化學科學工程全文(5篇)

[摘要]“雙一流”建設是新時代的創(chuàng)新選擇，也是既“211工程”與“985工程”之后在此基礎上的又一次國家戰(zhàn)略創(chuàng)新?！半p一流”建設擁有明確的目標，在若干年內(nèi)促使我國的一流大學與一流學科的數(shù)量實力進入到世界前列。因此，一些高校也紛紛實施了“雙一流”的學科建設，特別是工程學科，這是“雙一流”建設過程中的重點內(nèi)容?；谏鲜霰尘?，面向國家工業(yè)化的化學工程教育就顯得尤為重要，本文主要以雙一流學科建設背景下的化學工程教育作為分析的對象，闡述雙一流學科建設的現(xiàn)狀，為我國化學工程學科教育的發(fā)展提出優(yōu)化建議。

[關鍵詞]雙一流；學科建設；化學工程；教育

化學工程已經(jīng)有百年的發(fā)展歷史，經(jīng)歷了“單元操作”、“三傳一反”的里程碑式的歷程，逐步進入到了“產(chǎn)品工程”、“三傳一反+X”以及“多(介)尺度理論與方法”的新的發(fā)展階段，也逐步構(gòu)建了以化學、物理學、生物學以及數(shù)學基本原理與方法的基礎，以此來更好的發(fā)展化學工程學科[1]。我國在化學工程教育方面已經(jīng)形成了良好的學科研究平臺、領先的專家隊伍，也在應用基礎研究方面得到了顯著的研究成果，數(shù)量及引用評價影響等也名列前茅，這對于我國國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)也形成了重要的支撐。

1雙一流學科建設背景下工程學科教育的現(xiàn)狀

“雙一流”建設需要面向世界先進科技前沿，面向國家的需求以及面向國民經(jīng)濟發(fā)展。工程學科是社會經(jīng)濟發(fā)展必不可少的重要保障，工程學科是雙一流建設過程中的重點。中國現(xiàn)如今擁有世界規(guī)模最大的工程教育體系，全世界有1/3的工科學生在中國，90%以上的大學均擁有工程學科，因此，國內(nèi)工程學科形成了“無工不成學”的現(xiàn)象[2]。但是在整體來看，國內(nèi)工程學科“大而不強”，布局不盡合理，世界一流工程學科匱乏且缺乏對國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的支持。除此之外，工程專業(yè)與產(chǎn)業(yè)脫節(jié)嚴重，工程教育與世界人才需求匹配度不高，缺乏高質(zhì)量的人才等也成為工程學科建設的重要問題。因此，我國意識到這一問題，將高水平理工大學擺放在“雙一流”建設的重點支撐位置?；谏鲜霰尘?，化學工程教育在“雙一流”學科建設中占據(jù)著重要的作用，發(fā)展化學工程教育建設，有助于提升理工科的教育水平，為該學科的發(fā)展提供一定的支撐作用。

2雙一流學科建設背景下的化學工程教育策略

2.1科學規(guī)劃學科教育方向

一、人才培養(yǎng)的要求

當代化學工業(yè)對化學化工類人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。如何培養(yǎng)基礎理論知識扎實、工作適應性強、具有創(chuàng)新能力的人才，是綜合性大學化學化工教學改革面臨的重要課題。目前，綜合性大學化學與應用化學專業(yè)每年都有相當一部分畢業(yè)生進入化學、化工和制藥等企事業(yè)單位業(yè)從事研究開發(fā)或工程技術工作，這種趨勢還會隨著創(chuàng)新性國家的建設而逐年增長。化學工程基礎是綜合性大學化學專業(yè)的專業(yè)基礎課，也是唯一的一門工程技術類課程，該課程的教學改革與實踐對于理工學科交叉與學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)是綜合性大學化學與應用化學專業(yè)其他課程所不能替代的。在充分發(fā)揮綜合性大學基礎理論研究優(yōu)勢的同時，通過對理科專業(yè)化學工程基礎課程教學內(nèi)容的更新、充實和調(diào)整，為化工類企事業(yè)單位培養(yǎng)和造就具有開拓創(chuàng)新精神、勝任科學研究與工程技術工作、適應性強的化學化工專業(yè)人才。

二、教學內(nèi)容與教學方法的優(yōu)化

以創(chuàng)新教育思想為指導，研究改革化學工程基礎課程教學內(nèi)容和教學方法，建立培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的化學工程基礎課程內(nèi)容新體系。動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞與化學反應工程（“三傳一反”）仍將是化學工程基礎教學的核心內(nèi)容，應不斷充實更新才能反映學科發(fā)展現(xiàn)狀和適應社會經(jīng)濟需求?；瘜W和化學工程學是支撐物質(zhì)轉(zhuǎn)化相關工業(yè)的學科，前者研究分子之間發(fā)生反應的可能性、必要的條件和產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，后者研究物質(zhì)的流動、質(zhì)能傳遞及其對反應過程與產(chǎn)物的影響。

1.優(yōu)化更新教學內(nèi)容，反映體現(xiàn)學科發(fā)展與技術進步?；瘜W工程基礎作為理科化學專業(yè)的工程技術課程，其教學內(nèi)容除了動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞與化學反應工程以外，還應當及時反映和體現(xiàn)學科的發(fā)展與技術進步。根據(jù)授課學時，突出教學重點，優(yōu)化教學計劃，精選教學內(nèi)容。以化學工程學的基本觀點、基本原理和基本方法為核心，結(jié)合典型化工過程，理論聯(lián)系實際，使學生在有限的教學學時內(nèi)，掌握本門課程的基本知識，熟悉研究與應用對象，為今后從事化學化工專業(yè)技術工作打下堅實基礎。在其他科學技術的帶動和社會需求的推動下，化工分離技術近年來取得了很大進步。新技術不斷涌現(xiàn)，膜分離和超臨界流體萃取等新型分離技術就是其中的代表。我們在教材的編寫和課堂教學中，有意識地加入這些內(nèi)容，便于學生從課堂上了解新的科學知識，拓寬學術視野。

2.引導學生建立工程技術與技術經(jīng)濟觀點，提高學生綜合素質(zhì)?？茖W與技術的交叉和滲透，要求我們培養(yǎng)的學生不僅要掌握扎實的基礎理論知識，還要學會運用所學的理論解決工程實際問題。綜合性大學理科化學專業(yè)的學生基礎理論知識比較扎實，在課堂教學中，我們根據(jù)教學內(nèi)容，結(jié)合工程實際，啟發(fā)學生從工程實際問題出發(fā)，強調(diào)工程實際的特點，突出工程實踐的技術經(jīng)濟問題，灌輸學生節(jié)能減排與綠色環(huán)保的理念，訓練學生綜合運用數(shù)學、物理與化學等多學科知識，綜合分析化工單元操作與工業(yè)裝置中涉及的復雜問題，培養(yǎng)學生的工程技術思維方法與工程設計等綜合素質(zhì)。

3.改進教學方法，提高教學效率。化學工程基礎課程的課堂教學內(nèi)容涉及化工單元操作與工藝過程。綜合性大學化學專業(yè)的學生一般沒有見過真實的化工設備，對化工廠與化工設備和裝置缺乏感性認識，通過多媒體教學技術和傳統(tǒng)課堂教學方法，可以促進學生感知與思維、理論與實踐的結(jié)合，提高學生對化學工程基礎的學習興趣，激發(fā)他們的學習熱情，使他們由不熟悉、不了解化工企業(yè)與裝置轉(zhuǎn)變?yōu)橄矚g應用學科、樂于進入與應用密切相關的教師實驗室開展業(yè)余科研。為此，我們一方面利用多媒體的優(yōu)點，在課堂教學中放映一些設備的實物圖像。另一方面，在有關課程中增加了實習參觀環(huán)節(jié)，組織學生到石油化工廠、有機化工廠和精細化工廠等企業(yè)參觀實習，增強學生對加熱爐、精餾塔、泵、換熱器等主要化工設備的感性認識。

摘要：本文論述了化學工程發(fā)展過程及發(fā)展過程中面臨的挑戰(zhàn)，我國經(jīng)濟水平的穩(wěn)步提升，促進了化學工業(yè)生產(chǎn)技術的多樣化發(fā)展。當前，我國大部分化工企業(yè)面臨著兩大挑戰(zhàn)，一是環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展對化學工程的嚴峻要求，二是化學工程面臨的科技創(chuàng)新的挑戰(zhàn)。

關鍵詞：化學工程；可持續(xù)發(fā)展；科技創(chuàng)新；挑戰(zhàn)

化學工程是研究化學工業(yè)及其相關產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過程中所進行的化學過程、物理過程及其所用設備的設計與操作和優(yōu)化的共同規(guī)律的一門工程學科?；瘜W工程領域涉及工藝開發(fā)、產(chǎn)品研制、過程設計、裝備強化、系統(tǒng)模擬、環(huán)境保護、生產(chǎn)管理、操作控制等內(nèi)容。該領域包含無機與有機化工、精細化工、石油化工與煤炭化工、冶金化工、生物化工、環(huán)境化工、材料化工等行業(yè)。在社會發(fā)展與國民經(jīng)濟建設中，化學工程領域具有重要作用，且化學工程與信息、材料、生物、能源、資源、航天、海洋等高新技術領域相互滲透，共同推動高新科技的發(fā)展。

1我國化學工程的發(fā)展歷程

化學工程在發(fā)展的過程中經(jīng)歷了三個階段。第一個發(fā)展階段稱為“單元操作”[1]，該階段的化學工程是一門共性化學工程學科，以各工業(yè)種類所需的單元設備或操作的共性規(guī)律為基礎；第二個發(fā)展階段稱為“傳遞原理和反應工程”[2]，該階段總結(jié)出了不同的單元設備和操作中的共性現(xiàn)象———流動、傳熱、傳遞和反應，即“三傳一反”，第二階段是在第一階段基礎上進一步的知識深化；第二階段中，化學工程吸收了當時相關科學技術發(fā)展的新成果，強化了解決工業(yè)問題的能力，形成了模型化的方法論，進一步推動了化學工程在其他工業(yè)領域中的應用，第二階段“三傳一反”的相關研究引領了化學工程近半個世紀的發(fā)展。伴隨社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和工業(yè)技術的高速發(fā)展，化學工程的需求也在快速增長，特別是資源、能源利用與環(huán)境破壞問題的挑戰(zhàn)，使得化學工程的重要性進一步凸顯。然而，一方面化學工程的現(xiàn)有理論與方法已經(jīng)愈發(fā)無法滿足當前工業(yè)工程應用與發(fā)展的需求；另一方面，一些高新技術的發(fā)展如納米科學、生命科學技術等也為化學工程未來深層次的發(fā)展創(chuàng)造了新的機遇。在此狀況下，化工界關于化學工程新的發(fā)展階段的討論越來越多。我國化工學者郭慕孫提出“三傳一反+X”[3]，認為傳遞過程與反應工程的研究必須擴展到介觀尺度、微觀尺度范疇，并在探索多尺度轉(zhuǎn)變規(guī)律過程中不斷發(fā)展與更新(汪家鼎)[4]。復雜性科學的進步將有力推動化學工程的發(fā)展。為了滿足社會經(jīng)濟發(fā)展對化學工程的需要，我們首先應當關注化學工程當前面臨的挑戰(zhàn)是什么?然后面對這些挑戰(zhàn)怎樣將其轉(zhuǎn)變?yōu)闄C遇。

2化工發(fā)展中面臨的挑戰(zhàn)

目前，在我國化學工程的發(fā)展中，第二階段的“三傳一反”依然是化學工程研究的主要內(nèi)容，但化學工程的研究內(nèi)容只有產(chǎn)生適應學科交叉融合和經(jīng)濟需求的變革，才能繼續(xù)在社會發(fā)展中發(fā)揮重要作用。而在此變革過程中，我們面臨著多方位的挑戰(zhàn)。

摘要：隨著高新技術水平的不斷提高，化學工業(yè)得到了快速發(fā)展，在我國國民經(jīng)濟中占據(jù)的比重越來越大。在當前的社會生產(chǎn)中，化學工程與工藝自動化還屬于一種新興的產(chǎn)業(yè)，不僅有非常好的發(fā)展前景，還能帶動許多其他相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。社會的發(fā)展與進步，使得人們對環(huán)保能源的需求越來越高，因此化學工程與工藝自動化在此背景下應運而生，通過此產(chǎn)業(yè)的應用能夠發(fā)現(xiàn)滿足高效且環(huán)保要求的新能源。雖然現(xiàn)在化學工程與工藝自動化的發(fā)展應用還處于初始階段，但未來還是具有非常好的發(fā)展前景。首先介紹了化學工程與工藝中自動化的特點、應用以及發(fā)展，并展望了化學工程與工藝自動化的未來發(fā)展趨勢。

關鍵詞：化學工程與工藝自動化發(fā)展趨勢

化學工業(yè)的發(fā)展促進了工業(yè)生產(chǎn)工藝的改進，鞏固國防，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的提高，高科技的發(fā)展，綜合利用工作的開展以及提高人們的生活水平等。化學工程與工藝作為整個化學學科中極為重要的科目，在化學工業(yè)中發(fā)揮著非常關鍵的作用。化學工程自動化的發(fā)展能夠?qū)⒗碚撆c實踐相結(jié)合，衍生出一定的新產(chǎn)品出來，可以對很對材料進行再次加工，實現(xiàn)資源的重復利用。當前發(fā)自動化技術的發(fā)展非常迅速，使我國化學工業(yè)得到了全新的發(fā)展，也已逐漸成為我國國民經(jīng)濟的重要保障。

1化學工程與工藝發(fā)展現(xiàn)狀

進入21世紀以后，我國科技的發(fā)展非常迅速，特別是在大數(shù)據(jù)時代的到來，很多行業(yè)都迎來了新的機遇。為了更好的適應時代的發(fā)展需求，化學工程與工藝朝著自動化、綠色化與現(xiàn)代化的方向發(fā)展[1]。在化學工程與工藝朝著自動化的方向發(fā)展中，也要帶動相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而為化工行業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎。然而其他行業(yè)技術的革新，使得化學工程與工藝也面臨著一些挑戰(zhàn)，因此，需要不斷完善與改進現(xiàn)有的技術體系。當前我國化學工程與工藝領域存在生產(chǎn)技術與管理制度落后、資源浪費嚴重、缺乏高技術人才等諸多問題，這就需要采取有效的措施來加以解決，從而促進化學工程與工藝自動化的發(fā)展。

2化學工程與工藝中存在的局限性

一般來說，化工是由化學工程、化學工業(yè)以及化學工藝三部分組成，三者之間相互影響、密不可分。化學工程作為化工行業(yè)的一門學科，研究的主要內(nèi)容是化學反應、能量傳遞以及物質(zhì)分離等問題，而化學工藝主要研究的是化工行業(yè)中相關的生產(chǎn)技術與方[2]。從中可以看出，化學工程研究的是化學的理論知識方面，化學工藝則是針對實際生產(chǎn)問題進行的研究，二者相互作用，共同促進化工行業(yè)的發(fā)展。當前，從我國化學工程與工藝的發(fā)展現(xiàn)狀來說，其局限性主要表現(xiàn)在以下幾點：（1）由于化學工程與工藝這門學科研究的對象比較復雜，使得實際工業(yè)生產(chǎn)過程中消耗的能源資源較大以及生態(tài)環(huán)境的污染非常嚴重。（2）基于大數(shù)據(jù)背景下，不能夠適應多學科交叉與融合的發(fā)展趨勢[3]。（3）化學工程與工藝自動化的生產(chǎn)與管理水平低下，嚴重阻礙了生產(chǎn)技術的發(fā)展。

摘要：能源化學工程專業(yè)作為國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)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(jié)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(nèi)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(nèi)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(chǎn)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(chǎn)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(diào)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(zhì)、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(chǎn)控制、科技管理以及新技術、新材料、新產(chǎn)品的開發(fā)與研究工作。文章通過總結(jié)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