工程化學課程全文(5篇)

摘要：能源化學工程專業(yè)作為國家戰(zhàn)略新興產業(yè)相關專業(yè)，是教育部在當前能源和環(huán)境矛盾日益突出的新形式下開設的，以培養(yǎng)急需相關專業(yè)技術人才。西南科技大學在能源化學工程專業(yè)的課程設置中突出了學科交叉的特點，文章總結了該專業(yè)課程設置和建設方面的經(jīng)驗和積累，對能源化學工程專業(yè)課程的設置和建設進行了探討，并對今后的發(fā)展提出了建議，旨在促進該專業(yè)課程建設的完善，同時為國內開設該專業(yè)的相關兄弟院校提供借鑒。

關鍵詞：能源化學工程專業(yè)；課程設置；專業(yè)建設

引言

我國“十三五”能源規(guī)劃進一步突出了深化能源體制改革、增強能源科技創(chuàng)新能力、大力拓展能源國際合作、清潔高效開發(fā)利用煤炭、增強國內油氣供應能力、建立能源可持續(xù)發(fā)展的政策標準體系等重點。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源消耗和環(huán)境污染的矛盾日益突出，解決這對矛盾已成為了關乎國家發(fā)展和安全的戰(zhàn)略性問題。根據(jù)我國現(xiàn)階段經(jīng)濟發(fā)展還主要依靠資源消耗的特殊性，2011年教育部新增了能源化學工程專業(yè)，各高校也陸續(xù)從2011年開始開設能源化學工程專業(yè)。該專業(yè)是國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)相關本科專業(yè)，以開展化石資源優(yōu)化利用為基礎研究，面向可再生能源技術、低碳經(jīng)濟、清潔煤技術等領域的人才需求，重點解決高效催化劑研制及其產業(yè)化等重大問題；其主要關注怎么利用能源且對大自然造成最少的傷害[1-4]。我國專門解決能源與環(huán)境矛盾問題的相關專業(yè)開設較晚，能源化學工程專業(yè)的建設還處于起步階段[4-6]，因此，如何建設該專業(yè)課程體系，使其有助于達到人才培養(yǎng)效果，是能源化學工程專業(yè)教學過程中必須思考的問題[6，7]。西南科技大學于2012年開始籌建能源化學工程本科專業(yè)，通過充分的前期調研、在強大的硬件設施和師資力量的支持下于2013年獲批，目標為培養(yǎng)厚基礎、高素質、強能力，具有創(chuàng)新潛能和協(xié)作精神的高級應用型專門人才，培養(yǎng)學生扎實的化學化工基礎知識和能源化學工程專業(yè)知識，使學生能夠適應涉及化學、化工和新能源化學工程等領域的廣泛需求。畢業(yè)生可在鋰離子電池、堿性電池、燃料電池、太陽能電池等領域從事工藝設計、生產控制、科技管理以及新技術、新材料、新產品的開發(fā)與研究工作。文章通過總結西南科技大學3年來在能源化學工程專業(yè)核心課程建設方面的經(jīng)驗和積累，對該專業(yè)課程的建設進行探討。

一、西南科技大學能源化學工程專業(yè)現(xiàn)有核心課程設置與建設情況

今年，我校能源化學工程專業(yè)在校本科生已達120余人，為達該專業(yè)培養(yǎng)目標，學生畢業(yè)總共需修滿170學分，其中專業(yè)課程需修滿86學分，占50.6%。根據(jù)專業(yè)建設培養(yǎng)目標和專業(yè)教師的知識背景，設置的現(xiàn)有專業(yè)課程可分為四個板塊，即化學基礎課程、電化學課程、分析測試課程和實踐課程（見圖1）。這樣設置的依據(jù)在于能源化學工程專業(yè)涉及多學科交叉的課程，僅靠某一個學科知識很難培養(yǎng)出適合新形勢發(fā)展需求的專門型人才。其中化學基礎課程涵蓋了有機化學、物理化學、無機化學、分析化學、化工原理、化學反應工程、工程制圖（化學工程）、化工熱力學、工業(yè)催化基礎、化工安全工程化學等基礎課程；電化學課程涵蓋了電化學原理、能源材料基礎、化學電源設計、應用電化學、太陽能電池概論、動力電池原理及應用、燃料電池技術等課程；分析測試課程包括材料分析與測試方法、儀器分析、電化學測試技術、材料分析與測試方法；實踐課程涵蓋了電化學基礎實驗（電化學原理實驗、電化學測試技術實驗）、化學電源設計與應用實驗（化學電源設計實驗）和能源化學工程實踐（能源化學工程綜合設計實驗A、能源化學工程專業(yè)認識實習、能源化學工程專業(yè)畢業(yè)實習）等實踐課程。我校課程的設置有如下優(yōu)點：

（1）通過化學基礎課程的學習，尤其是通過化學、物理、化工原理、化工催化等基礎課程的系統(tǒng)學習，能夠夯實學科基礎，具備多學科知識交叉的背景

摘要：大學基礎化學是高?；瘜W專業(yè)必修課程，它是面向非化工類專業(yè)的一門基礎課程。院校要根據(jù)化學專業(yè)的特點，突出基礎化學的重點、難點、熱點，加強實驗教學，培養(yǎng)學生的思維和動手實驗的能力，以滿足社會、企業(yè)的需求。

關鍵詞：大學基礎化學；教學；重點；難點；實驗

大學化學是面向非化工專業(yè)（如材料、冶金以及環(huán)境等專業(yè)）的一門基礎課程，其主要目的是培養(yǎng)社會需求的全能人才。一般情況下，大學一年級便有大學基礎化學課程，大一新生已經(jīng)接受過四年的化學學習。教師如何轉化學生基礎的化學學習，升華成高等教育基礎化學成都為當下教師要解決的問題。

1抓住要點提升大學基礎化學教育

化學是一門古化但又有發(fā)展?jié)摿Φ膶W科，教學資源多而雜?；瘜W學科本身就具有研究性。隨著學科的發(fā)展演變，化學也與物理、生物等聯(lián)系到一起，形成交叉性學科，為現(xiàn)代科研做了嘗試的努力。大學化學教育是在中學化學內容上的提升，大學基礎化學先從內容淺的熱力學開始，然后是定容熱效應、定壓熱效應、熱力學三大定律。在中學階段，學生已經(jīng)接觸學習了阿倫尼烏斯電離理論的酸堿定義，大學階段的課本引入布朗斯特和路易斯酸堿理論、酸堿電離平衡反應、緩沖溶液以及配離子的解離平衡反應。大學基礎化學還引入了中學階段的溶解度概念，從深層知識剖析電解質的多相離子平衡反應。大學化學重點介紹氧化還原反應的應用，化學能轉化為電能的過程，電極反應、電極電熱、原電池的熱力學等知識。大學化學的電子云和周期表被歸納到物質結構部分，課本中也做了大量的說明和解釋，學生可以閱讀此類知識，學生要了解采用波函數(shù)和四個量子數(shù)來描述原子軌道等。大學基礎化學知識是層遞關系，學生要由淺入深的學習，從微觀到宏觀的學習。

2激發(fā)學生學習基礎化學的興趣

對于非化學化工類專業(yè)學生來說，激發(fā)學生的學習興趣是關鍵。教師要授課時要緊密結合化學專業(yè)的特點，帶領學生融于化學知識的海洋。例如，環(huán)境專業(yè)的學生，要讓學生明白環(huán)境保護的原因，環(huán)境保護已經(jīng)成為國際性關注的嚴重問題，它能直接威脅到人類的生存。教師要向學生深入剖析水污染的危害，大氣污染和全球氣候變暖的原因等熱點問題。如何采用有效措施去遏制這個危害。對于大學化學專業(yè)的學生來說，教師首要的任務是在向學生講解化學難度大的知識點時，要轉化授課方式，降低學生的學習困難的心理素質，引導學生探索神奇的化學知識。這種攻克難關的教學方式，會使學生由被動變?yōu)橹鲃訉W習。教師也能改變單板的授課格局，講解、思考、討論、結論逐一進行。在課堂上，學生要勇于發(fā)表自己的觀點，教師要對癥下藥。例如，教師在向學生講授元素周期表時，結合國際性科技、科研成果，讓學生接觸到最新的化學科學研究，激起他們的求知欲望，同時也讓學生跨領域學習專業(yè)知識。學?？梢远ㄆ谄刚垏鴥韧鈨?yōu)秀的化學領域學者、專家來校做演講，指導學生學習化學。通過一些化學科研成果，向學生展示化學能夠解決人類的哪些問題，這樣更能促進學生的學習熱情。

1圍繞專業(yè)應用型人才特點，構建實踐教學體系

1.1應用型本科人才要求

根據(jù)現(xiàn)代化學工業(yè)的特征及社會對化工人才需求的趨勢，應用型高?；瘜W工程與工藝專業(yè)的目標是培養(yǎng)化學化工理論基礎扎實，實踐動手能力、自主學習能力、創(chuàng)新能力及外語與計算機應用能力較強，適應化工、冶金、能源、輕工、醫(yī)藥、環(huán)保等部門從事工程設計、技術開發(fā)、生產技術管理等方面工作的應用型高級工程技術人才[2]。為了實現(xiàn)上述目標，化學工程與工藝專業(yè)應用型本科人才應具備的基本素質與專業(yè)能力包括7個方面：①樹立正確的世界觀，具有良好的人文精神、科學素養(yǎng)，能處理好人與環(huán)境、人與社會的關系；②掌握化學工程與工藝的基本理論和基本知識；③掌握化學裝置工藝與設備設計方法，掌握化工過程模擬優(yōu)化方法；④具有對新工藝、新產品、新技術和新設備進行研究、開發(fā)和設計的初步能力；⑤了解化學工程的理論前沿，了解新工藝、新技術與新設備的發(fā)展動態(tài)；⑥掌握文獻檢索的基本方法，具有一定的科學研究和實際工作能力；⑦具有創(chuàng)新意識和獨立獲取新知識的能力[2]。因此，根據(jù)現(xiàn)代科技和生產的發(fā)展需要，以服務地方經(jīng)濟社會發(fā)展為目標，把握高等教育規(guī)律和化學工程與工藝專業(yè)特征，制定化學工程與工藝專業(yè)應用型人才培養(yǎng)方案，具體如圖1所示。在人才培養(yǎng)方案制定的過程中，合肥學院借鑒德國應用科學大學培養(yǎng)應用型人才成功經(jīng)驗，非常重視企業(yè)的作用，將企業(yè)要求與學生的培養(yǎng)相結合，構建理論教學與實踐教學相統(tǒng)一教學體系，確定了以“面向企業(yè)、立足崗位、注重素質、強化應用、突出能力”為指導思想的“應用型”人才培養(yǎng)模式。理論教學體系體現(xiàn)“三個服務”原則：基礎理論教學要為專業(yè)技術課教學服務，理論教學為提高學生綜合素質服務，把素質教育貫穿于教學全程，為培養(yǎng)學生具有獨立分析和解決實際問題的能力服務，注重培養(yǎng)學生對技術成果的吸納和綜合應用能力。建立與培養(yǎng)目標相適應的實踐教學體系，形成基礎實訓、專業(yè)實訓及校內、外實訓教學相結合的綜合實訓教學一體化，完成實訓教學。促進學生掌握專業(yè)技能，實施“四年九學期制”，提高學生就業(yè)競爭能力。

1.2化學工程與工藝專業(yè)人才要求

化學工程與工藝專業(yè)是為了適應新世紀化學工業(yè)的發(fā)展而設置的，是由原來的化學工程、有機化工、無機化工、高分子化工、精細化工、煤化工、工業(yè)催化等專業(yè)合并而成的寬口徑專業(yè)，覆蓋面寬、涉及領域廣[3]。該專業(yè)具有兩大特色：一是覆蓋面廣。研究領域涉及無機化工、有機化工、精細化工、材料化工、能源化工、生物化工、醫(yī)藥化工、微電子化工等諸多領域；二是工程特色顯著。該專業(yè)以化學工程與化學工藝為兩大支撐點，化學工程主要研究化工過程及設備的開發(fā)、設計、優(yōu)化和管理?；瘜W工藝則研究以石油、煤、天然氣、礦物、動植物等自然資源為原料，通過化學反應和分離加工技術制取各種化工產品?；瘜W工程與工藝專業(yè)涉及的工程放大技術、系統(tǒng)優(yōu)化技術和產品開發(fā)技術，不僅在化工領域，而且在醫(yī)藥、材料、食品、生工等眾多相關領域均大有用武之地。因此，化學工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)的學生應有較強的工程能力和工作適應性，需掌握化工生產技術的基本原理、專業(yè)技能與研究方法，具有從事化工生產控制、化工產品和過程的研究開發(fā)、化工裝置設計與放大的初步能力[4]。

1.3應用型化工人才實踐教學體系構建

高等工程教育強調綜合素質的基礎作用和工程素質的定型作用。培養(yǎng)應用型化工特色人才，核心就是培養(yǎng)實踐能力強的應用型人才。以培養(yǎng)應用型人才為目標，以科學發(fā)展觀為指導，遵循教育教學基本規(guī)律，堅持育人為本，教學為綱，根據(jù)學生需要，圍繞學生能力拓展和知識結構構建實踐教學體系。該體系由基本技能、專業(yè)能力、綜合能力三層次訓練組成，將課外創(chuàng)新活動和社會實踐有機融合。借鑒德國成功的經(jīng)驗，培養(yǎng)學生工程設計能力、項目實現(xiàn)能力及創(chuàng)新能力，構建工程化的實踐教學體系如圖2所示。實踐教學根據(jù)能力要求可分為3個層次：基礎實踐層、專業(yè)實踐層、綜合和創(chuàng)新實踐層?；A實踐層以強化“三基”，培養(yǎng)基礎能力為目的，將基礎化學實驗分為3個層次和5個模塊，構成一個彼此相連，逐層提高的體系[5]。通過化學專題研究訓練，強化了知識和技能的綜合性；認知實習在實踐教學體系中處于承上啟下階段。學生在與自己相近或相關的崗位上經(jīng)過認知實習，了解專業(yè)所需要的專業(yè)知識、能力、素質，有利于他們結合自己的興趣，規(guī)劃未來發(fā)展，在專業(yè)方向的選擇、課程模塊的選擇上會更加理性。2周金工實習和1周電工電子實習，實現(xiàn)基礎能力培養(yǎng)目標；專業(yè)實踐層是在理論教學和基礎能力培養(yǎng)的基礎上，通過專業(yè)基礎實驗、課程設計、工程實訓等實踐教學的環(huán)節(jié)實現(xiàn)專業(yè)能力培養(yǎng)；綜合和創(chuàng)新能力是對技術基礎知識、運用專業(yè)知識解決實際問題能力和知識遷移能力的綜合體現(xiàn)，反映學生整體素質。通過畢業(yè)實習、畢業(yè)設計（論文）等實踐教學環(huán)節(jié)，配合第二課堂科技活動，達到培養(yǎng)專業(yè)技術應用能力的目的?？傊?，各層實踐教學活動層層遞進、相互滲透，達到培養(yǎng)目標規(guī)定的專業(yè)技術應用能力的要求。

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

第一篇：生物工程專業(yè)藥物分析實驗改革思考

生物工程專業(yè)（制藥方向）涉及的知識面廣、內容多，不僅包括與生物技術相關的一些基本理論，還包括與制劑、質量控制等生物制藥相關藥學知識[1]?！端幬锓治鰧嶒灐肥巧锕こ虒I(yè)（制藥方向）的核心實驗課程，為提高學生主動學習能力，課程組采用課內外研討模式，一種引導學生由被動學習變?yōu)橹鲃訉W習，充分調動學生自主學習的積極性，提高獨立分析解決問題能力的開放性教學[2]，近三年實施該模式后，取得了顯著的教學效果，但也有不足之處。Moodle平臺是一種教學管理與評價軟件，是由澳大利亞教育學博士MartinDougiamas所帶領的研究團隊開發(fā)的開放源碼網(wǎng)絡教育平臺[3]。Moodle軟件體現(xiàn)了“引領式在線學習”的教育思想，在這種先進教育思想的指導下，教師可以參與和指導學習者的自主性學習。這種教育者和學習者相互溝通的教育方式比傳統(tǒng)的學生自主式學習的學習效率更高，學習效果更好。從2014年起，本課程組在生物工程專業(yè)開展了基于Moodle平臺的《藥物分析實驗》研討模式改革（圖1），設計出三大模塊為內容、互動反饋為特色的新型研討方式。本文對2014-2015學年所取得的教學效果進行總結，旨在為進一步提高研討式實驗教學效果奠定基礎，為相關學科實驗教學改革提供一定的理論參考。

一、目前研討存在的問題

（一）研討內容相關資源、素材無法共享

討論前教師查閱的最新素材和學生收集的相關資料，及討論過程中的反饋意見和總結報告，都需要保存。但討論之后，很多研討資料都沒有及時的整理保存，沒有達到資源共享的目的。

（二）課時有限導致討論不夠深入

在某個話題的研討過程中，要引起聽者的思考并參與討論需要一定時間才能達到高潮，產生思想碰撞。由于課時的限制，傳統(tǒng)的形式下不能深入展開討論，學生需要一個能夠延續(xù)課堂討論的平臺，將課內進行的討論延續(xù)至課外。