精細化工工藝學論文范文

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關鍵詞：精細合成實驗；教學改革；實驗技能

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）31-0044-02

應用化學是介于理學化學和工學化學工程與工藝本科專業之間的應用型工科學科，是以化學基本理論和方法，對化工、材料、醫藥、信息、生命、環境、能源、地球、空間和核科學等工業生產中與化學有關的問題進行應用基礎理論和方法及應用研究為使命的中心學科，是人類賴以生存和國民經濟發展的重要支撐。精細化學品生產是化學工業中最重要的組成部分，國際上精細化工在化工比重達85％以上，我國只有50％左右，而我們安徽省比重更低。通過改革開放三十多年的發展，我國在東部沿海地區已發展起相對集中的精細化工產業群，這也為安徽的精細化工發展提供了機遇。隨著化石資源的消耗，對利用生物質生產精細化學品的技術需求日益迫切。因此，開展精細有機合成及其工藝技術的研究，對提高我省乃至我國的高分子材料化學品生產技術水平，減少環境污染和有毒有害物質排放，提高生產中安全水平，降低生產成本，起著決定性作用。國家“十一五”和安徽“861”行動計劃都將高新技術產業作為優先發展的支撐產業；精細有機合成將為區域經濟發展和學科發展提供強有力的理論及技術支持。

一、已有的理論實驗基礎

《精細化工工藝學》是應用化學專業的核心課程，是承擔學生職業核心能力培養的一門課程。我們使用的教材是由天津大學唐培堃和馮亞青主編的《精細有機合成化學及工藝學》（第二版）。該課程涉及的教學內容比較多，主要有精細有機合成反應理論、精細有機合成的基元反應以及有機合成設計的主要原則和方法。本課程的教學內容主要是由十三個有機合成單元反應組成，各個單元反應之間既相互獨立又相互聯系。由于課程內容涉及的較多，其中不但有一定的基礎理論，而且也擁有一定的實踐知識，基本理論與生產實踐互相聯系，密不可分。在教學時如果僅僅一味地講授理論知識或講授實踐知識，將教材上反應的特點與規律一股腦兒地灌輸給學生，課堂教學就會變得死板，會使學生的學習積極性下降；另外，如果執行教學計劃時，理論課與實驗課間隔時間過長，課程教學無法實現對學生基本技能的訓練，學生對學習的興趣也會失去。與《精細化工工藝學》課程配套的實驗課程是精細有機合成化學實驗。該課程作為一門高年級的化學工藝專業和應用化學專業的專業實驗必修課，是有機化學實驗課程的實際應用的一個延伸。該課程希望通過具體的與生產實踐相關的實驗操作培訓，來強化并提高學生的有機合成實際能力，同時也能增強對精細化學品的掌握。同時，希望通過該實驗課程的訓練，使學生的分析問題、解決問題以及能力動手能力得到提高，為學生完成畢業論文、繼續深造和就業打下基礎。然而，目前就《精細化工工藝學》課程而言，除了天津大學和同濟大學，我們學校和有很多開設這門課程的高校，由于一些客觀條件限制，目前還沒有開設相應的實驗內容的課程；一些學校盡管開設了這類實驗課，然而與《精細化工工藝學》相配套的教學內容還是以傳統方式的綜合性、驗證性實驗為主，并且實驗項目及相關的實驗條件、實驗藥品、實驗儀器都是教材上規定死的，甚至一些實驗工藝相對陳舊落后，有時候常常是讓學生依照講義，按部就班地進行，不利于提高學生科研主觀能動性和創造力，作為高年級專業實驗訓練，還存在一定的不足。安徽省委文件《關于建設高等教育強省的若干意見》（皖發（2010）9號）曾指出：我們要建立“資源共享、合作共贏”的校企合作平臺和機制，并且廣泛吸納高校科研院所、相關企業作為產學研合作基地、本專科生實習實訓基地和研究生聯合培養單位，鼓勵高校和企業合作共同建設實驗室和研發中心，將高等教育不斷延伸到企業，并最終融入進社會。為了適應高等教育自身發展和時展的需要，全國各地很多的地方院校紛紛提出應用型和工程型的人才培養目標，黃山學院結合自身專業特色和學校發展前景，也將學校定位為地方型應用型本科院校。鑒于以上原因，結合我校建設地方性應用型本科高校的辦學宗旨及化學化工學院專業建設特色，面向我校化學工藝專業和應用化學專業開展精細有機合成實驗，提高學生對精細有機合成理論知識的掌握和運用，在人才培養、科學研究、服務經濟發展方面具有重要的理論意義。并且，黃山學院化學化工學院實驗室和黃山安徽永佳集團及其子公司（黃山永新股份有限公司、黃山市恒（新）遠化工有限公司、黃山市華惠精細化工有限公司、黃山市強力化工有限公司、黃山市華蘭化工有限公司、黃山市創聯洗滌科技有限公司、黃山新力油墨科技有限公司）等在內的一批當地龍頭企業研發實驗室已基本具備開展此類實驗的條件。

二、擬開展的實驗內容

實驗教學改革的起點是首先要建好相關的實驗平臺，并設置對應的實驗內容。我們擬開展的實驗教學改革就是以《精細化工工藝學》課程中的十多個有機合成單元反應理論知識為指導和當地精細化工企業的生產實際為依托，并結合學校專業特點，擬開設出具有實用性和前沿性的實驗：實驗一：陽離子型表面活性劑—十二醇硫酸鈉的制備。實驗二：增塑劑—鄰苯二甲酸二正辛酯的合成。實驗三：阻燃劑—四溴雙酚A的合成。實驗四：內酯類香料—香豆素的合成。通過開展這類實驗，可以使學生：（1）了解陽離子型表面活性劑的結構、性能和一般制法；（2）學習增塑劑的基本知識；掌握酯類增塑劑之一DnOP制備的實驗方法；（3）學習阻燃劑的基本知識；掌握直接溴代法制備四溴雙酚A阻燃劑的制備方法；（4）學習合成香料的基本知識和用Perkin反應制備香豆素的實驗方法，以激發學生的實驗熱情，普及學生對綠色化學含義的真正理解；彌補我院沒有開設精細有機合成實驗課程的不足；并能使學生學以致用，提高實踐思維及解決實際問題的能力；與企業合作，產學研相結合，促進地區經濟發展，實現校企共贏的目的。開展這類精細化學品的合成實驗，可以分別設置不同實驗條件，使學生形成科學的思維方法，培養他們為了解決實際問題而獲取知識的方法和途徑的能力。

《精細化工工藝學》實驗課程課題組的負責人及主要參與人員中碩士博士人數比例占全部成員的70%，既有多年從事大學有機化學實驗和精細化學品課程教學工作的教師，又有長期從事精細化學品產品開發工作的企業工程師，他們具有扎實的理論基礎和豐富的生產實踐經驗，多次承擔各類的課程教學改革研究項目和企業技術研發改造項目，積累了很多教學改革和生產實踐經驗，并且黃山學院和安徽恒遠化工有限公司對這項實驗教學改革工作也將給予大力支持，他們承諾給予一定的經費資助和提供到企業調研和測試等方面的便利，這些條件將能保證本實驗課程改革的順利完成。

參考文獻：

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“十一五”期間，中央作出了“穩疆興疆、富民固邊”的重大戰略部署，明確新疆是西部大開發的重點，特別明確進一步加大對兵團的投入，支持兵團參與新疆油、氣、煤炭等優勢資源的開發，發揮兵團維穩戍邊作用，為加快兵團發展提供了有力的政策支持和動力保障。利用新疆豐富的煤炭、鹽和石灰石等資源，在石河子等地建設80至120萬噸聚氯乙烯及系列產品基地，在大黃山等地建設120萬噸煤焦化生產基地。依托新疆石油化工基地，創造條件參與上游、積極發展中游、大力開發下游石化產品。利用南疆天然氣資源，建設以甲醇及下游產品為重點的天然氣化工基地。發展精細化工、生物化工，延伸產業鏈，提高附加值。加大對銅鎳等有色金屬礦產資源的勘探開發力度，初步形成采、選、冶配套的生產體系。提高鉀鹽、膨潤土和石棉等礦產資源開發利用水平，形成系列產品加工能力。為了跟進本地區化工行業的快速發展，大力培養具有地方特色的化工專業人才具有十分重要的意義。石河子大學化學工程專業是2005年經自治區教育廳批準開設的新專業，該專業依托地區產業煤化工、石油化工、天然氣化工等迅猛發展優勢，對具有地區特色的化學工程人才培養模式進行了探索與實踐，構建了符合地方工科院校實際的、具有地域化工特色的人才培養方案和課程體系，基本形成了“地區優勢產業+化工”的專業人才培養模式。

構建具有地域特色的化學工程人才培養方案

人才培養方案是實施人才培養工作的根本性指導文件，是開展各項教學活動的基礎，是組織實施教育教學活動的依據，反映了學校人才培養的思想方針和教育理念，對提高人才培養質量具有重要的導向作用。石河子大學化學與化工學院化學工程專業是依托化工原理、傳質與分離工程和化學反應工程等重點學科設立的工程類專業，專業人才培養方案分為第一課堂和第二課堂，第一課堂作為培養學生的主渠道，主要培養學生的基本素質，使學生掌握基本知識、基本技能和學習方法，保證培養的基本規格；第二課堂教學作為第一課堂的延伸和拓展，二者相互作用，構成培養體系。方案具有如下特點：

第一，體現國家教育方針，實現工科專業培養目標；

第二，遵循人才培養和學科發展規律，體現學院重點專業的辦學特色；

第三，拓寬專業口徑，加強基礎教育和通識教育；

第四，堅持化學工程科學教育與工程實踐訓練并重，突出創新意識和實踐能力；

第五，培養能把握化工技術發展方向和前沿目標，具有地域特色的化學工程應用型高級專門人才。

凸顯化工和生物基礎融合的課程體系

課程體系是實現專業培養目標，構建學生知識結構的中心環節，建立適應社會主義市場經濟發展需要，體現化工學科內在規律和學校學科特色，科學合理的課程體系極為重要。我校化學工程專業的課程體系分為公共基礎課、學科基礎課、專業必修課、專業選修課、實踐性教學、全校任選課等六大模塊。課程體系凸顯出化工與生物基礎課程的融合。

第一，公共基礎課重視人文、法律基礎和外語、計算機綜合素質培養，以適應現代社會對人才素質的要求。公共基礎課包括數學、物理、外語、計算機、法律等。其中計算機、外語教學貫穿人才培養全過程。公共基礎課共3分，816學時。

第二，學科基礎課以基礎化學為平臺，凸顯化工和生物基礎，實現化工理論與地方特色化工生產的有機結合。學科基礎課包括數理基礎板塊、工程技術基礎板塊、化工基礎板塊。數理基礎板塊包括概率論與數理統計、工程力學；工程技術基礎板塊包括工程制圖、機械設計基礎、電工與電子基礎等；化工基礎板塊包括無機與分析化學、有機化學、物理化學、化工原理、化學反應工程、分離工程、化工過程模擬等；地方特色的化工板塊包括石油加工工藝學、天然氣加工工藝技術、煤化工、酶工程、生物反應工程等基礎學科。學科基礎課共38.5學分，846學時。

第三，專業必修課把握地區特色化工行業科學的發展方向與前沿，強化學生化工工程專業的背景與特色。專業必修課包括微生物工程、催化作用原理、綠色化學、分子生物學，化工分離過程等。專業必修課共38學分，720學時。

第四，專業選修課以地區優勢化工產業為依托，形成化學工程與工藝和生物工程兩個專業方向，專業選修課包括環境生物技術、高分子化工、聚氯乙烯工藝學、精細化工工藝學、材料化學導論、現代生物技術、環境工程等。專業方向選修課共41.5學分，756學時。

第五，實踐性教學強化學生化工學科實驗動手能力、實踐能力和創新能力。實踐性教學共35學分，計劃35周完成。

第六，全院任選課要求學生至少選修4個學分72個學時的化學工程專業以外的其他學科課程，以培養綜合素質。

完善化工雙基礎的實踐教學和以實習基地為平臺的實踐環節教學體系

實踐教學是鞏固理論知識的有效途徑，是培養具有創新意識、創新能力的高素質人才的重要環節。現代素質教育要求高等教育通過各種教育實踐活動，大力加強學生動手能力、實踐能力和創新能力的培養。化學工程是一門實踐性極強的科學，實踐環節教學體系由實驗課程、實習課程、畢業論文(設計)組成。

1.實驗課程教學體系

實驗課程立足兩個方面，即強化化工基礎和專業實驗學生綜合動手能力培養。在化工基礎實驗方面，以基礎化學為平臺，強化基礎化學實驗課程建設，同時，開設化工原理課程設計，加強對學生工程實踐能力的訓練，使學生具有明顯化工知識優勢。在化工專業實驗方面，增加設計型、綜合型及自主實驗型教學內容，以加強培養學生的實踐能力。通過實驗教學對學生進行實驗思路、實驗技術、實驗設計、數據處理、觀察能力、分析能力、表達能力的全面訓練。

2.實習課程教學體系

實習課程包括化工過程狀態仿真模擬實習、CAD上機實習、認識實習、生產實習和畢業實習。由于受條件和經費限制，校內實驗室不可能完全滿足學生的實習要求，因此必須以校內實踐教學基地建設為核心，穩定和擴展校外實踐基地，全面提升實習教學質量，提高學生的實踐能力和創新能力。現在專業院系已經和新疆天業集團公司、新疆化肥廠、獨山子煉油廠等疆內8家化工企業簽訂了定期實習合約，能夠滿足學生實踐教學的需要。

3.畢業論文(設計)教學體系

畢業論文(設計)是實踐性教學環節的重要組成部分，是對學生大學期間學習知識的總結和應用，因此組織好畢業論文(設計)環節對提高學生綜合應用所學知識的能力有重要意義。提高大部分學生在校內進行畢業論文(設計)質量的基礎上，開展校企共同培養畢業生進行畢業論文(設計)的工作，由校企根據企業生產科研實際選題，進行共同指導。

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【關鍵詞】創新；高職教育；化工專業

創新是一個民族的靈魂，是一個國家興旺發達的不竭動力。創新教育是以培養人的創新精神和實踐能力為價值取向的教育，包括創新意識、創新精神和創新能力等諸多方面。同時，創新教育又是培養創造性思維、形成創新精神的教育，所以應該把培養學生的創新意識、創新精神和創新能力貫穿于教學的實踐過程中。高職化工類專業教育應以培養學生的實踐能力和創新能力為重點，滿足學生就業、創業和個性發展的需要，培養學生以專業理論、技能和實踐科目為主的綜合職業能力，打造全面建設小康社會所迫切需要的高素質化工一線技術工人隊伍。

1 設疑啟智、營造創新氛圍

教學中每一教學步驟都應設信息溝，層層遞進，教師可根據一定的教學內容，設計適量靈活性較大的思考題，或讓學生從同一來源的材料或信息中探求不同的答案，培養學生積極求異的思維能力。設計此類思考題，讓學生進行討論、爭論、辯論，既調動了學生積極運用語言材料組織新的語言內容，又訓練了他們從同一信息中探求不同答案的求異思維能力。當學生對這類討論性問題產生興趣時，他們會不畏艱難、積極主動地學習。其次，教師在上課時要讓學生發表見解，多顯示思維活動的過程，思維過程的展現與評議可以打破傳統封閉型的教學方式，教會學生思考、探索問題和解決問題的能力。積極鼓勵學生的自辟蹊徑的做法，善于發現學生思維的閃光點，使學生的頭腦中會經常閃現出創造的火花。總之教師應不失時機地給學生創造學習語文的氛圍，加強語言信息的刺激，營造創新教學氛圍。

2 培養發散思維，提高創新思維能力

有位名人曾說過：“好的先生不是教書，不是教學生，乃是教學生學”。有研究表明，討論式、質疑式的教學有利于發散思維、創新思維的發展。要讓學生豐富想象，積極探索求異，堅持獨立見解，這就要求教師要善于挖掘教材中蘊含的創造性因素，通過設疑創設情景，給予每位學生參與的機會。讓學生積極運用所學的知識，大膽進行發散創造。

3 創新精神的培養

創新精神是指敏銳地把握機會，敢于挑戰、敢于付諸探索行為的精神狀態。現代教學論首先強調的是課堂教學應以教師為主導，以學生為主體。教師要調動學生的積極性，千方百計讓學生主動學習，讓學生參與教學。化學化工更具備這方面的優勢。學生在做四大化學實驗時，教師可以大膽放手讓學生去做，在明確實驗目的的前提下，從儀器組裝到結果分析，都由學生自己完成，教師只起引導作用；也可以邊做實驗邊討論學習，激發學生學習的興趣和求知欲望。同時營造學生積極提問、充分展示自己的氛圍，鼓勵學生大膽質疑，對學生所取得的成績及時肯定、表揚，讓學生經常有享受成功的心理體驗。教學中注意發現學生具有獨特性和新穎性的思想，并給予及時的鼓勵。即使是錯誤的想法，也不能因為不合常規而任意抹煞。要允許學生對老師的講課提出異議，允許師生之間的多向交流。如在化工工藝學課程中，對流程圖的設計問題，可以讓同學們找出更合適的工藝路線或選擇更合適的設備。對于學生的異議要提出表揚，這樣會使學生勇于發現問題、勇于提出問題、追求解決問題，初步培養學生的創新精神。

4 創新能力的培養

創新能力，包括敏銳的觀察能力、創造性的想象能力及創新思維能力和實踐能力。創新是一項自主性活動，教師在創新教育過程中的主要作用在于啟發和引導，講究教學方法的啟發性，調動學生的自主性和自覺性，激發積極的思維，啟發誘導學生在課堂中及課外直接進行創造性活動。我們在教學中主要從以下四個方面來培養學生的創新能力：

4.1 以工作過程為導向培養學生創新能力：首先要以工作過程為導向，創設富有啟發性的問題和情境，為激發學生的思維提供良好的素材。采用的方法主要有類比聯想、設立懸念、以舊引新、自己動手等。通過簡要的提示，引導學生在演練的同時把握教材重點，突破難點。使學生作為一個獨立的個體，善于發現和認識有意義的新知識、新事物、新方法，歸納有關規律，將知識總結成系統化和網絡化，這就是一個創新性的思維過程。

4.2 運用現代化的教學手段，提高學生創新能力：在化學化工課堂教學中，引入多媒體和計算機仿真教學，這樣可以擴大學生的感知空間和時間，有利于發展學生的想象力、觀察力和創新思維能力。在化工單元過程及設備的教學中通過使用多媒體課件演示可以使學生直觀地學習流體輸送設備、換熱器等化工設備的內部機構和工作原理。化工原理和化工工藝課都使用了專門的仿真教學系統，生動地再現了工廠的一些流程，收到良好教學效果。

4.3 利用化學實驗實訓，培養學生創新能力：實驗實訓是高職化工實踐教學的重要環節，最能培養學生的創新和實踐能力。實驗實訓的裝置、原理、過程以及結果計算都蘊含大量的創新素材。做實驗的目的，并不僅是讓學生學會操作，更高目標是要求學生熟悉實驗原理，突破教材的框框，大膽設想，尋找完成實驗的最佳途徑。通過學生動手、動腦反復設計、修改、推理和完善，學生能強化對原理的理解，熟練基本的實驗操作。同時，這樣也可以培養學生嚴謹的科學態度，增強學生的創新意識，培養學生的創新思維。實驗實訓源于教材又高于教材，貼近生活和生產實際，通過實驗實訓，學生切實感受到已學知識在實際生產中的應用自主創新意識得到了提高。

4.4 開展研究性學習，培養學生創新能力：在具備良好的理論基礎和實踐基礎上，指導學生查閱相關文獻和撰寫論文，讓他們享受成功的喜悅。這樣能激發他們的創新意識，煥發他們的創新精神，培養他們的創新能力。

我們從大一第二學期開始在教學中注重引導學生閱讀化工雜志，舉辦科學講座、參觀化工廠，進行小論文的撰寫，初步培養了學生個人查資料獲取知識、進行研究性學習的能力。大二、大三進行不定期的實踐實習，進行化工制圖、化工過程及設備課程設計以及化工工藝流程設計，并在課余時間完成有關有機化工、無機化工、石油化工、精細化工、生物化工等方面的論文撰寫。通過研究性學習的開展，大大提高了學生的創新能力，擴大了他們的知識面，鞏固了他們的基礎理論知識。