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关键词:化学工程;发展情况;措施
1引言
化学工程技术是一个复杂的工程性学科,它是采用一系列科学研究方法对化学过程进行深入研究的物理或者化学过程,它还包括对原有设备的优化和改进以及对新技术的研究。它以化学为指导思想,将科学理论和工程实际结合在一起,它包括有机化学、无机化学、以及石油化工等领域。化学工程是国民经济建设中的重要工程,它大大推动了社会进步的步伐,同时化学工程也与高精尖技术联系密切,目前化学工程技术正朝着连续化、集约化、高效化、精细化和自动化方向发展。化学工程技术不仅和工业产生联系密切,它和日常生活也有大的关系,因此对化学工程技术进行探索和研究具有十分重要的意义。对化学工程技术的发展进行研究不仅有利于吸收国内外最新的技术成果,还有利于改进生产设备,提高生产效率。
2新型化学工程技术的研究
2.1绿色化学技术
绿色化学技术是指采用对高新技术使化学反应在进行的过程中不会对环境造成污染,并且有利于环境保护的绿色化学技术。它的理念是在化学反应的过程中采用化学的技术和方法减少或者消除人类健康有害、对生态环境产生不良影响的化学原料或者溶剂等。绿色化学不同于传统的环境保护技术,它是从源头上来消除污染的,因此很彻底。它的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,将反应物的原子全部转化为期望的最终产物。近年来,随着环境污染的加剧和能源的日益枯竭,环境保护已经得到世界各国的重视,我国也在“十二五”规划中也明确提出了环境保护的要求,因此绿色化学技术必将有广阔的发展空间。
2.2超临界化学技术
超临界液体是指当温度和压力处在临界点时,物体会处于一种介于气体和液体之间的特殊状态,这时物体有气体和液体的双重性质。这种超临界状态的液体在化学工业、生物工业、食品工业等有着广泛的应用,尤其是在医药工业领域更有广阔的应用空间。目前,超临界液体的各种性质已经显示出巨大的魅力,发展前景十分诱人。而超临界的化学技术就是与超临界液体相关的化学技术,化学界已经将超临界水氧化法成功的应用到了环境保护的领域。目前,超临界化学技术还处于发展阶段,很多技术还不够成熟。
2.3新的分离技术
在化学工业中常常运用物理法和化学法对化学物质进行分离,例如,利用物质的沸点将不同的物质从分离塔中分离出来,另外还可以根据物质化学性质的不同对其进行分离。这些都是传统的分离方法,这些方法技术比较简单,操作起来也比较简单,但是这些分离方法的效率比较低,分离过程也比较慢,越来越不能满足未来化学工业发展的需要。随着信息技术的不断发展,化学工业中的分离技术也不断的完善,将信息技术和传统的化学技术相结合就形成新的分离技术。例如,在传统的半透膜分离技术中加入了一些新的控制方法,这种新型的分离技术大大加快了分离的速度和效率。
2.4与计算机技术相结合的化学技术
化学技术在发展时遇到了大量的数据计算和数据采集的问题,用传统的方法对这些数据进行处理势必会严重影响化学技术的发展。随着计算技术的发展,化学技术中采用了大量的计算机处理技术使得数据的计算和处理变的非常快捷,在提高效率的同时还节省了大量的物力和财力。计算机技术的在化学中的应用主要体现在在流体力学和数值传热学上,它主要采用数值模拟法进行研究,这种方法需要大量的数据和大量的实验作为支撑,然后利用计算机对数据进行计算和分析,并将数据直观的表示出现。这种方法节约了大量的时间,同时也大大减少了研究人员的工作量,提高了工作效率。总之,与计算机技术相结合的化学技术一定是未来的一个发展方向。
3化学工程技术发展的优化措施
化学工程技术近年来取得了巨大的发展和进步,但是随着时代的发展和进步,传统的化学工程技术也有很多不适合化学产业发展的地方,所以在化学工程技术发展过程中要采取以下几种优化措施:
3.1加强化学工程基础应用的研究
化学工程技术在发展时除了要紧跟科技发展的前沿外,还要对必要的基础应用展开研究。众所周知,基础应用研究投资大,研发时间长,短期内很难看到经济效益,但是从长远出发为了化学工程技术的可持续发展必须加强基础应用研究。另外,在引进外来先进技术时要注意消化吸收其中的基础技术,做好自己的技术储备工作。
3.2利用化学工程技术对现有的化学流程和工艺进行改造
在化学工业中,我们长期都是引进外国的产生工艺和生产线,缺乏独立开发自己生产线的能力。因此,以后我们在引用外国先进技术时要注意消化吸收他们的先进技术,并在此基础上形成自己核心技术。另外,要充分利用过程模拟技术对现有的生产设备进行仔细的分析,找出其中的关键问题所在,根据实际生产的需要对现有的生产线进行改造。
3.3加强高校、研究所和企业之间的联系
高校和研究所搞的项目的和技术往往偏向于理论和研究,实际应用的项目不多,而在企业中往往都是实际的应用项目,但是这些项目缺精确的理论指导。这样就在高校、研究所和企业之间发生了脱节现象,以后必须要加强他们之间的联系,可以根据实际情况在三者之间建立一个有效的合作机制。将企业中的更多的实际课题拿到高校和研究所去做,这样既解决了企业项目理论性不足的问题,也解决了高校和研究所项目过于偏向理论的问题。目前,很多高校和企业都签署了合作协议,建立了校企合作制度,这极大的促进了化学工程技术的发展。所以,只有加强这三者之间的合作和交流才能更好的促进化学工程技术的发展。
3.4加强绿色化学技术的研究
当今世界面临的环境问题日益增多,目前我国也已经意识到了这个问题,明确提出了保护环境,减少能源消耗的目标。而传统的化学工业作为污染的主要来源更要加强技术技术改造,减少对环境的污染。所以,加强绿色化学技术的研究已经变得刻不容缓。它的发展对我们保护环境减少污染有非常重要的意义。
3.5做好人才工程的建设
21世纪国际社会的竞争实质上就是以科技实力为基础的综合国力的竞争,谁在科技上遥遥领先谁就掌握了国民经济发展制高点。而科技的竞争归根到底还是人才的竞争,人才是科技发展的根本动力。而化学工程技术的发展也需要大批的优秀人才作为支撑,因此,我们要加强化学工程的高等教育,以培养出更多的优秀的化学工程人才。另外,还要提高化学工程人员的待遇,稳定化学工程研究队伍,加强国际和国内的学术交流活动。最后还要鼓励创新精神,创新是科技发展的灵魂,做好创新工作也是化学工程技术发展中很重要的一个环节。目前化学工程技术正处速发展的时期,随着化学工业过程技术开发力度的加大,化学工程技术必将以全新的面貌和辉煌的成就呈现在大家面前。
4结束语
现在的化学工程技术与以前传统的化学技术已经有很大的区别,它在发展的过程中采用了很多的新技术,例如绿色化学技术、超临界化学技术、新的分离技术、计算机技术等等。我国的化学工程技术近年来发展很快,取得了很大的成就,很多技术达到了国际先进水平,但是在一些关键领域还比较落后。因此,我们还要调动各种积极因素,采取各种措施促进我国化学工程技术的发展,并且促进我国国民经济的发展。
参考文献:
[1]房鼎业.化学工程的技术进展与化学工业的发展趋势[J].化工生产与技术,2008,(05):33-36.
1双语教学对象、课程和师资
双语教学的教学对象必须根据学生的英语水平来确定,这样教与学的效果才会比较好。若将双语教学全面铺开,英语差的一部分学生可能会有厌学情绪,上课不认真听甚至逃课。考虑到学生整体英语水平的不均衡,双语课开设初期不可能面对化学工程与工艺专业所有班级的学生。结合专业实际,拟定以化学工程与工艺“卓越工程师教育培养计划”实验班(以下简称“卓越班”)的学生为教学对象。因为桂林理工大学采取自愿报名、课程考试、面试三者结合的办法来遴选“卓越班”学生。新生入学后,学校组织对自愿报名参加“卓越班”的学生进行英语和数学考试,入选“卓越班”的学生其英语成绩必须达到A班标准。达到A班标准的学生可以在大一参加大学英语四六级考试。大学二年级,“卓越班”学生的四级通过率可达到70%以上。“卓越班”的学生经过了选拔,具有比较扎实的英语基础,是开展双语教学的理想对象。这样在授课过程中学生基本上可以适应双语教学,课堂上亦可以配合教师教学,预期教学效果较好。以“卓越班”为双语教学的试点,总结教学经验,由点及面逐步扩大。双语教学的课程的选择上,必须考虑师资力量和教学资源的配置以及该课程进行双语教学的适宜性。因此,双语课开设初期不可能涉及多门化学工程与工艺的专业基础课程及专业课程。《化工原理》是化学工程与工艺专业学生的一门必修专业基础课,在培养化学工程师中起着举足轻重的作用。化工原理课程实施双语教学有其自身的优势[6]。化工原理课程属于自然科学学科具有较强的国际共通性,其专业术语、基本词汇、句型结构、表述方法等相当比较固定。在实施上,应考虑采用先易后难,逐步扩展范围的原则。双语教学需要精通英语的学科教师,对师资队伍的要求比较高。目前桂林理工大学化工原理课程的任课教师多为青年教师,部分教师具有海外留学经历,能够熟练应用英语和汉语进行教学工作,双语教学具有一定的师资基础。此外,建议学校通过多种途径培养能胜任双语教学的教师。例如:聘请在国外讲授化工原理的资深教师或国内化工原理双语教学的资深教师来校进行教学示范或教学培训,提高双语教学主讲教师的英语授课水平。鼓励和支持双语教学主讲教师到国外进行定期或不定期的教学培训和学术交流,让其有机会深入国外课堂进行听课和教学观摹,以提高双语教学主讲教师英语水平,建立一支有国际化视野的教师队伍。
2化工原理双语教学的目标、教材和教学模式
众所周知,双语教学具有双重目标,一是让学生获取学科知识,二是培养和提高学生运用英语的能力。因此,在化工原理双语教学初期就必须明确两者的关系。化工原理课程实施双语教学目的是教学生以英语为工具掌握化工专业基础知识,其重点还是掌握相关的专业知识[5]。在教学过程中,应把汉语和英语科学合理地穿插在整个教学活动中。按照英语与汉语(即外语/母语)的使用比例,双语教学过程通常分为三种类型:第一,渗透型,即汉语为主,英语为次;第二,混合型,即汉语与英语互为主体;第三,全英型,即英语为主,汉语为次,或全部采用英语授课。在双语教学过程中,英语与汉语比例的高低并不完全取决于双语教师的英语水平,而更多地取决于学生的实际英语水平和理解能力。因此,开展双语教学不能操之过急,应逐步提高英语的比例。授课时注意采用简单的英语句式,语速稍慢、吐词清楚、讲解到位,对较难理解的重要概念和定义,辅以中文解释,使大部分学生能够跟上教师的讲课思路,保证学习效果。教材的好坏直接影响到双语教学的成败。华南理工大学钟理等人,通过不断的教学实践,发现虽然原版英文版教材有其突出的优点和特色,但其在内容编排、知识点衔接、教学要求、讲述方式及总体架构上与我国化工原理教学大纲有明显的区别。采用原版英文教材进行化工原理双语教学具有许多局限性。有幸的是2008年由化学工业出版社出版出版了由华南理工大学、天津大学和华东理工大学合作改编的美国WarrenL.McCabe等编著的著名化工原理教材《UnitOperationsofChemicalEngineering》第7版。该改编教材以我国教学大纲为基本框架,按中文教材的编排顺序,并从原版教材的动量传递、热量传递、质量传递等章节中选择出120学时的内容题材进行重新编译和补充,具有较强的适合高校教学及学生使用书的特点。目前该教材被天津大学、华东理工大学、南京工业大学、北京化工大学、广西大学、福州大学、青岛化工大学等30多所高校采用。因此可以考虑采用该教材作为化工原理双语教学的主要教材。化工原理双语教学应坚持先易后难原则。在实施双语教学的初期阶段,可采用“英文教材、英文板书、中文授课”模式,即渗透型教学模式,保证教学内容和深度不低于中文授课,然后再向混合型和全英型教学模式过渡。或者选择部分内容相对简单的章节进行双语授课,其他章节仍采用汉语授课。从简单到复杂,循序渐进,化解学生的畏难情绪。同时注意发挥学生的主观能动性,为他们创设尽可能多的语言实践机会,不断提高学生综合应用语言的能力和勇气。使学生在学到专业基础知识的同时提高了专业英语水平,从而实现化工原理实施双语教学的双重目标。
3结语
化学工程与工艺专业主要研究内容是无机化工、有机化工、高分子材料和能源等领域,是一门实践性很强的学科,而且承担着我国化学工业发展人才培养的重任。学生在校期间的生产现场实习是为了培养学生的实际操作能力,也是独立学院创建实用性应用人才所倡导的重要教学环节。通过生产实习能够让学生在校期间了解更多的实际生产过程,掌握并积累一定的实际工业经验。这样不仅有利于学生对各种理论知识的巩固,同时也有利于他们更好地从一个学生转变为一名职业技术人才。
1 化工专业生产实习现状及成因分析
1.1 生产实习现状
生产实习对于每一个在校大学生而言都是一段非常重要的学习阶段,通过生产实习学生可以有效的将理论知识与实践相结合,思考并解决在实际生产生活过程中遇到的各种问题。而且生产实习对于树立工程意识、提高综合实践能力有着不可替代的作用。化工工业生产过程一般都伴随着很多危险因素,稍有不慎就会酿成惨重的后果。刚刚踏入工作岗位的学生难免会因为各种因素在工作上出现差错,所以该专业的学生更应该多多参与生产实习。在校期间就要对典型化工过程和各种生产设备有进一步的了解与认识,能够为其自身踏入工作岗位打下坚实基础。但是目前很多高校因为种种原因,不论是从规模上还是从实际内容上都没有达到预期目标,学生通过生产实习教学环节并没有学到什么实质性的东西。而且很多学生反映生产实习过程更像是一个参观过程,走马观花似的看一下各种设备,大致听一听技术人员的讲解就结束。学校考核时,学生都是从网上下载图片和资料应付过关。可想而知,这种生产实习教学对学生实际能力的培养不能起到多大的作用。
1.2 成因分析
生产实习教学环节之所以出现当前这种问题,究其原因主要有以下几点:第一,学校难以建立一个长期、稳定、专业对口的校外实习基地。校外实习基地的建设不仅需要学校广泛挖掘企业资源,同时也需要企业给予积极响应。市场经济大背景下,企业生产经营更注重实际效益,而且很多企业都有技术保护制度。大学生到企业工厂实习肯定会对企业的技术保护造成一定的威胁,而且大多数学生在这里实习将来也不会在这里工作,这就导致很多企业对于和高校建立长期生产实习基地兴趣不大;第二,学校经费严重不足,难以承担学生生产实习过程中的开销。有研究人员粗略的估算了一下,一个学生在生产实习教学环节中每天大约需要花费70元左右(包括交通费、住宿费、教师和技术人员的讲课费等),如果想要达到一定的生产实习效果,那么实习时间基本要至少保证3~4周。这样一来一个专业学生一次生产实习就需要学校花费较大一笔开支。对于经费已经非常紧张的高校而言,基本是不可能完成的任务;第三,现代工业日趋自动化、集成化,学生即使到现场也难以直接参与动手实践过程。在生产实习教学中,只能听和看,与课堂教学没什么太大的区别,这对于调动学生积极性、主动性影响很大。
2 化工专业生产实习教学改革策略
2.1 全体动员,重视生产实习教学环节
生产实习环节教学效果的提升首先要做的一点就是从思想上重视该教育教学环节,能够了解并认同生产实习对于学生技术技能提升的作用。同时学校要对每一批即将参加生产实习的学生进行思想教育,让他们能够重视学校给提供的这个来之不易的生产实习过程,努力学习更多的实际工业生产技术,积累更多的相关工作经验。作为以培养应用型工程师的独立学院,从院领导到系主任、专业教师都非常重视化工专业的生产实习,实行责任制划分,落实到每位教师每个实习单位。
2.2 积极筹措资金,建立校内化工仿真实训基地
资金是学校开展生产实习教学环节的重要影响因素之一,早在1998年国家教育部就针对高校建设仿真教学实训基地出台了相关指导性意见。海滨学院自设立化学工程专业以来,就积极筹资建设化工专业仿真实验室,运行两年来,已培养了两届化工专业学生。校内化工仿真实训基地是当前高校化工专业生产实习的有效途径,仿真训练系统是一种能够充分发挥学生创造意识的环境,学生可以反复试验自行设计的开停车方案和事故排除方案。对于相关教学改革有着非常大的帮助。
2.3 建立相对稳定的实习基地
校内化工仿真实训基地虽然在一定程度上能够锻炼学生的实际工业生产能力和技能,但毕竟这个教学环节是在校内进行,与实际工业生产还是有一定程度的区别,所以建设长期稳定的校外企业实习基地也是学校应该重点努力的目标。校外实习基地的选择以产品对口、技术先进、设备齐全为理想条件,毕竟这样的工厂代表了该领域最前沿科技和工业生产水平,学生在这种环境中实习能够较全面的掌握相关技术技能,能够将自己所学习到的理论知识全面加以应用。同时学校要积极与企业合作,努力构建“双师型”师资资源体系,为学生的生产实习配备专业、全面的师资培训队伍。学校可以针对企业未来发展规划,制定相应的人才培养计划和相关制度,以吸引更多的企业与学校建立长期稳定实习基地。结合地域性经济结构,依托环渤海经济走廊,海滨学院签署了十余家石油化工企业作为校企合作单位,合作比较成熟的有六七家,每年都为大四学生提供相应的顶岗生产实习岗位,稳固了生产实习基地的建设。
2.4 构建全面有效的生产实习评价标准
全面有效评价标准是制约生产实习教学环节流于形式的关键,学校要根据不同生产实习内容制定有针对性的评价标准,达到全面真实考核学生实习效果的目的。同时考核内容不仅要针对于学生,还要有针对教师教学效果的评价标准。从教师和学生两个角度对整个生产实习教学环节进行考核,防止生产实习变为参观浏览,防止学校仅有的教育教学资源浪费。所以化工专业生产实习教学改革,全面有效的评价标准是关键。
1.分析学情,强化基础,因材施教
成人教育的对象主要来源于已经参加工作且具有一定实践经验的在职人员,组成复杂,年龄差异大,学习能力悬殊。成教学生对知识的追求欲很强,迫切需要提高专业理论和技术。又由于每个成人以前所受教育不同,对专业知识的掌握参差不齐,这就要求教师针对成人学生的特点因材施教。例如,从事化工分析检验操作的学员,对常规分析方法和分析手段比较熟悉,但对先进的分析仪器和在线分析比较陌生且充满兴趣,所以在讲授这部分内容时,应尽可能讲述每一种仪器分析方法的最新进展和在线分析的广泛应用。又如,在讲述光谱分析部分时,侧重介绍荧光、红外光谱、波谱学等的工作原理及分析手段,辅以化工软件演示,以此激发学生学习的积极性。另外,成人学生的记忆力远不如全日制学生,针对这一特点,强化理解性记忆显得非常重要,在授课过程中可采用通俗的语言和典型的生产实例结合生产实践传授基础理论知识。如讲述化工热力学和动力学时,针对化学反应温度和压力的确定原则与依据,可结合学生在实际生产中的例子,如氢、氮气合成氨采用高温、高压的目的是提高产率和转化率,扩大产量和降低生产成本;催化剂的应用可降低化学反应的活化能,在较低温度下实现转化,从而降低能量消耗,达到节能降耗的目的,等等。
2.调整知识结构,强化实践教学
教育教学质量是成人教育的生命线,提高成人高等教育质量,已成为当前成人高等教育的重中之重。认真研究成人教育规律,有针对性地调整教学内容,组织实施各个教学环节对于提高成人教学质量至关重要[4]。本科化学工程与工艺专业包括两方面,一个是化学工艺,以产品和生产过程为对象。另一个是化学工程,以生产过程和设备为对象。当今化学工艺和化学工程密切结合,同时有适当分工。由于化工学科的范围扩大了,因此专业范围应该扩大,专业教学内容应适当进行修改。按照“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的培养原则,对原有理论课程体系及其教学内容进行改革,构建目标明确、逻辑严谨、适应区位化工产业经济发展的理论教学体系。专业内容体系的改革应该具有前瞻性,主要体现在改革教学计划,制订培养具有创新能力和全面发展并能与国际接轨的教学规划。改革教学计划主要是三个方面:一是调整学时,减少授课学时,增加学生的自学、思考和个人探索的时间。二是调整知识结构,加大基础课与人文社科课的比例。三是加强实践训练,增加多种实践形式[5]。调整学时可让学生有充分的自学与思考时间,必须推行多种教学方法与采用现代化教学技术相结合,启迪学生思维,引导学生学习,优化课堂教学效果。调整知识结构的目标是加强学生思想素质的培育,传授与近代科学技术发展相适应的知识。化工类专业成人教育课程可归纳为六个教学体系,即:人文与社会科学体系、数理体系、基础化学体系、工程基础体系、化工基础体系和选修课体系。调整体系的第一个措施是增加人文社科体系比例,培育学生思想素质、文化修养、社会道德,并促进人文社科与科学技术的相互交融。第二是增加自然科学基础体系的比例,以适应未来科学的发展。第三是精简专业基础体系的传统内容以适应未来学科的发展。第四是增加自由选课体系的比例,以充分发展个性与兴趣。实践教学课程体系分为以化学理论与应用为主的实验课程体系和以工程能力训练为主的实践课程体系两大块。加强实践可通过加强生产与工程实践的训练,改进生产实习,培养学生的实践能力,最后要鼓励学生进行社会调查和市场调查。
3.改革教学方法,激发学习兴趣
要激发成人学生的学习积极性,在教学中必须转变观念,针对成人学生特点,改革和创新教学方法,采用适合于成人心理特点和社会、技术、生活发展需要的多种教学方法。教学方法的选择直接关系到课程目标能否有效达成,成人教学方法的选择应以服务于成人职业能力提升为出发点,遵循成人的学习原则(主要包括引起学习动机、鼓励参与、个别化、促进迁移、互动性五个方面),针对不同的学习原则选择不同的教学方式[6]。
3.1案例教学法。案例教学法围绕一定的学习目的把实际中真实的情景加以典型化处理,形成供学员思考分析和决断的案例,通过独立研究和相互讨论的方式提高学员的分析问题和解决问题的能力,比较适合成人学生善于独立思考、积极主动地获取知识的特征。例如,在讲授《化工安全技术》这门课时,讲到危险化学品防火防爆这一节内容时,如果按照防火防爆规范设计要求逐条解释设计理念、法规依据和防火规定,则学员深感枯燥、晦涩难懂。此部分引入案例教学法,播放典型火灾和爆炸事故的视频,然后逐条分析事故发生原因、事故损失、责任追究、防范措施等,整个教学过程一环紧扣一环,学生听得兴致盎然。又如,讲到危险化学品安全管理规定时,课堂讲授十分乏味,学生听课心不在焉,若以某单位化学品仓库大爆炸为典型案例,分析导致仓库发生火灾的原因、火灾后可能呈现的几种爆炸态势、处置危险化学品火灾爆炸的灭火方案后,安排学生分组讨论总结分析危险化学品的安全管理措施,整个教学过程中学生都十分投入,踊跃表达个人观点。可见,案例教学法使得枯燥乏味的教学内容和知识变得生动活泼,调动了学生的学习主动性,提高了学习兴趣。
3.2对比式教学法。化工专业有些课程的内容比较相似,要想区别并理解记忆这些内容,对比法是一种行之有效的讲授方法。例如,有机化学中的双分子亲核取代、单分子亲核取代和双分子消除反应、单分子消除反应非常相似,很容易混淆,而这部分内容既是重点又是难点,在讲授过程中可以把这四个内容放在一起进行列表找出相同点和不同点,并抓住几个关键词取代、消除,单分子、双分子进行讲解,再从反应机理进一步对比,这样就使学生对这几个概念有一彻底的理解,从而达到对理论知识的掌握。又如物理化学中有一些公式十分相似,如范特霍夫公式、克-克方程和阿累尼乌斯方程外在形式的相似隐含它们之间一定有内在联系,只要分析一下上述关系式的来源即可发现它们相似的内在原因。这些公式相似的内因是由于它们都反映某种平衡关系及体系从一个平衡态变到另一个平衡态的条件。通过对几个相似公式的分析,把不同章节的公式联系在一起,通过挖掘教材内容和各知识点的结合,使学生易于理解及记忆,有利于成人学生对相关内容记忆得更深刻。
3.3任务引领式教学法。任务引领式教学法是按照工作任务的相关性进行教学设计,以工作任务和工作内容为核心组织教学内容,并按照知识的逻辑体系选择和组织课堂内容。工作任务的提出应依据职业岗位的工作程序进行设计或选择,注重培养学习者关注工作任务目标的完成,而不再是仅仅关注知识的识记。在化工工艺专业教学改革过程中,笔者根据企业需要和成教学生实际,在教学上进行了尝试。以《化工工艺学》课程中的“合成氨生产工艺”为例,合成氨生产工艺在化工工艺教学中是很重要的一个部分,在这部分内容的教学过程中,将合成氨工艺分成了三个主要任务。任务一是合成氨原料气的制造,在此任务下分成了三个子任务即以煤为原料的制气工艺、以重油为原料的制气工艺和以天然气为原料的制气工艺。在确定教学重点内容时,可选择当今应用较多的制气工艺如煤制气进行教学。任务二是合成氨原料气的净化,此任务下设四个子任务,即原料气的脱硫、变换、脱碳和精制。每一个子任务都有具体要求及完成任务的办法,还设置考核方式及评分标准等。任务三是氢、氮气的压缩和氨的合成。通过上述任务的设置,使学生明白了学习一个典型产品合成氨需要做哪些事情,在完成这些任务的过程中需要掌握哪些基本知识,能够获得哪些技能。任务引领式教学法使得学习内容更加具体,考核方式更有意义,学习效果更好。
3.4仿真教学法。仿真教学法利用模仿真实的工作程序和环节进行教学,达到理论与实践相结合的目的。学生置身于仿真环境中,可以充分调动感觉、运动和思维,极大地提高学习效率。化工仿真训练系统可把各种设备的外观、结构,以及运行模式直观地显示在计算机屏幕上,学生可以按照操作规程训练,如果操作错误,仿真训练系统就会提示或者终止操作,而且训练系统会把操作错误的原因列出,并且会让学生按照提示将正确操作执行下去,实现了理论知识与实践紧密的结合。另外,化工生产装置投资费用高、流程复杂,介质在管道和塔器中进行,无法观察到实际现象,教学过程受场地、设备、物料消耗等因素的限制,学生的学习效果不佳。引入化工仿真训练系统,可以形象、生动地展现生产原理、工艺流程、仪器设备的结构特点、操作方法,可以逼真地模拟开停工操作过程。学生通过仿真训练系统的操作,对设备、工艺流程的运行情况会有更深刻的理解,对出现的故障和问题会有一个正确的解决方法,充分了解了生产原理和设备的操作控制要点,为从事实际工作打下坚实的基础。
3.5利用信息手段,完善教学环节。加强信息化教学手段推动教学过程的信息化进程,有利于提高课堂教学效率。化工专业的专业基础课程,如《有机化学》中的有机化合物分子结构,由于结构抽象、复杂,很难用语言描述清楚。化工专业的专业课程,如《化工工艺学》中有许多工艺流程图和设备结构图,用常规方法进行教学,既难板书又费时间,一堂课下来难以完成大纲规定的教学任务。针对上述情况采用现代高技术大容量的多媒体教学手段,借助计算机技术将图像、声音、文字、动画等相结合,形成“动静结合、声形并茂”的教学情境,使微观世界变得直观、明了,非常有助于学生对知识的理解和掌握。利用多媒体课件教学可以使有机化合物的结构一目了然,可以使各流程中物料的流向、产物的分离、设备的结构形象生动。
4.培养化工专业应用型人才
每天清晨四点,城市的夜猫族刚入睡,前台大病理科主治医师李丰就起床。先喝一杯水,开始打坐,运动,吃过一碗五谷粥当早餐后,七点钟,他好整以暇地出门;每天晚上八点,上班族还在办公室里加班,李丰已开始打坐,准备九点睡觉。她的饮食清淡,中午自己煮糙米饭和蔬菜,晚上只吃中午的一半到三分之一量,整天的饮食,就是五谷杂粮和蔬菜。
很难想象,三十年前李丰罹患过淋巴癌,当年为她治疗癌症的医师,有人都已过世了,李丰却还活得很健康。若问为什么,可能的答案是:她现在每天的生活都很“尊重细胞”。
这三十多年来,李丰的工作,是每天在显微镜下看人体细胞的生老病死。
她说:人在高兴时,细胞很圆润,就像十八岁的年轻人,人生气时,细胞就像八十岁的老头,皱皱缩缩的。而且,好细胞和生病的细胞完全不一样,“癌细胞就是扭扭曲曲,乱七八糟的样子。”她说,越了解细胞,越为自己过去糟蹋细胞而感到惭愧,直到学会“尊重细胞”,身体才开始好转。因为她与癌症共存、“赚到三十年”的经验,不少人会找她分享经验。
六月一个周三下午,李丰又接到一通电话,电话中的人诉说做骨髓移植后,身体很不舒服,要她介绍推拿师,李丰不介绍,只简单地对着电话大声说:“去运动啦!”
身体有六十兆个细胞,有无数生化工厂,我们是管不了那么多的!还是供给原料,给它环境,让身体自己运作就好了。李丰说的“提供细胞环境”其实是老生常谈――规律作息、清淡的饮食和运动。
以肝脏为例,每天晚上十一点到凌晨三点是肝脏系统充血、要运作、要排毒的时候,此时身体躺平,肝就可以摆平,充满足够的血,这时的肝,会是平常的二到三倍大,如果晚上十一点过后还坐着或站着。她说:“就像菜市场吊着的猪肝,放不了多少血。”
肝脏,是最大的解毒工厂
根据医学研究,人站着时,肝血的流量比躺着时减少三成,运动时的肝脏血液的流量又比躺着时减少五到八成,所以,医师要肝病患者多休息,用意在卧床可以使肝的血流量增加,有助恢复肝脏健康。
肝脏被形容成人体最大的化学工厂,因为,这个重达一公斤半的器官,可以完成五百种以上的化学反应,远超过任何人为兴建化工厂的速度和效率。人体生长和活动时,身体内自然会产生各种化学变化,这些化学变化需要“酶”,人体的有两千种,肝脏就能生产其中的一千种。
当毒性物质进入人体内,肝脏会自动透过化学作用解毒,一些重金属如汞,和来自肠道的细菌,也会随着胆汁分泌排出。这样的运作是个极复杂的工程,所以,在人造器官中,人工肺、人工肾都可以达到天然器官的功能,只有人工肝脏无法像天然肝脏般完成好几百种化学工程任务。
再说肺脏,肺脏可以容纳六千立方毫米的空气,可是人坐在椅子上时,每次呼吸进的空气才半公升,只用了十二分之一。现代人每天的生活就是坐办公室,出外搭车、乘电梯,每次的呼吸量也同样只在五百到一千立方毫米之间,其他的肺脏空间等于备而不用。“就像一个人有一栋十二个房间的房子,可是每天忙碌出外工作,回到家里来,就只用到卧室。”李丰说,要用到肺脏的每一个部分,唯一的方法就是勤加运动。因为激烈运动时肌肉消耗氧的速度会比心肺供氧速度快,每分钟呼吸速度增加一倍,每一次吸进肺部的空气,也可增加五倍以上,另外,深呼吸可以使平常空气无法到达的肺泡充满空气。
另外,为什么吃冰对胃不好?李丰曾经在手术房中接触到病人的胃液,胃液比人体的三十七度体温还要高,也就是说,在这样温度的环境中,胃细胞才能工作,灌进一杯冰水,胃液的温度一定会骤降,这时,所有的胃细胞只好都瘫在那里,暂时罢工。必须等到身体其他器官的热抽调过来,胃恢复该有的温度,胃细胞才会又开始工作。
救命,停止虐待你的细胞
问题是,不管是很会赚钱的企业老板,或者是被视为精英的知识分子,绝大多数人并不了解自己的身体,二十一岁创业、二十七岁就拥有三家企业、赚到一百万美元的班・库巴塞克在《人生不是特技表演》一书中描述现代人常常在生病之后,还不知道自己为什么生病。“拿烟虐待自己,罹患癌症时却又震惊得要命。”现任奇美医院院长詹启贤在卫生署长任内,描述一般人不了解自己身体的一段话就相当传神:“一个用功的高中女生,可以清楚地背出四川的稻米、甘蔗、苎麻、桐油产地,却无法指出肝脏、胰脏及脾脏在身体的哪个部位,一个工学院的男生可以侃侃而谈电脑主机板上显示卡与声卡的区别,却比较不出人脑中脑下腺与松果体的差别。”
“生病,是细胞在喊救命!”李丰认为,人应该承认生病该由自己负责,努力反省,改变行为,善待自己的细胞。有人到医生那里,要医生在三天内医好他的病,因为三天后他要到北京出差。“这样病是不会好的,只有松下来,细胞才有喘息的机会。”
人体是个奥妙的小宇宙,每天身体消化米饭、蔬菜、牛肉,吸收和排泄,都是个大工程,这中间牵涉的生化反应,真正研究起来,太复杂了。人体就像一个细胞工厂,不同的细胞做不同的工作,如胃细胞负责消化食物,肝细胞工作更多,可以储藏营养,排除废物,解毒。