化学工论文范文

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2构建完善的工程设计课程体系

以强化学生的工程设计能力、实践能力与创新能力为核心，重新修订教学大纲，整合相关课程，对应工程设计内容体系，构建完善的工程设计课程体系。大一为工程设计启蒙阶段，以激发兴趣为主，课程为生物工程(化学工程)概论;大二为单元设计和工程设计技能培训阶段，包含:化工原理、化工热力学、化工制图、化工仪表自动化;大三为产品设计、工艺设计和设备设计阶段，包含:生物工程(化学工程)设备、分离工程、化工设计与模拟、工艺学课程(化工工艺学、发酵工程、制药工艺学、酿酒工艺学等);大四为工厂设计和综合实训阶段，主要进行生物工程(化学工程)工厂设计和毕业设计。为适应行业的需求和时展，在各课程教学中突出工程思维和工程方法学的同时，着力介绍行业规范、标准以及新产品、新工艺、新技术、新设备，并将计算机辅助制图、计算机仿真模拟、计算机辅助设计作为主要技能进行培养。

3构建完整的工程设计实践环节

工程设计是面向对象的综合性实践活动，只有突出实践环节才能让学生锻炼能力、积累经验、有所感悟。整个工程实践环节包括化工AutoCAD制图、化工原理课程设计、化工设计Aspen仿真模拟、生物工程(制药工程)创新综合性大实验、湖北省化工设计大赛、全国“三井杯”化工设计大赛、全国大学生制药工程设计竞赛、生产实习、工厂设计项目、毕业设计。工程设计以校企组合的校内生产性实训基地(如尿素仿真实训平台、啤酒发酵实训基地、药物制剂实训平台)和校外企业实习基地(如安琪酵母生物工程专业国家级工程实践教育中心)为依托，注重选题的针对性(面向地方企业)、设计的规范性(符合行业标准)、操作的可行性(绿色、经济与安全)，并将化工设计竞赛、制药工程设计竞赛融入人才培养的教学体系中，大力提高实践教学环节的实效性。

4构建合适的工程设计评价体系和管理模式

工程设计的系统性、协作性较强，因此在工厂设计和毕业设计中采用小组制、导师制、课题制进行管理、操作和评价，以培养学生的团队合作精神，即每小组5～7名学生和1～2名指导老师，每个学生完成每组设计项目下的一项子课题，最后采用学生答辩与互评、教师评价、企业专家点评等构成综合评价体系。另外，建立健全激励约束机制，考虑给予竞赛获奖和设计达优秀等级的学生相应的创新实践学分，代替相关选修课的学分，以此激发更多的学生参与工程设计的学习。

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2改革教学方法,加强学生知识、素质和能力的培养

改变单一的教学模式，促进教学方法的更新，培养创新能力。有机化学教学，不是要学生死记硬背诸多有机物质的结构、性质、用途和制备方法，而是要让学生掌握研究问题的方法和思维规律，培养学生敏捷、灵活、准确、独创、严密的良好思维品质，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。改革纯课堂讲授的教学方法，培养基础扎实，知识面广，有创新能力的现代化社会急需的创造型人才。结合本专业的教学实际,更新教学方法，把教学分成4个主要环节，即：“读、讲、做、练”相结合的方式进行。

(1)“读”注重学生自主学习和综合能力的培养。本科生起点较高，自学能力较强，要指导学生阅读教材，预习和课后复习，逐步培养学生的自学习惯。

(2)“讲”注重学生好奇心和学习兴趣的培养。如果按传统的教学方法按部就班地讲授，学生会感到枯燥和乏味，久而久之学生的学习主动性会降低。教师应以启发、诱导、提问、释疑等方式进行教学，使学生尽快明白和掌握教材中的重点、难点和关键。或者将各种边缘学科的精彩内容适当引入教学中，提高学生的好奇心和学习兴趣。

(3)“做”注重学生创新能力和科研素质的培养。有机化学实验课教学对培养学生动手能力、周密思考、仔细观察、探索问题、学习兴趣和科研能力方面具有重要作用，同时也是提高学生综合素质、培养学生创新能力的重要途径。高度重视实验教学环节，增设综合性、研究性实验，选择与专业密切相关的基本操作进行强化训练，通过做实验激发学生的学习兴趣,培养和提高学生操作技能、动手能力、观察能力和思维能力，培养学生严谨、科学、实事求是的学习态度。

(4)“练”注重学生分析问题和解决问题能力的培养。通过多种练习方式，课堂的边讲边练，课后的作业练习等等。此外，开展讨论、撰写小论文、专题讲座以及举行知识竞赛活动，灵活运用各种方法，全面提高学生的综合素质。

3采取多种教学手段,激发学生兴趣

教师利用信息技术授课，可以让教学内容以各种形式呈现，激发学生学习的兴趣，建造学生可参与和自主学习的环境，从而发挥学生的主体性。多媒体教学手段拓展了课堂的时间和空间，可使复杂抽象的知识简单化、具体化。有机化学结构、反应机理、电子效应等教学，概念多且抽象、枯燥，因学生缺乏空间结构意识和空间想象力，黑板上的平面板书无论如何也难以唤起学生的共鸣，是教学的难点。采用多媒体教学可以插入图片和视频，动画或漫画，逼真的主体画面、清晰的比较鉴别、精练的规律归纳，牢牢地吸引住学生，激发他们的求知欲。另外，利用计算机多媒体技术可以做到高密度的知识传授，大信息量的优化处理，大大提高课堂效率，较好地解决当前有机化学课程(特别是非化学类的有机化学课程)学时数少和教学内容多的矛盾，因此在教学过程中适当地使用多媒体辅助教学，对提高教学质量具有重要的意义。但对于多媒体技术的运用要注意和课程内容的有效结合，做好相应的编排和合理使用，避免因为过分追求信息量而出现的内容混乱及繁杂。另外，当前学生的社交手段中，网络是重要的一种方式，QQ、BBS等使用较多，如何利用这些媒介拉近教师与学生之间的关系进而提高他们对有机化学的兴趣对于培养学生创新性思维有着重要的意义。针对有机化学内容分散，知识点多的这种情况，我们充分利用了网络媒介进行课下辅导，取得了良好的效果。利用FTP进行课件公开，方便学生查阅，创建QQ群进行讨论和答疑，并在QQ空间上将典型问题列出并加以解释，这种方法促进了学生的主动学习，并且可以及时获得疑难问题的针对性解答，拉近了师生距离，也有效提高了教学效果。

4深化实验教学改革

有机化学是我校的校级精品课，它是一门以实验为基础的学科，在大学二年级开设。此阶段的学生正处于实验技巧、独立实验能力提高的阶段，因此做好这一阶段的教学，对培养学生的实践能力与创新能力有着极其重要的意义。

4.1将单元实验整合成综合型实验

《有机化学实验》教材中化合物的制备，大多是单个有机化合物的制备，缺少综合型、设计型与创新型强的实验内容，不利于培养学生的动手能力、分析问题解决问题的能力,更不利于创新能力的培养。综合型实验是该实验课程知识的综合体现。所谓综合型实验既包括多步骤连续综合实验又包括合成、分离、提纯以及检验等实验。多步骤的综合实验不但可以提高学生的实验技能，缓解由于扩大招生，学生人数增多，实验药品消耗多的矛盾，节约经费开支。同时,多步骤综合实验，由于试剂的回收利用，减少了对环境的污染，有利于环境保护，体现了绿色化学的特点。

4.2增加绿色应用性综合型实验

随着绿色化学的提出，科学实验的环境保护问题越来越引发人们的关注。因此，我们增加了天然有机物提取等实验内容，如从茶叶中提取可作为中枢神经兴奋药的“咖啡因”和“茶多酚”，以取代原有机化学实验中毒性较大的“环己烯的制备”和“偶氮苯的制备、光异构化和薄层色谱实验”两个实验。既激发了学生学习有机化学的兴趣，又培养了学生将实验成果及时转化为经济效益的意识。

4.3开设开放实验

在本科生完成有机化学实验必修课的同时，适时增设开放型试验。开放实验首先要满足以下一些要求：①具有综合性；②实验的绿色化；③必须是学生爱做的实验；④能丰富学生的知识水平。另外，还要具有如下五个特点：一是实验时间和空间的开放；二是实验内容上的开放；三是指导方法上开放；四是教学手段和管理手段的开放；五是实验教学评价的开放。这种实验教学方式的根本目的就是克服传统实验教学中学生的角色比较被动的弊端，注重学生的主体作用，激发学生的创新积极性。

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二、化学工程、工艺试验数据的科学搭配分析

传统形态的化工实验操作，内部数据排列机理相当复杂，整体活动延展下来，具体的人力、物力资源全面堆积。因为内部流程需要借助平行试验进行掌控，特定数据处理重复性特征广布。因此，必要时技术人员可依靠MATLAB软件进行流程过渡，将人工演算过程中的数据限制因素调节完毕。这部分实验流程是掌握化工研究方式的重要环节，整体流程较为漫长。所以，计算机信息技术便将这些复杂的演算流程进行智能模拟操作，并透过实验要求建立必要的模型基础，使得工艺技术管制范围下的各类可行条件全面延展。化工产业讲求专业实验的引导价值，具体行动标准动机也是围绕特地实验点进行参数定量关系探索，进而将化工所需遵循的客观规律罗列完整。MATLAB软件在整个研究过程中开辟引导先河，其将各类函数图形进行轻松规划，肃清细致符号演算和数值计算限制问题。这类软件应用范围较为广阔，包括数字通讯和财务建模等内容。目前这类程序已经成为国际控制终端的必要支撑媒介，现场操作人员基本只需编写某种数据处理程序，之后将原始数据输入，就能轻松提炼相关实验结果，将优质化数据和图示模型展出。另外，涉及这方面人员素质的强化工作也相当重要。随着技术创新和科技产业化的加快，环境保护意识的加强，必然会带来对分析检验专业人才需求的上升，且无论在数量和质量上，都提出了新的要求。

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下面我们来具体的分析一下：第一，生产的效率低下。就我国来看，我国的工业生产存在一个盲区，重点就在于生产的效率较低。在化学工程的研究的过程中，生产技术首先没有达到预期的效果，环境污染的现象依旧没有被制止。举个例子来说，在进行的化学生产的实验的过程中，材料的运用做不到理想的反应，反应现象达不到预计的效果。在这一系列的生产实验的过程中，事实上，环境污染的现象已经在悄然的发生了，化学实验所产生的残留物、化学实验败北过程中所造成的化学污染。实验过程造成了资源浪费的现象十分的严重，经济浪费更是不在话下，极大的降低了生产的效率水平。另一方面，实验没有达到预期的效果，化学产品的使用效率低下，根本不能够满足人们的生活所需。第二，化学工程的生产过程，给环境造成了较大程度的影响。化学污染在当下我国的环境污染的比重中占了较大成分。重工业，尤其是金属工业所产生的污染现象尤为严重。在对水资源的检测的过程中发现，废弃水中的金属含量严格的超过了安全性能的指标。水资源的污染，也会对地下的土质产生影响，而土质又会影响农业的产值，这样看来，化学生产所造成的污染现象是严重的。另外，在工业生产的过程中，废弃水的直接排放，给自然环境同样造成了污染。第三，化学工程的不连贯性，很容易生产的间断性，从而影响生产的进度，尤其是当它发生了不合理的间断的时候，很快就会对整个生产的过程产生影响。由此看来，生产效率的低下、生产过程中产生的污染以及生产的不合理的间断等等这一系列的问题，都在阻碍着化学工程的发展和进步。

2我国化工生产工艺解析

从上文中，对于我国目前的化工生产过程中，存在着主要的问题就在于我国的化工生产工艺还不是非常完善。针对这些存在的问题，化学的生产工艺需要有哪些改进呢？在化工生产过程中，采取哪些最新的化学生产工艺能够降低化学生产所产生的污染呢？第一，化学生产过程中，提高反应条件以及反应环境。反应条件是化工生产中最为重要的环节，为了达到高效生产，提高生产效率，减少废料的产生，反应条件是最为关键的因素。因此，提高化工生产效率的最为关键的因素就在于加强化学生产过程中的反应条件。催化剂以及反应所需条件一定要达到所需标准，才能保证在化工生产过程中，高效生产，并减少废物的产生。保证废物不直接排放到自然环境中，就能保证化工生产的相对环保。第二，化工生产过程中，并非只是提高产品生产的环境，更应该能够提供废物处理的程序以及治理系统。包括我们经常看到的废气，都应该经过适当处理后才能进行排放。废水的排放要采用化学综合的化工工艺。其原理很简单，主要是化学反应中最基本的原理，将废水中的重金属通过沉淀，从而减轻其危害性。此外，废气的处理应该在排气的中部以及顶部，都设置一出废气处理系统，这些装置可以将废气中的有毒气体以及废气中的粉尘过滤，从而保证排放到空气中的气体符合国家要求的标准。第三，真正从化学工程中的化工生产工艺技术入手，工艺技术是指从不同的反应原理以及反应条件进行分析与探讨。制造氧气的方式有很多种，那么哪种方式才是最效率高并且更适合化工生产呢？在不同的环境下，对于生产的原料以及方式都是可以随机改变的，并能通过改变来进行适应性生产，从而提高化学生产的效率，并实现高效以及绿色生产。

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2环境工程与化学工程复合型人才培养的课程体系

在课程体系设计上，不能简单地将环境工程专业与化学工程专业的课程“拼盘”。根据环境工程与化学工程复合型人才培养的特点和要求，我们在请教专家、调查学生的基础上对环境工程专业、化学工程专业的相关课程进行了有机整合，形成了培养环境工程与化学工程复合型人才的课程体系，该课程体系由5个课程模块组成。公共基础和素质课程模块。该课程模块包括中国近现代史纲要、思想道德修养与法律基础、基本原理、思想和中国特色社会主义理论体系概论、大学生心理健康教育、军事训练、大学体育、大学英语、计算机基础、大学语文。专业基础课程模块。该课程模块包括高等数学、工程制图及CAD、无机化学及实验、有机化学及实验、分析化学及实验、仪器分析及实验、物理化学及实验、化工原理及实验、波谱分析。专业核心课程模块。该课程模块包括环境化学、管网工程、环境微生物学及实验、环境生态学、环境监测及实验、水污染控制工程及实验、大气污染控制工程及实验、固体废物处理工程及实验、噪声污染控制工程、环境影响评价。特色课程模块。该课程模块包括化工环境保护、化工污染控制工程、化工污染控制设备、绿色氧化技术、突发性化工环境污染事故的预防与处置等课程。实践教学课程模块。该课程模块包括环境工程仿真实验、工程设计、工程实验设计与数据处理、PIDCAD工艺流程制图、认识实习、生产实习、毕业论文(设计)。该课程体系在保留环境工程专业的核心课程基础上，《无机化学》、《有机化学》、《分析化学》、《物理化学》、《仪器分析》、《化工原理》、《波谱分析》等专业基础课程内容和学时与化学工程专业一致，在课程设置上体现出环境工程专业与化学工程专业课程的复合；特色课程模块和实践教学课程模块体现出环境工程专业与化学工程专业课程的融合。

3环境工程与化学工程复合型人才培养的教学方法

对于环境工程与化学工程复合型人才，要求综合培养学生环境工程、化学工程两专业的知识和能力，达到综合培养的目标，这就要求其相应的教学不能采用灌输性的教学风格，而应采用渗透式教学、融合式教学、案例式教学和研究性教学等。(1)渗透式教学是指在上述专业基础课程模块中渗透环境工程专业知识的教学，在上述专业核心课程模块渗透化学工程专业知识的教学。例如，《物理化学实验》中动力学实验可以让学生动手做“Fenton试剂降解除草剂2,4-D反应速率常数和活化能的测定”。(2)融合式教学是指在上述特色课程模块和实践教学课程模块中将环境工程和化学工程中的知识、原理、技能融成一体进行教学。例如，《化工污染控制工程》中教师可结合工程实践进行“流化床化学反应器处理农药厂废水”的专题教学，将流化床工艺设计参数、原理、废水排放标准等融合在一起进行教学。(3)案例式教学就是指在环境工程与化学工程复合型人才培养的教学过程中结合教学内容运用工程中的实际案例进行教学。例如，《水污染控制工程》中教师可结合工程实践进行“电镀厂含铬废水的深度处理”的案例教学。(4)研究型教学是指在环境工程与化学工程复合型人才培养的教学过程中教师结合教学内容，通过创设学习情境，促进、支持和指导学生完成研究型学习活动，来综合培养学生能力与素质的一种教学方法。例如，在“Fenton试剂降解除草剂2,4-D反应速率常数和活化能的测定”实验中，教师可引导学生自己查阅文献资料，引导学生思考如何测定溶液中2,4-D的浓度？如何用计算机软件绘制2,4-D浓度的标准曲线？让学生自己确定实验中所需要的仪器和使用的方法，引导学生思考FeSO4和H2O2使用量对2,4-D降解速率的影响，如何求算该降解过程中的速率常数K和表观活化能Ea？

4环境工程与化学工程复合型人才培养的师资队伍建设

良好的师资队伍是实施环境工程与化学工程复合型人才培养的关键。要培养环境工程与化学工程复合型人才，首先必须有环境工程与化学工程复合型的师资。笔者认为，要改变目前环境工程与化学工程复合型的师资匮乏问题，可从如下几个方面加强环境工程与化学工程复合型人才培养的师资队伍建设。(1)引进、培养具有环境工程和化学工程双专业学位的高水平的博士或硕士，他们在学士、硕士或博士学位教育期间接受过环境工程、化学工程的专业教育，具备环境工程和化学工程复合的知识结构和科研素养，是环境工程与化学工程复合型人才培养的理想师资队伍。(2)教师交叉自学和资格认证。在学院内部要求有环境工程专业学位的教师参加化学工程的本科理论与实践教育，要求有化学工程专业学位的教师参加环境工程的本科理论与实践教育，教育期满后进行考试认证，达到认证资格的教师才能评聘为环境工程与化学工程复合型人才培养的师资。(3)聘请企业有工程实践经验，且有良好师范素养的工程师参与环境工程与化学工程复合型人才培养的教学和科研工作。

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2数据处理的程序编制

2.1数据输入。化学工程与工艺实验的数据输入主要依靠提示的函数input实现，比如以温度为例子，则其输入函数为：t=input（‘请输入实验的温度（摄氏度）：’），其中输入函数大多是以矩阵的输入形式为主。

2.2处理和作图。化学工程与工艺实验中得到的数据时常会存在离散的情况，必须经由多种拟合的方法将它们结合成一条或多条连合的曲线，而其中最常用的拟合方式是最小二乘法，因此本实验设计中的拟合方式也采用最小二乘法的方式。设实验的离散数据（x1，y1）通过最小二乘法将其拟合成因变量y，自变量x，输入的函数关系为y=f（x），函数关系的主要思路是让离散数据中的x1的残差平方以及Σ（f（x1）-y1）2达到最小值。因为在得出化工实验数据中多少会因为外界的因素存在着一些误差，因此最小二乘法可以无需使输入函数y=f（x）必须经过全部的离散数据（x1，y1），但是残差平方和必须达到最小值。根据最小二乘法的拟合方法可知，最小二乘法可以满足化工实验数据处理中的拟合应用需求。在化学工程与工艺实验中会涉及到流体的流动阻力研究，研究主要是通过测试流体的流动阻力，在经过特定的计算之后得出摩擦系数（λ）和雷诺准数（Re）的离散数据，再同理，经过最小二乘法拟合出连续的曲线，并根据其画出相对应的图形。得出上述式子之后可以将MATLAB里的函数polyfit（）进行线性的拟合，以作为化工数据处理的程序原理。

2.3建立数据库。因为经过上述的设计，化学工程与工艺实验数据处理只能得知在特定的温度下（比如10℃、20℃以及30℃等）实验的物性数据，但是在实际的生产中，工业生产所涉及的温度多变，不单单只停留在设计好的温度当中，因此，这就需要我们在数据中选择最相近的数据，假设它们属于线性的关系，再利用内插或者外推的方式计算出实验的物性数据常数。在本文的化工实验中，编写的程序已经将实验温度和密度以及实验的温度与黏度进行多次的实验拟合，建立出了一个相对完整的数据库，在工作中只需将温度输入进系统，则程序可以自动跳出在特定温度下的物性数据，提高数据处理效率。

3程序的运行

在编制完成化学工程与工艺实验的数据处理程序，且建立数据库之后，便应该输入数据以验证程序是否能有效地处理实验数据。在化学工程与工艺实验的数据处理中，MATLAB软件的应用是十分重要的，经过实验可知，在化工实验当中会出现大量的离散数据，必须经过拟合的方式进行处理，其处理过程中不仅工作量大，而且十分繁琐，一旦出现差错则必须重新重来，浪费大量的人力物力资源，而且在处理好实验数据之后，在查看实验当中还要将化工实验数据重新计算一次，看结果是否与原先的计算结果相同，工作量十分重，但是如果运用MATLAB软件则大大降低了数据处理难度，只要在MATLAB软件中输入相应的化工实验数据，就可以得到结果，节省了时间，提高了工作效率。

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化学原料是化学工程的源头，原料决定了生产流程和工艺的选择，绿色工艺的介入可以从源头上改变原料生产带来的各类化学污染，同时绿色工艺与化学工程的结合还可高效利用各类自然资源，实现深度开发利用，兼顾无污染、节能、环保的生产方式必然会掀起一轮新的工业革命。绿色原料的典型开发应用比如甘蔗渣、稻草、麦秆以及木屑、树枝、芦苇等可加工成为酮类、酸类与醇类化学品。

在化学反应中使用选择性高的试剂也是绿色工艺应用的一个途径。以石油化工为例，生产过程中烃类选择性氧化反应较为普遍，作为一种强方热性反应，具有生成物不稳定、易进一步氧化等特征，所以，催化反应中此反应并非最佳选择，生成物的不稳定也不利于提取最终产物，所以，为改善这种情况，使用选择性高的试剂是最佳途径。如此一来，不仅可以降低成本，节约资源，还能够降低分离产品的难度提升纯度，无疑实现了提升效益和减少污染的双赢，所以，绿色化学工程在这方面的研究实践也非常热门。随着越来越多的化学反应被应用到工业生产中，催化剂对提升反应速率效果显著，所以目前化学工艺领域积极研究无毒无害的高效催化剂成为主流发展方向不一，不仅有利于工业的发展，对于推动化学分子深入研究也有助益，分子筛催化剂和烷基化固相催化剂就是其中较为典型的代表。

2.绿色化学工程工艺应用

分析绿色化学工艺是实现节能减排的重要途径，对绿色工艺的重视与开发也彰显了当前世界范围内节能减排的重要性。长达两百余年的工业化路程，使得人类活动对自然资源环境的危害越来越大，尤其中国作为当前世界最大的工业国，“三废”问题十分突出，PM2.5问题也成为了悬在人们头上的一把利剑，将资源枯竭、环境污染、生态失衡、人口问题等推到了台前更加显著的位置。大型化工企业作为与人们生存发展息息相关的企业，石油化工与煤炭除去提供能源之外，还提供多种衍生化工产品为人们衣食住行服务，生产过程中产生的废水废渣废气、消耗的大量原材料都警示着当前必须积极发展绿色化工工艺，以达到节能减排、实现可持续发展的目的。就目前而言，节能减排的实现途径主要以下几种：研发新科技、新工艺全过程控制污染；利用先进清洁工艺从源头控制污染；利用技术和工艺创新打造可循环绿色生态产业链；发展循环经济等。绿色化学工程与工艺作为节能减排目标得以实现的重要保障，广泛应用于多个领域，就目前来说，主要以三种表现为主，分别是清洁生产技术、生物技术的应用及生产环境友好型产品。

绿色化学工程与工艺使用生物技术服务可再生能源的合成，像有机化合物原料的应用经历了从动植物到石油煤炭的发展过程，现如今已经开始广泛应用各类再合成的有机化合物。在绿色化工中，所使用的催化剂多以工业酶和自然界中存在的酶，酶与其他化学催化剂相比，具有反应条件温和、生成物优良、污染少等优势，对于当前化工领域而言，生物酶的利用和研发就成为了绿色化工的重要发展方向。像丙烯酰胺的制备，最早使用丙烯晴，在环城生物酶催化后，不仅能耗与成本大幅度减低，且反应完全无副产物，对工业生产而言有多重积极意义。

除此之外，绿色化工工艺还广泛应用于生产环境友好型产品领域，生活中有众多具体应用实例。比如空调制冷多使用氟利昂，会造成臭氧层空洞、紫外线增多、温度升高，目前正积极寻求替代品且朝着低能耗方向发展，无磷洗衣粉减少对河流水域污染和人体健康的危害，可降解塑造制品对土地、水源危害都将进一步减轻，清洁汽油的使用可对大气污染降低，以上种种尝试都说明了在生产环境友好型产品领域，绿色化工工艺所发挥的积极作用。尤其是近年来无污染汽油的研发与应用，像低硫柴油、乙醇、二甲醚等，不仅经济环保，发展前景好，且制备生产对自然资源的消耗、对环境的危害都不断降低，证实了绿色工程化工应用的优越性。

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2卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设的思路

卓越工程师背景下的化学工程与工艺专业需要根据行业对化工工程师知识、素质和能力的要求，确定相关课程和实践教学环节，将涉及工程意识、工程素质、工程实践能力、工程综合能力培养、企业以及工程项目管理知识的课程纳入培养方案中，增加工程教育相关课程，因此，必须按照新的人才培养方案，以教材建设和精品课程建设为手段，改革教学内容，加强教材建设，自主编写和完善系列专业教材，使教学内容充分反映新世纪化工实际生产和化工行业可持续发展的新要求。总体建设思路如下:

2.1构建“新体系”

构建以培养工程意识、工程素质、工程实践能力、工程综合能力为目标的实践教学新体系。按照基本技能层、知识应用能力与工程实践能力层、创新能力与工程综合能力层等“三层次”，循序渐进地培养学生的工程综合能力和创新能力。在基本技能层，主要通过课程实验、上机操作等实践环节加深对理论课程基本概念、基础知识和基本理论的理解和基本技能的培养;在知识应用能力与工程实践能力层，主要通过课程设计、专业实习、社会实践等环节实现对学生知识应用能力的培养;在创新能力与工程综合能力层，主要通过化工企业轮岗实习、化工企业项目设计与研究、毕业设计(论文)、大学生“挑战杯”竞赛、大学生科技创新活动、产学研合作开发等方式实现对学生的工程综合能力与创新能力的培养。

2.2突出“厚基础”

本专业卓越工程师教育专业培养方案课程设置分为通识教育，专业基础课和专业课三大模块。通识教育包括数学与自然科学、人文与社会科学、体育、素质教育公共选修课等，其课程学时占总学时的47.7%，课程学分占总学分的47.5%;专业基础课包括相关学科基础课和专业基础课，其课程学时占总学时的34.9%，课程学分占总学分的34.3%;专业课包括基本专业课和专业方向课，其课程学时占总学时的17.4%，课程学分占总学分的18.2%。突出了卓越工程师培养的厚基础，为卓越工程师的培养奠定坚实的基础。

2.3强化“宽口径”

本专业卓越工程师教育专业培养方案设置了精细化工、能源化工和生物化工三个专业方向课程模块。其中，精细化工方向课程模块开设了精细化学品化学、精细化工工艺学、精细化工过程与设备、精细化工及分离实验等课程;能源化工方向课程模块中开设了煤化学、煤化工工艺学、洁净煤技术、煤化工实验等课程;生物化工方向课程模块中开设了工业微生物学、生物化工工艺学、生化分离技术、生物化工实验等课程。强化了卓越工程师培养的宽口径，以满足大化工行业对工程技术人才的要求。

2.4体现“重创新”

教材建设也是教学资源建设不可缺少的内容。在化学工程与工艺专业的专业基础课和专业课教材的选用上，以“加强基础、精选内容、有所创新、有利教学”为原则，尽量选用国家规划教材或者比较权威的高水平教材。同时，组织教师立项编写或参编高质量教材，如普通高等教育国家规划教材或精品教材;自编配套辅导教材和讲义，制作和充实各类声像教学资料，积极开发具有专业特色的CAI课件，录制网络教学视频。重点开展精品课程建设，争取获得1门国家级精品课程、2～3门省级精品课程、4～5门校级精品课程，通过改革与建设，不断提高教育质量和人才培养质量，努力培养学生的创新精神和实践能力，打造出有扎实理论功底、掌握化工专门技能、有很强事业心和吃苦耐劳精神的应用型专业人才，以满足现代化工业发展对化工专业高素质人才的需求。我们将不断完善卓越背景下化学工程与工艺专业的教学资源建设，确保学校教学质量不断提高，确保专业建设项目绩效。

3卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建

设存在的困难卓越计划化学工程与工艺专业教学资源建设的内容相当丰富，在实际操作过程中需要突破重重难关，其中最为突出的有校企合作、人才需求的个性化和多样化以及师资队伍建设三个方面。

3.1校企合作是首先要解决的问题

近年来，我院不断探索和完善校企合作的长效运行机制，努力通过各种渠道与企业沟通，先后在多家大中型企业设立了教学实习基地并成立了一个工程实训中心，为学生营造了在企业进行实践学习的良好机会。但有些企业为了兼顾安全生产、产品质量和生产效益，不能为学生提供在相应的技术岗位上动手操作的机会，这样一来学生的动手能力就得不到真正的锻炼。

3.2人才需求的个性化和多样化

不同的公司对技术应用型人才的需求均存在差异，如同样是培养化学工程与工艺卓越工程师，有些公司需要学生具有精细化工或生物化工方面的知识，而有些公司则需要学生具有能源化工方面的知识。因此，我们必须有的放矢地进行化学工程与工艺专业卓越工程师教学资源的建设，以满足不同公司对技术应用型人才的多样化需求。

3.3师资队伍的建设

化学工程与工艺专业卓越工程师培养必须摆脱传统的大学生培养模式，为了实现卓越工程师的培养目标和落实卓越工程师的培养标准，形成具有良好的学缘结构、知识结构和以中青年为主体的双师结构教学团队是顺利、高效进行教学资源建设的必要条件。而要改变目前师资水平不足，知识结构单一和学缘结构不合理的现状将是一个长期而艰巨的过程。

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2激发学生兴趣

兴趣是最好的老师，要学好无机及分析化学，首先要激发学生的兴趣。第一，在无机及分析化学这门课的绪论课上，主要介绍化学的作用及学习方法。第二，阐明化学与人类生活之间密切联系，激发学生的学习。第三，无机及分析化学是化学、化工类相关专业的基础课，其作用无论是对以后的专业课学习还是将来从事工作都具有重要的意义。第四，在平时的课堂教学中，可以多讲一些贴近生活的例子，激发学生学习的兴趣。例如，在介绍影响化学反应速率的因素时，举例说明，夏天食物容易变质，我们可以将食物放进冰箱中保存，以防止变质。这是通过降低温度，达到降低食物变质的速率。汽车尾气CO和NO是严重的环境污染物，从热力学的角度讲，CO+NON2+CO2可以发生，但是遗憾的是，在通常状况下，该反应进行的非常之慢，以致不能有效地去除车道内的CO和NO。因此，有必要对化学反应的速率问题进行研究，必须考虑外界因素对反应速率的影响，由此可引出本节课要学习的内容。第五，在教学过程中，穿插介绍一些与知识点相关的科技发展新动态及前沿知识，以此调动学生学习的积极性。

3综合利用各种教学方法

现阶段的教学方法多种多样，而在实际教学中，各种教学方式应该相互结合、取长补短。根据我校无机及分析化学教学团队多年来教学中的经验，可以概括为以下几点:第一，增加课堂讨论。针对一些在学习过程中遇到的问题，教师应该指导学生搜集资料，进行课堂讨论。在讨论的过程中培养学生分析和解决问题的能力;第二，让学生走上讲台。让学生走上讲台不仅可以体验教师备课的准备过程，还可以锻炼学生的能力;第三，运用多媒体教学，可以使微观概念及理论形象化。例如，在物质结构基础这一章，学生一般较难理解，如果用多媒体课件和化学软件以动画的形式去展现，课程内容会更加形象、生动。这样的教学不仅有利于学生理解、记忆，还可以活跃课堂气氛。第四，对于公式推导，应该板书推理过程引导学生理解。在教学中应避免盲目使用多媒体教学，要将多媒体与其他教学手段结合起来，才会使学生理解公式的推导过程，并能较好的应用公式。

4培养学生能力

为了调动能源化学工程专业学生对无机及分析化学基础课程的兴趣，可以积极组织各类化学竞赛活动。我省有各类化学竞赛，例如:化学视频大赛，化学实验竞赛和趣味化学竞赛等。近年来，教育部门坚持开展国家级、省部级大学生创新实验项目，有望培养大学生的创新能力，推动全民创新。此外，为了鼓励和培养大学生创新激情及能力，我们学校也开展了大学生创新实验项目。该项目均是由学生亲自撰写项目申请书，申请答辩ppt，中期考核表，结题报告和结题答辩ppt等资料。这不仅培养了学生创新能力，还为学生日后工作和学习培养科学合理的方法和实践能力提供了基础。

5适应专业要求

能源化学工程专业的技术性和实践性较强，在无机及分析化学的教学中，要把握专业的特殊要求，认真学习我校能源化学工程专业人才培养方案，深入研究教学大纲，充分了解无机及分析化学在整个专业课程体系中的作用，明确教学过程中的内容和重难点。例如，化学热力学和化学动力学章节的内容应该详细讲解。这部分内容对于能源化学工程专业的学生而言，可以更好地理解能源转化及利用过程中的一般规律，为高效、低碳环保使用能源奠定基础。

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2应用型化学工程人才的培养目标

应用型研究生主要是把已发现的科学原理应用于社会实践，为社会创造直接的经济效益和物质财富的高端人才。应用型研究生既要有较宽广的基础知识，又要具有较强的科研与技术开发能力，能够有效地把知识转化为生产力。因此，应用型研究生化学工程人才培养的主要目标是：培养研究生具有化工学科方面的基础理论、系统的专门知识，掌握化工学科的现代实验方法和技能，具备从事科学研究或独立担负专门技术工作的能力；有严谨的科研作风，良好的合作精神和较强的交流能力。同时，从产品生产过程是学科集成的结果角度看，应用型研究生要具有较强的知识集成能力，同时，在科学研究或专门工程技术工作中具有一定的组织和管理能力[1]。

3应用型化学工程人才培养教学改革的探索

3.1理论教学改革

(1)优化教学内容。教学内容是随着科学技术的进步和社会的发展而不断变化的，因此应不断更新完善，以符合不断变化的人才培养模式的要求。而构建有利于增强研究生适应能力和创新能力，提高研究生培养质量的研究生课程体系，是深化研究生教育改革的必然要求，也是摆在广大研究生教育工作者面前的重要课题和任务[2]。根据本校的实际情况以及学校的培养理念、培养目标，与时俱进，及时更新和补充教学内容，建立富有化学、化工特色的化学工程专业课程体系是非常必要的。具体实施遵循以下四个方面：首先，整合已有的知识体系和教学内容，删掉重复或内容陈旧的课程，合并相近课程。其次，增设跨学科课程和符合社会需求的课程，发挥多学科交叉的综合优势，以适应科技发展的综合化和人才培养复合化的趋势。第三，增设一些前沿性、前瞻性的教学内容，引领研究生了解本学科的前沿动态，开阔思路，使学生在汲取知识的同时得到创新能力的培养。最后，针对跨专业入学的研究生，增设最基本、最必要的专业修补课程，以加强跨专业研究生的专业基础，以利于后继学习和研究的深入。

(2)改变传统教学方式，多种教学手段相结合。传统教学方式的课堂上以教师为中心进行教学活动，忽略了学生的主体作用，忽略了教与学的相互联系和影响，从而减弱了整体效能。研究生与本科生相比已经具有了较扎实的理论知识基础，因此，研究生的教学应采用广内容和多方法相融合的课内教学手段。即从理论知识和工程实践知识两个方面着手，改变目前静态、呆板的教学方法，采取更为有效的新方法，如互动式教学、探讨式学习、探索性研究，探讨传授知识与探索研究相结合的多层次教学新模式，可以充分调动学生的学习积极性，并培养学生独立思考的能力。同时，教师可在教学内容上增加探索性内容，努力把课题研究融入理论教学中，鼓励学生查阅各类文献，让学生有机会进行探究性学习，给学生营造出自由的学术氛围，开拓学生思维，提高教学水平[3]。

(3)改革考核方式。考核是教学工作中检查教学效果、巩固学生知识、改进教学工作、保证教学质量和督促教育目标实现的重要手段。建立符合研究生课程体系的多元化考核方式有助于更好地评价学生的综合水平。比如基础理论和基础原理考核可采用试卷形式；专业课程可通过分析文献、提炼思路、归纳总结、撰写学术小论文等形式进行评定；实践课程则可通过任务设定、实验操作、实践等进行考核。总之，要立足于以强调实践能力的多样化标准取代单一的学术性标准，通过考核促进研究生思维能力、创造能力的发展[4]。

3.2实践教学改革

化学工程作为一门实验性和应用性很强的专业，对实践教学有很高的要求。实践教学相对于理论教学具有直观性、实践性、综合性与创新性的特点，在加强对学生的素质教育与培养创新能力方面有着不可替代的作用[5]。

3.3实验体系的设置

化工类硕士学位研究生应该具备的最直接的实践技能就是实验操作技能。在本专业的实践实验体系设计中，可增加一项实验技能训练，此项训练可以开放选修实验或创新实验的形式开展，内容不同于研究生的毕业论文，主要集中于本专业的热点实验，增强本专业特色实验技能，也可开拓学生的专业接触面和眼界。另外，在实验过程中，应实行以学生为主体，教师辅导相结合的模式，留给学生足够的思考空间，使学生处于积极主动的地位[6]。

3.4产学合作与校企合作的开展与建立

利用各种条件(如教师科研合作企业、校友主管的企业等)建设各类实践基地，研究生可在实践教学基地进行短期实习，目的是使学生熟悉企业文化，了解企业生产和研发流程。此外，要求研究生选定一个或几个相关企业或研究机构进行实地调研或实习，重点了解与本人硕士学位论文内容相关的企业技术需求，主要生产或研制流程、工艺等，并要求研究生须撰写调研实习报告，加强认识。

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一是多维创新实践平台硬件建设。针对能源化学工程专业的特点，对已有的校外生产实习基地进行巩固和规范，实现专业和企业的有机衔接;开拓新的生产实习基地，丰富和加强学生实践环节;优化实验室资源分配和管理机制，增加公共和专业实验室的开放数量和时间;引导和加强专业教师研究室和企业的产学研合作，促进校企产学研中心的有序高效运行，增进校企的紧密联系。二是多维创新实践平台硬件建设运作机制的建设。以校企产学研中心为桥梁，学校和企业签署共同建设协议，确定双方的责任和义务，成立协调办公室，实现实验室、教师研究室和企业的协调互助，加强和完善学生实践环节，增强学生对企业生产的了解和行业发展的认识，提高学生应用专业知识的能力。

(二)建设目标

通过多维创新实践平台的建设，造就一支结构合理高水平的教学科研队伍，利用区域优势和学科优势，进一步加强多种形式的协作，满足具有鲜明特色的专业人才创新能力培养需要。通过多维创新实践平台的有效运作，增加实践教学比重，改革实践教学内容，完善实践教学条件，切实提高能源化学工程专业大学生的应用创新能力。通过多维创新实践平台的建设，培养新形势下的优秀本科生，促使其更快、更好地适应社会需要。

二、多维实践平台建设的实施方案

对学生的多维创新实践能力的培养应该是在专业教师的指导下进行的，目的是充分激发学生的自主学习能力，培养学生的创新能力，让学生真正掌握理论知识，并且可以运用自己所学知识解决实际问题。以此来落实以学生为中心的教学理念，实现课内课外相结合，教学与实践相结合的教学目标。

(一)对教师研究室的建设加以完善

可以根据每个教师的专长和研究方向，来建设尖子教师研究室，并且对考核目标作出明确规定，支持本科生“进团队、进课题”，积极参与教师的教学与科研活动，增进教师研究室和企业的交流，实现教研相长。

(二)强化校内实验室建设和管理

把突破口瞄准建设综合实验室，综合考虑教学内容、课程设计、生产实习的全面配套改革，提升实验室教师的专业水平，发挥学生的自主性，完善生产实习环节。主要是巩固原有生产实习基地，开拓新的实习基地;采用灵活多样的指导方式，充分考虑学生的个体差异，有针对性地选择实习教师和实习场所;强化校企产学研中心的作用，促进学科发展。设计完善的多维实践创新平台运作机制，满足其发展和提升的需求，更好地服务于科技创新。

(三)加强教师团队建设

坚持“以人为本”、“服务广大师生”的指导思想，构建服务化的、人性化的、可持续发展的新理念，调动教师积极性，保障高素质人才的培养，全面推进教育教学改革。

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    化学原料是化学工程的源头,原料决定了生产流程和工艺的选择,绿色工艺的介入可以从源头上改变原料生产带来的各类化学污染,同时绿色工艺与化学工程的结合还可高效利用各类自然资源,实现深度开发利用,兼顾无污染、节能、环保的生产方式必然会掀起一轮新的工业革命。绿色原料的典型开发应用比如甘蔗渣、稻草、麦秆以及木屑、树枝、芦苇等可加工成为酮类、酸类与醇类化学品。

    在化学反应中使用选择性高的试剂也是绿色工艺应用的一个途径。以石油化工为例,生产过程中烃类选择性氧化反应较为普遍,作为一种强方热性反应,具有生成物不稳定、易进一步氧化等特征,所以,催化反应中此反应并非最佳选择,生成物的不稳定也不利于提取最终产物,所以,为改善这种情况,使用选择性高的试剂是最佳途径。如此一来,不仅可以降低成本,节约资源,还能够降低分离产品的难度提升纯度,无疑实现了提升效益和减少污染的双赢,所以,绿色化学工程在这方面的研究实践也非常热门。随着越来越多的化学反应被应用到工业生产中,催化剂对提升反应速率效果显着,所以目前化学工艺领域积极研究无毒无害的高效催化剂成为主流发展方向不一,不仅有利于工业的发展,对于推动化学分子深入研究也有助益,分子筛催化剂和烷基化固相催化剂就是其中较为典型的代表。

    2.绿色化学工程工艺应用

    分析绿色化学工艺是实现节能减排的重要途径,对绿色工艺的重视与开发也彰显了当前世界范围内节能减排的重要性。长达两百余年的工业化路程,使得人类活动对自然资源环境的危害越来越大,尤其中国作为当前世界最大的工业国,“三废”问题十分突出,PM2.5问题也成为了悬在人们头上的一把利剑,将资源枯竭、环境污染、生态失衡、人口问题等推到了台前更加显着的位置。大型化工企业作为与人们生存发展息息相关的企业,石油化工与煤炭除去提供能源之外,还提供多种衍生化工产品为人们衣食住行服务,生产过程中产生的废水废渣废气、消耗的大量原材料都警示着当前必须积极发展绿色化工工艺,以达到节能减排、实现可持续发展的目的。就目前而言,节能减排的实现途径主要以下几种:研发新科技、新工艺全过程控制污染;利用先进清洁工艺从源头控制污染;利用技术和工艺创新打造可循环绿色生态产业链;发展循环经济等。绿色化学工程与工艺作为节能减排目标得以实现的重要保障,广泛应用于多个领域,就目前来说,主要以三种表现为主,分别是清洁生产技术、生物技术的应用及生产环境友好型产品。

    绿色化学工程与工艺使用生物技术服务可再生能源的合成,像有机化合物原料的应用经历了从动植物到石油煤炭的发展过程,现如今已经开始广泛应用各类再合成的有机化合物。在绿色化工中,所使用的催化剂多以工业酶和自然界中存在的酶,酶与其他化学催化剂相比,具有反应条件温和、生成物优良、污染少等优势,对于当前化工领域而言,生物酶的利用和研发就成为了绿色化工的重要发展方向。像丙烯酰胺的制备,最早使用丙烯晴,在环城生物酶催化后,不仅能耗与成本大幅度减低,且反应完全无副产物,对工业生产而言有多重积极意义。