应用化学是介于理科与工科之间的一门理工结合型学科,应用化学专业的毕业生可服务的社会领域非常广泛。下面是我为大家整理的应用化学毕业论文,供大家参考。
摘要:在完善应用化学实验教学内容改革的同时,继续加大了对实验教学设备的调研与采购。着重按照现行企业运行模式中的方式,采用一些先进的小型化设备与仪器,让学生在实验操作技能锻炼的同时,熟悉设备与仪器的使用,这为学生进入企业能尽快投入到工作中奠定一定的基础。
关键词:应用化学;实验
1应用化学实验课程现状
从实验教学内容来看,大体上分为三个部分:其一,典型的物质合成,占实验教学内容的13.3%,从教学范畴上属于有机化学实验教学内容,不利于学生应用化学实验的开展;其二,系列产品的配制实验偏多,占实验教学内容的46.7%,咋一眼看上去,内容较为丰富,但都属于同一范畴,造成实验类型单一;其三,提取类实验,占实验教学内容的20%,操作方法基本上相同,很难体现出应用化学实验的真正目的。另外,从学科与地方经济发展的角度考虑,包头隶属于稀土产业的主产地,国家中长期发展纲要中,把内蒙古定位成国家重要的能源基地,尤其是在化工行业中尤为突出。然而,从应用化学实验教学内容来看,并没有突出化工行业中典型流程的分离,脱离了地方产业的发展,违背了应用化学实验在人才培养方法中的重要地位。同时,从大的环境来看,高校从事应用化学专业相关的人员很多,但在这个领域中具有技术型的人才偏少,往往因设备、技术和资金等原因只停留在理论阶段,很难实现校企合作,时间长了,理论就会偏离实践。鉴于以上原因,我校化学学院在12版人才培养方案修订的同时,着重对应用化学实验教学内容进行了改革,强化高校与地方产业的联系,重点突出校企合作平台建设,丰富应用化学实验教学内容。
2应用化学实验课教学内容改革
2.1实验教学课时的变动
按照化学学院12版人才培养方案的修订,对于应用化学实验教学内容修订正处于尝试与完善阶段,在人才培养方案修订的同时,兼顾多方面考虑,将原有应用化学实验90课时,缩减为35课时,并且由原来的两学期变成一学期。在应用化学实验教学内容完善并走向正常化运行时,进一步修订补充应用化学实验教学课时,真正实现应用化学实验教学对应用化学专业学生走向社会的需求。
2.2实验教学内容的转换
对于应用化学实验教学内容的改革,我们在吸收原有实验教学内容的基础上,积极与周边化工企业、煤化工企业和环保局等多次接触,一方面了解这些企业岗位群体的实际需求以及对毕业生的要求,另一方面积极学习这些企业对化工原料、煤化工以及环境监测等方面的技术,组织相关专业任课教师依据应用化学实验课程改革要求,结合企业生产环节,充分调研,再通过相关文献检索与其他院校开设应用化学实验教学内容进行对比,初步对应用化学实验教学内容梳理为四个方面。就稀土元素分离与提取模块而言,学生在掌握基本无机化学实验的基础上,通过分层次教学手段,强化学生实验技能的培养,建立与地方稀土企业的密切联系,如与当地金蒙稀土集团有限公司和稀土研究院搭建校企合作平台,让学生形成实验—实践—再实验三者循环模式(见图1),杜绝因课堂实验教学的单一性和程序化给学生实验造成不良的惯性学习习惯。煤化工实验模块,也是应用化学实验尝试引入教学环节的新举措。最近几年来,随着包头新型煤化工企业相继入驻,对煤化工类的人才需求越来越多,学校也非常重视与这些企业的联系,每年利用化工专业见习和专业实习机会,加大拓展实习基地的建设,目前已经与内蒙古乌海化工、鄂尔多斯大陆新区的煤制天然气和煤制油等大型企业建立了良好的合作关系。有必要尽快将煤化工实验模块引入到课堂教学中,除建立以理论教学促进实验教学体系以外,还应建立以实践基地建设来完善实验教学的新模式。既丰富学生教学实验内容,又能为相关用人企业培养具有专业背景的人才,实现学校与企业,企业与学生,学生与学校互利双赢的金三角格局。环境检测与分析模块是结合当前国家重视环境保护,促进生态环境建设而提出的。包头具有丰富的煤炭资源,新型的能源化工企业规模正在逐步扩大,对节约资源、实现环境与效益双赢的意识也越来越高,环境治理与检测相关专业的人才也逐步受到重视。但从现实来看具有这方面的专业人才相对匮乏。为此我们在应用化学实验教学中加大环境监测与分析方面的教学内容,进一步拓宽学生视野,掌握一定的专业技能,为社会输送可用人才。
2.3实验教学设备的完善
在完善应用化学实验教学内容改革的同时,继续加大了对实验教学设备的调研与采购。着重按照现行企业运行模式中的方式,采用一些先进的小型化设备与仪器,让学生在实验操作技能锻炼的同时,熟悉设备与仪器的使用,这为学生进入企业能尽快投入到工作中奠定一定的基础。对于一些大型的、一时无法满足教学实验的仪器,采取积极与临近科研院所沟通的形式,转移课堂教学,通过现场学习的方式进一步完善应用化学实验教学体系。目前,按照我校12版人才培养方案的修订,结合多方面的努力,应用化学实验教学内容已经修订完成。以11级的学生作为研究对象,正在实施运行当中,根据学生的反馈与实际教学效果,反响很理想。当然,在实际实验教学中也发现一些问题,正在积极总结经验,争取进一步完善应用化学实验教学改革。
参考文献
1、应用化学专业建设与实践研究张群正化工高等教育2004-09-30
2、走理工融合之路 培养应用化学专业高素质创新人才杨屹; 陈咏梅; 白守礼; 许家喜; 李蕾; 李保山中国大学教学2013-07-15
摘要:经过近几年的建设,我们制定了明确的课程建设目标和规划,建立了较为完善、科学的课程体系,做到了理论联系实际,课内课外结合,既传授知识和技能,又培养学生的应用能力和综合素质。
关键词:应用化学;仪器
1仪器分析实验课程设置
1.1课程设计理念
“仪器分析实验”是应用化学专业必修的基础课程之一,它是分析化学不可分割的重要组成部分。通过本课程的学习,学生比较系统地掌握仪器分析的基本理论和操作,能根据不同仪器的性能、不同分析对象选择合适的分析方法。能够运用分析技术解决生产和科研的实际问题,并初步具备从事仪器分析方面研究工作的方法与能力。为此,我们的设计理念是“夯实基础,综合训练,创新提高,实践应用”。“夯实基础”要求所有学生都要完成基础性实验,加深理解仪器分析的基本原理,掌握大型仪器的使用方法;“综合训练”是指每个学生必须完成部分综合性实验,能够综合运用所学的知识和各种仪器分析测定实际样品,掌握常用的样品前处理方法;“创新提高”是指学生自主选择1-2个创新性实验,课下完成,针对生产生活实际中的某个问题,查阅文献,设计实验方案,优化实验条件,得到产品,进行表征或测定,并评价其使用效果,无论成功与否,都要给出合理的解释。通过这样的训练,可以培养学生的问题意识和创新能力,为下一步毕业论文和今后的研究生学习奠定基础。“实践应用”是指学生通过见习实习,加深理解课堂上所学的知识;更重要的是利用学到的基本理论和分析方法去解决生产生活中遇到的实际问题,增强综合应用能力。
1.2课时安排
在2011版应用化学专业培养方案中,仪器分析实验在第5学期与仪器分析课同时开设,安排在无机化学及实验、有机化学及实验、分析化学及实验等基础课程之后,48学时,开设12个实验项目,教学大纲提供了26个项目,其他实验项目作为开放实验,供有兴趣的学生课下完成。
1.3课程体系
近年来,我们紧紧围绕应用型人才和创新型人才培养目标,按照仪器分析实验的要求,课程组以教育部精品课程建设宗旨为指导,以学生实验能力和创新能力培养为切入点,对仪器分析实验课程目标和教学内容进行了一系列改革,形成了相对独立的由基础性、综合性与创新性实验以及实践实训构成的课程新体系,体现了从易到难、从简单到综合、从基本技能训练到创新能力养成的认知发展规律。
(1)基础性实验
共有8个基础性实验,其中6个为必做实验。该类实验针对基本的分析方法,选择常用的仪器,开设较为简单的实验,目的是让学生学习和掌握大型仪器的使用方法和基本操作,了解仪器的基本结构,学会记录和分析处理数据,为养成良好的科学素养打下基础。通过第一层次的实验,强化了学生的动手能力和操作技能,并为后续实验奠定了基础。
(2)综合性实验
2个综合性实验为学生必做实验,其余10个为选做实验。综合性实验包括样品前处理和分析测定两部分。目的是让学生进一步熟悉原有仪器的使用,学习新型仪器的操作,如气质联用仪、液质联用仪、X-射线衍射仪等,掌握常用的样品前处理方法,培养学生综合运用知识解决问题的能力。
(3)创新性实验
该类实验难度较大,教师精选生产生活实际中的问题,只给出实验要求。学生必须进行社会调查、查阅文献、设计方案、独立完成实验、分析数据、得出结论。这类实验以开放性实验开出,与大学生创新训练项目、教师科研课题相结合,培养学生的创新能力和科研意识。
(4)实践实训
为了实现应用型人才的培养目标,课程组非常重视学生的实践实训工作,积极开展第二课堂。结合环保主题开展临沂市水质调研、土壤中重金属污染情况的调查,对水质的各种指标和土壤中重金属离子的含量进行测定。学生查阅文献设计方案,不同小组可以选用不同的仪器进行测定,进一步熟悉气相色谱仪、液相色谱仪、ICP-OES光谱仪、原子吸收光度计和原子荧光光度计的使用,掌握样品的前处理方法。比较不同小组的测定结果,并与国家标准对照,确定水或土壤是否被污染。2011年,我们组织的临沂大学沂河水质调研团获山东省暑期“三下乡”社会实践优秀服务队。充分利用现有的实习基地组织学生进行参观学习或实习,在实践中开阔视野,学习了解先进的分析仪器。学生在学习仪器分析之前,接触到的分析仪器都是玻璃仪器,复杂一点的就是紫外-可见分光光度计,所以对于大型仪器非常陌生。开始新课前,我们组织学生分组到仪器分析实验室和分析测试中心,见识将要用到的大型仪器,对于学校没有的较先进的仪器,就带学生去实习单位参观,了解分析化学的应用领域,大型仪器在现代分析中的重要地位,明确仪器分析要解决的问题,让学生带着实际问题学习,增强学习的目的性和针对性,提高学习效果。教学结束时,部分有兴趣的学生,可以再去实习基地见习或实习1~2周,用学到的知识去解决问题,对实际样品进行处理和测定,深刻体会学有所用、学有所成的道理。大四下学期,所有的学生都要去基地实习2-3个月,实习期间,学生进行系统的训练,从设计方案,到优化条件,最终建立一种灵敏度较高、选择性较好的分析方法,或者对已有的方法进行改进,在校内教师和基地老师的指导下完成毕业论文。
2仪器分析实验课程内容
为了适应不断发展变化的社会需求和人才培养需要,我们积极吸收行业企业参与课程内容和课程体系改革,临沂市环境监测站、临沂市出入境检验检疫局、临沂市产品质量监督检验所、临沂市药品检验所等监测部门、山东金正大生态工程股份有限公司、鲁南制药集团股份有限公司、天津药明康德新药开发有限公司、山东潍坊润丰化工有限公司等企业对仪器分析实验项目的设置提出了修改建议。我们主要从以下几方面对实验内容进行了修订。
2.1从生产生活实际出发选择实验内容
仪器分析实验教学的内容要贴近生活、生产实际,强调知识的应用和内容的开放性,这样才能激发学生的好奇心,从而引起对实验的兴趣。讨论问题不能一味地从理论知识开始,应注重从与知识相关的应用和技术以及社会的角度进行思考,从项目(主题)及应用性的问题出发,根据需要合理选择实验内容。例如:在原子吸收分光光度法中就可以选择头发中微量元素含量的测定,双波长紫外分光光度法测定复方磺胺甲恶唑片中磺胺甲恶唑含量,循环伏安法可以选择各种饮料中葡萄糖含量的测定,既保证了实用性,又增加了前处理的内容。对于社会上出现的一些热点问题将其有选择性地融入仪器分析实验教学中,如假药的检测、苏丹红及三聚氰胺的分析等此类探索研究性实验,作为开放性实验,对一些有浓厚兴趣且基础较好的学生单独开放。学生通过实验可以体会到仪器分析实验在社会生产和生活中的巨大作用,以及给社会生活带来的便利,并且认识到,如果不合理地利用科学技术,它会给人类带来危害,甚至是灾难,让学生关注与科学有关的社会问题,增强社会责任感。
2.2删除陈旧的内容,增加新技术新方法
传统的仪器分析实验内容多是一些验证性和低层次的常规实验,与现代实验方法技术和现实应用等相差较远,无法调动学生学习实验课的兴趣和积极性。在实验课的教学过程中,必须结合科学发展前沿介绍本学科的新理论、新方法,以及本学科与其他相关学科的关系。以基础理论为主线,以典型的实验为重点,以实际操作为核心,在集中讲授研究成熟、应用性广泛的仪器方法的同时,要让学生通过查阅文献,掌握现代仪器理论的最新动态,了解本学科涌现的新知识、新技术、新方法,使学生受到现代科学技术的熏陶。基于这一想法,我们增加了有关新仪器、新方法、新技术的实验,如“吹扫捕集-气相色谱/质谱法测定水中苯系物的组成”、“松果菊中组分的LC/MS分析”、“流动注射化学发光法检测DNA”、“基于纳米金比色分析法测定中药材中的汞离子”等。
2.3提高综合性实验和创新性实验的比例
不少学生希望老师把更多的思维空间留给他们,让他们有独立思考的机会。为此我们尝试把学生的一些基础实验设计成研究型实验,把科学前沿领域的知识引入学生实验中来,增加创新性实验,旨在调动学生的积极性,培养学生的综合能力。例如“HPLC法测定中药材提取物和克林霉素磷酸酯注射液中抑菌剂含量”、“叶绿素的提取分离及叶绿素金属络合物的合成与鉴定”、“固相萃取-HPLC检测土壤中的三嗪类除草剂”等。通过实验,学生很好的掌握了样本的提取与预处理,以及气相色谱、液相色谱、紫外-可见分光光度计、原子吸收分光光度计等仪器的使用和注意事项,初步具备了实验方案制定的能力,并对现代仪器的原理、结构和操作有了更深一步的了解。
2.4及时将教师的科研成果转化为实验内容
课程组教师坚持以教学为中心,教学与科研相互促进,积极开展科研工作,形成了几个较为稳定的研究方向:生命化学分析、纳米改性与传感、环境分析、天然产物分离与分析。课程组充分利用科研优势推动教学改革和实验内容的更新,部分教师的研究成果已经成为仪器分析实验的重要组成部分。例如,“流动注射化学发光法检测DNA”来源于生命化学分析研究方向,“毛细管电泳法测定阿司匹林中水杨酸的含量”、“松果菊中组分的LC/MS分析”等实验项目来源于天然产物分离与分析方向,“基于纳米金比色分析法测定水中的汞离子”、“稀土掺杂TiO2光催化剂制备及光催化活性的研究”来源于纳米改性与传感方向,“土壤中砷的形态分析”,“金属离子印迹聚合物的制备及水中镉离子的测定”等实验项目来源于环境分析化学方向。这些实验项目的实施,既完善了实验教学体系,又充实了实验内容,有助于学生了解科学研究的过程,激发参与教师科研课题的热情。
3结语
经过近几年的建设,我们制定了明确的课程建设目标和规划,建立了较为完善、科学的课程体系,做到了理论联系实际,课内课外结合,既传授知识和技能,又培养学生的应用能力和综合素质。紧跟学科发展前沿,力求教学内容科学先进,及时把新型的仪器手段、分析方法和教师的教学科研成果引入教学。教学过程中灵活运用多种教学方法,调动学生学习的积极性和主动性,学生的学习兴趣明显增强,动手能力和解决问题的综合能力显著提高,在各种大赛和科技活动中取得了优异的成绩。在山东省大学生化学实验技能大赛中获一等奖4人、二等奖7人、三等奖1人;在“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛中获二等奖5人、三等奖6人;6名学生获山东省优秀学士学位论文;27人在省级以上期刊发表学术论文;2012年,14人获国家级大学生创新训练计划项目,16人获校级大学生创新训练计划项目。
参考文献
1、浅谈应用化学专业实验教学改革与实践李凡修; 孙首臣; 邓仕英; 李克华实验室研究与探索2014-04-15
化学基本观念是学生通过化学学习所获得的对化学的总观性的认识,化学基本观念不是具体的化学知识,它是在具体化学知识的基础上通过不断的概括提炼而形成的,它对学生科学素养的养成将发挥重要的作用。下面是我为大家整理的化学本科生 毕业 论文,供大家参考。
[摘要]《化工热力学》是能源化学工程专业一门理论性和逻辑性较强的专业基础课, 文章 阐述了作者在《化工热力学》课程教学过程中如何提高学生对学习本课程兴趣的教学实践和教学体会。通过明确教学内容和教学主线,改变传统的单一的课堂教学,将课堂教学与学科动态及工程实践密切结合,激发学生学习兴趣,培养学生自主学习能力和工程意识,以满足培养能源化学工程领域领军人物的要求。
[关键词]化工热力学;能源化学工程;教学实践;教学体会
化工热力学是化工类学生的专业必修课程之一,主要讲述热力学定律在化学工程领域的应用,包括化工过程中各种形式的能量之间相互转换规律及过程趋近平衡的极限条件等。它是培养学生分析和解决实际化工问题思维 方法 的重要专业理论基础课[1-3]。然而该课程的课程内容抽象、计算繁琐,学生感到非常难学又缺乏实际应用,在课程学习过程中学生产生恐惧和厌学心理,达不到良好的教学效果,因此,我们对该课程的教学内容和 教学方法 进行一些改革和尝试,希望激发学生学习的兴趣,进而更好地掌握这门课程,为后续专业课程的学习夯实基础。武汉大学2013年新开设的能源化学工程专业是由1958年原武汉水利电力学院开办的“电厂化学”专业发展而来,主要面向电力行业及高效洁净能源领域(包括超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等),培养掌握化学与化工基础理论及能源化学专业知识和技能的未来行业发展的领军人物。目前,本专业主要有水处理、材料腐蚀与防护、化学监督与控制、能源化学四个主要研究方向。为了适应学校对新专业发展和一流学科建设的要求,2015年在本专业大三学生中新增设了《化工热力学》这门化工类专业的专业基础课程。如何调动学生的课堂积极性,培养学生的创新能力,夯实学生的专业基础,使他们在54学时的学习过程中理解并掌握本门课程的基本概念,并且将抽象的理论与实际的能源化学过程联系起来是本课程的核心教学任务。本文结合我校能源化学工程专业的培养目标,浅谈《化工热力学》的教学体会,着重对教学方式进行了探索和实践,为培养能源化学工程领域的领军人物奠定基础。
1明确教学内容与课程主线
结合我校《化工热力学》课程以工程应用为中心、专业研究方向覆盖面广等特点,我们选用了朱自强等编著、化学工业出版社出版的《化工热力学》作为教材[4],同时,也鼓励学生使用部分参考教材(《化工热力学》,冯新等编,2008;《化工热力学(第二版)》,陈钟秀等编,2000;《化工热力学导论(原著第七版)》,J.M.史密斯等编,刘洪来等译,2007)[5-7]。化工热力学发展时间较长,已形成较完整的知识体系,如何在54学时内有效地把关键知识点教授给学生是本课程教学实践的关键。由于本专业学生在大二《物理化学》课程中已经系统学习了理想气体相关的状态方程及其应用,因此在本课程教学中不再赘述,而是重点介绍工程实际应用较多的二参数状态方程、化工热力学分析、溶液热力学、流体相平衡和化学反应平衡等。在教学实践中,首先,详细分析《化工热力学》教材结构,围绕主线内容合理编排知识点;其次,建立好各知识点之间的逻辑关系,让学生在大脑中建立化工热力学框架图;最后,根据能源化学工程专业的需要,适当删减补充了教材内容,结合学科动态,增强化工热力学的应用能力,如燃料电池开路电压的计算、水/二氧化碳共电解制合成气过程中气体组成的计算等。
2改变单一课堂教学模式,培养学生自主学习能力
化工热力学课程设计的公式多而繁杂,学生在开始学习阶段容易产生恐惧厌学心理,传统的单一课堂教学模式具有“教师主导学生学习”的特点,与本课程“教师引导学生学习”的教学目的存在较大偏差。因此,应改变传统单一课堂讲授模式,充分采用“启发式”和“参与式”相结合的教学方法。首先,教师在 课前预习 阶段设疑(提出问题),促使学生思考,复习旧知识,预习新知识;其次,教师在教学实践过程中采用多媒体和板书相结合的教学方式解疑(解决问题),并通过对例题和习题的讲解加深学生对化工热力学原理、方法和应用的理解,同时,教学过程中应避免陷于抽象的说教和枯燥的公式推导之中,重点讲述化工热力学知识点的应用条件和物理意义;最后,课堂教学结束后,教师主动与学生面对面交流答疑(探讨问题),并设置思考题让学生查阅相关资料。通过“设疑—解疑—答疑”的渐进式教学方法达到对关键知识点举一反三的目的,同时,吸引学生注意力,培养学生自主学习能力,提高学生学习的积极性和主动性。
3课堂教学与工程实践密切结合,培养学生初步的工程观点
化工热力学由于理论性较强、基本概念多且抽象,而且本科生在学习过程中接触科研课题及工程实践的机会较少,将课堂教学内容与科研课题及工程实践紧密结合起来,建立“以应用为中心”、“探究式”的特色教学模式,紧密联系我校在能源化学工程领域(特别是超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等方面)开发利用的化学工程实际问题,把学科前沿领域的科研成果带入课堂,可以使他们强化科研思想、激发听课兴趣、培养创新能力;同时,可以让学生获取利用化工热力学基本原理解决工程实际问题提供思路和方法,培养学生初步的工程观点。
4考核方式方法研究
传统的期末一张考卷为准的考试方式不利于学生能力的培养,也不能全面地体现学生对所学知识的掌握程度,为了更加系统全面地评价学生对课程内容的认识情况,我们对课程的考核方式方法进行了改革探索。目前,课程成绩总评包括平时成绩和期末成绩两部分,其中平时成绩包括学生的课堂综合表现、课程预习、作业三个部分,各占10%;期末考试采用开卷方式考试,考试的题目偏重于对知识点的理解和其在能源化学过程中的应用。然而由于该课程的课程内容抽象、计算繁琐,教学过程中发现仍有部分学生存在畏惧厌学心理,因此,在今后的教学实践中应考虑进一步激发学生的学习兴趣,增强学生的主观能动性,在课堂教学中引入分组讨论,开展导向性的专题研究,将课程内容与能源化学过程(特别是学科动态)相结合,培养学生查阅资料和分工协作的能力,为学生下一步学习专业课程夯实基础。
5结束语
在《化工热力学》课程的教学实践和尝试中,首先要明确教学内容与主线,打破单一的学生被动听讲的模式,理论联系实际应用,调动学生学习的积极性和主动性,激发学生对教学内容的兴趣,并且在教学的过程中对教学方法进行改革创新,因材施教,为学生下一步学习更专业的能源化学工程知识和从事新能源行业工作奠定扎实的基础。
参考文献
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[3]李兴扬,唐定兴,沈凤翠,等.化工热力学教学改革与体验[J].化工高等教育,2011,3:71-73.
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[5]冯新,宣爱国,周彩荣,等.化工热力学[M].北京:化学工业出版社,2008.
[6]陈钟秀,顾飞燕,胡望明.化工热力学(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2000.
[7]史密斯JM,范内斯HC,阿博特MM,等编;刘洪来,陆小华,陈新志,等译.化工热力学导论(原著第七版)(IntroductiontoChemicalEngineeringThermodynamics,SevenEdition).北京:化学工业出版社,2007.
摘要:随着我国科学技术的不断发展,化学工程技术在化学生产中的应用越来越广泛。化学工程技术作为化学生产中重要的一项技术,不仅能够有效的节约在化学生产中所需要的时间,而且还能够提高化学工程的生产效率。因此,本文通过对化学工程技术的技术概念进行了阐述后,又详细的介绍了超临界流体技术、传热技术以及绿色化学反应技术在化学生产中的应用,并且分析了现如今的化学工程技术存在的问题,同时提出了相应的对策,从而使得化学工程技术在化学生产中能够有更好的发展。
关键词:化学工程技术;化学生产;应用;分析
在我国,科学技术一直是我们的一项重要的生产技术,随着科技的快速发展,在化学生产过程中也开始广泛的采用化工技术。化学工程技术主要是一项研究化学生产过程中需要采用的相关技术,其主要目的是对化学工程产品进行开发、设计、制造和管理。由于化学工程技术能够有效的提高产品的质量,同时也能够提升化学生产中的工作效率,因此我们对化学工程技术有了更广泛的关注,并不断的将其拓展到化学生产中的各个领域,使得化学工程技术能够发展的更好,进而不断的推进我国的经济发展和科技发展,使我们的生活条件更加优越。
1化学工程技术的技术概念阐述
现如今,化学产品已经成为了人们生活中非常常见的物品,例如药物、食品和日用品,还有农业药物和工厂生产所需的原料等等。因此化学工程技术变成为了一项炙手可热的技术,不断的受到人们的关注。化学工程技术是根据化学理论基础与相关的技术相结合的一项应用于化学生产中的技术,利用化学设备,通过一系列的化学反应进行产品的大量生产。在化学生产的过程中,化学的反应物和设备对于工程的技术要求是非常高的,而化学工程技术的优势就在于能够满足化学反应的要求,进而提高了化学产品的质量。除此之外,化学工程技术还有一项更大的优势就是对废物的处理,这项技术能够尽可能不对环境造成很大的影响,正符合我国当前对生产的要求。
2化学工程技术在化学生产中的应用
2.1超临界流体技术在化学生产中的应用
超临界流体技术主要的内容是,控制一定的温度和压力,使得需要的流体处于液体与气体中间的状态。这种流体的特点集合了气液的优点,它的粘度低与气体相似,它的密度很高与液体相似,这就导致它的扩散能力很强,介于气体和液体之间。同时它还拥有很强的溶解能力和压缩能力。将这种技术应用于化学生产中,通过控制温度与压力,得到超临界流体,利用其拥有的优势来达到节省能耗的目的。现如今,我们将这种技术应用于更过多领域,比如,高分子材料、复合材料、有机物材料和无机物材料。
2.2传热技术在化学生产中的应用
化学工程之中的传热技术主要是分为两方面,一方面是微细尺度传热技术,另一方面是强化传热过程。首先微细尺度传热,是以热对流、热传导、热辐射为主要的内容,从空间尺度和时间尺度微细进行讨论和研究的一项传热技术。这项技术在微米、纳米科学中得到了广泛的应用,并取得了不错的成绩,因此人们更加关注它在化学生产中的应用。强化传热过程,主要的重点是通过调试换热器设备,不断改进生产过程中的传热系数,使其能够有能力不断的对外放热。为了强化传热过程,就要增加冷热流体间的温差,这就必须通过改变换热的面积来提高传热系数,从而来提高传热的效率,使得在化学生产的过程节能减耗。
2.3绿色化学反应技术在化学生产中的应用
通常化学生产的产品一般对我们生活有一些影响的,因此我们就需要采用绿色化学反应来防止化学生产的过程中对环境造成污染,这是从源头来解决污染问题的技术方法。绿色化学只得就是通过使用化学的技术与方法,结合相关的知识来解决化学对人们和环境造成的危害。主要要求就是,化学生产过程中用到的试剂、催化剂、反应原料,和反应完成后的产物与副产物都必须对人类和环境无危害,同时也要保证绿色环保。例如,采用绿色无毒的原料方面,可以将石油原料装换成生物原料。像是在化学产品尼龙的生产过程中,原先采用的是含苯的石油化工原料,我们将可以其原料改换成生物原料,一样也可以制成尼龙,不仅保护了环境,而且也保护了人体收到伤害。除此之外,这项技术在绿色食品生产中也起到了很大的作用,绿色食物是对人体很有益的,在其生产过程中一般禁止使用化学药剂,这样不仅减少了对人体的伤害,同时也减少了对环境的影响。然而生产绿色食品的代价就是成本高,为了可以降低成本又能够有质量,我们可以将化学技术与生物技术相结合,开发基因技术,提高并促进农作物的产量和质量,生物技术与化学反应技术相结合可以在以下过程中充分的利用。
3现今化学工程技术存在的问题
3.1化学工程技术需要进一步的提高
现如今,我国的化学工程技术应用的领域非常更广泛,但是仍存在一些不足。滴状冷凝在工业上的应用仍然不能有很好的表现,因为在获得滴状冷凝后,冷凝的液滴不能够被长久的保存,所以,我们应该在这问题上有进一步的研究,从而来解决这个问题。使得我国的化学工程技术能够有更好的发展,人们能够有更好的生活条件。
3.2化学工程技术的人才匮乏
在化学工程中存在的另一个严重的问题就是技术人才问题,只有用化学专业技术强的人才,才能够更好的提高化学生产的质量。而我国现在就存在这样的问题,化学领域的工作人员的普遍的技术能力和专业能力不强,主要是由于我国的教育体制问题,当代的大学生理论要点掌握很好,但实际操作方面却严重的匮乏,这就导致技术型人才的缺乏,从而影响了化学工程技术的进步。
4对化学工程技术的发展提出对策
4.1不断提升化学工程技术
随着我国的科技不断的发展,化学工程技术也会越来越进步,我们应该不断的更新技术,以此来适应社会科技的发展。应该在巩固传统的化学技术的同时不断的添加新型技术,并抛弃不利的部分,从而实现化学工程技术有更好的发展。
4.2培养化学技术人才
人才的重要性是我们有目共睹的,化学技术人才对于化学工程的发展有着至关重要的作用。因此为了化学工程技术能够有更好的发展,我们重点培养化学技术人才,化学生产企业可以通过与相关专业的院校进行合作,让专业对口的大学生能够有机会到生产工厂进行相关的实习操作,从而来培养理论知识牢固并且有一定的操作能力的技术人才来工作。
5结语
化学工程技术在化学生产过程中的应用广泛,它不仅促进了社会经济的发展,更是提高了人们的生活水平,通过技术和人才的不断涌进,我国的化学工程技术会有更好的发展。
参考文献:
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随着石油化工迅速发展,高分子合成材料材料将越来越广泛应用于工业、农业、电子、国防、建筑以及日常生活等各个领域。目前世界合成树脂产量已超过1.4亿吨, 中国合成树脂产量1995年为388万吨,1999年为803万吨(其中PVC190万吨,PE281万吨,PP264万吨,PS55万吨,ABS12万吨),预计2000年PVC树脂生产能力将达到300万吨, 合成树脂总产量将达到900万吨, 将居世界第五位合成树脂大国。 中国塑料制品随着国外市场需求的变化,不断的进行调整与优化,全国塑料加工能力1995年为1000余万吨,2000年为2000万吨,塑料制品总产量1995年为668.4万吨,1996、1997、1998连续三年均为1500多万吨,其消费比例包装占23%,电器占12.5%,建筑占8.5%,农业占8%,鞋类占5.2%,交通占4.2%,机械零件、医疗器械,玩具文体、家俱分别占3.5%,塑料制品总产量居世界第二位。 中国塑料制品近几年出口增长迅速,1995年出口269.9万吨(31.4亿美元),预计2000年塑料制品出口达400万吨(40多亿美元)。中国塑料加工机械进入90年代,年均增长率达到22%,企业已达600多家,产品有有混配料设备,注射成型机、挤出生产线、中空成型机、压延生产线等19大类,具有10万台套以上的塑料机械能力,成为世界塑料机械制造大国。 目前中国塑料工业无论是原材料的生产、塑料制品的加工、塑料机械的制造以至塑料的应用都形成了一套较完整体系, 并具备了一批国际先进水平的现代化企业。
塑料工业既是消费工业,又是新型材料工业,具有科技含量高、应用广、市场前景好的行业,预计到2005年市场增长为10%,中国塑料制品总工程师量将达到2500万吨,2015年市场增长速度为8%,总产量将达到5000万吨。
2.中国塑料管材及塑料异型材、门窗制品发展迅速
中国政府从1994年开始由建设部、原化学工业部、原中国轻工总会、国家建材局、原中国石化总公司五个部委联合组织“全国化学建材协调领导小组”制订和发布有关大力发展化学建材的目标、规划、政策、规范等,在短短几年中, 中国塑料管材、异型材、门窗获得了迅猛发展, 全国塑料管材1994年生产能力为24万吨,2000年为164万吨,产量1994年为15万吨,2000年将达到100万吨(其中PVC—U管材产量约50万吨),管材的生产线已达到2000余条, 硬聚氯乙烯管材万吨企业已超过20家;塑料异型材及门窗制品1994年生产能力为20万吨,2000年达到100万吨,并在2000年年底塑料异型材生产线将形成2000条,塑料门窗组装生产线3000多条,能力6000万M2。并有万吨级以上塑料异型生产企业20多家, 其中大连实德集团1999年型材能力已达16万吨。目前中国塑料管材、塑料异型材及门窗无论从原材料生产、加工设备的制造、产品生产的工艺技术、产品标准及应用施工规范都形成了一套较完整的体系,并具备了一批国际先进水平的大型加工现代企业。中国是一个具有12亿人口的大国, 建筑业的市场十分巨大。塑料建材不仅能大量代钢、代木、替代传统建材、而且具有节能、节材、保护生态、改善居住环境、提高建筑功能与质量、降低建筑自重、施工便捷等优点。建筑业是国民经济的支产业,今后, 5—15年我国建筑业将会有较大的发展,它将成为我国新的消费热点和新的经济增长点。全国化学建材协调领导小组相继制订了“关于加强我国化学建材生产和推广应用的若干意见”,“国家‘十五’和2010年发展规划纲要” 、“关于加速化学建材推广应用和限制淘汰落后产品的规定”等文件,这些文件大大加速了中国塑料建材生产及应用的发展。2000年, 全国新建住宅的建筑室内排水管道系统50%采用塑料排水管, 城市供水管道30%采用塑料管。2010年全国新建住宅室内排水管80%采用塑料管,城市供水50%采用塑料管。塑料门窗2000年, 市场占有率达到15%,2010年市场占有率达到30%以上。 有的城市目前使用塑料门窗已达到80%。预测2005年建筑用塑料制品占总产量16%,约400万吨。
随着塑料管材应用领域的不断扩大,塑料管材的品种也不断开拓增加, 除了早期开发的供、排PVC管材、化工管材、农用排灌管材、燃气用聚乙烯管材外, 这两年开拓最多的是PVC芯层发泡管材、PVC双壁波纹管材、铝塑复合管材、交联PE管材、塑钢复合管材等等。特别是PVC双壁波纹管材和铝塑复合管材全国近两年分别形成几十条至上百条生产线生产规模。 还有新上马的河北、甘肃分别引进国外先进设备,生产特大口径(2600mm)塑料管材。
塑料异型材及门窗引进国外先进设备技术并加以消化吸收,不断开拓,目前无论是型材设备还是组装设备和模具,可说是集世纪各国之精华。 从工艺技术来说,基本上掌握了双料共挤、双色共挤,以及覆膜、印刷、烫印、喷涂等生产工艺。钢塑复合挤出,一模双股、四股挤出,高速挤出等技术领域也进入开发研制生产阶段。
3.农用塑料在现代农业科学技术发展中发挥越来越重要作用
我国是一个人口众多的农业大国,政府一向把农业放在首位来抓。农用塑料在现代农业科学技术中起着越来越重要的作用。多年来不断开拓农用塑料品种,不断改善提高农 用塑料品种的性能,如农用育秧膜,棚膜、青贮膜、多功能膜、防滴膜、反光膜、 地膜、遮阳网、缠绕膜、塑料育苗容器、防虫网、捕捞网具、农用器械、输水用塑料管、 喷灌、滴灌以及各种水利用土工膜等农用塑料产品。中国农用塑料薄膜(包括大棚膜、地膜)产量居世界首位,1997年产量为95万吨,1999年地膜用量为44万吨,地面覆盖 面积为1.8亿亩,棚膜用量为65万吨,覆盖面积2000万亩,全国农地膜实际消费量为110万吨。据农业部的预测,2005年,我国可覆盖的地膜面积和棚膜面积分别为5.5亿 亩和5000万亩,约需300万吨。还有节水灌溉工程等,预计2005年新增节水灌溉面积1.5亿亩,其中喷灌7900万亩,滴灌1000万亩,管道输水1400万亩和渠道防渗5000万 亩等约需170万吨。农用塑料对农业起着增产、增收、防灾、减灾、节水的作用,从而促进农业的持续发展,保证农产品的有效供应,增加农民收入,保持社会稳定都具有十 分重要意义。预测2006年农用塑产品占全国产品总产量19%,约为470万吨。
4.包装用塑料制品仍然保持较快增长
中国包装用塑料制品近几年来发展迅速,1980年产量为19万吨,1990年为85万吨,1998年为203万吨,预计2000年将达到325万吨,约占全国包装总产量的13.4%,居包装材料的第二位。塑料包装材例展较快的有BOPP、BOPS、BOPET等双向拉伸薄膜目前BOPP共计65条生产线,其中引进企业有54家,(其中从法国布鲁克纳公司引进共35条、占54%),总生产能力为34万吨,1998年年产量为20万吨。BOPET共计15条生产线,能力为10万吨,产量5万吨。其次PET瓶生产线,目前全国共80多条生产线,其中50多条是
引进。总生产能力为15万吨(45亿个)泡沫塑料包装材料市场需要量大,目前PS泡沫制品量约20多万吨(包括一次性餐盒),如北京、上海、广州等大城市一天耗用快餐盒高达50-80万个。塑料包装应用领域广,可以开发具有各种不同性能如阻透性耐温性、耐冷冻、耐蒸煮、可降解等各种塑料包装制品满足不同领域不同产品包装的需要,预计2005年包装用塑料产品将占总塑料制品产量22%,约达550万吨 。
5.正确认识塑料与环保的关系,加大对废弃塑料的管理回收利用力度
随着现代工业科学技术迅速发展,保护环境越来越显得突出和重要。工业生产大量排出的废物废气以及人们的大量产品应用后的废弃,对自然环境带来越来越大的污染,在塑料工业中由于塑料产量迅速增加,应用量日益加大。因此,塑料回收利用,是共同关注的问题,目前中国塑料制品的产量在短短的几年中由几百万吨;猛增到1000多万吨,而回收利用不到10%。特别是塑料薄膜和一次性使用的包装薄膜、餐盒、包装衬垫物,由于质轻体积庞大,不易回收,若不小心,不及时处理,就很容易丢弃在街头、公路、田野、江河湖泊、房屋的周围,严重影响环境卫生。因此,被人们称为“白色污染”。不少地方下令禁产、禁用。中国塑料加工工业协会为作好此项工作,专门组织成立了废弃塑料回收利用再生专业委员会,除了作好加强提高全民环意识宣传外,着重对废弃塑料的管理,回收利用措施, 政策以及技术路线、产品开发和应用等多方面进行交流与合作,从而进一步推动搞好废弃塑料回收利用,同时今后还继续作好降解塑料的研究开发和应用工作。
摘要: 以构建生态教育类高中化学校本课程体系为目标,从课程设计理念、课程目标确立、课程内容组织结构和课程环境设计等方面探讨了生态教育理念下的校本课程设计思路,提出了生态教育类校本课程内容选择的策略,以期为生态教育类化学校本课程的设计和编制提供理论和方法参考。
关键词: 生态教育;;化学校本课程;;课程设计;内容设计;教学策略
十余年的基础教育课程改革取得了重大成就,在校本课程建设方面也取得了很多成功的探索,但基于生态教育观点设计特色校本课程的研究还不多。面对当前经济和社会发展的时代要求,在校本课程设计中有效融合生态教育理念,构建生态教育类高中化学校本课程,将是一项具有重要意义的探索。基于生态教育理念的高中化学校本课程的课程设计研究是把生态教育的相关理论和先进理念融入高中化学校本课程的设计过程中,努力使校本课程内容涵盖生活、环境、能源等生态领域,构建生态教育类系列高中化学校本课程,将有益于提升校本课程实施的有效性。
1生态教育类校本课程理念设计
生态教育(Eco-Education)是在新的时代背景和社会经济发展需求下形成的一种新的教育思想,其内涵尤为广博。生态教育是一种以“实现可持续发展和创建生态文明社会”为宗旨的教育理念,重点强调培养学生的生态意识,促进师生和谐、全面可持续发展。生态教育的课程观强调“多元开放”的课程理念、“可持续发展”和“生态和谐”的价值追求等。把生态意识渗透到学校的教育教学过程中,是培养学生形成正确生态观的重要途径[1]。基于此,生态教育类校本课程设计理念将以“提高学生生态素养,促进学生全面发展”为指导思想,适应时代发展的要求,大力推进教育创新,努力构建具有地区特色,体现生态教育理念的、充满活力的高中化学校本课程体系,帮助学生获得未来发展所需的环境、能源、生态类知识和技能,为培养具有良好生态素养的公民奠定基础。
2生态教育类校本课程目标设计
生态教育类高中化学校本课程的宗旨是让学生通过了解和掌握化学环境能源与生态类知识、技能,提高学生的科学素养,增强学生的社会适应力,激发学生欣赏化学,热爱化学的情感;选择丰富多样的课程内容,采用多种形式的课程模式,使学生得到统一和谐的发展。(1)知识与技能:了解日常生活中的化学知识,理解化学知识的基本原理;通过化学趣味实验项目,了解实验设计的过程和方法,掌握一定的实验设计技能;了解化学相关学科的科普知识,了解化学前沿科技动态。(2)过程与方法:经历生态教育实践调查过程,学会运用科学探究的方法,在实践活动中形成团队合作精神;形成以科学的态度和方法解释、解决生活中遇到的化学现象和化学问题的意识,学会收集资料,分析资料,养成发现问题,解决问题的习惯。(3)情感态度与价值观:乐于探究化学对环境变化造成的影响,感受化学以及化学工业对环境的利弊,发展学习化学的兴趣;养成热爱生活,热爱家乡的情操,正确看待化学与环境、化学与人类社会的关系,追求化学为人类服务的目标。
3生态教育类校本课程内容设计
课程内容是构成课程的要素之一,“选择怎样的课程内容”和“如何选择”是设计与实施生态教育类高中化学校本课程的核心问题。
3.1课程内容选择范围
为实现高中化学生态类校本课程的课程目标,在课程内容的选择与组织上需遵循一定逻辑联系的线索进行:———学生与自然发展的关系;———学生与他人和社会发展的关系;———学生与自我发展的关系。在生态教育理念指导下,“环境、生命、生活”3大主题领域的课程资源构成了生态教育类化学校本课程的内容范畴。校本课程的具体内容选择可以因地方、学校的差异以及学生的个性差异而各具特色。
3.2课程内容结构设计
依据生态教育理念,将生态教育类化学校本课程内容划分为生命教育、生活教育和环境教育3个学习领域,每个主题领域再分为3个科目,9个科目之间既相互独立,又反映出生态教育内容的内在逻辑联系[3]。在内容选择上,重视化学与生命成长、生活以及环境的联系。每个科目围绕某一学习领域,整合学生经验和课程资源,构成相对完整的学习单元。生态教育类高中化学校本课程的9个科目,具体设置如下:
3.3课程内容选择策略
高中化学校本课程需要结合本校实际充分发挥创造性而确定适合的内容。为便于内容选择和组织的操作性,整合校本课程内容选择的已有经验,提出以下3个内容选择策略:
3.3.1以学科知识为线索,保障内容科学性
校本课程的内容组织既要遵循广域性和适切性的特点,同时又必须有其内在的学科知识逻辑线索,贴近课程标准,正确把握学习要求,有利于学生顺利达到学习目标。校本课程根据内容素材的特点构建相对应的学科知识系统,充分发挥课程内容的科学导向性,为学生在知识、能力和态度等方面的学习提供科学的保障。经过调查了解,现行的很多学校校本课程内容广域性有余,而科学性尚有不足,这样的校本课程学习必然不利于学生的科学思维发展和科学精神的培养。因此,在知识信息大爆炸的今天,学校化学校本课程内容的选择还是要坚持以学科知识为主线,以保障课程内容的科学性。
3.3.2以个性发展为核心,提升内容发展性
全面提升学生科学素养,促进生态意识的形成,引导学生健康和谐发展是高中化学生态教育类校本课程的任务和目标之一。在化学校本课程内容的选择上,首先要考虑大多数学生个性发展的需求,进而因校、因地制宜地进行课程内容设计,从而在源头上有效避免了校本课程教育功能的滞后性;其次,课程内容在充分考虑学生个性发展需求之外,还需充分整合课程资源,优化内容章节设计,进而突出课程内容循序渐进的逻辑性和发展性特点,由浅入深、由博而专,层层递进。由此可见,学生的个性发展需求是高中化学校本课程内容设计的核心指向,同时也是有效提升课程内容可持续发展性的'重要方面。
3.3.3以社会需要为导向,促进内容社会性
学校是培养社会人才的地方,学校课程的设计与设置理所当然的要同社会发展需求相结合,同学校人才培养目标相结合。在当前社会背景下,选择与化学有关的社会生活和生产技术、化学学科造福社会发展等资源融入校本课程的内容设计,引发学生在课程学习中通过讨论、调查、实验等学习方式进一步理解化学知识,充分认识化学(科学)在社会生产和发展过程中的重要作用,促使学生更深刻地理解化学(科学)、技术和社会3者之间的关系。因此,在校本课程内容选择上,不仅要注重内容的知识性、发展性,更应力争体现社会发展的特征和趋势,营造一种“课程源于社会生活,课程用于社会生活”的校本课程学习氛围。
4生态教育类校本课程环境设计
校本课程的有效实施离不开优美、和谐、温馨的校园环境,尤其是生态教育类化学校本课程的实施对校园环境的要求更加严格,可以从学习环境、教室格局和师生关系3个方面对课程环境设计进行探讨。
4.1营造安静优美的学习环境
(1)要保证教室的环境卫生。(2)确保教室环境安静,教室内外禁止喧闹,老师要培养学生养成遵守纪律的良好习惯。(3)教室的环境应该具有个性化,教室的布置应该由老师和学生一起亲自布置。(4)教室中的色调要协调。教室的色彩应该符合教学内容,教室最好用冷色调,化学实验室则应该用暖色调。(5)教室的布置应该简洁大方,不能摆设过多的物品,以免分散学生的注意力。
4.2设计和谐开放的教室格局
教室里的课桌和教具布置,尤其是学生的座位编排,影响着老师与学生、学生与学生之间的交流,同时也影响课堂的教学气氛,进而会对学生的学习积极性和学习态度造成相应的影响。在化学教学过程中,可以根据教学内容、教学形式、教学特点灵活地调整学生的座位编排,充分调动学生的积极性。在对学生座位进行编排时,应该根据学生与学生之间互动的量进行安排,不管是传统的座位编排还是开放的座位编排,都应该注意加强老师与学生、学生与学生间的交流和互动,课堂上应该关注每一个学生,保证每一个学生都能够参与到课堂活动教学中来。
4.3建立民主平等的师生关系
民主平等的师生关系是实现有效教学的重要基石。在教师与学生的平等关系中,教师应该充分扮演好学生生活中的引导者、激励者和合作者角色。从教师角度看,应该充分考虑学生的学习需要,平等地对待每一位学生,认真对待每一个学生的问题,尊重学生的人格,关注学生的个性发展,增加与学生的交流,发挥学生学习的主动性;从学生角度看,要尊重教师的正确指导,接受教师的教育行为,尊重教师的劳动成果,积极配合教师的日常教学和研究。建立师生之间的平等对话关系,将会使课堂的活力得以最大程度地显现;师生之间在没有专制、压力以及怀疑阻抗的情绪中交流和沟通,一起探讨,共同探究,畅所欲言,使校本课程的课堂呈现一种生态和谐之美。
5结语
校本课程作为基础教育课程改革中极富生命力的研究领域,其研究与实践始终伴随着基础教育课程改革的逐步推进与深化,并在学校层面上充分发挥着重要的育人功能[4-8]。以生态教育理念为指导,对高中化学校本课程设计进行创新性的思考和研究,提出设计高中化学校本课程的新视角。校本课程的设计与探索之路永无止境,如何进一步提升校本课程内涵,强化校本课程特色,优化校本课程设计,培养学生的健康体魄和健全人格,助推每一位学生的个性成长和全面发展,将是教育工作者不懈探索和追求的目标。
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