時間:2023-09-15 17:12:01
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇工程化學筆記范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
中心現有教師64人,其中正高職稱占比58%,青年教師中碩士以上學歷占比91%,87%以上教師具有工程實踐經歷及背景,3名教師獲化工注冊工程師資格。
中心現有實驗室面積14 000平方米,固定資產總值7 700萬元,設備3 200臺套,10萬元以上設備220臺。下設化工原理實驗室、反應工程實驗室、分離工程實驗室、化工工藝實驗室、化工計算與模擬實驗室、啤酒中試車間實驗室、精細化學品合成中試車間、分析測試實驗平臺、液相色譜開放實驗室、氣相色譜開放實驗室、石化工業展館、創新實驗室等,承擔了學校6個學院、23個專業的22門實驗及實訓、創新等教學任務,年均承擔17萬人次的教學,還向周邊高校、企業及中學提供開放實習、技術服務、員工培訓及參觀體驗等,年均接待2 000余人次。
理念先行,建設有思路
當今社會急需怎樣的化工人才?與一些發達國家的高等教育進行橫向比較,我們的距離在哪里?與高等教育大眾化之前的中國高等教育進行縱向比較,明顯的差異在哪里?學校發展歷程中最鮮明的特點是什么?基于對這些問題的思考,常州大學在建設化工實驗教學中心的過程中始終遵循著一個明確的理念―“大工程觀”。
近3年,圍繞化工專業工程教育,中心教師承擔了“構復合型人才培養體系,建立體化實驗實訓中心,育創新型卓越工程人才”“基于CDIO與‘卓越工程師教育培養計劃’的石油化工卓越人才培養的研究與實踐”等4項省級教改課題,“與IchemE接軌的化學工程與工藝專業培養體系的研究與實踐”“現代化工實驗創新模式的研究與實踐”等17項校級教改課題。中心以平臺建設為主要內容的教學研究工作獲6項省級教學成果獎,在《中國高等教育》等雜志上發表教學研究論文39篇。
儀器裝備,自制有特色
為了踐行化工教育“大工程觀”理念,中心將仿真技術、數字化在線檢測顯示技術、控制技術和多媒體交互技術引入實驗裝置開發中,研制了DCS控制填料精餾塔、填料吸收塔、流體流動―輸送機械―傳熱綜合實驗平臺、洞道干燥、板框過濾、固定床微型反應器、MCGS組態控制篩板精餾塔、MCGS組態控制轉盤萃取塔、mini plant等40余套實驗裝置,所有裝置均由教師設計、指導制作、安裝和調試。這些裝置匯集了國內外化工實驗裝置先進裝備技術,融入了較新科技發展和教師的科研成果,具有多功能化、集成化、數字化、自動化和中型化等特色,受到了閔恩澤、金涌、袁渭康等院士的好評,前來中心進行專題交流的國內外高校有100余所。其中,“DCS控制液體流動―輸送―傳熱―精餾綜合實驗平臺”獲“首屆全國高等學校自制教學儀器設備優秀成果獎”。
一系列工程化特色鮮明的中型實驗裝置建成后,應用于實驗及實習教學中,一定程度上加大了學生工程實踐能力的培養,然而仍然沒有真正破解“實習動手難”的難題。由于化工裝置存在自動化程度高、危險性高等原因,化工專業學生進入企業實習時,比其他專業的學生更加難以獲得實際的動手機會,“實習動手難”的問題尤為突出。
為了解決這一難題,中心提出了“化工單元裝置以‘實’為主,以‘虛’為輔;全流程生產裝置以‘虛’為主”的進一步建設思路。2010年,中心以自制的40余套實體裝置為原形,開發“網上3D實驗室”,將這40余套裝置在網絡共享,實現了遠程實驗、遠程預習指導、在線成績生成、教學視頻瀏覽、實驗報告上傳、人機互動等功能,同時開始探索3D仿真軟件的開發。2012~2013年,中心先后建成了“常減壓3D仿真軟件”“甲醇合成與精制3D仿真軟件”(第一產權單位),率先在全國化工類高校中建成“化工3D虛擬仿真實驗教學中心”。2013年5月,中心實現了“甲醇合成與精制3D仿真軟件”的遠程登錄、廣域網運行,標志著化工3D軟件的全球共享。2014年,該虛擬中心被評為首批“國家級虛擬仿真實驗教學示范中心”。
實驗改革,內涵有提升
在自制工程化裝備及虛擬仿真軟件的基礎上,中心將所有實驗項目優化調整為綜合型、設計型實驗,包括將以往認為只能是驗證型實驗的項目,也改造為綜合型實驗,有力地支撐了學生知識應用能力、工程實踐能力、科技創新能力的培養。具體的做法是:
(1)全流程自制中試裝置很好地滿足了工程性訓練要求。由于自制的設備規模均采用小型工業化設備尺寸,過程原理、控制方式、測試方法均來自實際工業過程,學生可在校內進行兩類工程性訓練。一是進行工業化中試規模生產實訓:從原料純化、流程匹配、操作參數優化、開停車調試、分析方法建立、化工儀表控制,到設備清洗與檢修等生產各環節進行全面訓練,讓學生熟悉原料與產品性能、反應原理、生產過程、流程組織、主要設備基本原理,懂得有關機、電、儀、分析方面的基本知識,體會現代化化工生產的特點。二是參與指導教師研究課題,進行工程性放大研究實驗:以小試結果為基礎,進行中試放大數據采集、數據處理、宏觀動力學數學模型建立、基礎設計,為工程設計奠定基礎,讓學生體會化工過程開發與工程放大的全過程,真正提高學生的工程能力。
(2)在驗證型實驗中增加流程模擬軟件Aspen Plus的使用。在原為驗證型基礎數據測試實驗中,在學生完成實驗數據點的測試與結果計算后,要求學生再利用理論課程中涉及的Aspen Plus軟件,模擬計算相應的數據,與實際實驗得出的數據相比較,再查閱相關文獻資料,最后對三條途徑得出的數據進行綜合誤差分析。例如:在“二元氣―液平衡數據的測定”實驗中,要求學生用三點實驗數據以Aspen plus對氣液平衡數據進行回歸,拓展了學生數據處理的思路,也進一步增強了學生對以往所學知識的運用能力。
(3)在綜合型實驗中增加工程設計內容。中心把工程設計內容引入到實驗教學中,打破以往實驗教學的局限。例如,在“乙苯脫氫制苯乙烯工藝實驗”中,要求學生將實驗得到的混合物作為原料,延伸設計乙苯、苯乙烯的精餾分離,并繪制簡單的流程示意圖及物料流程圖。
開放運行,自主學習有平臺
中心自2006年以來,始終堅持開放式教學。在實驗項目中,既可以由中心提供選題(主要為選修實驗、實習項目),也可以由學生自帶課題,中心為學生提供技術指導、場地支持,構建“以學生為主體、以能力培養為核心、以挖掘學生潛力為宗旨的學生自主學習和實驗”的開放實驗教學管理運行機制。
(1)自助式開放實驗“超市”。校企共建的氣譜實驗室(30臺氣譜儀、1臺氣質聯用儀)、液譜實驗室(10臺液譜儀、1臺液―質聯用儀)和化工計算及仿真實驗室(含100臺筆記本電腦、138臺臺式電腦,配置ORIGION,CAD,ASPEN,CHEMDRAW等專業工具軟件以及包含2個3D仿真流程模擬軟件在內的40余種仿真軟件)全天面向學生開放。
(2)預約開放大型儀器。從2011年起,現代分析實驗室逐步實現大型儀器的開放。從最初開放一些畢業環節中使用頻率高、操作難度相對較低的儀器,到目前多數大型儀器的預約全時開放。預約開放的大型儀器包括核磁共振波譜儀、場發射掃描電鏡、透射電鏡、哈克流變儀、X―射線衍射儀等30余臺,提高了學生高端儀器的分析技能與創新科研水平,提高了大型儀器的使用效能。主要做法是:通過專題培訓與考核學生取得操作資格,并在中心教師指導下操作一定時數,取得獨立操作資格,然后可以網上預約使用,最后參與績效及信譽考核。
(3)實驗室場地及項目開放。學生自行組成學習小組,預約“阿司匹林生產工藝”“啤酒生產工藝”“原油實沸點”等實驗,或學生根據自己的興趣自擬實驗項目預約場地進行實驗。場地及項目的開放,有效地促進了學生工程能力、操作技能和創新思維能力的培養。
開放的支持平臺,培育了一批創新科技成果。近3年,學生獲得包括“挑戰杯”全國大學生科技作品競賽特等獎、全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽一等獎在內的省級及以上獎勵200余項;中心教師獲得包括2項國家科技進步獎二等獎在內的科技成果獎60余項。
示范輻射,彰顯“大工程觀”特色