能源化學(xué)工程專業(yè)教學(xué)體系建立
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摘要:結(jié)合中國石油大學(xué)(北京)的特色，提出并建設(shè)能源化學(xué)工程專業(yè)認(rèn)知實習(xí)的課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、實習(xí)基地和教學(xué)改革等嘗試，不斷拓展認(rèn)識實習(xí)的內(nèi)涵。經(jīng)過5年的探索和實踐，建立了依托于中國石化北京燕山分公司，面向石油化工、天然氣化工和化工中間體生產(chǎn)，將課堂教學(xué)、仿真實習(xí)與現(xiàn)場實習(xí)相結(jié)合的實習(xí)教學(xué)方法，進(jìn)而提高學(xué)生的工程素養(yǎng)的培養(yǎng)。
關(guān)鍵詞:能源化學(xué)工程;認(rèn)知實習(xí);能源特色
1結(jié)合辦學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)確立認(rèn)知實習(xí)教學(xué)內(nèi)容
中國石油大學(xué)(北京)能源化學(xué)工程專業(yè)結(jié)合近5年的辦學(xué)經(jīng)驗和學(xué)校的石油特色，提出了本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)國家建設(shè)和科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展需求的，德智體美全面發(fā)展的，厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)、強能力、高素質(zhì)、具有國際視野和創(chuàng)新思維的，掌握化石與可再生能源生產(chǎn)、高效清潔轉(zhuǎn)化利用過程中的基本理論、基本知識、基本技能以及化學(xué)加工技術(shù)，掌握企業(yè)能效評價、過程能量優(yōu)化等技術(shù)，掌握能源化工過程設(shè)計技能的，能在煤化工、生物化工、石油天然氣化工、新能源領(lǐng)域等行業(yè)從事化工生產(chǎn)、生產(chǎn)管理、技術(shù)管理、化工用能評價、過程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、科學(xué)研究等工作的優(yōu)秀專門人才。我校能源化學(xué)工程專業(yè)，主要圍繞“油氣”資源轉(zhuǎn)化，關(guān)注學(xué)生在石油、天然氣和煤化工以及新興的生物質(zhì)和新能源化工等領(lǐng)域的實踐能力的培養(yǎng)。因此，如何設(shè)置適合能源化工領(lǐng)域的實踐課程，著力培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)和面向?qū)嵺`的創(chuàng)新意識和能力，是對我校能源化學(xué)工程專業(yè)認(rèn)知實習(xí)課程體系建立的要求。傳統(tǒng)的化學(xué)工程與工藝專業(yè)的認(rèn)知實習(xí)，主要是為后續(xù)學(xué)習(xí)《化工原理》核心課程準(zhǔn)備［1－5］。而我校能源化學(xué)工程專業(yè)認(rèn)知實習(xí)，既服務(wù)于后續(xù)的《化工原理》課程，還為后續(xù)學(xué)習(xí)的《石油煉制工程》、《煤化學(xué)轉(zhuǎn)化工程》和《天然氣處理與轉(zhuǎn)化工程》等三門專業(yè)核心課程打基礎(chǔ)。因此，認(rèn)識實習(xí)課程內(nèi)容多元化顯得尤為重要。例如，同時開展針對典型化工生產(chǎn)車間、石油煉制車間和煤化工車間的認(rèn)知實習(xí)，讓學(xué)生既能對化工生產(chǎn)過程中的設(shè)備和單元操作有初步的認(rèn)識，同時又能夠初步了解能源化工和環(huán)境化工領(lǐng)域的主要生產(chǎn)流程。而這種多元化的教學(xué)內(nèi)容，一般只能通過煉化一體的能源化工企業(yè)的實習(xí)實踐才能滿足相應(yīng)的要求。
2能源化學(xué)工程專業(yè)實習(xí)基地的建設(shè)
從專業(yè)學(xué)習(xí)的角度分析認(rèn)知實習(xí)，可以發(fā)現(xiàn)認(rèn)知實習(xí)的時間、成本以及實習(xí)單位地理位置等因素都是影響和制約認(rèn)知實習(xí)教學(xué)工作深入的主要因素。因此，建設(shè)一個合適的實習(xí)基地是決定整個實習(xí)能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵因素，穩(wěn)定的實習(xí)基地的建設(shè)不僅可以為學(xué)生提供實習(xí)場所，同時有利于指導(dǎo)教師熟悉情況。中國石油大學(xué)(北京)的行業(yè)特色決定學(xué)校與石油相關(guān)的企業(yè)存在天然親近的關(guān)系。我校化學(xué)工程學(xué)院與中國石化北京燕山分公司，北京石油化工學(xué)院的燕山分公司實習(xí)基地長期合作，建立了集中式的實習(xí)基地。通過實際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，中國石化北京燕山分公司既能滿足石油煉制車間和精細(xì)化工車間的認(rèn)知實習(xí)，同時，中國石化北京燕山分公司又擁有天然氣制氫車間，硫磺回收和污水處理車間等能滿足煤和天然氣化工、環(huán)境化工領(lǐng)域的實習(xí)。為此，我校化學(xué)工程學(xué)院通過加強與中國石化北京燕山分公司科研合作、聘任企業(yè)專家到學(xué)校做兼職導(dǎo)師等方式，與中國石化北京燕山分公司集團建立了長期穩(wěn)定的集中式認(rèn)知實習(xí)基地等。
3能源化學(xué)工程專業(yè)認(rèn)知實習(xí)教學(xué)體系的構(gòu)建
化工類專業(yè)的認(rèn)知實習(xí)一般都是在入學(xué)后的第二個暑期展開，學(xué)生剛剛完成了高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、基礎(chǔ)化學(xué)等基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，并沒有接觸到化工廠或煉油廠相關(guān)的專業(yè)知識和內(nèi)容。因此，如何調(diào)動學(xué)生的積極性，給學(xué)生補充必要的專業(yè)基礎(chǔ)知識和概念是提高和促進(jìn)學(xué)生實習(xí)效果的關(guān)鍵。中國石油大學(xué)(北京)能源化學(xué)工程專業(yè)結(jié)合近5年的實習(xí)實踐，逐步建立了以下的認(rèn)知實習(xí)教學(xué)體系。通過近5年的探索，發(fā)現(xiàn)中國石化北京燕山分公司實習(xí)的現(xiàn)場實習(xí)安排基本為化工中間體生產(chǎn)車間或橡膠生產(chǎn)車間、石油常減壓蒸餾車間、催化裂化車間、加氫車間、重整制氫車間、乙烯車間等內(nèi)容。因此，在進(jìn)入現(xiàn)場實習(xí)之前，能源化學(xué)工程專業(yè)通過理論課授課，提前講授現(xiàn)場將會接觸的換熱器、泵、塔、加熱爐和反應(yīng)器等基本化工設(shè)備的基礎(chǔ)知識，石油煉制和化工生產(chǎn)的流程，能夠有針對性地為現(xiàn)場實習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。同時，通過帶隊教師組織學(xué)生參觀學(xué)校的煉油廠模型，參觀石油煉制相關(guān)的科研實驗室的設(shè)備和實驗流程，讓技術(shù)專家現(xiàn)場介紹理論如何與科研實踐結(jié)合，使得學(xué)生在進(jìn)入企業(yè)現(xiàn)場實習(xí)之前初步建立理論和實際之間的聯(lián)系。最后，通過為期一周的企業(yè)現(xiàn)場學(xué)習(xí)，利用化工廠車間參觀、仿真車間的近距離接觸以及煉油廠參觀，強化了實習(xí)效果。
4認(rèn)知實習(xí)教學(xué)的挑戰(zhàn)和改革嘗試
中國石化北京燕山分公司為煉化一體的大型國企，企業(yè)生產(chǎn)集成化成度高，生產(chǎn)連續(xù)性強，且涉及高溫、高壓、易燃、易爆、深冷等一些列危險度極高的工藝過程，因此，中國石化北京燕山分公司對于實習(xí)人員進(jìn)入現(xiàn)場的要求愈來愈嚴(yán)，學(xué)生實習(xí)過程一般都無法進(jìn)入現(xiàn)場車間，更不允許學(xué)生動手操作。實習(xí)過程，主要是技術(shù)人員和指導(dǎo)教師帶領(lǐng)學(xué)生在裝置外圍進(jìn)行參觀。另一方面，中國石化北京燕山分公司作為負(fù)責(zé)任的國企，每年接待大量實習(xí)任務(wù)，因此，每次現(xiàn)場實習(xí)的學(xué)生基本為一個教學(xué)班級。因此，學(xué)生人數(shù)多、現(xiàn)場噪聲大、現(xiàn)場參觀時間短等問題都導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為實習(xí)過程流于形式，實習(xí)效果差。但是，現(xiàn)場實習(xí)仍然是必不可少的實習(xí)方式，一方面可以讓學(xué)生感受企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境，了解企業(yè)的文化，同時可以對化工生產(chǎn)的安全要求、關(guān)鍵設(shè)備和工藝流程等形成感性的認(rèn)識。因此，如何提高現(xiàn)場實習(xí)的效果是關(guān)鍵。為此，我們在以下幾方面進(jìn)行了初步的嘗試，取得較好的教學(xué)效果。首先，與實習(xí)現(xiàn)場實習(xí)的技術(shù)人員提前溝通，通過現(xiàn)場參觀裝置，現(xiàn)場講解，然后利用多媒體教學(xué)設(shè)備，進(jìn)行現(xiàn)場參觀裝置的逐一講授，可以加深學(xué)生對現(xiàn)場實習(xí)內(nèi)容的認(rèn)識。其次，強化實習(xí)紀(jì)律和要求，通過實習(xí)日記和實習(xí)平時成績考核現(xiàn)場技術(shù)人員講授內(nèi)容，督促學(xué)生在現(xiàn)場實習(xí)過程中積極參與到提問和討論過程中。其次，現(xiàn)場實習(xí)完成一半后，安排學(xué)生利用實習(xí)基地或中國石化北京燕山分公司的仿真中心，讓學(xué)生參觀仿真中心，近距離接觸化工關(guān)鍵設(shè)備和生產(chǎn)流程，提高學(xué)生實習(xí)的效果。最后，通過現(xiàn)場實習(xí)內(nèi)容的考核，完成對學(xué)生實習(xí)效果的檢查。
5結(jié)語
經(jīng)過近5年的探索和實踐，根據(jù)我校能源化學(xué)工程專業(yè)的辦學(xué)定位和目標(biāo)，構(gòu)建了具有“能源化工生產(chǎn)”特色的能源化學(xué)工程專業(yè)認(rèn)知實習(xí)的教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容，在培養(yǎng)能源化學(xué)工程專業(yè)的工程素養(yǎng)方面起到重要的作用。但是，現(xiàn)代化工企業(yè)生產(chǎn)的安全要求，影響學(xué)生現(xiàn)場實習(xí)的效果。因此，如何利用多媒體設(shè)備，構(gòu)建仿真實習(xí)工廠已經(jīng)是當(dāng)代化工類專業(yè)認(rèn)知實習(xí)教學(xué)體系建設(shè)的重要內(nèi)容。因此，依托我校石油特色以及石油化工仿真實驗室，拓展建設(shè)煤、天然氣和生物質(zhì)化工等新型仿真工廠，對于提升我校能源化學(xué)工程專業(yè)的實習(xí)實踐素養(yǎng)訓(xùn)練顯得尤為重要。
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作者：吳志杰 劉百軍 黃星亮 單位：重質(zhì)油國家重點實驗室 中國石油大學(xué)( 北京) 化學(xué)工程學(xué)院
