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1、化工原理课程的改革与实践化工原理是化学及相关专业的一门基础课,它作为一门经典的学科,无论是过去、现在与将来,所起的基础作用依然是其他学科所不可代替的,对培养学生设计能力、动手能力,树立工程观点有着极为重要的作用。根据我校以邓小平“三个面向”为指针,坚持立足地方,服务地方经济建设的办学思路,为社会培养符合适应我国社会主义市场经济需要的应用型、复合型的高级专门人才的本科人才培养目标,必须不断推进化工原理理论和学术思想的不断创新。 地方院校化工原理课程改革,首先要转变教学思想,从根本上打破学科教育的模式,针对学生基础较薄弱的特点和实用性人才的培养目标,降低理论要求,大胆改革教学内容,使学生受益。此外
2、随着工程实践和科学技术的发展,将会不断产生新的工程理论与现代生产工艺。化工原理课程教学必须实时调整教学内容,根据时代发展的要求和企业实践活动的需要适时地补充增加新的化工理论、知识和技能,使教学内容始终能跟上社会经济发展的步伐。 一 基础理论知识的调整 化工原理课程大多以“三传”为主线,即以动量传递为基础,讲述流体输送、搅拌、沉降、过滤等单元操作;以热量传递为基础,讲述传热、蒸发操作;以质量传递为基础,讲述吸收、精馏、结晶等单元操作以及热量、质量同时传递过程的干燥操作。本着“以应用为目的,以够用为度,加强针对性实用性”的方针,根据地方院校学生的实际情况,必须对该课程的传统内容实行必要的整合。 对
3、原来的理论内容进行了精简,删除应用性不强的内容:传热中的热辐射;精简公式的理论推导:简化伯努利方程的推导,重点讲它的应用和延伸。精简后的基本内容不脱离教学大纲的要求,能够突出基本概念与共性规律。同时为了突出该课程的工程实践性,鼓励学生用理论知识去解决实际工程问题,将与生产实际密切联系的内容适当补充进去,例如,在讲授离心泵内容中,分析讨论:如何判断汽蚀的产生?汽蚀和汽缚的区别等等。这些内容既将理论联实际,又是学生工作后要面对的操作问题,有很强的针对性和实用性,易激发学生的学习兴趣。 通过多种实训来强化学生的设备知识、操作技能;通过单元操作仿真实训,加强理论知识的理解和掌握,使学生掌握各个基本单元
4、过程的操作控制和调节方法,培养分析和解决生产操作中各种工程技术问题的能力;通过单元操作实训,使学生对生产设备具有实际操作技能,以便学生日后能对现行的工业生产过程进行管理,使设备能正常运行;通过课程设计使学生综合运用所学基本理论,对化工过程设备进行工艺设计或设备选型,以便学生日后能对现行的生产过程及设备做各种改进以提高其效率,从而使生产获得最大限度的经济效益。 二 绿色化工思想的灌输 绿色化学是一种新的创造性思想,绿色化学是化学科学基础内容的更新。面对这场化学界悄然进行的绿色革命,化学教育工作者必须树立绿色化学教育观,将绿色化学思想贯穿在整个化学教育过程中,让学生了解和接受绿色化学,树立绿色化学
5、意识,这样对于培养具有创新精神、创新能力的高素质人才是极其有益的。 比如,在讲合成氨中脱硫的方法,教材只是讲到怎样将原料气中的硫化物吸收掉,没有讲吸收后再怎样处理。实际上,在工厂里能通过催化剂将吸收的硫化氢氧化成单质硫,然后工厂将单质硫回收,当作副产品销售。这样就彻底治理了量大且污染严重的硫,并将其变废为宝。无论采取何种方法(固体燃料气化法、烃类蒸汽转化法、重烃部分氧化法)来生产氨,原料中硫的含量都是比较高的,所以如能将硫回收利用并产生经济效益,是一项很有意义的事情。因此,在讲解该工艺时,对这些进行了补充。这样不仅能增强学生对环保的重视程度,还加强了他们的可持续发展观念,并提高学生在经济效益方
6、面的认识。 在以煤或焦炭作原料生产合成氨的工艺中,教材对三废仅仅讲了“煤的气化虽然设备简单、便于控制,但它消耗能量大,约有一半原料被当作燃料烧掉,且间歇生产能力低,同时生产过程产生三废(煤渣、含氰废水、含硫废气等)较多。”笔者在教学中补充了有关废气、废水、废渣的回收处理,废热的综合利用,水、电、气相互转换的详细说明。这在生产上很重要。在以轻质烃和重质烃作原料的工艺中,同样有三废及热能利用问题。这些很重要的问题在教学中简单地给学生进行提示,扩大了学生考虑问题的全面性。 课堂教学对学生影响巨大,教师寥寥数语就能对学生产生深刻影响,而教科书由于受到多种因素限制,不可能面面俱到,也不可能包括学科最新发
7、展的热门问题,所以实际教学中,教师要将一些先进的教学理念和学科的发展方向适时传授给学生,虽然用语和用时都不多,但对学生掌握先进的科学知识和提高他们的素质无疑有很大帮助。科学技术是靠人才来推动的,作为一名化学教育工作者,让学生了解绿色化学,接受绿色化学,为绿色化学做出应有的贡献,将是我们义不容辞的责任。 三 循环经济在化工原理中的应用 传统经济是由“资源产品废物”所构成的物质单行道流动的经济。在这种经济中,人们以越来越高的强度把地球上的物质和能源开采出来,在生产加工和消费过程中又把污染和废物大量地排放到环境中去,对资源的利用常常是粗放的和一次性的。循环经济倡导的是一种建立在物质不断循环利用基础上
8、的经济发展模式,它要求把经济活动按照自然生态系统的模式,组织成为一个“资源产品再生资源”的物质反复循环流动的过程,使得整个经济系统以及生产和消费的过程基本上不产生或者只产生很少的废弃物。 如,讲解现代化工设计时,讲到了二甲醚的生产工艺:原料气经油水分离器后进入甲醇合成塔,在一定温度、压力及催化剂作用下,合成为粗甲醇,粗甲醇热气体和氢、氮气混合物直接进入醚合成塔,在一定温度、压力及催化剂作用下,甲醇脱水生成二甲醚,醇醚混合物经冷却后送入醇醚分离器,分离后的气体经洗涤送精炼工段(或甲烷化工段即:构成甲醇、甲醚、甲烷化三甲工艺),而分离出的醇醚混合物送入中间储槽,后送加压串低压精馏工段,生产出99.9%高纯度二甲醚或配制成醇醚民用燃料替代石油液化气出售。设计理念是经过甲醇合成塔合成的粗甲醇热气体直接进入二甲醚合成塔,通过分离和精馏既制取DME,不需要先制取甲醇,节省了设备降低了能耗。 四 结束语 化工原理课程的改革须紧紧围绕着培养目标和特点来进行,同时课程内容的取舍必须满足社会需求。在教学的过程中及时更新教学内容,不断充实新知识、新技术,这样培养的学生职业素养必然很高,岗位竞争力也很强。