能源化学工程专业导论
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能源化学工程专业导论范文第1篇
当前，大多数工科专业将无机化学和分析化学的课程内容进行重新组合，形成无机及分析化学。通过系统地学习和掌握化学的基本概念、基本理论以及化学基础知识，培养学生对化学的兴趣和解决化学问题的能力。无机及分析化学中的化学热力学、化学动力学、物质结构、四大平衡理论是要求必须掌握的。这些基本理论和知识在能源化学中的应用是很基础的东西，能为后续专业课程的学习奠定良好的化学基础。[1]我们所开设的新专业能源化学工程，主要研究方向为：能源清洁转化、煤化工、环境催化、绿色合成、环境化工。它以化工的理论与技术为应用基础，围绕新能源利用与化学转化，实现能源利用和可持续发展。重视与提高课堂教学质量和推动无机及分析化学实验在培养学生动手能力与实验创新能力方面起着重要作用，是无机及分析化学课程改革必须直面的棘手问题。因此，进行模块化优化无机及分析化学教学内容、多方面激发学生学习无机化学的兴趣、充分利用现代多媒体技术革新教学方法、培养学生的知识运用能力、有效提高无机及分析化学课程教学质量，可以满足社会及区域经济的发展对人才的需求和素质教育的要求。
一、模块化优化无机及分析化学教学内容
所谓课程模块，描述的是围绕特定主题或内容的教学活动的组合，或是一个内容上及时间上自成一体、带学分、可检测、具有限定内容的教学单元，它可以由不同的教学活动组合而成。模块化教学强调理论教学、实践、练习、研讨的同步式一体化的教与学，强调在专业教学过程中，把理论、实践等环节紧密结合。基于以上课程模块化的考虑，将无机化学和分析化学两门课程的教学内容进行模块化教学（见表1）。由于将无机化学和分析化学的课程内容打乱后进行重新组合，导致概念和知识点多，各章节之间存在较强的独立性。[2]因此，要合理安排大一第一学期的教学内容，这样有助于学生转变思维方式和学习方法。
二、多方面激发学生学习无机及分析化学的兴趣
兴趣是最好的老师，良好的学习兴趣是主动学习的原动力。要学好无机及分析化学，激发学生的兴趣至关重要。[3]在绪论教学过程中，要做好本课程的介绍及发展前景和学生学习心理方面的工作，在无机化学教学中建立好教师、学生和教材三者之间的相互关系。第一，在绪论课上介绍无机和分析化学发展过程及发展前景，让学生认识到学习本课程的重要性，以达到激发学生学习兴趣的目的；接着主要介绍无机及分析化学的作用及学习方法和相关考核办法。第二，阐明化学与人类生活密切相关的环境、能源、材料以及人类社会生活中的热点问题，以此为载体深入浅出地介绍化学与人类生活、社会发展的关系。第三，在专业导论课上强调无机及分析化学是能源化工类相关专业的基础课，能为以后的专业课学习和将来从事工作奠定基础。第四，通过新生认知见习，让学生在参观相关无机化工企业中获得感性认识；在平时的课堂教学中，利用一些贴近生活的例子解答知识疑惑，激发学生的学习兴趣。第五，建立合作学习小组，布置课后课题作业，利用网络资源学习无机及分析化学，查找相关资料完成课程论文作业。
三、充分利用现代多媒体技术革新教学方法
在无机及分析化学教学中，利用现代多媒体技术革新教学方法能提高教学效果。要面对的教学问题有：课前制作精美的多媒体课件，发挥多媒体课件的优势；主讲教师课堂讲授“动”与“静”结合，活跃课堂气氛；不可彻底忽略传统的板书；进行多媒体技术与传统教学技术相结合，有效提高课堂教学效果。[4]第一，使用多媒体技术教学可以模拟化学反应历程，让学生清晰地看到原子或分子的拆分及重新组合的过程，化抽象概念变为具体事物，这样可以加深学生对化学概念的理解。如，Flas制作了各种类型分子杂化轨道（sp，sp2，sp3，dsp2等）的形成过程。第二，采用多媒体教学手段展示教学重点、难点，实现人机对话，有助于学生理解和记忆课本内容。第三，进行多媒体教学时，应以学生为主体，但教师依然是教学活动的组织者和引导者。
四、培养学生知识的运用能力
通过学校组织学生参加各类化工学科竞赛活动是调动能源化学工程专业学生对无机及分析化学基础课程兴趣的重要举措。[5]第一，积极组织学生参加广西各类化学实验技能竞赛，坚持开展国家级、省部级大学生创新创业实验项目。第二，为了鼓励和培养大学生创新能力，学院组织学生参加化工年会化工论文竞赛。第三，开放实验室，鼓励学生积极参与到开放实验室的研究课题；设立创新实验基金，由学生自由申请，对实验取得阶段性成果的学生给予创新基金资助。此外，改革无机化学教学方法，必须将传统的验证性实验转变为新型的探究性实验，通过探究性实验培养学生的创新能力。在导师的指导下，学生在设计实验方案中能够开发智力、培养良好的实验素养，锻炼自学能力。
五、适应能源化工专业要求方面的改革
能源化学工程专业是一个综合性、实践性很强的专业，在理论教学上要求学生掌握能源化学工程基础理论和相关技能。在实践教学上，应明确教学过程中的内容重点和难点，尤其是热力学方面的内容应该重点详细讲解，使学生更好地理解能源转化及利用过程中的一般规律，为低碳环保使用能源奠定基础。我们针对实践性很强的能源化学工程专业，依据其专业的特点实施校内实训和校外实习相结合，使课程实验、课程设计、毕业设计、社会实践活动等环节能为培养具备高素质的能源化学工程专业人才服务。此外，我们还完善校内实验实训和校外实习基地的建设，向企业提供人才培养方案，共同建设与加强人才培养方案中的实践性教学环节。在实践评价体系的建设中，收集专家评价、教师评价、实习接收单位评价、系（分院）自评、学生评价等信息，做到以评促建。
六、结论
本文针对我校能源化学工程专业开设的无机及分析化学课程，在优化教学内容、激发学生兴趣、利用各种教学方法、培养学生能力以及适应专业要求方面对教学环节进行了总结和探究。加强基础理论知识教学使学生具备扎实的实践技能，进一步培养学生的创新能力，提高教学质量，能为培养能源化学工程专业创新型人才奠定基础。
［参考文献］
［1］韩洪晶，杨金保，刘淑，等.能源化学工程专业本科生创新能力培养体系的建立与实践［J］.教育教学论坛，2013（15）:228-229.
［2］孟广波，毕孝国，付洪亮.能源化学工程专业优化实践教学体系研究［J］.中国电力教育，2014（3）:145-146.
［3］朱清，李成胜，张征林．无机及分析化学教学改革初探［J］．化工时刊，2013（4）：49-50．
［4］芮光伟，蒋珍菊，岳松．无机及分析化学课程教学改革与实践［J］．高等教育研究，2007（3）:75-76.
能源化学工程专业导论范文第2篇
关键词 化学化工专业学生 绿色化学意识 绿色化学原则 绿色化学素养建构
近年来，随着科技的进步、社会的发展，资源与能源消耗逐渐加大，大量生活垃圾和工业污染物的排放，以及化学品的滥用，使人类的生存环境日益恶化，这不仅严重威胁到人类的健康、生存与发展，更危及子孙后代的前途和命运。然而，几乎所有的环境问题都与化学有着直接或间接的关系。就化学化工本身来说，传统上，一方面化学家在开发化学物质合成方法时，主要考虑效率，另一方面合成化学家在开发与设计如何合成所需化学品的方法时，只重视化学工程的始端，往往忽略处于过程末端的废物处理问题。所以，许多已存在的化学过程，在获得满意经济效益的同时，却对环境和人类健康造成了极大的负面影响。为了保护环境，走可持续发展的道路，培养具有社会责任感的年轻一代，在大学化学教学中渗透绿色环保理念是非常必要的。化学教师不但应是科学文化知识的传播者，更应成为绿色环保理念的创导者和践行人。为了有针对性地对化学化工专业学生进行绿色化学教育，笔者就化学化工专业学生对绿色化学的认识进行了调研。
1.调查方案的设计
以绿色化学的概念、作用及原则为主要调查内容，通过查阅相关文献资料，进行问卷设计；采用问卷调查及访谈方法对山西晋中学院化学化工学院2—4年级化学（含师范）及应用化学专业学生进行调查。对获得的第一手资料进行统计，并对有关问题进行综合分析，在此基础上参阅相关文献给出相应对策与建议。本次调查采用以班发放问卷、现场答卷与收卷方法。实发问卷400份，收回有效问卷364份。
2.调查结果统计
化学化工专业学生对绿色化学认识的调查统计见表1。
3.调查结果分析
表1显示，多数学生对绿色化学的属性有较好的理解与认识；不少学生对绿色化学的作用理解与认识不足，甚至是错误的。如约74.2%的学生误认为“绿色化学使化工过程含有废物处理环节，因而会使整个费用增加”。这些学生不懂得，先污染后治理，不仅难度大，费用不菲，而且多数需要停产整顿，随之而来的是更大的经济损失。如果化工过程实现了绿色化，即做到五个“R”：第一Reduction——“减量”，即减少“三废”排放；第二Reuse——“重复使用”，即重复使用催化剂、载体等；第三Recycling——“回收”；第四Regeneration——“再生”；第五Rejection——“拒用”，指对一些无法替代、无法回收、无法再生和重复使用的，有毒副作用及污染作用明显的原料，拒绝在化学过程中使用，这就能有效实现节省资源、能源，减少污染，变废为宝，降低成本的目标，避免出现先污染后治理的恶劣情况。仅约54.2%的学生能够认识到“绿色化学追求高选择性化学反应，极少副产品，甚至达到原子经济性”。原因是不少学生缺少对原子经济性的认识。原子经济性是绿色化学的核心内容，指原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物“零排放”。可见，绿色化学的原子经济性反应，首先是最大限度地利用原料，其次是最大限度地减少废物的排放。
表1中选项8-19是绿色化学的12条原则。学生对其中9条原则有较好的理解与认识。但仅约52.7%的学生能够认识到绿色化学要求“能量使用应最小，并应考虑其对环境和经济的影响”。以前化学家在设计化学过程时，往往考虑的是如何提高产率，而忽略了能量问题，认为该问题是工程师的事情，使得化学工业成为了耗能大户。生产和使用能量的工程，往往也会造成污染，如以煤为燃料所提供的热能，多用一份能量，就多一份污染。因此，设计化工过程的化学家需要对化工各阶段进行调节与优化，从根本上改变其对能量的需求，从而使能量最低，减小对环境和经济的影响，减轻对能源危机带来的压迫。仅约42.3%的学生能够认识到，化工过程应尽量避免不必要的衍生步骤。衍生步骤会带来更多的副产物，消耗更多的资源与能量。更多的产物意味着可能会对环境产生更多的污染和破坏，必然产生需要处理更多废物的费用；更多能量的使用会使成本变高，造成不必要的能源浪费。因此，在化工过程中应最大限度地避免衍生步骤，以降低原料的消耗及对人类健康与环境的影响。仅约32.4%的学生能够认识到化工过程中催化试剂优于化学计量试剂。化学化工专业学生应该明确，催化反应不仅具有提高原料利用率与降低废物产生的益处，而且催化剂可以降低反应活化能，既利于控制，也可以降低反应发生所需要的温度。选择性催化剂是绿色化学的重要工具和重点研究方向。
4.思考与建议
不少学生对绿色化学的作用、原则缺少认识，其主要原因：一是学校对学生进行绿色化学教育重视不够，缺少要求；二是化学类专业课的课堂教学缺少绿色化学思想与原则的渗透；三是没有开设“绿色化学”课程，学生缺少了对绿色化学系统学习的机会。树立绿色化学思想，不仅是化学家与化工专家的事，而且是所有从事与化学有关的人们关注的事。作为专门培养化学化工专业高级人才的高校，应把绿色化学理念渗透到化学教育的全过程中，并作为课改与教改的指导思想。
4.1在化学类的基础课教学中渗透绿色化学思想
化学教材中蕴涵有大量绿色化学的素材，因此，在课堂教学中要时时体现绿色化学的原则和思想。通过环境污染及其危害的具体事例，让学生了解我国乃至全球环境日益恶化的现状，并探讨相应的解决措施，使学生认识到石油、天然气、煤炭等能源与资源作为现代工业的基础都是不可再生的，新能源和可再生能源是重要的战略选择，从而对环境保护、资源与能源的重要性、必要性和紧迫性有清醒的认识，明确发展经济不能走先污染再治理的老路。把“原子经济性理论”、现代化学技术与方法渗透到理论课与实验课中，就如何优化定量与定性实验、物质合成及当前资源利用、环境污染、化学品乱用等重大问题与学生进行讨论，培养学生的绿色化学思想及可持续发展战略，为学生在校学习与以后的工作中能够充分发挥化学的正面作用，更好地造福于人类社会奠基。
4.2在化学实验课中培养绿色化学理念
化学化工专业，各类实验课所占的比重很大，实验过程中往往会产生、排放大量的污染环境的有毒有害物质，这就需要实验教师尽量改进传统实验，应用先进的实验研究新成果，以绿色化学思想与原则指导实验仪器和试剂的选择，指导实验设计、实验方法与实验“三废”的处理，在每一个实验中力求减少或避免有毒有害废物的产生，为师生和工作人员提供安全的工作环境。为此，首先，在实验中尽量采用无毒无害的反应原料。在进行无机、有机、分析、物化等实验时，在满足教学需要的情况下，为避开毒害品的使用，可考虑寻找替代品，变更反应路线，设计绿色实验方案，如用维生素B1替代剧毒的KCN做催化剂进行安息香缩合反应；以葡萄糖替代有致癌作用的苯为起始原料，用遗传工程获得的微生物为催化剂合成已二酸；用新型的固体溴化剂四丁基三溴化铵替代Brz与苯酚、苯胺反应制备对位的一溴代物，不仅反应产物更易于控制，避免了使用Br2带来的有毒、易挥发、不便准确量取等弊端，而且还具有可回收利用等优点。其次，使用封闭实验装置，回收实验废料。注意化学实验内容的选择、设计和呈现体现绿色化。一方面尽量减少污染很严重的实验，另一方面对一些实验过程中产生有毒有害气体、且污染环境的实验，进行改进与创新，想方设法将其设计成为封闭的实验装置。包括：气体发生与收集装置、气体性质反应容器、尾气收集与处理、导气装置等。在无法封闭的情况下，要注意回收、通风或采取其他防护措施。对实验过程中产生的废料，设法予以回收或适当处理。第三，采用微型实验。在微型化的条件下对实验进行重新设计与探索，以达到用尽可能少的试剂来获取尽可能多的化学信息。
4.3开设专门的绿色化学课程
首先，从课程设置上满足培养具有绿色环境意识的新一代化学工作者和公民的需要出发，借鉴国内外大学的经验，开设“环境生态化学”、“零排放有机化学”、“环境友好催化”、“绿色生态材料”、“生物技术”、“绿色能源”、“绿色化学导论”等绿色化学选修课程。其次，使绿色化学课程内容体现基础性、系统性与时代性。教学内容以绿色化学的12条原则为主线，围绕绿色化学的基本问题展开讨论，介绍绿色化学的产生与发展，绿色化学的概念、原理、应用、主要研究成果及动向。第三，依据绿色化学课程内容的特点，采用讲授、讨论、研究、参观、调查和文献研究等适当的教法，提高教学质量，把学生的心留在课堂上。
