化工核心課程完善思考

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1核心課程體系的構(gòu)建

1.1核心課程體系構(gòu)建的原則

欽州學(xué)院開(kāi)設(shè)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)有良好的機(jī)遇，同時(shí)也有多方面的挑戰(zhàn)。要辦好欽州學(xué)院化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)，貫徹學(xué)院打造五大品牌專(zhuān)業(yè)的精神，需要從緊密聯(lián)系北部灣區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)方面著眼，努力辦出具有石化特色的化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)，重點(diǎn)建立一套緊密結(jié)合石化下游產(chǎn)業(yè)鏈、注重過(guò)程開(kāi)發(fā)和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的核心課程體系。在核心課程設(shè)置方面，確立夯實(shí)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)、強(qiáng)化工程意識(shí)、注重實(shí)驗(yàn)技能、拓寬專(zhuān)業(yè)口徑，注重石化特色的原則。

1.2核心課程體系的內(nèi)容與相互關(guān)系

所謂化工過(guò)程，主要包含分離過(guò)程和反應(yīng)過(guò)程兩種過(guò)程。與這兩種過(guò)程緊密相關(guān)的一系列化工類(lèi)課程共同構(gòu)成了化工類(lèi)課程的核心。按照“門(mén)數(shù)適宜，重點(diǎn)突出，相互支撐，形成一體”的要求，選擇化工熱力學(xué)、分離工程、傳遞原理、反應(yīng)工程和化工工藝學(xué)等五門(mén)理論課以及與這五門(mén)理論課相關(guān)的化工專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課作為核心課程,建設(shè)具有石化特色化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)的核心課程體系，全力打造化學(xué)工程與工藝這一品牌專(zhuān)業(yè)。在這五門(mén)理論課程中，分離工程和反應(yīng)工程分別研究各類(lèi)分離過(guò)程和反應(yīng)過(guò)程，它們構(gòu)成了化工過(guò)程課程最核心的部分?；崃W(xué)是化工過(guò)程研究、開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，是化學(xué)工程的重要分支之一，與化學(xué)反應(yīng)工程、分離工程關(guān)系密切?；崃W(xué)的核心價(jià)值在于研究過(guò)程進(jìn)行的方向和限度，為分離過(guò)程和反應(yīng)過(guò)程提供相平衡、反應(yīng)平衡數(shù)據(jù)，并對(duì)化工過(guò)程進(jìn)行熱力學(xué)分析[1]。反應(yīng)工程是與工程實(shí)際緊密聯(lián)系的課程之一，它廣泛地將化工熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱、傳質(zhì)以及生產(chǎn)工藝、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等反面的理論知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)綜合于工業(yè)反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化中[2]。

分離工程是化工專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，講述的是如何將混合物進(jìn)行分離與提純的學(xué)科。作為專(zhuān)門(mén)研究分離方法的分離工程課程對(duì)學(xué)生工程素養(yǎng)的培養(yǎng)有很重要的作用。該課程闡明了化工分離過(guò)程的本質(zhì)規(guī)律，重點(diǎn)研究分離方法的工業(yè)化途徑，設(shè)備設(shè)計(jì)放大效應(yīng)，最優(yōu)分離路線(xiàn)的工業(yè)化，及最優(yōu)操作條件。在選擇具體分離方法時(shí)，不僅要考慮技術(shù)上的可行性、經(jīng)濟(jì)上的合理性，而且要考慮能耗、環(huán)保、設(shè)備放大和開(kāi)發(fā)成本等諸多問(wèn)題[3]。傳遞原理旨在研究化工動(dòng)量、熱量及質(zhì)量(俗稱(chēng)三傳)的傳遞現(xiàn)象，用一種統(tǒng)一的觀(guān)點(diǎn)來(lái)處理三種傳遞現(xiàn)象，并研究動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞之間的類(lèi)似性，是研究分離機(jī)理、分離效率和宏觀(guān)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)理論，同時(shí)也是反應(yīng)器放大研究的基礎(chǔ)理論之一。與化工熱力學(xué)不同，傳遞原理是一門(mén)探討傳遞速率的課程，它對(duì)過(guò)程開(kāi)發(fā)、過(guò)程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)操作、優(yōu)化控制及過(guò)程機(jī)理研究都有重要的使用意義[4]?；すに噷W(xué)重在工藝過(guò)程的分析，即在特定條件下，進(jìn)行分離過(guò)程、反應(yīng)過(guò)程的比較選擇、整合優(yōu)化。化工工藝學(xué)是大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)、化工熱力學(xué)、化工動(dòng)力學(xué)、反應(yīng)工程、分離工程等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)可和專(zhuān)業(yè)課的綜合運(yùn)用。化工熱力學(xué)和傳遞原理旨在加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，化工專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)、反應(yīng)工程和分離工程重在強(qiáng)化工程意識(shí)，化工工藝學(xué)拓展了專(zhuān)業(yè)適應(yīng)面，可以突出石化特色。

2核心課程體系的優(yōu)化

為了保障以上核心課程體系的順利實(shí)施，建議結(jié)合欽州學(xué)院化學(xué)工程與工藝現(xiàn)有的教學(xué)計(jì)劃，從下面幾個(gè)方面作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

2.1加強(qiáng)數(shù)理基礎(chǔ)教學(xué)力度，適度拓展

新世紀(jì)的工程人才必須有熟練應(yīng)用數(shù)學(xué)、科學(xué)與工程等知識(shí)的能力，有進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)分析與數(shù)據(jù)處理的能力。在兩年的教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生普遍反映數(shù)理基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，一些數(shù)學(xué)問(wèn)題不知所云，比如熱力學(xué)計(jì)算中要應(yīng)用迭代法求解狀態(tài)方程、精餾過(guò)程計(jì)算、反映工程中的偏微分方程求解等等，問(wèn)題大都源于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較薄弱。因此建議加開(kāi)線(xiàn)性代數(shù)、運(yùn)籌學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)值計(jì)算、C程序語(yǔ)言、數(shù)學(xué)物理方法，流體力學(xué)等數(shù)理和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程。多所兄弟院校也早就開(kāi)設(shè)了這些基礎(chǔ)課程。線(xiàn)性代數(shù)和運(yùn)籌學(xué)的開(kāi)設(shè)可以解決反應(yīng)器設(shè)計(jì)過(guò)程的優(yōu)化問(wèn)題；概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和理解反應(yīng)工程中一些基本概念的基礎(chǔ)；數(shù)值計(jì)算和C程序語(yǔ)言?xún)砷T(mén)課程是工科學(xué)生重要的基礎(chǔ)課程，加開(kāi)這兩門(mén)課程也是落實(shí)我校化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中對(duì)學(xué)生計(jì)算機(jī)水平的要求，對(duì)學(xué)生的就業(yè)能力的提高有好處；數(shù)學(xué)物理方法和流體力學(xué)是傳遞工程等課程的基礎(chǔ)，加開(kāi)這兩門(mén)課程可以大大的提高學(xué)生工程數(shù)學(xué)能力，為就業(yè)和進(jìn)一步深造打下更堅(jiān)實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)。考慮到Matlab在科學(xué)和工程計(jì)算領(lǐng)域的突出作用，建議開(kāi)設(shè)Matlab在化工中的應(yīng)用的相關(guān)課程[5]?；崃W(xué)和化工原理是反應(yīng)工程的基礎(chǔ)，故將化工熱力學(xué)和從第四、五學(xué)期調(diào)整至第三、四學(xué)期；化工原理和反應(yīng)工程兩門(mén)課程共同構(gòu)成了化學(xué)工程最核心的部分課程，將化工原理從第四、五學(xué)期調(diào)整至第二、三學(xué)期，反應(yīng)工程從第三學(xué)期調(diào)整至第五學(xué)期，也是考慮到化工原理是反應(yīng)工程的基礎(chǔ)。同時(shí)，將計(jì)算機(jī)模擬與仿真刪去，將其中的知識(shí)分散到加開(kāi)的MATLAB在化工中的應(yīng)用和數(shù)值計(jì)算這兩門(mén)課程中。從上表2中還可以看出，加開(kāi)的課程中，突出了數(shù)理課程的基礎(chǔ)，同時(shí)，適度的拓展經(jīng)濟(jì)和計(jì)算機(jī)相關(guān)的課程，也增加化工制圖和電工學(xué)等實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力是必不可少的。

2.2整合化工專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)

為了整合學(xué)院教學(xué)資源，最大限度地利用現(xiàn)有的一切教學(xué)設(shè)備，建議從各門(mén)化學(xué)工程與工藝核心課程的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)中選出一些經(jīng)典的、與石化行業(yè)緊密相關(guān)的進(jìn)行重新編排，單獨(dú)設(shè)置一門(mén)大學(xué)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，分成三個(gè)學(xué)期展開(kāi)教學(xué)。另外，考慮到傳統(tǒng)的化工專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教材以單一驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主，無(wú)法滿(mǎn)足新世紀(jì)綜合素質(zhì)人才培養(yǎng)的要求，可將化工實(shí)驗(yàn)按由淺入深的原則劃分成驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和綜合型實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次。盡量精簡(jiǎn)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，增加設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和綜合型實(shí)驗(yàn)?？梢詮慕處煹囊恍┛蒲许?xiàng)目中選出一部分讓學(xué)生參與，將這些項(xiàng)目設(shè)計(jì)成設(shè)計(jì)型或綜合型實(shí)驗(yàn)，這樣，通過(guò)學(xué)生的親身體驗(yàn)科研過(guò)程，培養(yǎng)了正確的科研習(xí)慣，為學(xué)生的就業(yè)和進(jìn)一步的深造打下好的基礎(chǔ)。

2.3加強(qiáng)多媒體教學(xué)

隨著計(jì)算機(jī)眾多領(lǐng)域的廣泛而深入的應(yīng)用，掌握必要的計(jì)算機(jī)的應(yīng)用知識(shí)是相當(dāng)必要的。一方面，由于現(xiàn)在的石化企業(yè)的生產(chǎn)是高度自動(dòng)化的，一些問(wèn)題通過(guò)傳統(tǒng)的教學(xué)形式很難向?qū)W生解釋清楚，多媒體技術(shù)可有效增加信息的傳遞；另一方面，采用多媒體教學(xué)的教學(xué)形式，通過(guò)多媒體仿真實(shí)驗(yàn)，可以減少不必要的實(shí)驗(yàn)的投入，減少人力物力，在保質(zhì)保量的前提下降低教學(xué)成本。要將課堂教學(xué)和多媒體教學(xué)結(jié)合起來(lái)，既發(fā)揮課堂教學(xué)有利于教師與學(xué)生間的面對(duì)面交流的作用，也讓多媒體教學(xué)進(jìn)入學(xué)生的學(xué)習(xí)中。