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能源化學工程專業(yè)建設研究

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能源化學工程專業(yè)建設研究

摘要:2010年教育部批準設置能源化學工程等首批戰(zhàn)略性新興產業(yè)專業(yè)。國內能源化學工程專業(yè)建設剛剛起步,課程體系建構、人才培養(yǎng)模式尚不完善。本文結合安徽理工大學能源化學工程專業(yè)建設中專業(yè)課程體系尤其是專業(yè)實踐模塊,以及能源化學工程專業(yè)建設中存在的一系列問題作一些探討。以期為能源化學工程專業(yè)的發(fā)展提供一些借鑒。

關鍵詞:能源化學工程;培養(yǎng)目標;課程體系;人才培養(yǎng)模式

1能源化學工程專業(yè)的產生

隨著世界經(jīng)濟的不斷發(fā)展,人類社會對能源的需求越來越多。能源問題成為21世紀人類面臨的最基本問題。長遠來看,在全世界范圍內,一次能源仍將占主要地位。但隨著時間的推移,一次能源逐漸消耗殆盡,煤、石油和天然氣等含碳能源的潔凈、高效利用,太陽能、風能、地熱能、生物質能、潮汐能等具有清潔、低碳、可再生等優(yōu)勢的新能源的開發(fā)利用將成為未來世界經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關鍵[1]。能源化學工程(EnergyChemicalEngineering)作為一個全新的專業(yè)應運而生。安徽理工大學化學工程學院化學工程系根據(jù)自身化學工程與工藝(煤化工方向)專業(yè)優(yōu)勢,僅僅依托煤化工,但又不局限于煤化工,涵蓋燃料電池、生物質能、電化學、生物柴油、環(huán)境化工等豐富內容,于2011年新增加能源化學工程專業(yè)。關于能源化學工程專業(yè)本科生課程體系建構、人才培養(yǎng)模式正處于不斷探索和完善中。

2能源化學工程專業(yè)的培養(yǎng)目標

能源化學作為化學的一門重要分支學科,是掌握煤炭綜合利用,了解非煤礦物能源,普及新能源和可再生能源知識、實現(xiàn)能源科學利用和可持續(xù)發(fā)展的重要科學技術基礎。它利用化學與化工的理論與技術來解決能量轉換、能量儲存及能量傳輸問題,以更好地為人類經(jīng)濟和社會生活服務?;瘜W變化都伴隨著能量的變化,而能源的使用實質就是能量形式發(fā)生轉化的過程。能源化學因其化學反應直接或者通過化學制備材料技術間接實現(xiàn)能量的轉換與儲存[2-8]。能源化學工程屬于一個全新的專業(yè),之前僅在化學工程與工藝專業(yè)里涵蓋過一點,主要關注怎么利用能源、對大自然造成較少的傷害。主要研究方向:能源清潔轉化、煤化工、環(huán)境催化、綠色合成、新能源利用與化學轉化環(huán)境化工。如今上升到一個全新的專業(yè)獨立出來,可見其重要程度。專業(yè)人才培養(yǎng)目標的制定應建立在對專業(yè)深入分析和了解的基礎上并結合國情、校情,能源化學工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標也不例外[9-10]??紤]到安徽省淮南市是歷史悠久的煤炭城市,再結合安徽理工大學化學工程學院化學工程系專業(yè)的辦學特色,考慮專業(yè)發(fā)展與社會進步對人才的客觀、合理的要求。我們在制定本專業(yè)的培養(yǎng)目標時,強調“厚基礎、寬專業(yè)、高素質”,力求培養(yǎng)出具有良好科學素養(yǎng)、基礎扎實、知識面寬,同時具有創(chuàng)新精神和國際視野的高級專門應用型人才[11-12]。學生具有了扎實的化學化工基礎知識和能源化學工程專業(yè)知識就能夠快速適應涉及化學、化工、傳統(tǒng)和新能源加工等領域的相關工作。具備在煤炭行業(yè)、電力行業(yè)、石油石化行業(yè)、生物質轉化利用行業(yè)從事低碳能源清潔化、可再生能源利用以及能源高效轉化、化工用能評價等領域進行科學研究、生產設計和技術管理等工作。我們培養(yǎng)的畢業(yè)生工作領域包括:煤化工行業(yè)、天然氣化工行業(yè)、電廠化工綜合利用行業(yè)、生物質能源化工行業(yè)、固體廢物綜合處理行業(yè)、石油加工行業(yè)、石油化工行業(yè)、催化劑生產和研發(fā)行業(yè)??梢栽谶@些行業(yè)從事設計、科學研究、技術管理等工作或繼續(xù)深造[13-16]。

3能源化學工程專業(yè)課程體系

除了公共基礎課程、學科專業(yè)必修課程,立足能源城淮南市,依托安徽理工大學化學工程學院化學工程系的特色開設特色專業(yè)核心課程(如,能源化工導論、化學反應工程、化工熱力學、化工分離工程、煤化學、工業(yè)催化I、能源化工工藝學、化工過程分析與合成、化工過程控制、化工設計基礎)以及特色專業(yè)任選課(如,煤氣化工藝學、煤基合成燃料、生物質能源及化工、燃燒工程、燃料電池、現(xiàn)代儀器分析、電化學工程、膜科學技術過程與原理、基本有機化工工藝、廢棄物處理與資源化、環(huán)境化工、化工專業(yè)英語)。此外專業(yè)實踐模塊本系能源化學工程專業(yè)開設的專業(yè)基礎實驗-《煤化學及工藝學實驗》,包含實驗項目:煤樣的制備、煤樣的粒度分析、煤樣堆積密度的測定;煤中水分、灰分、揮發(fā)分產率的測定及固定碳的計算;煤中硫元素的測定;煤的發(fā)熱量測定;煤中碳氫元素的分析;煤氣成分分析;煙煤坩堝膨脹序數(shù)的測定;煙煤奧亞膨脹度的測定;煤的粘結性指數(shù)的測定;煤灰熔融性的測定。這些實驗項目以煤化工為特色,厚基礎理論,意在培養(yǎng)學生扎實的理論基礎。開設的專業(yè)實驗-《能源化工專業(yè)實驗》,包含實驗項目:煤樣的XRD分析;煤的熱重分析;水煤漿的制備和性能評價;油品的常壓蒸餾;生物柴油制備及性能評價;石油產品的性能測定1;石油產品的性能測定2;電化學-燃料電池電化學性質的測定;電化學-質子交換膜電化學性質的測定。這些實驗項目不限于煤化工,設計生物柴油,電化學,燃料電池等,重在拓展知識面,培養(yǎng)寬專業(yè),高素質人才。

4能源化學工程專業(yè)建設中存在的問題

安徽理工大學化學工程學院化學工程系根據(jù)自身化學工程與工藝(煤化工方向)專業(yè)優(yōu)勢,開設能源化學工程專業(yè),經(jīng)過這些年的不斷摸索,至今已有一屆畢業(yè)生,通過學生反饋,在專業(yè)建設上仍有一些不足:

(1)專業(yè)實踐教學條件有待改善。就當前現(xiàn)狀來看,本專業(yè)實驗條件還相對落后,缺少大型分析儀器和設備,實驗室建設相對滯后,現(xiàn)有實驗器材臺數(shù)還不能很好滿足學生分組實驗要求。

(2)師資隊伍建設還需進一步加強。由于本專業(yè)辦學歷史較短,師資力量相對不足,專業(yè)結構也不近合理,一批青年教師還需逐漸成長,缺乏高水平科研項目和教學研究成果。

(3)部分課程設置不盡合理,同時,專業(yè)基礎課、專業(yè)課開課的先后順序還需進一步調整和完善。對于新開設的課程,有的授課教師對內容不太熟練,有必要加強教師的授課水平,有條件的話可以走出去,加強與兄弟院校和科研院所的交流合作。

(4)校外實習基地建設有待加強?,F(xiàn)有實習基地以煤化工企業(yè)為主,與能源化學工程專業(yè)培養(yǎng)目標中強調的“寬專業(yè)”背景還有一定差距[17]。以煤化工行業(yè)為背景的院校能源化學工程專業(yè)建設是一個不斷發(fā)展的過程。在開設該專業(yè)時仍需明確方向,吸收、借鑒相關院校辦學經(jīng)驗,不斷摸索、改進、完善專業(yè)建設。不僅要辦出自身專業(yè)特色,還要進一步解放思想,緊跟經(jīng)濟社會發(fā)展需要,培養(yǎng)出適應經(jīng)濟社會發(fā)展的高素質應用型人才。截止到目前為止,安徽理工大學能源化學工程專業(yè)建設經(jīng)費陸續(xù)到位,新進大型設備招投標已完成,等待供貨、安裝調試。專業(yè)教師也正忙于實驗室和實訓基地的規(guī)劃設計。結合應用型人才培養(yǎng)目標,學院領導帶領專業(yè)教師通過廣泛調研,集眾家之長,具有專業(yè)特色的實踐教學基地也逐步落實到位。相信安徽理工大學能源化學工程專業(yè)的明天會更加光輝燦爛。

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作者:榮俊鋒 陳明功 劉銘 吳姍姍 張曄 單位:安徽理工大學化學工程學院