化學工藝的理解范文

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[關鍵詞]電廠；化學水；工藝

中圖分類號：D322 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）25-0023-01

0 前言

化學水處理是火電廠重要的生產過程，確?；瘜W水處理設備可靠運行和補給水質量對火電廠的安全經濟運行起著非常重要的作用。電廠水處理主要是指給水處理，即鍋爐用水的處理。鍋爐用水必須經過嚴格的凈化處理才能使用，否則將會造成嚴重的危害。

1 化學水處理工藝原理

化學水處理工藝系統包括化學預處理、一級除鹽系統和酸堿再生系統，其中除鹽系統由離子交換除鹽系統、酸堿再生系統、廢液中和系統組成。

1.1 化學水預處理

一般天然水中含有較多的懸浮物和膠體物質，如不首先除去，含有懸浮物和膠體物質的水如直接進入鍋爐，易使鍋內結生泥垢；若水中含有有機物的膠體，進入鍋爐則易使鍋水起泡，從而惡化蒸汽品質。因此，在電廠水處理工藝中，應首先除去懸浮物和膠體物質，使水得到澄清，或者預先除去部分硬度，這就是水的預處理目的?；瘜W預處理工藝系統主要包括原水加藥系統、澄清池排污系統；升壓泵、工業水泵、生消水泵控制等。由于水源直接取自較混濁的天然水，通過在水中加入化學藥劑，使鈣、鎂離子轉變為難溶化物而沉淀析出。從而降低水中的硬度。

1.2 除鹽原理

化學水預處理僅僅是除掉水中的鈣、鎂離子，而水中的除鹽處理則是除掉水中溶解的鹽類，常用的方法是化學除鹽。化學除鹽就是應用離子交換反應的原理進行除鹽。

由一個強酸性陽離子交換器和一個強堿性陰離子交換器所組成的除鹽系統，是除鹽系統中最簡單的，原水一次相繼地經過強酸性陽離子和強堿性陰離子交換器稱做一級，這種形式稱為一級除鹽系統。在這種系統中，原水中所有的陰離子都被陰離子樹脂所吸著，其中包括有HCO-3。這種方法經濟性較差，因為當原水通過強酸性陽離子交換后，其中所有的HCO-3都轉變成游離的CO2，這就有可能用除碳器將它除去，在上述系統中因不設除碳器，那么HCO-3就被陰離子樹脂吸著，這樣就需要多量的陰離子樹脂，并且在再生中要消耗更多的再生劑，所以這種系統只適用于供水量很小或進水中含HCO-3一量很小的情況。

原水在強酸性陽離子交換器中經陽離子交換后，除去了水中所有的陽離子。被交換下來的H+與水中的陰離子結合成相應的酸，其中與HCO-3結合生成的CO2連同水中原有的CO2在除碳器中被脫除。水進入強堿性陰離子交換器后，以酸形式存在的陽離子與強堿性陰離子樹脂進行交換反應，除去水中所有的陰離子，從而將水中溶解鹽類全部除去制得除鹽水。

2 化學水處理系統流程

化學水處理系統主要由離子交換除鹽系統、酸堿再生系統、廢液中和系統組成。

2.1 離子交換除鹽系統

以采用地下水的水質為例，地下水一般水質很好，離子交換除鹽系統采用一級除鹽系統加混床處理，其流程為：地下水――深井泵――生水池――生水泵――生水加熱器――過濾器――清水池――清水泵――強酸性陽離子交換器――除碳器――中間水池――中間水泵――強堿性陰離子交換器――混床――除鹽水池――除鹽水泵――主廠房，設有五套過濾器、強酸性陽離子交換器、強堿性陰離子交換器和混床以進行切換使生產連續。

從生水加熱器來的原水進入過濾器進行過濾，將原水中殘留的懸浮物去除。經過過濾后的水進入清水箱，由清水泵打入強酸性陽離子交換器，經強酸性陽離子交換除去水中鐵、鈣、鎂、鈉等陽離子，再送入除二氧化碳器，通過鼓風方式除去水中 CO2，再送入強堿性陰離子交換器，通過強堿性陰離子交換，除去水中強酸根（Cl-、SO42-），碳酸氫根（HCO3-）及硅酸氫根（HSiO3-） 等陰離子，進入混床對剩余的陰、陽離子進行處理，最后送入除鹽水池，由除鹽水泵送入主廠房，以供鍋爐使用。經過以上工藝處理的水就是合格的鍋爐補給水，稱作無鹽水。用來吸收陽離子的樹脂稱為陽樹脂，用來吸收陰離子的樹脂稱為陰樹脂。強酸性陽離子交換器也稱為陽床，強堿性陰離子交換器也稱為陰床。

2.2 酸堿再生系統

酸罐中的濃鹽酸（HCl ）由酸泵輸送到酸計量箱，當陽床再生時，由除鹽水使酸噴霧器產生負壓，將酸計量箱內的一定量的濃鹽酸稀釋成稀酸溶液，送入陽床進行再生。

堿罐中的堿液（ NaOH ）由堿泵輸送到堿計量箱，當陰床再生時，由除鹽水使堿噴霧器產生負壓，將堿計量箱內的一定量的濃堿稀釋成稀堿溶液，送入陰床進行再生。

2.3 廢液中和系統

由于在本系統采用的是化學除鹽工藝，再生已經失效的陽、陰離子交換樹脂時，所用的酸、堿液耗量不可低于或等于理論量。所以除鹽工藝的水處理系統再生過程中就必定產生大量的酸、堿廢水。不經處置的廢液就直接排放，會污染水域、影響農作物及魚類正常生長和危及人民群眾的健康。這就必須要進行廢酸、堿的處理，以使排放水 PH 值達到允許排放的標準。

陰陽床再生過程中會產生一定量的廢堿和廢酸（總量約占化學制水10%），通常采用的方法是把這些廢堿和廢酸排到中和池中，進行自然中和，但實際使用中很難達到自然中和處理的目的，即廢堿和廢酸混合反應后 pH 值不能滿足環保排放（pH值6-9）標準。其工作原理就是設置一個中和池，讓陰陽離子交換器再生所產生的廢酸堿液排放到中和池中，首先讓廢酸堿液自行中和，并根據需要，加入適量的酸堿進行中和，然后排放掉廢液。為了加快中和速度，這里設置壓縮空氣管進行攪拌，使得加入作調節用的酸（或堿）與廢液能夠混合均勻、互相中和。

3 化學水處理系統的自動控制

3.1 過濾器自動控制過程

運行時水經上部進水閥進入過濾器，過濾后的水從下部送出。當過濾器出水濁度超過規定值時必須進行反沖洗。進行反沖洗操作時，將過濾器內的水排放到濾層上緣為止，首先用壓縮空氣（氣壓 0.6-1.0MPa）吹洗，然后用水和壓縮空氣混合沖洗，再反洗，最后正洗至水質合格后運行或備用。根據具體的工藝要求設定上部排水、吹洗、混合沖洗、反洗的時間。

3.2 強酸陽離子交換器自動控制

運行過程中，當出水的鈉離子濃度超過規定值時必須進行再生，再生主要有反洗、排水、頂壓、還原、置換、正洗等工藝步驟。反洗又分小反洗和大反洗兩種，一般經過10-20個制水周期后進行一次大反洗，由于大反洗后再進行還原時，還原劑的用量應比平時增加 20%-50%，所以需要增加一個補充還原過程。各個步驟的時間需要根據具體的工藝要求設定。

3.3 強堿陰離子交換器自動控制

運行過程中，當出水的SiO2含量超過規定值時必須進行再生，再生主要有反洗、還原、置換、正洗等工藝步驟。各個步驟的時間需要根據具體的工藝要求設定。

3.4 除鹽系統的流程控制

一級除鹽系統聯接方式可分為單元制和母管制，不同的聯接方式具有不同的控制方法。單元制是指系統正常運行時，當某套設備失效時，備用的整套設備運行，失效設備整套停止并進入再生狀態。采用單元制聯接，只要系統設計合理，只需監測陰床出水的 Si02含量，就可判斷該套設備是否失效。母管制是指系統正常運行時，當某個設備失效時，備用的該類設備運行，失效的設備停止并進入反沖洗或再生狀態。對兩個相同設備的操作可分為手動和自動，設置一個手動一自動位（1：自動 0：手動），通過改變手動一自動位來進行手動和自動的切換。手動狀態下設備由用戶控制，用戶可以根據需要對任一單臺設備進行運行、停止、反沖洗或再生；自動狀態下設備由程序控制，當某個設備失效時，備用的該類設備自動運行，失效的設備停止并進入反沖洗或再生狀態。設備可以是過濾器、強酸陽離子交換器或強堿陰離子交換器。

4 總結

本文主要介紹了化學水處理的必要性，幾種典型的鍋爐用水名稱，重點敘述了鍋爐補給水的工藝流程，為電廠化學水處理系統的改造提供了理論依據和指導方向，具有重要的應用價值。

參考文獻：

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關鍵詞：工學結合；一體化課程教學；團隊協作能力

工學結合教學應該是以行動為導向，強調教師（師傅）的教為主導，學生的學（行動）為主體，以師生之間或學生之間的協作行動為主要的方式，以學生的專業能力（技能）和社會能力整合后綜合性的實踐能力作為主要評價依據的課程體系。工學結合一體化教學是在課程的學習過程中能夠最大化地理論聯系實際，在真實的生產環境完成學習任務的一種教學模式，這種教學與生產零距離的學習方式，能夠使學生的綜合素質水平得到迅速而有效的提升，為學生將來的職業發展奠定良好的基礎。

一、工學結合一體化概念

1.工學結合一體化

工學結合，就是以就業為導向，讓學生在校學習期間有機會進行生產一線和具體工作任務的實際操練，把所學知識用于生產實踐，又將實踐中遇到的問題，通過再學習尋找解答，得以提高，即“學習---實踐---再學習---再實踐”，使學生的專業知識和職業技能得到全面提升，成為受用人單位歡迎的技能型人才。在堅持“做中學，做中教”的教學模式下，學生的思想道德素質、吃苦耐勞精神、專業技能都有不同程度的提高。

當前不少的中職學校都十分注重校企合作，與企業進行深度融通，建立實訓基地。工學結合一體化課程教學都是直接將上課的地點設立在工廠中或企業在學校設立生產車間，把生產和教學結合在一起，教師（師傅）把課程講解過程中結合到生產實際中去，讓學生能夠了解一些具體的設備的具體使用步驟，產品的加工流程和加工工藝等。教師（師傅）將時間充分的留給學生，讓學生在生產實踐的過程中能夠更好得理解課程的內容，并掌握相應操作技能?？偟膩碚f，通過工學結合一體化的課程教學模式，尤其對于工科類專業的學生來說，對其專業發展起到了非常有效地幫助，而且也在一定程度上培養了學生之間的團隊協作能力。

2.工學結合一體化課程開展的必要性

當前在中職學校中開展工學結合一體化課程教學是非常有必要的，一方面對于當前以就業為導向的人才培養起到了非常有效的幫助。在傳統教學過程中，存在大部分的學生在學校掌握了大量的理論知識，但是到企業進行工作的時候，感覺無從下手，不清楚該怎么做，不知道一些具體的設備該如何操作，并且往往課本上所學習到的內容與實際操作是存在非常大的差異的。

因此在這種就業環境之下，開展工學結合一體化課程教學對學生的發展起到了非常積極的幫助。學生在實際的課程學習過程中，教師手把手的教導學生具體的設備和儀器該如何使用，在使用的過程中需要注意哪些問題，在實際的操作過程中那些突況與書本上的知識是不同的，通過工學結合一體化的課程教學，學生的實際動手能力得到了有效地提高。而且在教學時候，學生們之間的團隊協作能力也能得到潛移默化的提升。

總的來說，在中職學校中開展工學結合一體化課程是非常有必要的，不僅能夠使學生未來的職業發展更加順暢，而且在工學結合一體化課程學習過程中，學生的團隊協作能力得到了有效的提升，為將來參加工作奠定堅實的基礎?！?】

二、工學結合一體化課程開展培養團隊協作能力的具體對策

前面我們對當前工學結合一體化課程開展的概念以及必要性進行了簡單分析，可以看出在目前的發展來看，工學結合一體化課程教學對學生的幫助是非常大的，為學生未來的就業奠定了良好的基礎。同時在我看來通過工學結合一體化課程大大培養了學生的團隊協作意識，使學生能夠重視團隊的重要性。下面我們具體來看一下在工學結合一體化課程教學中培養學生團隊協作能力的對策。

1.強化教師的業務培訓，提升教師的專業技能和素養

要能很好地推行工學結合教學模式的改革，教師的專業技能和素質的提高至關重要。做好教師的培訓工作，提高教師自身的專業水平和能力，應分期分批到企業生產一線學習實踐。教師應了解企業的生產工藝流程，了解企業文化、產品工藝流程、崗位人員的職責和需求等。在校企合作中，應重視對教師職業實踐能力的培養，堅持教師下企業實踐制度的切實推行。只有這樣教師才能在實踐中獲得本專業范圍內的實踐知識和技能，了解企業的組織管理和實施，并學習合理的工作方式；還能熟悉學生未來的職業環境，了解企業里的問題和社會現狀。只有這樣教師才能掌握企業新技術的進展情況，了解學科專業的前沿領域，開闊的視野，積累實踐經驗和對工作深刻的感性體驗。只有這樣教師才能正確地引導學生，有效地開展團隊教育，保證工學結合一體化的順利進行。

2.工學結合一體化課程教學實行分組培養學生團隊能力

在當前大部分的工學結合一體化課程學習過程中，學生如果沒有進行分組是很難在學習的過程中接觸到設備或者一些儀器的練習的。因為很大一部分設備數量上有一定的限制，無法保證每一位同學都能夠充分的接觸這些設備。因此在進行課程學習的過程中，進行分組學習的模式不僅能夠使每位同學的實踐能力得到充分的提升，而且也在一定程度上培養了學生的團隊協作意識。【2】

在工學結合一體化課程開展的過程中，教師將班級中學生進行小組劃分，然后每一個設備或者儀器對應一個小組，這樣教師在講述完一個具體的設備該如何操作或者如何使用之后，就以小組的方式來進行操作。在操作的過程中教師應當重視培養學生的團隊協作意識，比如在一些設備的使用時，讓某一位同學管理設備一個方面的操作，讓另外幾位同學管理設備其他幾個方面的操作，然后在設備實踐的過程中，想要將設備使用好，就需要同學們之間進行有效的溝通和討論，在操作的過程中學生們之間就會逐漸建立團隊意識，為了能夠將設備使用好，就會樹立團隊協作的意識。

總的來說，在進行工學結合一體化課程教學過程中，教師需要重視分組的重要性，分組能夠使每一位同學都能夠接觸到一些具體設備的使用等，對學生的學習效果以及學習興趣都有極大的幫助。而且以分組形式來進行課程教學對學生的團隊協作能力有很大的提升。【3】

3.優化課程內容，改進教學方式，提升學生團隊協作能力

在進行工學結合一體化的課程教學過程中，教師應當轉變傳統的教學思路，重視課程學習過程中學生團隊協作能力的培養，重視課程學習中實踐性認知的重要性。在教學的過程中突出職業素養，以培養學生的職業素養為重，把課程的改革轉變為以學生為中心的課堂講學模式，在課堂講學過程中重視學生的主觀能動性發展，同時重視學生在課堂的交流溝通時間，對于一些問題不要急于解答，可以先讓學生在討論的過程中，來尋求問題的解決思路，通過討論的方式所得到的答案對學生來說，印象是非常深的，并且通過與同學討論的學習方式也使學生之間的團隊協作能力得到了有效的提高。

同時，在一體化教學中注重以項目為引領，任務驅動，讓學生以團隊合作的方式進行任務策劃、任務分工、任務實施以及任務效果反饋，實現項目的綜合效果。下面以“PLC控制三相電機的YD啟動”項目教學任務為例，進行說明。

（1）教學準備、分組。分組時模仿企業生產班組情況，每組設一名班組長，老師扮演電氣安裝（維修）車間主任角色。（2）分發任務。利用PLC對鏜床主軸控制電路進行電氣改造。（3）討論并制定任務的實施方案。為引導學生學習，要給每名學生發一份工作任務單，工作單主要是模仿企業崗位實際技術文件的內容。學生在組長組織下，發揮團隊協作精神，積極探討最佳的方案。（4）方案的實施---線路安裝調試。首先各組根據設計的方案完成PLC與電器元件的實物連接。連接完成要由兩個以上同學進行對照檢查，然后利用編程軟件完成PLC程序的調試及上傳工作。各組在電路安裝調試好以后要通電試驗，以檢驗方案的正確性。如電路不能實現任務所提出的功能，小組要組織討論，分析查找故障原因所在，并修改設計方案。（5）項目完成效果評價。通過小組互相評議，對各組方案的設計、實施中存在的問題進行總結，并對本次實訓的重點知識內容進行拓展應用。

這樣的一體化項目教學，不僅要求學生有獨特創新的想法，而且要付諸于行動，學生以小組合作的形式完成任務，能有效地培養高度的團隊合作意識和創新實踐能力。

總的來說，在進行工學結合一體化課程教學的過程中教師一定要合理的轉變教學觀念，優化改善傳統的教學管理，強化學生在課堂中的主體地位，培養學生的團隊協作意識，提高學生的專業學習能力，同時讓學生在課程學習中進一步提升自己解決問題和創新實踐能力。

總結

綜合上文所述，本文我們主要從工學結合一體化課程教學的基本內涵以及開展的必要性進行入手分析，可以看出在當前社會發展的背景之下，以工學結合一體化課程教學所培養出來的學生其所具備的專業素養以及實踐認知能力是非常高的，相比于傳統教學模式而言，學生在工學結合一體化課程教學中能夠深刻體會到團隊協作能力的重要性，并且在團隊合作的過程中一步一步的發現問題，分析問題解決問題，通過工學結合一體化課程教學，學生在專業技能得到提高的同時團隊協作能力得到充分的提升，教師在教學過程中應當重視這一教學模式。【4】

參考文獻：

[1] 梁珍.技工院校工學結合一體化教學改革的理論與實踐[J].中國教育技術裝備，2013，（15）：142-144.

[2] 李京澤.“工學結合一體化”大學生創業中心教學管理模式[J].教育與職業，2013，（17）：103-104.

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論文摘要：當前，在職業教育努力服務經濟建設的大背景下，怎樣創新中等職業學校的化學工藝專業教學，為地方經濟建設搞好服務？筆者認為，應當認真把握專業課程教學和學生就業的關系，結合中等職業教育的發展現狀及化學工藝學科教學的特點，通過對專業課程的正確定位和教學方法的進一步改革，努力培養高素質的化學工藝職業勞動者。  

 

一、中等職業教育現狀分析 

中等職業教育其實就是就業教育，這已經成為人們的一個共識。也就是說，人們越來越感受到職業教育對社會經濟發展的重要作用，越來越認識到職業教育與市場經濟的緊密聯系，認識到市場經濟對職業教育資源的配置利用。同時，市場也對職業教育的發展起著制約和促進作用，主要表現在：生源市場構成了職業教育的入口環節；產業結構和市場需求構成了職業教育的運行環節；就業市場影響著職業教育的出口環節。市場已成為影響職業教育的重要因素，在一定程度上講，市場變化已成為職業教育發展變化的一個晴雨表。 

二、 化學工藝學科特點分析 

根據教育部面向21世紀中等職業教育教材建設的精神，以及培養高素質化工職業勞動者的要求，化學工藝課程立足化工工藝崗位操作工所需要基本知識、基本原理和基本技術，在介紹化工生產原料、闡述化學工藝基本知識與原理的基礎上，選擇可體現化學工藝特點的工藝，討論工藝原理、工藝條件及工藝流程，使學生學習掌握化工生產的基礎知識，基本原理和技術，為走向生產崗位奠定化工職業基礎。 

三、 經濟建設與學生就業的關系 

“校企合作、工學結合”是當前我國職業教育改革與發展的方向，國務院《關于大力發展職業教育的決定》指出，要大力推行校企合作、工學結合的培養模式。教育部《關于全面提高中等職業教育教學質量的若干意見》指出，要積極推行與生產勞動和社會實踐相結合的學習模式，把工學結合作為中等職業教育人才培養模式改革的重要切入點。而地方經濟的特色就直接影響到校企合作和學生的就業問題。例如：我們濟源地區的工業企業以聚氯乙烯、焦化、多晶硅、金屬冶煉等為主，在工藝學的教學中，主要應該介紹一些這方面的產品加工和綜合利用的工藝。 

四、如何改革化學工藝學教學 

1．改革思路是要以市場為基礎 

以市場調研為基礎，結合地方工業的特點對化學工藝課程內容及要求進行定位。首先，課程定位必須要實事求是。職業教育辦學方向就是依靠市場辦專業，如果脫離了這個目標，那么課程定位就是無源之水。其次，職業學校的學生基礎比較薄弱，學生的水平差距也比較大，學生缺乏興趣，容易失去學習動力，所以我們要了解教學的主體即學生的實際情況。教學內容應按學生的實際學習能力和就業市場需求進行適當的刪減，應著重介紹與實操和就業企業緊貼的內容。注重理論聯系實際。教學內容突出實用性，引發學生的學習興趣，讓學生感覺到學有所用，充分調動學生的主動性和參與意識。在此基礎上確立課程的性質任務和教學目標。重新進行課程定位，根據學生的實際情況對教學內容進行適當的刪減和補充。緊抓當地重點工業、新興工業項目，結合地方的主要資源從原料、產品、工藝特點、用工需求等方面入手確定教學內容。 

   　2. 基本方法是要與地方經濟相結合 

目前中等職業教育的專業課教材中，化學工藝學教材中的內容大多是以一些相對完善，通用的一些工藝作為核心內容。由于不同地區化工行業的資源、人才需求和生產工藝不同?，F行教材中很多內容并不能很好的被企業、教師和學生認可。在實際教學過程中，應當將一些本地具有代表性、基礎性的工藝作為核心教學內容，將化學工藝中的工藝學基礎知識融入核心工藝完成教學目標。如我們濟源地區以樹脂生產、煤化工和化肥生產為主。教學內容就應當與企業合作制定以樹脂生產、煤焦化、煤氣化和化肥生產的工藝作為主線，將工藝學基礎知識和生產工藝相結合為內容的校本教材。 

3. 實施化學工藝教學的幾項措施 

一是要加強教師的業務能力培訓及師資隊伍建設。首先，要重視學歷、職稱的提高與實踐本領和研發能力的培養。鼓勵教師主動到當地相關企業鍛煉為行業企業提供各種技術支持與服務。同時參與行業標準的制訂，積累實際工作經驗，提高實踐教學能力。其次，組建“校企互通、動態組合”的兼職教師隊伍。拓寬兼職教師來源，建立校外兼職教師數據庫，通過正式引進、柔性引進和與企業“共引共享”等方式，聘請當地行業企業技術骨干和能工巧匠來校兼職上課。 

二是要針對崗位特點使用特殊教學模式。項目教學、生產性實訓等職業教育大力提倡的教育模式都是對傳統理論教學、課堂教學的“顛覆”。隨著項目教學和生產性實訓等教學模式的推進，帶動了校企合作辦學模式、學做合一學習模式和產教結合教學模式的改革。以工作任務為中心，許多項目教學實施安排在校內和校外企業開展生產性實訓。開展項目課程和生產性實訓不僅是培養學生職業技能的重要方式，同時也是培養學生良好職業道德、科學創新精神的理想途徑。 

三是工學交替，將理論與實際相結合。以學科教育模式針對化學工藝基礎知識進行教學，以實訓、實驗、現場管理教學進行針對性訓練。將地方企業與學校理論知識與實踐技能教育緊密結合起來，是一種主要以專業技術工人為培養目標的職業教育制度。化學工藝教學過程中的理論知識部分要在進行實踐、實訓時進行強化和講解。將實際操作所需知識在課堂上進行分析和理解。如在聚氯乙烯化工工藝課程的教學過程中，要在學生掌握部分安全和理論知識后到企業觀摩學習。在理解工藝和實際操作后回到學校重新對理論和操作知識進行學習和反饋，能夠就能更好地讓學生掌握知識。 

4.關于專業教學考核與評價的方法 

一是現場實訓考核。以能否勝任崗位工作為標準。占總評成績60%。二是對工藝的認識、理解考核。以在企業現場進行提問及考核的方式。占總評成績30%。三是工藝基礎知識筆試成績考核。占總評成績10%。 

 

參考文獻： 

[1]國務院關于大力發展職業教育的決定[z]．國發[2005]35號 

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    我們對我校化學工程與工藝專業近五年來的招生率和就業率進行了統計和分析。近5年來的第一志愿的平均報考率約為26%,就業率約為95%。低的報考率說明學生對該專業的認識不足或缺乏興趣和自信,而高的就業率說明化工行業對該專業的需求量較大。從生源的招生率來看,重慶的約占65%,外地約占35%。從就業的人員從事行業的統計數據來分析,從事化工行業的約占70%,其他行業的約占30%。從就業率的地域分布來看,在重慶工作的約占75%,在其他省份工作的約占25%。從上述分析數據可看出:一方面是大部分學生為調劑生,存在對專業興趣不足或缺乏專業自信,因此,必須在第一個實踐性教學環節-認識實習中激發學生的專業興趣和培養學生對化工行業的熱情及專業自信心;另一方面,我校培養的化工人才絕大部分服務于本地,因此,我?；瘜W工程與工藝專業擔負著為重慶化工行業輸送工程性技術人才的重任。

    2全國同類高校的化學工程與工藝專業認識實習的現狀

    目前,全國高校的認識實習時間幾乎都安排在學習專業課之前,安排為期一周的認識實習,旨在使學生初步了解專業內容,增強學生對各種化工企業的感性認識,激發學生學習后續專業課程動力和興趣,以增強學生對后續要學習的化工原理、分離工程、化工工藝學和化工設計等專業課程有初步的認識。但普遍存在認識實習的時間短,經費有限等問題,認識實習僅體現于單純的現場參觀實習。我校在大一結束的夏季學期安排了為期1周的認識實習,由指導老師帶隊參觀西南地區的大中型化工企業和研發機構,同樣由于實習經費和時間有限,學生只能看、問、聽不能動手操作。對于尚未接觸專業課的大學生來說,這種走馬觀花的認識實習顯得生疏且抽象,學生只能看到表面的企業生產情況、工藝流程與設備,無法深入理解化工是我市的支柱產業之一,更不能激發他們對化工行業的熱情和興趣,進而導致我校化工專業大部分調劑學生對專業的積極性降低等實際問題。對2006、2007和2008屆化工專業的學生在認識實習后進行座談會交流,50%以上的學生認為這種認識實習效果一般,甚至有近5%的學生認為實習效果甚微。因此,面臨招生就業的新形勢,如何提高認識實習效果與實習效率是急需解決的課題。

    3我?；瘜W工程與工藝專業認識實習的改革與探索

    3.1強化校企產學研合作實習基地

    基于重慶長壽天然氣化工產業園區,涪陵化肥化工產業園區和萬州鹽化工產業園區三大化工基地的地域特色優勢和發展,地方高校培養的化工應用型人才大部分會服務于重慶的地方支柱產業,因此,我們選擇了具有地方特色的產學研合作基地,既讓學生深入了解重慶化工產業的發展,同時也解決了實習經費有限和工廠不愿接收大規模學生實習等問題。選擇的特色產學研合作基地如下:一是與我校開展合作共建工程技術研究中心的江津德感工業園區的“重慶三峽油漆股份有限公司”和萬州鹽化工園區“重慶大全新能源有限公司”等,二是我?？萍继嘏蓡T下鄉入園進企的涪陵李渡工業園區的“中化重慶涪陵化工有限公司”和“巫山天地農業開發有限責任公司”等,三是與我校專家開展科技攻關合作的北碚產業科技園區的“重慶儀表材料研究所”、長壽化工園區的“重慶紫光化工股份有限公司”和“重慶博賽礦業(集團)股份有限公司”等,四是與我校開展廣泛科研合作的科研院所“重慶化工研究院”和“重慶化工設計研究院”等。這不但使我們與各單位確定了穩定的合作關系,實習過程不會敷衍應付。企業指導老師也會因為校企合作認識到自己是實習工作的負責人員,會更加積極主動地參與實習,并愿意與學生交流,熱心回答學生所提出的問題,取得較好的實習效果。

    3.2打造專業的認識實習的師資隊伍

    學校選派教師深入實習基地或相關企業和從企業中選聘具有較高理論水平和素質的技術人員作為實習指導教師,提高教師的實踐能力,為實習教學提供重要的保證條件。如為了讓學生更好地了解無機化工工藝學“合成氨”的生產工藝流程,我們邀請了建峰化工有限公司的技術總工為我們講解空分、氣化、凈化、合成等四個工序,充分理解原料氣如何制備和凈化,合成氨反應塔的結構及能量綜合運用與節能減排。在學習有機化工工藝學時,我們派送了教師去紫光化工有限公司掛職學習蛋氨酸等有機產品的生產工藝,再進行認識實習的指導。通過打造專業的師資隊伍,認識實習的效果明顯增強。

    3.3開展三大化工園區的專家大講堂

    圍繞重慶的化工產業發展,為更好地讓學生了解重慶化工產業鏈布局,邀請三大化工園區的管委會領導和實習工廠總工程師及車間技術高工來校講學,使學生更好地了解實際工業生產,減少現場實習的盲目性。為了讓學生更好地理解“天然氣化工”的產業發展和高附加值精細化學品和高分子化學品產業,邀請長壽化工園區管委會主任來我校講學,讓學生理解石油化工、天然氣化工、氯堿化工、生物質化工、精細化工和新材料產業的布局及相互關系,深入理解“產業項目一體化、環境保護一體化、公用工程一體化、物流配送一體化、管理服務一體化”等可持續發展觀和循環經濟理論,構建學生工程思維。為讓學生理解“磷化工”產業在我市經濟發展中的作用和地位,邀請了中化重慶涪陵化工有限公司的總工程師給學生介紹磷化工產業的概況、發展歷程、市場動態,并詳細講解各車間的工業原理、工藝流程、生產設備及本專業領域最先進的新技術、新工藝、新材料、新設備、研究熱點以及市場前景。這些大講堂激發了學生的求知欲,增強對其所學專業的使命感和責任感,從而增加了他們學習專業知識的動力。

    3.4引入現代CAE技術

    在學生看、問、聽的實習過程中,學生無法了解各種反應器、換熱器、精餾塔和泵等設備的內部結構的,這對學生學習后續的專業課程,如化工原理、化學反應工程、分離工程和化工工藝學,是非常不利的。基于這方面的考慮,我們做了兩方面的準備。一是準備了專門的實習課件,課件中包含了大量的實物照片(原料,反應工藝和產品分離和輸送)、實景錄像(具體流體輸送、攪拌、精餾、吸收和干燥等單元操作)等,課件真實、形象、生動地展示出離心泵、攪拌反應器、精餾塔和換熱器等設備的內部結構,并讓學生對尚未學到的化工單元操作原理、典型設備結構和操作有所了解。二是我們建立了計算機仿真實習系統,將認識實習工廠的具體產品的生產工藝(如合成氨制氣、凈化、合成工藝),所涉及的單元操作(吸收、干燥和精餾等),典型設備(離心泵、反應器、精餾塔和換熱器等)作為主要內容,對生產工藝進行模擬,讓學生在計算機上模擬工業過程,對制氣、凈化、合成等工藝的管件、閥件和控制儀表進行操作,對工藝參數進行控制和調節,進行開、停車及事故處理等各種仿真操作。這些計算機輔助教學技術可激發學生的學習興趣,增強學生思考問題、解決問題的能力,培養學生的創新能力。

    3.5強化認識實習教學管理與指導

    加強實習教學管理與考核有利于提升學生的認識實習效果,讓學生意識到化工工業生產過程不僅僅是需要先進的化工技術,更重要是的是理解化工生產過程是嚴謹而有序的,監管是嚴格科學的。我們要求學生在實習過程中需嚴格按照工藝操作規程和工藝要求,認真做好實習記錄,不得有絲毫松散與馬虎。每一個工段實習結束,開展了現場技術人員與學生、教師的研討會,引導學生在認識實習過程中大膽懷疑,提出問題、分析問題和解決問題。實習結束,我們開展了認識實習的交流會,啟發學生思維,培養在生產實踐中的創新觀念和創新能力。實習結束時需要提交實習報告(包括實習時間、地點、工廠概況、實習車間的主要設備與工藝流程圖、產品的生產原理和工藝流程草圖、三廢處理和環境保護、實習心得體會和合理化建議)。

篇5

與基礎英語相比，專業英語的教學內容大都不固定，但目前專業英語的教材有限[5]。目前我校采用的是由化學工業出版社出版的大學英語專業閱讀教材編委會組織編寫的《化學工程與工藝專業英語》[6]，比較欠缺清潔能源生產方向的高質量有針對性的教材，因此化工專業英語的教材的改編和建設成為此課程教學改革中的關鍵。教與學的方法在一定程度上取決于教材內容[7]。然而目前沒有關于清潔能源生產方向的專業英語教材，也沒有與煤化工或者石油加工方向的教材，只有中國石化出版社出版的與石油化工類相關的教材—《石油加工專業英語》，教材涉及的加工工藝都比較舊，教材的前沿性不夠強。因此，目前迫切需要一本涵蓋最新加工工藝和學科前沿的清潔能源生產方向的專業英語教材。對于化工專業主要的基礎課程，比如《化工原理》，《化工熱力學》，《化工設備設計基礎》，《化學反應工程》與化工專業英語的結合，對化工專業課程《石油煉制工程》，《潔凈煤技術》，《天然氣加工工程》，《化工工藝學》，《化工分離工程》，《化工流程模擬機優化》等課程中涉及到到典型生產和加工工藝以及化工流程模擬軟件的介紹，與專業英語課程進行整合并進行內容上的優化，以編寫適應實際化工清潔能源生產的專業英語教材，為即將走出學校步入社會的化學工程與工藝專業的畢業生奠定一定的基礎。在此基礎上加入一些原版英文的科技報告及科技簡報，對提高學生的專業閱讀和寫作水平有很大的幫助，也可以加入一些科技英語寫作初步入門的材料，專業英語不同于大學基礎英語，內容更多地側重于闡述化工專業的理論知識、學科發展，典型工藝和新工藝、前言工藝技術水平的發展等?；I英語涉及大量的化工領域的專業性詞匯，在新教材中此歸結為化工工程項目、工藝流程、化學物質及特性、化工設備和管道工程等五部分。這樣，分成具體的模塊來展開詞匯的講解，專業性更強，有利于學生的對于專業詞匯的掌握。從教材的主體內容來說，教材主體內容分成以下四個重要的模塊：化工專業基礎模塊，化工專業模塊，流程模擬軟件簡介和化工科技英語寫作。其中，化工專業基礎模塊主要結合物理化學，化工熱力學，化學反應工程和化工原理，介紹化工生產中的典型單元操作的基本原理和主要設備；化工專業模塊，主要結合現修的專業課程，介紹煤化工(煤制甲醇、煤制烯烴、煤制天然氣等)、煤層氣綜合利用、清潔油品生產、生物質能轉化、稀土潔凈化生產以及其它加工業等領域的基礎知識和典型的工藝流程，迫在內容上更加豐富，能夠體現出現代化工行業在各個方面的發展特色和基本概況，能夠帶領學生更細致體會化工專業發展前沿，有助于培養學生的工程實踐意識和專業素質。

2化工專業英語教學實踐改革的方案——專題報告教學模式

在教材中完善的同時，及時更新化工專業英語的教學大綱和課程教授內容的PPT制作。在此主要強調PPT的模塊式教學，將課程的教授分成八個系列專題報告，每一個專題可以論述一個具體領域的概況，便于學生更全面地認識化學工程與工藝專業究竟是一個怎么樣的行業。結合學生已修過的《化工熱力學》、《化工原理》、《分離工程》、《潔凈煤技術》、《化工設計》、《石油煉制工程》專業課，尤其是煤化工(煤制油、煤制天然氣、煤制甲醇、煤制烯烴)、煤層氣綜合利用、清潔油品生產、生物質能轉化、稀土潔凈化生產等領域發展，列舉出各個領域中典型的工藝進行介紹，可以更加深刻理解各個工藝過程。比如，專題報告五主要介紹聚丙烯聚丙烯產品的特點和用途，生產工藝的具體流程和特點，以及催化劑的特性。專題報告教學模式(圖2)的教學更能提高學生對于前言工藝和典型的認識和熟悉，為學生步入社會和工作崗位奠定一定的基礎。

3科技論文寫作的初步入門

通常情況下，科技英語論文文章結構嚴謹，文體形式多樣化，如論文、論述、實驗報告、教材、專利、說明書等，文章尊重客觀事實，多以敘述原理，描述自然現象為主，用詞嚴謹、理論推導多、表達明確、邏輯性強。為此，從化工領域的期刊中(比如，Industrial&EngineeringChemistryResearch.，AIchE，Energy&Fuel等)中選取幾篇文章，每篇論文的大體框架基本為題目、作者及地址、摘要、前言、實驗部分、結果與討論、結論、致謝、參考文獻等九個部分，然后進行閱讀講解，著重介紹閱讀過程中如何迅速把握論文的重點，哪些需要精讀，哪些需要略讀，在此基礎上才能有效提高閱讀論文的效率。在熟練閱讀的基礎上，針對以上的論文框架，展開具體每個部分應該怎樣去寫，并進行舉例說明。每講完一部分，需要給出一個題目，要求同學們一起來討論并給出一個具體的寫作方案，這些全部都要求學生在課堂上完成，這樣便于及時消化內容，達到趁熱打鐵的效果。在學期末組織學生模擬參加一次國際學術會議，將課上的同學分成幾個大組，各組的學生可以在課下利用課余時間搜集一些針對化工領域的相關材料，親自動手組織和編寫材料，制作PPT，并與其它組的學生進行交流和講解，這樣既能使學生及時了解當今世界最新科技動態，又能將本人在專業領域研究的新成果和新思路直接與同行進行交流。這樣也可以打破傳統的以教師為主的劣勢，充分發揮學生的主觀能動性和團隊協作能力，從讀、寫、講上突破自我，更加適應專業英語對于化工專業人才的培養。

4結語

篇6

隨著我國經濟水平的提高及工業的大規模發展，水環境污染也越來越嚴重，地表水及地下水出現了許多新增污染物，給人們身體健康產生嚴重危害。為了遏止水環境繼續惡化，一些新技術、新工藝應運而生。在給排水科學與工程專業課程體系中，《水處理新技術》正是這樣一門重要專業課[1]，它強調污水處理的“新技術”、“新工藝”，具有較強的工程實踐性，兼具一定的理論知識。該課程涉及范圍廣泛，內容較多，但課程學時較短，如何在短時間內培養學生工程實踐能力，是廣大教學工作者面臨的一個共同難題。筆者嘗試通過案例教學法讓學生更好地掌握課程知識，培養學生分析問題與解決問題的能力，并在此與廣大同行探討案例教學法設計的要點。

1 案例應注重理論與實踐緊密結合

理論知識是工程實踐的基礎，在2012年教育部《高等教育本科專業》中將“給水排水工程”專業更名為“給排水科學與工程”專業[2]，名稱的更換標志著科學理論基礎在專業人才培養的重要性。因此在《水處理新技術》課程教學的案例選用上，需要理論與工程實踐并重，同時與教材緊密結合，通過案例來啟發學生思考，并建立理論和實踐的聯系。

在生物脫氮新技術單元，以短程硝化-反硝化工藝（SHARON）工藝為案例進行介紹。傳統硝化過程是指氨氮（NH4+）先氧化成亞硝氮（NO2-），再被氧化成硝態氮（NO3-），兩個步驟分別由氨氧化細菌（AOB）和亞硝化氧化細菌（NOB）催化完成（式1和式2）。

NH4+ + 1.5O2――NO2- + H2O + 2H+ （1）

NO2- + 0.5O2――NO3- （2）

這兩個過程是獨立的，且亞硝酸還原菌能夠以NO2-為底物進行反硝化反應（式3），而不是傳統觀念認為只能以NO3-為底物進行反硝化反應（式4）。

在案例教學中通過介紹短程硝化-反硝化的微生物學理論知識，使學生更容易理解SHARON工藝的運行方式與特點。綜合比較化學反應式1和2，理論上氧氣（O2）可以節省25%，對應工藝過程中可以節省曝氣量25%；綜合比較化學反應式3和4，甲醇（CH3OH）可以減少40%，對應SHARON工藝反硝化過程中可以節省外加碳源40%。這樣從理論和工藝兩方面進行案例分析，加深學生對SHARON工藝的理解，并增加其對生物脫氮新技術的認識。

2 案例需具有新穎性和典型性

與文獻相比，教材往往具有一定的滯后性。在《水處理新技術》教材中介紹的新技術、新工藝，它們的特點與應用范圍可能會隨著實際工藝研發而發生一些變化。為了及時掌握這些變化，需要閱讀最新文獻。案例選用上也要緊跟水處理新技術的發展，及時補充新知識，才能避免學生走出校園后出現知識與實際情況脫節的問題。

在厭氧生物處理技術中，以厭氧顆粒污泥為案例，介紹最新的分子生物學技術――熒光原位雜交技術（FISH）在厭氧顆粒污泥菌群檢測中的應用，講解其在厭氧顆粒污泥形態特征檢測中的應用，并介紹厭氧顆粒污泥形成的機理。通過這些講解，讓學生了解厭氧生物處理技術的最新發展成果與研究技術。

另外，案例選用要具有典型性與代表性，不能只有一、兩篇文獻的報道，而要得到廣大同行的認可，并經過工程實踐的檢驗，這種案例才更有說服力。

3 案例應與科研緊密聯系

我?！端幚硇录夹g》課程是在給排水科學與工程專業大四上學期開設，很多學生即將開展畢業設計（論文），一些同學隨后會進入研究生階段開展課題研究。因此可以通過案例激發學生興趣，培養學生科研能力。在氧化溝工藝介紹時，以我國的第一座三溝式氧化溝污水處理廠――邯鄲市東污水處理廠為案例，介紹氧化溝工藝運行流程圖、各構筑物的運行參數及對污染物的處理效果。這樣學生在做排水方向畢業設計，遇見氧化溝工藝的設計就能與課堂知識聯系起來；或者學生在做氧化溝生物脫氮的畢業論文的時候，課堂所學知識可以為畢業論文的開展提供良好的基礎，進一步為研究生生物脫氮相關課題研究奠定基礎。

4 增強與學生的互動性

教學過程中，學生的積極參與是保證教學效果的重要因素[3]。因此案例實施過程中，老師需要充分挖掘學生潛力，調動他們的積極性，提高其學習興趣和主動參與意識，從而培養學生發現問題、分析問題與解決問題的能力，達到提高《水處理新技術》教學質量的目的。值得注意的是，課堂中往往是幾個表現突出的學生主動性強，而部分學生則好像事不關己，不會積極參加案例的討論[4]。因而在案例教學過程中，除了關注表現積極的學生外，還需要強制性地要求一些不參與討論的學生發表觀點，活躍整個課堂氣氛，增強案例法的教學效果。

篇7

關鍵詞： 煤氣化 傳統教學方式 情景教學法

前言

煤化工生產為連續化的大規模生產，工藝流程長、設備龐大、自動化程度高，需具有一定專業技能的操作工進行作業。從確保生產穩定、安全、高效、節能、環保等方面考慮，企業不允許實習學生動手操作。另外，煤化工生產裝置投資費用高，近期不可能在學校建立真正的生產實訓基地。由于以上原因，在真正的生產場所鍛煉并提高學生的職業能力、操作技能、通用能力等是有一定難度的。

1.煤氣化課程傳統授課方式

1-煤氣發生爐2-燃燒室3-洗氣箱4-廢熱鍋爐5-洗氣塔6-料斗7-煙

如圖1所示，采用傳統教學方式，間歇式煤氣化生產合成氨原料氣-半水煤氣工藝的介紹以煤氣發生爐為核心，按照設備順序逐一介紹各設備的結構、工作原理、作用及操作控制要點等，然后將整個工藝流程連貫起來介紹原輔材料的輸入和產品的輸出等過程。［1］

傳統教學方式存在的主要問題是：學生讀圖能力較差，對設備結構及工作原理不了解；學生對原料來源、性質、狀態及預處理過程不清楚，對產品的去向不清楚；大多數學生對工藝流程圖的理解難度較大。針對上述問題，筆者嘗試在煤氣化生產工藝中采用情景教學法。

2.情景教學法的應用

情景教學法是教師根據課程內容所描繪的情景，設計形象鮮明的畫面或動畫、視頻短片等，輔之以詳細的解說，使學生仿佛置身其間，如臨其境；師生在此情此景之中進行著的一種情景交融的教學活動。因此，情景教學法對培養學生的學習興趣，啟迪思維，開發智力等方面有獨到之處。

采用情景教學法，一般來說，可以通過“感知―理解―深化”三個教學階段來進行。

2.1 感知――創設畫面，引入情境，形成表象。

如圖2所示，首先介紹氣化原料，即：焦炭、塊煤、型煤等，并設置問題：三種不同原料各自的特征是什么？有何共同點？為什么國內現在多數氮肥企業采用型煤制氣？［2］

多數學生不知道型煤是什么，怎樣加工而成的。此時，可進一步引入一些圖片或視頻短片介紹型煤加工工藝，如圖3所示。

接著介紹煤氣化制合成氨原料氣的氣化劑：空氣和水蒸氣，以及氣化劑的供給方式。

水蒸氣自蒸汽總管來，空氣則通過高壓離心通風機輸送，如圖4所示。

將型煤加入煤氣發生爐，然后交替通入空氣和水蒸氣進行氣化反應，制造合成氨原料氣-半水煤氣，煤氣發生爐結構示意圖及工作原理如圖5所示。

由于煤氣化容易產生氣-固夾帶現象，影響后續工序的正常生產，因此多數氮肥企業在煤氣發生爐出口增設了旋風分離器，以替代傳統工藝流程中的燃燒室，如圖6所示。

經氣-固分離并回收煤氣顯熱后，半水煤氣進入洗氣塔進行冷卻、凈化。

洗氣塔一般采用填料吸收塔，為了讓學生了解塔內的氣液傳質情況，此時播放一段填料塔氣液吸收的視頻錄像，并提供填料塔結構圖和物料進出口示意圖，如圖7所示。

半水煤氣經除塵、回收熱量、洗滌冷卻后，送氣柜儲存，供下一工序使用，圖8是氣柜的外形圖和工作原理圖。

2.2 理解――深入情景，理解流程。

在介紹完煤氣化工藝流程中的原料、產品及主要設備后，此時再引導學生結合課本上所學習到的知識，理論聯系實際思考前面提到的相關問題，并逐一解決。

原料：采用型煤，可以將大量粉煤加工成型，原料適應范圍更廣，原料成本更低，企業經濟效益更好。采用水蒸氣和空氣為氣化劑，主要完成以下兩個化學反應：

C(g)+O2(g)=CO2(g)-Q1

目的：提高爐溫，蓄積熱量，為制氣作準備。

C(g)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)+Q2

目的：大規模制氣。

氣體凈化：半水煤氣經旋風分離器除塵、水膜除塵并降溫，為下一工序脫硫作準備。

能量回收：廢熱鍋爐回收煤氣顯熱，副產低壓飽和蒸氣并返回煤氣發生爐作為氣化劑，以降低制氣成本。

產品輸出：半水煤氣送氣柜儲存供下一工序使用。

2.3 深化――再現情境。

煤氣化生產合成氨原料氣-半水煤氣的過程，是一個典型化工產品的制造過程，主要包含以下兩個單元過程。

①化學反應單元過程――煤氣化過程。

②化工單元操作過程――流體輸送（如空氣及煤氣的輸送、洗滌水的輸送）、傳熱（廢熱鍋爐回收余熱）、非均相物系的分離（旋風分離器氣-固分離）、傳質（洗氣塔）等。

將上述單元過程設備按照情景教學法介紹的先后順序，重新繪制工藝流程示意圖如圖9所示。

3.運用情景教學法的注意事項

設計情景是情景教學法的關鍵，情景設置，直接影響著情景教學法的教學實效。因此創設情景時應注意以下幾點：

3.1有趣味性：通過圖片、動畫或視頻短片等多種形式調動學生學習興趣。

3.2有針對性：必須緊扣教材重點、難點。

3.3有誘發性：引導學生將畫面與問題和書本理論聯系起來，培養創造性思維。

3.4有代表性：是學生在學習中普遍關注卻又不易弄懂的問題，能揭示學生的思維誤區。

3.5有典型性：容易發現或捕捉到材料與理論之間的內在聯系，具體材料能深刻、透徹、全面地說明理論。

參考文獻：

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關鍵詞：石油化工工藝；教學改革；實踐教學

中圖分類號：G642.0？搖 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）37-0040-02

一、引言

《石油化工工藝學》是繼基礎課和專業基礎課之后，化學工程與工藝專業主干專業課程之一。其主要任務是從石油化工生產工藝角度出發，運用化工過程的基本原理，闡明石油化工工藝的基本概念和基本理論，介紹典型工藝的生產方法與工藝原理、典型流程與關鍵設備、工藝條件與節能降耗分析。與化工專業其他課程相比，該課程具有明顯的特殊性：綜合性強，知識點多；課程內容廣泛，新工藝多；應用性強，理論與實際緊密結合。所以剛剛完成基礎課和專業基礎課學習、缺乏工程概念和實踐經驗的大學生，要面對以原油蒸餾、催化裂解、催化重整等工業化裝置為研究對象的非理想的、動態的、復雜多樣的生產實際問題，以及大量的新概念、新工藝等，會感到無所適從，甚至厭煩、畏懼。目前，《石油化工工藝學》仍以課堂教學為主。雖有少學時的實踐教學，但企業從確保生產穩定、安全等方面考慮，不允許實習學生動手操作。另外，傳統的“一塊黑板，一支粉筆”的教學方法根本不能讓學生對復雜的實際工藝過程真正理解、掌握，更不要說現場實際控制操作了。所以該課程教學效果較差，急需改革。針對該課程的特點及教學現狀，為了確保教學質量，提高教學效果，我們進行了教學改革探索。

二、強化課堂教學

《石油化工工藝學》以課堂教學為主。為了提高教學質量，培養學生興趣和學習的積極性、主動性，更好地實現理論與實踐的有機結合，首先應以教學手段的改革強化課堂教學。一方面引入了多媒體教學手段，借助多媒體的聲光交互、動靜結合的特點給學生全新的視覺感受，極大地提高學生的學習興趣；以圖片、聲像資料和動畫方式展示一些設備和生產工藝流程，解釋一些抽象的原理，展現一些復雜工藝流程中單元操作的實現過程等，直觀、形象，能幫助學生深入理解、開闊視野、增加興趣，使其在有限的時間內容易接受，實現了高效且良好的教學效果[1]。另一方面應借助學校開通的網絡教學平臺，豐富課堂教學內容，在教學過程中根據需要及時地向學生介紹最新工藝、與課程相關的國內外研究動態、企業生產現狀等，并對社會行業發展和人材結構需求等信息進行傳遞。除此之外，網絡教學平臺還可以實現師生的互動，使老師及時了解學生的困惑和對課程的掌握情況，以便課堂教學中有的放矢。這些教學手段的實施都大大地提高了教學質量和教學效果。其次以教學方法的改革強化課堂教學。傳統的“滿堂灌”教學方法，已無法滿足要求，需要采用多種教學方法并用。譬如啟發引導式[2]、討論式、情境教學式[3]、工程案例式[4，5]等。該方法既能增加師生之間的教學互動，又能激發學生的好奇心、學習興趣和求知、探索精神；既培養學生將基礎理論應用到專業課中的學習方法，又提高學生對實際問題的綜合分析能力和解決能力。這些教學方法的改革活躍了課堂氛圍，實現了師生的共同參與，改善了教學效果，提高了教學質量。

三、加強實踐教學

石油加工過程錯綜復雜。雖然課堂教學中運用多種教學方法，既注重了知識的交叉和融合，又注重了知識領域的拓寬和工程案例的結合，但是學生沒有實踐經驗，缺乏綜合分析的能力和將理論知識應用到實際工程問題的意識，所以必須加強實踐教學環節。認識實習、專業綜合實驗、頂崗實習等多種實踐類教學手段，不僅僅是理論教學的補充和完善，更是學生實踐能力培養與訓練的重要教學環節。首先使學生通過認識實習對石油化工工藝主要工藝的生產有一定的概念和認識，然后通過課堂教學，在具備“必須、夠用”理論知識的基礎上，通過專業綜合實驗、頂崗實習等實踐環節，循序漸進的分層實訓，使學生逐步將石油化工工藝關鍵理論與生產實際融為一體，這不僅為操作技能的訓練和形成提供了強有力的支撐，而且建立了工程意識、理論與實踐相結合的意識，具備了在實踐中學習的能力、綜合應用知識分析和解決實際問題的能力以及人際交往與團隊協作精神[6]。

四、培養工程思維能力

盡管先修課程如《化工原理》等已引入“工程”概念，且在教學中從教學方法、手段、實踐等多個環節也引導學生建立工程意識，但還需要學生進一步在實踐中自己主動的、習慣性的去強化工程意識，培養工程思維能力。譬如，學生自編工藝[7]，讓學生自選課題，用分析與綜合的方法根據工程實際生產編制工藝并組織討論；請實習基地的外聘企業專家定期進入學校，走上講臺，開設應用技術講座、工程案例分析；學生自制剪輯并配有錄音的工廠裝置圖片、工藝圖片，以及一些現場教學錄像；老師和學生走進企業，現場教學；深入車間，頂崗實習等，這些都可以在實踐中培養并強化工程意識，使學生逐漸地學會從工程觀念的角度考慮每一個生產環節，配置合理的流程，實現生產的最優化。

五、改革教學模塊

根據專業、課程特點和教學目標，整個教學過程由原來的“滿堂灌”和專業實驗兩個模塊改為五個模塊：認識實習模塊、理論教學模塊、專業綜合實驗模塊、現場教學模塊和頂崗實習模塊。認識實習模塊使學生近距離接觸生產流程、設備等，建立感官認識和概念，并產生好奇、興趣和探索的欲望；理論教學模塊是指學生學習理論知識，并在老師的引導下應用理論知識去分析工程中的實際問題，結合企業的裝置圖片、講解和現場教學錄像等建立工程觀念、分析并解決實際問題；專業綜合實驗模塊是指學生可以自由選題，根據認識實習和理論教學所掌握的知識，通過分析和綜合考慮自編工藝，在指導教師的指導下獨立完成。這不僅使學生獲得了學有所用的成就感，而且培養了學生綜合思維能力、動手能力和分析解決實際問題的能力；現場教學模塊既使學生鞏固了理論知識，又系統化的深入認識了工藝流程、設備等，還強化了學生的工程觀念及綜合分析能力；頂崗實習模塊則是針對生產實際中的某個工段或車間進行更深入和細致的學習與研究，包括流程、設備、操作條件的調試、簡單故障的排除等，最終實現理論和實踐的統一，并使學生能應用工程觀念、理論知識去綜合分析和解決實際生產問題，具備一定的動手操作技能和排除故障的能力。

通過這些模塊的訓練和學習，畢業后的學生不僅具有扎實的專業理論知識，且具有一定的現場操作技能和水準，縮短了工作后的“再教育”過程，基本可以實現“零距離”上崗。

六、結語

總之，改革后的《石油化工工藝學》課程，在五大教學模塊中通過分層教學、強化課堂教學、加強實踐教學訓練、培養工程思維能力，不僅確保了教學質量，取得了良好的教學效果，而且還有效地提高了學生綜合運用理論知識分析、解決實際問題的能力，基本實現“零距離”上崗。

參考文獻：

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[3]田偉軍.情境教學法在煤化工工藝課程中的應用[J].考試周刊，2009，（4）：179-180.

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關鍵詞：有限元分析；沖壓模具設計；DYNAFORM；板料成形

沖壓模具設計課程是我校材料成型及控制工程(模具方向)本科專業的一門主干專業課程。通過該課程的學習要求學生掌握沖壓變形的基本理論；掌握沖裁模、彎曲模和拉深模的結構特點及其設計方法；掌握沖壓工藝的制定方法；能夠正確地設計一般沖壓模具結構和沖壓模具幾何參數；了解沖壓新工藝、新型模具及沖壓技術的發展方向，為畢業后從事模具設計與制造等相關技術工作奠定必要的基礎。

由于沖壓模具設計是一門知識涵蓋面寬、實踐性強、綜合性強的課程，涉及模具從設計、制造、安裝、調試、維護到操作整個工藝流程的各個環節，無工程背景的大學生大多不了解什么是模具，什么是沖壓模具。如果在教學過程中仍然沿襲傳統的以灌輸知識為主的教學模式，必然會使學生產生厭學情緒，學生學得累，有枯燥難懂的感覺，加上學時有限，教師感覺時間緊，往往不能在重要知識點上進行深化，嚴重影響教學效果，使該課程難以達到其應有的培養目標。因此，在沖壓模具設計課程的教學過程中，教師應當不斷地探索一些先進的教學方法，使一些抽象的理論和工藝方法能夠達到深入淺出的目的，加強學生的感性認識，提高學生的學習積極性，以獲得良好的教學效果。我們結合教學和科研工作經歷，簡述有限元分析方法在沖壓模具設計課程教學中的應用。

一、有限元分析軟件簡介

目前國內外廣泛用于沖壓模具有限元分析的軟件主要有AUTOFORM，LS-DYNA3D，FORMSYS，PAM-STAMP，ROBUST以及ETA/DYNAFORM等。在本文中，將采用ETA/DYNAFORM作為沖壓模具設計課程的輔助教學軟件。ETA/DYNAFORM是由美國工程技術聯合公司(Engineering Technology Associates，簡稱ETA公司)和Livemore軟件技術公司(簡稱LSTC公司)聯合開發的基于LS-DYNA求解器和ETA/FEMB前、后置處理器完美組合并用于板料沖壓成形CAE分析的專業軟件包，它綜合了LS-DYNA960、970強大的板料沖壓成形分析功能以及自身強大的前、后處理功能，應用于板料沖壓成形工業中模具的設計和開發。

二、ETA/DYNAFORM分析的一般步驟

ETA/DYNAFORM軟件系統包括：前置處理模塊、提交求解器進行求解計算的分析模塊以及后處理模塊。前置處理模塊主要完成典型沖壓成形CAE分析FEM模型的生成與輸入文件的準備工作，求解器進行相應的有限元分析計算，求解器計算出的結果由后置處理模塊進行處理，用于模具設計及工藝控制研究。運用ETA/DYNAFORM軟件進行板料沖壓成形CAE分析的一般步驟如圖1所示。

三、有限元分析軟件的教學應用實例

在沖壓模具設計課程教學中，拉深工藝是一種重要的板料成形工藝(如圖2所示)，在凸模1的作用下，置于凹模4和壓邊圈2之間的毛坯3的環形部分產生塑性變形，并不斷被凸模拉入凸模與凹模之間的間隙內而形成零件。毛坯在變形區III的切向(變形圓周方向)為壓縮變形，徑向為伸長變形。切向的壓縮變形使得變形區III在拉深過程中易出現褶皺。徑向的伸長變形使得變形區II在拉深過程中易出現破裂。以上內容在授課過程中對于缺乏感性認識的學生來說，抽象的文字描述和簡單的圖片很難使學生印象深刻。為此，本文以厚度為1.0mm，材料為ST16的帶凸緣圓筒形制件為例，運用ETA/DYNAFORM軟件模擬拉深成形過程。通過模擬結果及動畫演示幫助學生親身感受和直觀理解概念，理論聯系實際，提高了授課效果。

帶凸緣圓筒形制件簡圖如圖3所示，根據拉深工藝計算制件的毛坯尺寸D≈201mm，并判斷需要加壓邊圈且拉深次數為一次。

利用三維CAD軟件建立凸模和毛坯的實體模型，并導入ETA/DYNAFORM軟件中，劃分網格，定義毛坯、工具，設置工藝參數，定義工具運動曲線與力曲線，建立的有限元模型如圖4所示，設置分析參數并提交求解計算。

得到制件的FLD圖如圖5所示，制件的壁厚分布如圖6所示，制件的應力分布如圖7所示。從模擬結果可以直觀地看出，拉深的變形區較大，金屬流動性大，拉深過程中位于凸緣部分的材料受到拉應力和壓應力作用而有起皺趨勢；凸模底部的材料變形很小，拉深不充分；處于凸模圓角區的材料因受到徑向拉深而減薄較大，但未發生破裂。說明制定的制件沖壓工藝是合理的。模擬結果和沖壓模具設計教學中拉深工藝的相關內容十分吻合，由此可以使學生生動地理解板料拉深變形時各個區域的應力應變情況，壁厚和硬度的變化情況，破裂和起皺的形成原因等，避免了傳統教學中的不足，不僅使學生容易接受，而且印象非常深刻。

四、結束語

將有限元分析方法與沖壓模具設計課程教學有機結合，利用ETA/DYNAFORM的模擬分析和直觀的動圖顯示功能，把拉深工藝中抽象的理論和概念用十分直觀的形式表達出來，使學生更易于理解和掌握，培養了學生的學習興趣，有效地解決了教學中的一些疑難問題。并在一定程度上使學生理論聯系實際，不僅學到了先進的模具設計技術，還提高了計算機運用能力，增強了分析問題、解決問題的能力，為以后的工作打下了堅實的基礎。

參考文獻

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篇10

關鍵詞：高校； 酒精工藝學 ； 案例式教學

中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A文章編號：1002-4107（2014）05-0007-02

酒精工業是我國改革開放以后有重大發展的一個產業，因為我國以可再生資源為原料的酒精開始進入新能源――燃料乙醇時代，這不僅可以充分利用可再生資源，還很好地解決了汽車尾氣的環保問題。酒精工藝學是生物工程專業的一門重要的專業課，其工藝有一百多年的發展歷史。由于生物工程技術突破性的發展，酒精工業將有一個更大的發展和技術進步。

培養大學生具有一定的技術思想和具體工藝的技術能力同等重要，傳統教學比較側重基礎理論，與具體的技術思想和技術能力尚有較大的距離，不易增強學生投身具體產業的積極性，不利于激發大學生立志創業。為適應高素質、高水平的創新型人才的培養目標，改變教學中重理論輕實踐、重知識輕素質的傳統模式，就必須建立以技術應用能力和基本素質為主線的教學新體系。

案例教學是指教育者本著理論與實際有機整合的宗旨，遵循教學目的要求，以案例為基本素材，將學習者引入一個特定的真實工藝中，通過師生之間的雙向互動，促使學生充分理解問題的復雜性、變化性、多樣性等屬性的重要教學形式。應用案例教學會使學生運用所學到基本理論知識和分析方法更好地聯系實際，增強獨立分析解決問題的能力。本文將對黑龍江大學現代酒精工藝學課程教學過程中的案例式教學進行探討。

一、薄板換熱器應用的案例式教學

酒精生產過程中使用換熱器的工序較多，如液化、糖化工序中的液化醪冷卻、糖化醪冷卻，發酵工序中的發酵醪液冷卻，蒸餾工序中發酵醪液的預熱，酒精蒸氣的冷卻，DDGS生產過程中蒸發酒糟離心液的二次蒸氣冷凝等都需要使用換熱設備。但就其使用的換熱器而言，過去的蛇管冷卻器、噴淋冷卻器、列管式冷卻器現在基本不多見，近年發展起來的薄板換熱器越來越受青睞。

板式換熱器是以波紋板為傳熱介質的新型高效換熱器，因其具有傳熱效率高、結構緊湊、不易結垢、可拆卸清洗、熱損失極小、可利用低溫熱源等優點而被廣泛用于輕工、食品、化工、制藥、動力機械等部門。對于薄板換熱器的教學以原黑龍江華潤酒精有限公司的糖化醪工序使用螺旋板換熱器在實際運行中的情況為例進行案例式教學。針對實際生產中該發酵系統出現的換熱器物料出口溫度偏高且進料不均，―直影響生產的穩定運行，結合當時企業的工藝改造進行課堂討論，薄板換熱器改造如圖1、圖2所示。

該工藝為180 m2的可拆式螺旋式換熱器，進出口管徑均為200 mm，所使用的糖化醪泵的最大流量為120 m3／h，因此糖化醪在換熱器內的流速只有1.062 m／s，螺旋板換熱器的理想流速為（1―2）m／s。由于兩臺換熱器分料不均，其中必然有一臺流速低于換熱器內物料的最小流速，而使換熱效率大大下降；另一臺也達不到預期的效率。因此將A線兩臺螺旋板換熱器的物料管路由并聯改為了串聯，效果明顯。通過對實際工藝改造的討論，學生進一步理解了換熱器和糖化醪泵的匹配在實際生產中的重要性，特別是換熱器連接的差異在實踐中的重要性。

圖1A線糖化醪用螺旋板換熱器并聯示意圖

二、酵母連續培養的案例式教學

酵母連續培養是按順流方式，在一只或幾只順次連接的罐中進行。它為連續發酵準備了種子擴培的必要條件。酵母糖化醪連續加入首罐，同時添加酵母種液。酵母糖化醪沿酵母擴培罐或罐組流動，酵母不斷增殖，當醪液從酵母罐或酵母罐組最后一罐流出時，已是成熟的生產用酵母菌種，應及時送往發酵罐。

對于酵母連續培養工藝，流程式的文字教學不利于學生理解連續培養的本質，教學中結合俄羅斯酒精廠的酵母順流式連續培養流程進行教學如圖3所示，糖化醪進入貯罐，在其中55℃保溫，繼續糖化45―60min，用泵經換熱器加熱醪液至75―78℃并送入混合罐。在混合罐中保持20―30min，進行巴斯德滅菌，然后醪液被送入氣液分離器，在這里產生的二次蒸氣被噴嘴吸走，并與蒸汽混合后用于換熱器的熱源。消毒后的糖化醪用泵經換熱器冷卻至28―30℃，送往三個酵母增殖罐。然后再向三個酵母罐連續流加糖化醪。二級酵母罐接受來自一級酵母罐的酵母種液，同時流加30℃的糖化醪。學生主要針對三級不同酵母種子罐的連接、設計大小、培養液流速以及工藝過程進行討論。

通過此案例教學，學生很好地掌握了酵母連續培養的基本工藝：按順流方式，在一只或幾只順次連接的罐中進行，它為連續發酵準備了種子擴培的必要條件，酵母糖化醪連續加入首罐，同時添加酵母種液，酵母糖化醪沿酵母擴培罐或罐組流動，酵母不斷增殖，當醪液從酵母罐或酵母罐組最后一罐流出時，已是成熟的生產用酵母菌種，應及時送往發酵罐。

圖3酒精廠酵母順流式連續培養流程

三、酒精連續發酵的案例式教學

連續發酵過程的實現是生物化學工程等多學科發展與結合的結果，連續發酵的設備運行穩定并提高其利用率。采用連續發酵法生產酒精，使設備始終處于發酵運行狀態，通常需要20天對罐進行一次清洗、滅菌，極大地減少了發酵輔助時間，同時，連續發酵時，醪液進入發酵罐即進入主發酵期，可提高設備利用率20%以上。

對于酒精連續發酵工藝，教學中結合哈爾濱釀酒總廠五罐連續發酵生產流程進行講解。如圖4所示，把培養好的成熟酵母由酵母罐送入預發酵罐后，以5m3/h的流速將糖化醪液連續輸入預發酵罐，至預發酵罐裝滿。待發酵罐中糖度達到8.0―9.0 BX，溫度達到32―33℃時，以5m3/h的速度輸入1號發酵罐，仍往預發酵罐以5 m3/h的流速輸送糖化醪，同時向1號發酵罐以25m3/h的流速送入糖化醪。1號 罐滿后，以30m3/h的速度輸入2號罐，2號罐滿后再以同樣的速度輸入3號、4號和5號發酵罐。當5號發酵罐中的成熟發酵醪液量達到60%―70%后按同樣的速度送入蒸餾塔進行蒸餾。在發酵進程中，1號發酵罐內的溫度控制在33―34℃；2號、3號發酵罐內溫度控制在36―38℃；4號發酵罐內溫度控制在33―34℃；5號發酵罐內溫度控制在32―34℃。發酵罐中糖的消耗速度非?？欤?號發酵罐的外觀糖已耗至零，5號發酵罐的外觀糖為負值，發酵醪外觀糖不再下降，酒精含量不再增加時為發酵成熟醪，可以輸送至蒸餾塔中進行酒精蒸餾。發酵總時間為60―65h。

通過此案例教學，學生對連續發酵的真正含義以及連續發酵的優點有了新的認識：多個發酵罐在同一水平的基礎上，罐之間的發酵醪液靠泵輸送，罐之間醪液不僅可按順序輸送，每個罐還設計了自體循環，在自體循環中通過螺旋板換熱器降溫，這種順序連接發酵罐方式，在實際運行中發酵效果很好，是徹底取代間歇發酵工藝的設備基礎。

圖4水平連接發酵系統

四、多塔差壓蒸餾的案例式教學

對于差壓蒸餾系統，教學中結合安徽特酒廠多塔差壓蒸餾機組進行講解。如圖5所示，對于差壓蒸餾的節能性、氣相過塔和液相過塔的優缺點、塔形的選擇、塔的規范尺寸、CO2分離器的大小、差壓蒸餾與常壓蒸餾的優缺點以及整個工藝過程進行探討。通過此案例教學，學生對于多塔的含義、差壓酒精蒸餾的意義、多塔蒸餾的工藝有了深刻的理解。

圖5安徽特酒公司六塔差壓蒸餾系統

石油資源日益枯竭不可避免，酒精作為可再生能源具有其他能源不可比擬的優勢，酒精行業在未來將有更大的發展。為適應酒精行業對應用、創新型人才的需求，就必須改變酒精工藝學教學中重理論輕實踐、重知識輕素質的傳統模式，建立以技術應用能力和基本素質為主線的教學新體系，結合現代酒精行業的最新工藝進行案例式教學無疑是培養應用、創新型人才的捷徑。

參考文獻：

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收稿日期：2013-10-05