源替代战略的发展和部署,新能源代替传统能源、优势能源代替稀缺能源、可再生资源代替非可再生资源是大势所趋;因此,化学工程与工艺专业根据国家发展需求调整学科设置、进一步促进交叉学科的发展也势在必行。闵恩泽院士认为,在降低能耗和保护环境的时代背景下,生物质能源和生物质化工的产业发展为生物质化学工程人才提供了广阔的发展空间,生物质化学工程(专业)方向的建设思路符合当今化工产业的发展趋势。近距离接触学术泰斗,聆听专业领域的前沿进展,极大地激发了学生们的学习兴趣。通过组织高水平学术会议,浙江工业大学营造了培养生物质化学工程人才的良好氛围。

(二)理论与实验课程体系

根据人才培养目标定位,浙江工业大学将生物质化学工程(专业)模块的主干学科确定为化学工程与技术,针对生物质资源加工利用过程的特点,对化工原理、化学反应工程、化工热力学、化学工艺学、化工设计、分离工程和化工过程分析与合成等主干课程的教学内容进行了梳理。此外,增设了生物质化学与工艺学和生物质工程两门专业课程。生物质化学与工艺学重点讲授糖类、淀粉、油脂、纤维素、木质素、甲壳素、蛋白质、氨基酸等生物质的结构、性质、用途,以及加工转化为化工产品的生产工艺。生物质工程从原料工程学、转化过程工程学和产品工程学等角度出发,为学生讲授生物质资源转化利用过程中的工程原理、工程技术和生产实例。化学工程与工艺国家特色专业综合实验室在中央与地方共建高等学校共建专项资金的资助下,为生物质化学工程(专业)方向增设了酯交换法制备生物柴油和生物质热解制备生物原油两个实验,并在积极筹备开设生物柴油品质测定、淀粉基两性天然高分子改性絮凝剂的制备和易降解型纤维素-聚乙烯复合材料的制备等实验。

(三)实习、实践和毕业环节

生物质化学工程模块依托化学工程省级重点学科和生物质能源工程研究中心建设,师资力量雄厚,拥有专职教师14人。其中,正高职称5人,副高职称7人,11人具有博士学位,7人具有海外 留学 经历。生物质化学工程模块教师的科研成果成功实现产业转化,与企业建立了良好的合作关系。生物质化学工程模块不断加强产学研合作,与宁波杰森绿色能源科技有限公司、温州中科新能源科技有限公司等企业签订了共建大学生创新实践基地的合作协议,设立了企业专项奖助学金,拓展了实习实践 渠道 ;还依托化工过程模拟基地,引入计算机模拟实习、沙盘模拟等方式,丰富了生产实习环节的教学手段。同时,生物质化学工程模块修订完善生产实习教学大纲和教学计划,根据实习厂和仿真软件编写实习手册,强化对实习的质量监控与反馈,建立科学合理的考评体系;增加“内培外引”师资的力量,加快实习指导师资队伍建设;从实习方式、实习内容、考核办法和师资队伍等多个角度出发,确保生产实习教学质量的全面提高,强化学生的工程意识和实践能力,培养学生的创新意识和创新能力。生物质化学工程模块教师承担了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、浙江省科技厅重大招标项目、浙江省科技计划项目和企业委托开发项目数十项。从这些科研和工程开发项目中选取的毕业环节课题,更加贴近科学研究、工程设计或工业生产的实际情况,能够全面检验学生所学的理论知识及其综合运用能力,全方位增强学生结合工程实际,发现问题、分析问题和解决问题的能力,为学生步入工作岗位打下良好基础。依托实践教学平台,从“产品工程”的理念出发,选取若干个恰当的产品,串联实验、课程设计、实习、毕业环节和课外科技活动等教学内容,帮助学生理顺知识体系,建立起绿色化学和节能环保的基本理念。以生物柴油为例,核心反应是酯交换反应,可以采用水力空化等技术强化反应过程;产物需要采用精馏方法分离,生产废水需要采用电渗析等方法加以分离;生产过程中还涉及流体流动和传热等问题;生物柴油这一产品可以将多个实验内容组合成一个有机整体,有效降低实验原料的消耗。教学可以选取其中部分内容作为单元设备设计进行,可以将生物柴油生产车间作为化工设计的教学内容,可以选取部分内容作为学科课外科技项目或毕业环节的研究内容,还可以将生物柴油生产作为创业大赛的竞赛内容。学生可以到生物柴油生产企业进行实习,将工艺革新、过程强化和产品工程融为一体,并通过实验室规模与工业化规模的对比,强化工程意识。

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