化學化工學論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇化學化工學論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

2綠色化學化工產品的發展研究

即使人們都十分清楚綠色化工化學的優點與好處，但是在實際的生產過程中很少有人對其高度重視，所以綠色化學化工在我國發展過程中有著諸多的問題，例如社會關注程度不夠、發展模式單一、人才匱乏等。現階段我們能做的就是利用一切可利用的方法，最大限度地將綠色化工化學進行全面推廣與宣傳，從根本上減少環境污染，實現經濟的可持續發展。

2.1加大宣傳力度，轉變生產方式

雖然綠色化學化工產業已經興起多年，但在全社會范圍內，它還未能被深刻的認知與了解，這在很大程度上，阻礙了其良性發展。因此，我們要從全社會范圍內，通過各大平面媒體和網絡、電視、廣播對綠色化學化工加大宣傳力度，使人們對綠色化學化工有深刻的認知與了解。

2.2在學科教育上加大投入與合作，力求創新

綠色化學化工的發展不僅僅是依靠微觀的分子水平的化學，還要依賴宏觀的大規模的化工技術，因此，要在一定層次上促進兩者的結合與協作。國家應加大對綠色化學化工的資金投入，建立與綠色化學化工有關的國家實驗室以及教學基地，作為發展綠色化學化工的創新性平臺，設置激勵機制，鼓勵創新，并持續不斷地為實驗室和教學基地的發展提供資金保障。

2.3重視人才培養

在我國，綠色化學化工屬于新興產業，因此，相關部門必須建立起完備的人才培養體系，為了長遠發展儲備人才力量。具體來說，高校應該開設有關綠色化學化工的相關學科課程，供感興趣的學生進行學習。化學化工產業應該制定嚴格的培訓體系，對相關從業人員進行培訓，從而保障這一新興產業的可持續發展。

篇（2）

上海市化學化工學會教育委員會主任范杰教授代表與會的化學化工學會負責人和各校師生感謝東道主華東師大校系領導和老師們為會議提供的周到安排。同時介紹了上海市市長韓正同志今年1月下旬視察化工企業時對本市化學工業提出跨市發展，輻射全國；加大研發力度，實施創新技術；一伴化規劃，整合資源，做大做強等要求。為廣大化學工作者展示了上海市21世紀化學工業繼續發展的宏偉藍圖，倍受鼓舞。我們要用化學在追求美好生活，促進高新技術發展中所作出的貢獻，消除人們對化學的誤解，吸引更多的年青人投身化學專業學習，應對未來能源、資源不足的挑戰、環境污染加劇和溫室效應增大帶來負面影響作出努力和貢獻。

交流會上20位同學的精彩報告和師生間熱烈融洽的互動式討論，為會議營造了極為和諧的氛圍。

優秀論文涉及有關催化反應的機理探討、多種納米材料的合成、食品安全中監測方法研究、抗癌藥物的活性研究、皮膚抗衰老的機理、環境水體中重金屬的檢測方法和儀器的開發等與高新技術和人們生活密切相關的多個領域。

經過評委討論，有10位同學獲得壹等獎。他們是：劉嘉、黎朝、陸穎音、李永璽、戴逸婧、丁支、王荔祖、馬麗君、張若男和王歡。

有十位獲得二等獎，他們是：徐陽、劉媛媛、徐慧婷、應佚倫、、張蕾、沈明月、虞珊、蔣迪發和徐浩。

篇（3）

（一）校企合作形式與內容

校企合作形式是影響聯合培養的最重要因素。重點大學及行業特色型大學由于其品牌和行業影響力而在校企合作培養研究生方面有顯著的優勢。以中國石油大學為例，該校立足于石油石化行業和領域，面向東營勝利油田和青島近海油氣田及兩地相關產業開展人才培養，是國內化學工程專業碩士校企合作效果最好的高校之一。然而，國內大部分地方高校與企業之間的合作形式仍較為初級，特別是地方高校受到學校科研實力、學校辦學層次和軟硬件條件等因素的制約，校企之間的相互聯系多建立在項目合作和個人感情聯系的基礎上，未形成長效機制。如果企業負責人離職或合作項目中斷，則聯合培養將大受影響甚至停滯。此外，部分地方企業創新意識不強或過分追求“短平快”的項目，都將影響人才持續培養機制，無法實現良性循環。從人才需求角度來看，地方經濟狀況的優劣也會明顯影響企業的人才需求，進而直接影響校企合作的基礎。

（二）導師

很多高校的校內導師過度倚重發表學術論文，或者一直從事基礎理論研究，缺乏應用研究項目和研究經驗。該類導師在指導專業學位研究生時往往延續過去的研究思路和方向，以學術型研究生模式培養專業學位研究生，最終導致畢業生與企業要求相差甚遠。此外，很多校外導師是企業的高管或主要負責人，日常事務繁忙，對自己負責的學生疏于管理和指導。學生在企業或淪為廉價勞動力，或實踐流于形式，達不到應有的效果。

（三）培養過程

國內各高校的化學工程專業碩士的主要管理和培養政策已經基本齊備，但仍有部分政策還在修改和制訂過程中。很多高校在課程體系構建、考核方式、實踐內容等方面沒有將專業學位研究生與學術型研究生加以區別，未能體現出專業學位職業性、應用性的特點。與企業生產實際密切相關的課程開設不足也是目前國內高校化學工程專業碩士培養普遍存在的問題。

（四）生源

對于重點高校，無論是學術型碩士或專業學位碩士均呈現“供大于求”的局面，學校可以從容擇優錄取。而地方高校的專業學位認可度普遍較低，直接導致部分優秀生源流失，畢業生質量也因此受到影響。

（五）其他問題

部分地方高校在導師激勵政策、學生獎勵機制等方面不夠完善，由此產生了導師因專業學位學生花費多、產出少而不愿意接受專業學位學生的情況；學生也因在獎學金等方面無法與學術型研究生競爭而影響了科研積極性。

二、方針與措施

鑒于以上問題，我們以山西大學與三維集團合作構建的“山西省催化技術研究生教育創新中心”為平臺，通過深入探索山西煤化工轉型對化學工程專業研究生教育的影響，從合作模式、導師管理、課程體系構建、健全和完善各項制度等方面進行改革，并力圖構建一種符合山西省化工行業需求的化學工程專業學位研究生培養模式。

（一）校企合作平臺的構建

構建校企合作平臺是穩定專業學位碩士培養質量的根本措施。2002年，化學化工學院的研究生就因項目需要而在三維集團進行數月至一年的工業側線實驗。隨著雙方項目合作的深入，進入企業實踐的學生人數不斷增多，而企業的技術人員也積極參加山西大學的博士或在職工程碩士考試，雙方實現了人才培養上的互動。在此基礎上，2004年雙方共建了“精細化工催化與反應工藝共建實驗室”，實現了校企層面的科研平臺構建。2007年底，經山西省經委、山西省教育廳、山西省產學研工程領導組批準，校企雙方通過政府層面建立了“山西省催化技術研究生教育創新中心”。隨著相關管理制度逐步完善，該中心不但成為研究生培養的創新實踐平臺，也逐漸成為高校和企業間的技術、人才交流平臺，并為企業技術帶頭人的知識更新和產業技術升級提供了支撐。近年來，山西大學積極開展“煤基資源高值循環利用協同創新中心”的建設，拓展多方合作關系。目前研究生教育創新中心的企業平臺已包括陽煤集團、潞安集團、河南煤業集團等大型煤化工企業，未來還將探索與中科院山西煤化所、中科院大連化物所、中科院過程所等研究所合作培養研究生的可能性。綜上所述，山西大學化學工程領域的校企合作經歷了如下發展歷程：校企合作項目牽引建立校企層面的科研合作平臺建立政府層面的研究生教育創新中心建立多方參與的校企科研教育合作平臺。其中，多方平臺的建立不但解決了科研項目延續性、科學性的問題，更有利于實現校企聯合培養的長效性和持續性。

（二）管理體制創新

為進一步提高專業學位研究生教育水平，我們就專業學位研究生的管理體制方面開展了改革創新。研究生院成立了“專業學位管理辦公室”，負責與專業學位相關的政策制訂、學科建設、品牌建設，以及對各培養單位進行管理、督導和服務等工作。學院成立了相關的“專業學位教育中心”，負責相關專業學位研究生的招生、培養、師資隊伍建設、實踐基地建設等工作。化學化工學院以“山西省催化技術研究生教育創新中心”為基礎，吸納了相關學科負責人和校外導師，共同承擔化學工程專業學位教育中心的職責。上述舉措有利于各培養單位積極發揮主觀能動性，形成符合各自專業實踐特點的培養模式。

（三）導師遴選及評聘制度改革

山西大學研究生院根據各專業學位培養單位的具體情況，制訂了詳細的校內導師、企業導師評聘制度。特別是對企業導師實行“一年一考核，三年一聘”的管理辦法。在學院教育中心層次上，化學化工學院成立了化學工程碩士指導小組，以“山西省催化技術研究生教育創新中心”為核心，吸納其他理科或相關學科導師，實現導師之間的理工優勢互補，在一定程度上解決了理科環境中開展應用實踐的問題。此外，學院教育中心強化了企業導師的歸屬感和責任感，通過讓企業導師參與課程設計及研究生選課、確定科研課題、開設學術講座和專業特色選修課程等方式，進一步讓企業導師融入學生培養過程。

（四）課程體系構建

2013年，山西大學根據教育部相關文件，結合各專業具體情況，對碩士研究生培養方案進行了詳細的修訂。在課程設置中，我們將課程分為公共基礎課、專業基礎課、專業應用課、選修課4類，各類課程均采用了教授授課、雙語教學等模式，特別突出工程應用類型的課程。由于化學工程專業碩士的導師的知識存在多學科、多研究方向的交叉，因此，我們在課程設置上采取豐富選修課的方法解決這一問題。為了避免重復設課或課程內容重疊，各專業領域均可選擇化學學科或其他專業領域的課程作為選修課。師資力量和師資水平方面，由于山西大學工科師資力量不足，我們采用“外校聘請＋本校培養”的模式逐步提高師資水平。此外，學校還通過請企業導師或行業知名專家開設學術講座、特色專業選修課等方式，使學生獲悉國內外化工行業發展的最新動向。

（五）獎學金制度

現階段山西大學研究生獎學金主要為國家獎學金和學業獎學金，原有獎學金評價主要基于學生學習成績和科研成果的考量。化學化工學院將專業學位研究生與學術型研究生分開評比。專業學位研究生的科研成果可以是學術論文、專利、負責項目、實踐報告、調查報告等多種形式，特別強調學術論文、專利、項目等必須具有應用背景。此外，針對專業學位研究生科研結果無法量化的問題，我們采用“預審＋集中答辯”的方式，由答辯委員會評出獲獎等級。上述評審制度的實施明顯調動了專業學位研究生的科研積極性。

三、發展與方向

盡管我們在化學工程專業研究生培養方面進

行了許多改革，但仍有很多方面需要高校、企業及地方政府進一步協調改進。我們將目前改革探索的方向歸納如下，這既是我們的努力目標，也希望能夠給予其他高校一些啟發。

（一）提高學科認可度，創出專業品牌效應

優質的生源是研究生培養和學科發展的大前提，沒有良好的生源，校企聯合培養將成為無本之木、無源之水。近年來，山西大學通過增加推免生名額比例，明顯提升了專業學位研究生的生源素質；與此同時，山西大學通過鼓勵校企合作科研，建立多方參與的協同創新中心，進一步擴大了學校、學科的業內影響力。未來，山西大學將以校企協同創新中心為發展核心，以高水平人才隊伍建設為發展動力，通過科研成果和科研團隊創出專業品牌效應。

（二）深化校企人才技術交流平臺建設，實現人才培養的良性循環

校企雙方只有真正實現技術流、人才流的雙向流動才能培養出真正的應用型人才。因此，我們需要建立完善的涉及項目合作、利益分配、人才交流等體制機制，進一步強化企業研究生實踐中心的構建，通過校企合作項目引領、擴大平臺的影響力，提升平臺自我“造血”能力，逐步引導校企合作由“項目帶動”發展到“人才＋技術混合帶動”，最終實現人才培養的良性循環。

篇（4）

2卓越計劃化學工程與工藝專業教學資源建設的思路

卓越工程師背景下的化學工程與工藝專業需要根據行業對化工工程師知識、素質和能力的要求，確定相關課程和實踐教學環節，將涉及工程意識、工程素質、工程實踐能力、工程綜合能力培養、企業以及工程項目管理知識的課程納入培養方案中，增加工程教育相關課程，因此，必須按照新的人才培養方案，以教材建設和精品課程建設為手段，改革教學內容，加強教材建設，自主編寫和完善系列專業教材，使教學內容充分反映新世紀化工實際生產和化工行業可持續發展的新要求。總體建設思路如下:

2.1構建“新體系”

構建以培養工程意識、工程素質、工程實踐能力、工程綜合能力為目標的實踐教學新體系。按照基本技能層、知識應用能力與工程實踐能力層、創新能力與工程綜合能力層等“三層次”，循序漸進地培養學生的工程綜合能力和創新能力。在基本技能層，主要通過課程實驗、上機操作等實踐環節加深對理論課程基本概念、基礎知識和基本理論的理解和基本技能的培養;在知識應用能力與工程實踐能力層，主要通過課程設計、專業實習、社會實踐等環節實現對學生知識應用能力的培養;在創新能力與工程綜合能力層，主要通過化工企業輪崗實習、化工企業項目設計與研究、畢業設計(論文)、大學生“挑戰杯”競賽、大學生科技創新活動、產學研合作開發等方式實現對學生的工程綜合能力與創新能力的培養。

2.2突出“厚基礎”

本專業卓越工程師教育專業培養方案課程設置分為通識教育，專業基礎課和專業課三大模塊。通識教育包括數學與自然科學、人文與社會科學、體育、素質教育公共選修課等，其課程學時占總學時的47.7%，課程學分占總學分的47.5%;專業基礎課包括相關學科基礎課和專業基礎課，其課程學時占總學時的34.9%，課程學分占總學分的34.3%;專業課包括基本專業課和專業方向課，其課程學時占總學時的17.4%，課程學分占總學分的18.2%。突出了卓越工程師培養的厚基礎，為卓越工程師的培養奠定堅實的基礎。

2.3強化“寬口徑”

本專業卓越工程師教育專業培養方案設置了精細化工、能源化工和生物化工三個專業方向課程模塊。其中，精細化工方向課程模塊開設了精細化學品化學、精細化工工藝學、精細化工過程與設備、精細化工及分離實驗等課程;能源化工方向課程模塊中開設了煤化學、煤化工工藝學、潔凈煤技術、煤化工實驗等課程;生物化工方向課程模塊中開設了工業微生物學、生物化工工藝學、生化分離技術、生物化工實驗等課程。強化了卓越工程師培養的寬口徑，以滿足大化工行業對工程技術人才的要求。

2.4體現“重創新”

教材建設也是教學資源建設不可缺少的內容。在化學工程與工藝專業的專業基礎課和專業課教材的選用上，以“加強基礎、精選內容、有所創新、有利教學”為原則，盡量選用國家規劃教材或者比較權威的高水平教材。同時，組織教師立項編寫或參編高質量教材，如普通高等教育國家規劃教材或精品教材;自編配套輔導教材和講義，制作和充實各類聲像教學資料，積極開發具有專業特色的CAI課件，錄制網絡教學視頻。重點開展精品課程建設，爭取獲得1門國家級精品課程、2～3門省級精品課程、4～5門校級精品課程，通過改革與建設，不斷提高教育質量和人才培養質量，努力培養學生的創新精神和實踐能力，打造出有扎實理論功底、掌握化工專門技能、有很強事業心和吃苦耐勞精神的應用型專業人才，以滿足現代化工業發展對化工專業高素質人才的需求。我們將不斷完善卓越背景下化學工程與工藝專業的教學資源建設，確保學校教學質量不斷提高，確保專業建設項目績效。

3卓越計劃化學工程與工藝專業教學資源建

設存在的困難卓越計劃化學工程與工藝專業教學資源建設的內容相當豐富，在實際操作過程中需要突破重重難關，其中最為突出的有校企合作、人才需求的個性化和多樣化以及師資隊伍建設三個方面。

3.1校企合作是首先要解決的問題

近年來，我院不斷探索和完善校企合作的長效運行機制，努力通過各種渠道與企業溝通，先后在多家大中型企業設立了教學實習基地并成立了一個工程實訓中心，為學生營造了在企業進行實踐學習的良好機會。但有些企業為了兼顧安全生產、產品質量和生產效益，不能為學生提供在相應的技術崗位上動手操作的機會，這樣一來學生的動手能力就得不到真正的鍛煉。

3.2人才需求的個性化和多樣化

不同的公司對技術應用型人才的需求均存在差異，如同樣是培養化學工程與工藝卓越工程師，有些公司需要學生具有精細化工或生物化工方面的知識，而有些公司則需要學生具有能源化工方面的知識。因此，我們必須有的放矢地進行化學工程與工藝專業卓越工程師教學資源的建設，以滿足不同公司對技術應用型人才的多樣化需求。

3.3師資隊伍的建設

化學工程與工藝專業卓越工程師培養必須擺脫傳統的大學生培養模式，為了實現卓越工程師的培養目標和落實卓越工程師的培養標準，形成具有良好的學緣結構、知識結構和以中青年為主體的雙師結構教學團隊是順利、高效進行教學資源建設的必要條件。而要改變目前師資水平不足，知識結構單一和學緣結構不合理的現狀將是一個長期而艱巨的過程。

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2化學工程的研究對象及復雜性

化學工程是以物理學、化學和數學為基礎，并結合工業經濟基本法則，研究化學工業中的物理變化和化學變化過程及其有關機理和設備的共性規律，并將之應用于化工裝置的開發、設計、操作、控制、管理、強化以及自動化等過程中，在化工工藝與化工設備之間起著承上啟下的橋梁和紐帶作用的一門工程技術學科。一般情況下，化學工程的對象的情況較為復雜，具體如下：首先，該過程自身具有一定的復雜特點，包括化學與物理，而且兩者經常發生，彼此影響。其次，物系方面較為復雜，流體與固體，或者兼而有之。流體特質變化較大，如有低粘度和高粘度、牛頓型和非牛頓型等。最后，物系流動時邊界復雜，由于設備的形狀較為多樣，而且其在填充物方面的形狀也不正常，如催化劑、填料等，使得設備在流動邊界方面的設置較為復雜而且在確定方面不準確。

3化工工業的現狀及發展

目前從形式上看，現代的化學工業經歷了單元操作和傳遞原理與化學反應這兩個發展階段，正準備走向一個新的階段。但種類多樣、制造過程復雜以及生產產品款式較多，造成排放物復雜、量多及危害大，因此，目前化工工業應重點關注污染問題。與此同時，在加工、貯存、運用或者處理化工產品時應防止操作對環境生態以及人類健康造成危害。在化工生產中應遵循國家可持續發展戰略，制定正確的方案。隨著我們國家科學技術的快速發展，各行各業進行生產都要接觸化學工藝，涉及制藥、石油、材料、能源等行業的發展和污染問題，這都是現代化學工業需要面對的問題。目前，我國的化學工業經過了半個世紀的發展，已經形成了門類比較齊全，品種大體配套并基本可以滿足國內需要的化學工業體系。2001年全國國有及規模以上非國有企業的石油加工工業和化學工業總產值達到10990.6億元人民幣，占全國工業總產值的9.8％，實現利稅747.8億元，石油和化學工業企業13765個，資產總額13344.2億元。我國化學工業獲得長足進步的同時，環境保護工作也不斷得到加強。但是化學工業在實施可持續發展戰略過程中，仍存在不少問題和障礙，嚴重制約著我國化學工業的發展。

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2精選實驗內容,實施綠色化實驗教學

無機化學實驗教學長期處于理論課的附屬,選擇的實驗內容基本上是都是對理論課上所講的理論的驗證。要想滿足教學大綱所規定的培養目標的要求,就必須精心選擇實驗內容,盡量減少驗證性實驗的比例,增加綜合性、設計性實驗的比例,將綠色化學理念貫穿在實驗教學過程中,減少有毒有害實驗藥品的用量,在實驗過程中盡量避免有毒有害的化學產物或副產物的生成,減少對周圍環境造成的污染。提高實驗試劑的利用率和藥品的使用率,將實驗產生的廢液集中存放并按要求進行無害化處理,盡可能的回收再利用,注重對學生環保意識的培養。

3在實驗教學中引入多媒體教學手段

多媒體技術是近年來發展非常迅速的網絡技術之一,在無機化學實驗教學中,一些抽象的原理和現象,很難通過單純的語言講解讓學生理解,因此可以通過多媒體教學把難懂的原理和現象,具體而形象的展現的屏幕上,來幫助學生理解與掌握。多媒體教學具有較強的直觀性,引入的素材較多,能夠聲形并茂的將抽象的原理,形象直觀的表達出來,提高知識傳授的效率,充分調動學生的學習積極性,學生的主體地位能得到更深刻的體現。

4更新實驗教學方法

目前無機化學實驗的教學方法有很多種,包括注入式、啟發式、探究式等,而在實際教學過程中并不是只用一種方法,二是采用多種方法并用的形式,我們要改變傳統的知識灌輸式的把知識全部灌輸給學生,學生只是被動的接受,取而代之的是,引導學生去主動學習,學生對實驗內容中的知識點進行小組討論,老師在實驗過程中只起到監督和指導的作用,及時糾正學生的實驗過程中的不規范操作,引導學生認真觀察、分析解釋實驗現象,并以小組的形式討論實驗結果,使學生正確的理解和掌握實驗原理。在實際教學過程中,采用多種方法聯合并用的方式,從而提高無機化學實驗的教學質量和水平。

5改善實驗室的硬件設施

實驗室是無機化學實驗教學實施過程的主要場所,學生在這里不僅增長了實驗技能,也提高了實踐創新能力。在無機化學實驗的內容里會涉及一些基本儀器的使用操作,這些儀器的更新程度直接反映出實驗室的教學水平。隨著時代的發展,科技的進步,儀器設備的更新換代非常快,只有跟上發展的步伐,引入先進的儀器設備,才能培養出與國際接軌的人才。因此,高校要增加實驗經費的投資,建設高標準、高水平的無機化學實驗室,健全實驗室的管理體制,完善基礎設施建設,建立更高級別的無機化學實驗教學基地。

篇（7）

2.教學重點不突出。培養應用型人才是地方工科院校打造特色教育的著眼點。化學與材料、生物、金屬、能源、機電、電子技術等學科相互滲透[4]。包裝工程是一個綜合性的科學與技術，數學、物理學、化學、材料科學與工程、計算機科學與技術、生命科學等學科對包裝工程學科的發展具有重要影響。而目前大學化學的教學內容還是遵循非化學研究類、非化學生產類的學生普遍的教學內容進行授課，并沒有很好的跟包裝工程專業要求掛鉤。

3.教學方法陳舊。傳統的教學方法不能提高學生學習的積極性，學生的主觀能動性得不到充分發揮。根據現在大學生的培養目標，要求教學內容涉及面要廣，而且教學內容要新，要能解決一些實際生產生活中的問題，這就要求教師突破傳統，建立現代教學理念，應用現代教育手段實現人才培養目標。

4.成績考核方式單一，考后總結不到位。考試是教學中經常采用的一種手段，各類各級考試的目的都是為了對學生所學知識和能力進行評價，考試應對學生的學習起到積極的推動作用。對于大學化學課程，考核方法還沒有發生根本性變化，現在很多高校的考核方法還是采取期末卷面考試的傳統考核方式，這種考試方法雖然能夠檢查學生對所學知識的掌握情況，但是也導致學生為應付考試而對相關的理論知識死記硬背，出現“高分低能”現象，不利于提高學生學習興趣、發展學生創造能力，這與培養應用型人才的目標是相悖的。同時，學生考試完后，教師只根據卷面成績對考試結果進行分析，考試情況分析顯示學生的成績符合正態分布，就說明該方式能夠有效地考察學生的學習情況[5]。而考后并沒有根據考試情況具體分析為什么會出現這樣的考試結果，考試只是為了考試，分析只是為了分析，并沒有對下次的教學起指導作用。

二、教學新方法探索

1.從專業學習角度讓學生意識到課程學習的重要性。大學化學課程是包裝工程專業一門重要的專業基礎課程，教師必須在第一堂課就跟學生強調大學化學課程與包裝工程后續專業課的聯系。例如，大學化學課程與包裝材料學、包裝防護原理、涂料學等專業必修課有密切聯系。讓學生在明白大學化學在該專業中的重要性的同時也讓大一新生了解了一些自己專業的相關信息（部分學生對于包裝工程到底學些什么并不太清楚，高考填志愿也是比較盲目的）。這樣會提高學生學習的主動性。

2.立足本專業，突出教學重點。我校包裝工程專業大學化學課程是在2007年培養方案調整時，將無機及分析化學和有機化學合并而成的。但因為國家教委對大學生四年的總學時有嚴格的規定，包裝工程專業大學化學課程的課時并不是以前兩門化學課課時的總和，而是相當于以前一門課的課時量。大學化學理論教學40學時，實驗課16學時。針對大學化學存在內容多學時少的問題，根據包裝工程專業特點、培養目標和為后續課程服務的原則，我們在《大學化學》課程的教學內容上做了相應調整。

篇（8）

自然界中的和諧系統比比皆是,大至宇宙,小到原子;地球生態系統是和諧的,動植物群落是和諧的,人類社會體系是和諧的,健康的人體更是一個絕妙的和諧體。所有這些和諧系統遵循著同樣的辯證綜合的規律,具體可以歸納出三條:1.統一律;2.層次律;3.進化律;所有和諧系統具有同樣的性質:1.開放性;2.自組織性;3.非線性;4.無限發展性[1]。當愛因斯坦把大半生致力于統一場論時,其哲學上的需要相對物理學上而言或許要來得大,面對物理學的系統和諧,理論規則的分立是不能令他覺得滿意的。而化學工程的發展是不是因循同樣的哲學歷程呢?

在化學工程作為學科開始被重視之前,化學工業已具有了相當的規模,各種具體的工程與工藝都被獨立開來,在認識上是被分為各門特殊的知識,因此,當國外高等院校在十九世紀末開始設置"化學工程學"時,開設的課程大多是學習當時化學工業的各種工藝學,"化學工程"的概念在當時還是相當模糊的,在理論上充其量是化學與機械的一種混合(amalgam)。然而這種理論混合的模式在德國人看來卻是很正統的,即使在今天,他們也避免專論"化學工程",而是稱之為"過程工程"(ProcessEngineering),這一名稱實際上要比"化學工程"的范疇更廣,甚至更為準確,凡是涉及一定流程與工藝的領域都是適用的。但我們習慣上還是沿用"化學工程"的名稱。

二十世紀開始,化學工業迅猛發展,在社會經濟中占的比重越來越大,客觀上需要化學工程學科的發展和支持。隨著生產力的發展,人們對事物運動規律性的認識也愈來愈深化,愈來愈有概括性。伴隨著其他領域科學技術的快速進步,人們逐漸認識到化學工業中各門看似不相干的工程和工藝中存在著共同的物理特性。1901年,美G.E.的Davis《化學工程手冊》的發表,初步提出了"化工物理過程"的原理。1900年始,以合成氨、純堿、燃料等為代表的近代化工廠出現,如1913年,德哈勃-博施法高壓合成氨技術的產業化,星火燎原的,化學工業呈現出巨大的發展前景。到了二十年代,美MIT的一些學者提出:不管化工生產的工藝如何千差萬別,它們在眾多的典型設備中進行著原理相同的物理過程。1920年,美MIT成立了第一個嚴格意義上的化工系,時W.K.Lewis任系主任。1922年美國化工學會認同了新的見解,引出了"單元操作"(UnitOperation)的概念,這一概念在蘇聯時期和我國則廣泛稱為"化工原理"。

1900年始的"分離工程"研究使"單元操作"的概念日趨成熟。被稱為單元操作的過程主要有流體流動、傳熱、干燥、吸收、蒸發、萃取、結晶和過濾等,以這些單元操作作為研究和學習的主要內容,是化學工程學科在二十世紀前半期發展的核心,其理論迅速成為發展化學工業的重要基石。這種把千變萬化、千差萬別的過程和工藝概括成"單元操作"是生產力發展到一定水平的反映,是化學工程學從"個性"到"共性"的第一個哲學性概括,是在一個系統整體性把握的高度上建立了一門技術科學,體現了系統科學發展的和諧統一規律。

隨著"單元操作"概念的確定,另一方面,化學工程學科中重要支柱之一的"反應工程"亦逐漸浮出水面。從最初的德Winkler流化床煤氣化爐的應用到德Bergim-Pier三相液化床煤液化工藝的開發,又到1931年丁納橡膠和氯丁橡膠的投產,化學工業上發展的高峰持續不絕,1940年美國FCC煉油開發成功,成為石油化工的起點。直到1957年,歐洲第一屆反應工程會議,明確提出"反應工程"的概念,成為化學工程學科的重要組成部分,是化學工程學的進一步和諧統一。"反應工程"的建立,乃至今日仍備受困擾的"過程放大效應"問題,及從"逐級放大"到"數模放大"的研究都帶動了"化工過程系統工程"的發展,并共同體現了系統科學發展的和諧層次律。

就在"反應工程"發展的同時,"單元操作"得到了更加深刻的認識,人們發現各單元操作之間存在著更為普遍的原理,"過濾只是流體傳動的一個特例;蒸發不過是傳熱的一種形式;吸收和萃取都包含著質量的傳遞;干燥與蒸餾則是傳熱加傳質的操作……"[2]于是單元操作可以看成是傳熱、傳質及流體動量傳遞的特殊情況或特定的組合。這種認識的深化過程并沒有停止,人們進一步又發現了動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞之間的類似性。于是從二十世紀50年代開始,人們綜合了以往的成果,開始用統一的觀點來研究三種傳遞過程。1960年,美威斯康辛大學(Univ.Wiscosin)的R.B.Bird教授出版了《TransportPhenomena》一書,系統地采用統一的方法來處理三種傳遞現象,從此化學工程學科的核心過渡到了"三傳一反"的系統性概念。"三傳"的研究是系統科學和諧進化律的又一體現,使化學工程學達到了一個新的整體性高度,這種高度的和諧統一是對客觀世界本質性的認識,并在學科上反映出了系統科學的基本原理和性質,其影響力是普遍性的,是跨學科的,不僅使"傳遞原理"成為化學工程學的重要基礎,同時在生物工程、機械、航天和土木建筑等工程學科上也具有重要意義,并日益成為工程專業共有的一門技術基礎課,只是側重點有所差異而已。

至此化學工程學科自身經歷了一系列的演化和發展,并在短短的一個世紀中達到了一個前所未有的高度,涵括了眾多的生產和應用領域,如醫藥、化肥、能源、材料、航天、冶金、日用化學品等,每年為社會提供數以億噸計的千百萬種產品,是人們衣、食、住、行須臾不可離開的物質基礎,為社會繁榮作出了巨大貢獻。然而事物總是一分為二的,從人類發展最為激動人心的口號"征服自然"到今天龐大的工業化進程,地球自然生態系統遭遇了前所未有的嚴峻局面,這之中,化學工業是造成大規模環境污染及惡性重復污染的主要過程之一,化學工程學科需要肩負起新的使命。1990年,"生態化工"(Eco-ChemicalEngineering)的概念提出來了,相應在化工生產和過程工藝中提出了"清潔化工"和"綠色化工"的概念,因時應勢,化學工程學開始了系統科學的自組織過程,這也是和諧系統對立統一發展的需要。在系統科學看來,自組織是和諧系統的基本性質之一,只有自組織系統能通過外部和自身內部的不斷協調、整合,在適應環境的同時保持自己的特性并產生新的功能。從自發到自覺地,化學工程學吸收了自組織的理論,不斷在廣度和深度上充實、完善和發展。隨著新世紀的到來,世界正發生著全球性的變化,經濟、社會、環境和技術等領域都面臨著新范疇新理念的變更和沖擊[3]。化學工程學科需要因應時展而改變傳統的限制,不斷有新的概念提出來,如化學工程應是伺機而待的專業(aprofessioninwaiting);化學工程師必須"besteepedintechnology",能夠創新、開發、變換、調控和適應取代;化學工程學科要從"ProcessEngineering"達到"ProductEngineering"再到"FormulationEngineering"。進一步的綜合認為,化學工程學關注著同時發生在非常廣泛的時空跨度內的現象,必須具備多尺度、多目標的方法來達到過程的總體優化。涵括了五個方面[4,5]:

①Nanoscale(納觀尺度):研究量子化學、分子過程與分子模擬等。

②Microscale(微觀尺度):研究微粒、氣泡、液滴、控制界面膠束和微流力學規律等。

③Mesoscale(介觀尺度):研究換熱設備、反應設備、塔器以及傳統的"單元操作"和"三傳一反"等。

④Macroscale(宏觀尺度):研究生產裝置和生產過程等。

⑤Megascale(兆觀尺度):研究環境過程和大氣生態過程等。

于是化學工程學的核心轉變到了"多尺度、多目標擇優"的概念,化學工程學科又到達一個新的和諧統一的高度,進入了更高層次的系統工程領域。

新的發展的深度促使化學工程學科作出了一定尺度的"分化",然而這還遠未結束,人們對世界的認識還在不斷探索不斷深入,一個更深刻更普遍也更一般的問題已經觸到了化學工程學科的神經,觸到了化學工程學的認識本質,并促使化學工程學需要有新的"融合"。這一問題就是"非線性及其包涵的混沌原理",相對于"線性"是人類認識客觀世界的基本工具,"非線性"則是客觀世界的本質特征,是"線性"反映的目的,是從科學角度看待世界的一種和諧統一;而在對"混沌發展"的研究表明,"混沌運動的普遍存在,揭示了自然界中實際系統發展演化的新行為,混沌態的自相似性使這種時間演化表現為一種空間結構,而且以其不同空間尺度上的相似性,揭示了系統復雜運動的統一性。這種統一性是一個觀察"整體"的問題,只有在長時間范圍(因為混沌運動是一種長時間行為)和更高層次復雜性中才能顯現出來。"[6,7]這一問題涵蓋了自然科學和人文社會科學的眾多領域,具有重大的科學價值和深刻的哲學方法論意義。馬克思曾經預言:"自然科學往后將會把關于人類的科學總括在自己下面,正如關于人類的科學把自然科學總括在自己下面一樣:它們將成為一個科學。"從這一角度上,"非線性"問題是這種過程一體化的契合點以及整體認識論上的共性[8]。當站在這種整體性的高度上,化學工程學科獲得了全新的視野和更強大的分析解決問題的能力,并最終具有了學科融合的基礎。

在整個化學工程學科的孕育、誕生和發展過程中,始終交織著學科的"分化"與"融合",除了上述尺度(scale)上的分化以外還有著所謂的石油化工、精細化工、高分子化工等專業上的分化;另一方面,作為近代工程技術,它又是自然科學(化學、物理等)和技術科學(機械、材料等)的融合。正如物理學家普朗克(Planck)所指出的:"科學是內在的整體,它被分解為單獨的部分不是取決于事物的本身,而是取決于人類認識能力的局限性,實際上存在著從物理到化學,通過生物學和人類學到社會學的連續的鏈條,這是任何一處都不能被打斷的鏈條。"事實上,當化學工程學科的核心發展到"非線性混沌系統"時,實現科學的融合已是其客觀系統性的需要,它需要強有力的非線性解算能力和綜合分析能力。基于人工智能和神經生物學的人工神經網絡(ArtificialNeuralNetworks)技術為這種系統性的融合提供了新的思路和途徑。人工神經網絡特有的信息處理能力在愈來愈多的領域中展現出廣闊的應用前景,它具有如下特點[9,10]:

①學習:神經網絡可以根據外界環境修改自身行為,這使它比其他任何方法接受自身感興趣的外界信息更敏感。

②概括:經過學習訓練后,神經網絡的響應在某種程度上能夠對外界信息的少量丟失或自身組織的局部缺損不再很敏感,反映了神經網絡的健壯性(魯棒性),即工程上說的"容錯"能力。

③抽取:神經網絡具有抽取外界輸入信息特征的特殊功能,在某種意義上可以說它能"創造"出未見的事物。

④模擬:神經網絡由眾多的神經元組成,以并行的方式處理信息,大大加快了運行速度,可以逼近任意復雜的非線性系統。

當然,神經網絡并非十全十美,其自身的發展就曾經歷過相當曲折的過程,但是,人工神經網絡(ANNs)特性的融合將是化學工程學科發展到非線性核心系統的自組織適應和需要。例如采用神經網絡設計的控制系統,適應性、穩定性和智能性均較好,能處理復雜工藝過程的控制問題,也使得化學工程師不但也是機械工程師,還首先是系統工程師,并能從最一般的非線性原理出發,解決實際過程的創新、應用、開發、生產等問題。

生產力的不斷發展,科學技術的持續進步,人類認識自然和改造自然的不斷深化,化學工程學科必將不斷"分化"和"融合",體現出和諧系統的無限發展性質。

參考文獻

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篇（9）

CAI（Computer--AidedInstruction）指計算機輔助教學。它是集圖、文、聲、像為一體，通過直觀生動的形象來刺激學生的多種感官參與認識的活動，能調動學生的學習積極性，使學生成為學習的主體，從而提高課堂教學效率的教學輔助手段。在教學之中使用CAI課件，目的是使用CAI技術來輔助教學，為了能夠產生更好的教學效果而采用的，到目前為止，做課件的老師也的確不少，課件也做了不少，但是粗制濫造的卻很多，在課堂、公開課中作秀、表演的也比較多，真正能恰如其分地用于課堂的就不多了。因此，作為一種新的教學手段具有它本身的特點和優點，并且只有在正確的教育理論支持下，與原有的傳統教學手段一起相互補充，共同運用于教學過程，才能取得最佳的教學效果。否則必然會過于花俏，過于賣弄，直接影響教學的效果，或者，沖其量也只不過是僅僅代替了黑板的板書而已。

CAI輔助化學教學形式多種多樣，應用比較普遍的是用大屏幕投影系統與傳統教學媒體有機結合來進行教學。教師可以邊講邊操作；也可以結合教學內容，展示事實、創設情景、呈現過程、提供示范，必要時再輔以課堂實驗等。這樣的教學模式除了公認的信息量大、時間利用率高等優點外，我認為在設計時還應具有以下不可替代的功能：

一、直觀

想象力是智力活動的翅膀。在現實刺激物的作用下，人腦中的舊表象重新配合，從而構造出與原有事物基本相符甚至完全嶄新的形象的心理過程稱為想象。豐富的記憶表象是培養想象力的重要手段。在化學教學中培養學生的想象力也是大綱和考綱的要求，是培養學生素質的重要組成部分。想象的水平是依一個人所具有的表象的數量及質量為轉移的。培養想象力，就必須擴大充實表象的數量，改善已有表象的質量，以擴大已有表象的儲備。

化學研究的對象中有大量的微觀過程，若只通過教師的講解去想象實際發生在三維空間中的運動和變化是有難度的。在傳統的課堂中，由于給學生提供的感性材料受到很大的局限，有時因不能給學生直觀的表象而影響了學生對知識的理解與鞏固。如：化學中的一些微觀抽象知識一直是課堂教學中的難點。依靠傳統的講授和靜態模型的展示提高教學效果，已經越來越不能滿足現代中學生的需要。因此，對原子結構、分子在化學變化中的變化、電子得失、微觀粒子的基本特性等大量微觀現象進行動態的模擬是化學教師渴求的現代教學手段。

通過多媒體計算機可以把微觀抽象的內容及某些實驗利用二維或三維的圖像、動畫進行模擬。用圖形、圖象、動畫、文字和聲音等方式向學生提供豐富的感性材料，特別是可以把從文字材料獲得的概念轉化成直觀的形象，把難于想象的微觀世界宏觀化，把難以演示的實驗形象化，通過直觀的視覺來幫助學生理解，大大降低了難度，使學生深入認識事物的本質，從而使教學難點順利突破。這樣學生多種感官同時參與學習，教學信息豐富，學生獲得的記憶表象數量及質量均大幅提高，日積月累想象力自然得到長足發展。舉例如下：

①展示分子結構及分子的分裂情況。這主要用于物質結構及化學變化實質的教學中，如H2O、H2、O2等分子結構，可通過制成立體分子結構動畫，生動地展示在大屏幕上。通過Anthorware制作動畫，加上閃爍與伴音，能形象地展示水分子分成氫原子、氧原子，氫、氧原子分別構成氫分子、氧分子等。

②模擬工業生產流程。教材中有些生產流程的內容，如鋼鐵的冶煉、石油的煉制及合成氨工業等，僅靠掛圖及教師講解，效果不理想。恰當地利用動態模擬，能使學生對主要生產設備內的反應產生身臨其境的感覺，避免了書本上冗長文字所造成的呆板、枯燥。

③模擬實驗及視頻播放實驗錄象。化學是以實驗為基礎的科學，演示實驗是必做的，不能用計算機來代替。但常規實驗受到條件限制有某些不足，這可以通過CAI課件中的動畫、視頻播放等手段來彌補。如液態空氣的蒸發，普通中學的實驗室是沒有條件得到液態空氣的，課堂上難以演示；再如濃H2SO4的稀釋時錯誤地將水倒入濃H2SO4，會帶來什么后果呢？這是不能用實驗來演示的。但都可通過動畫模擬及伴音得到解決。又如Na與H2O反應實驗，通過投影實驗能使全體學生基本看清，但反應太快，學生完整描述實驗現象有困難。這時可將該實驗的視頻文件反復播放，并通過幀數控制定格在幾個特殊階段，這樣學生就能將實驗的整個過程看得十分清楚。

二、互補

CAI在化學課堂教學中不能起主導作用，只是化學教學中的一個必要的補充，這也要求我們在課堂設計的時候和CAI設計的時候充分考慮到這一點。課堂設計的時候，必須還是按照課堂必有的一些步驟進行課堂設計，如復習提問、引入新課、講授新課、板書設計等等。作為一個必要的補充，CAI可以在任何需要的時候出現。

1、與實驗的互補

化學實驗是有目的地使自然界中的化學現象在特定的環境、條件下簡單化、明晰化、突出重要因素重現出來，以便于進行觀察、研究，認識物質的性質及其變化的規律。化學實驗中物質的性質及其變化通過聲、光、色、態的改變生動、鮮明的表現出來，為學生提供豐富的新意刺激，可以有效的調動學生的各種感官，全面、清晰、準確的認識物質的性質及其變化的規律。化學是一門以實驗為基礎的自然科學，說明化學中的一些現象、變化，當然必須充分通過課堂化學試驗來說明。CAI課件與化學實驗兩者必須相輔相成，相互補充，同時為化學課堂教學服務。也就是說，CAI課件中的模擬實驗也不能代替全部課堂演示實驗。如：在講水的組成時，首先在課堂上做電解水的實驗，兩電極產生的性質截然不同的氣體引起學生的興趣，都想知道為什么水通電產生的為什么不是水蒸氣。接著老師展示CAI課件，從微觀方面以動畫的形式展示水分子在通電時變化的原因。學生心中的謎團終于解開了，同時也接受到了新的知識。在這里，化學實驗教學和CAI課件就起了非常好的互補。

2、與板書的互補

板書，是教師用以傳達教學信息的一種媒介，是化學課堂教學的重要手段和環節之一。它和教學語言，非語言行為或先或后或同時出現，互為補充、完善，是化學課堂教學不可缺少的部分。在一堂完整的課堂教學中，板書可以揭示教學內容的要點和邏輯層次，體現知識脈絡和體系。板書直觀、精煉。它通過調動、刺激學生的視覺器官，將教學信息的結構及其內在聯系呈現給學生，使學生便于聯想記憶。流暢漂亮的書法，新穎別致的布局，搭配合理的色彩等無不給人以美的感受，對學生的審美觀和表達能力具有潛移默化的影響。人們把精心設計的板書稱為形式優美、重點突出、高度概括的微型教科書。化學學科的特點決定化學知識的層次性、階段性。沒有板書或者僅僅只是展示一下板書，知識的全面性或者層次性不能在學生頭腦中形成一個整體。一堂課下來，學生對CAI課件中的圖片、聲音、動畫有較強的記憶，而他們所記憶的知識點是零散的，不完整的，不系統的。

三、交互

CAI網絡課件人機對話的方式有效地實現了程序化、啟發式教學。可無距離地實現個別化教育，因人施教。“教師”與學生間可用文字、聲音、圖像、動畫等進行相互交流，這是“一塊黑板、一張嘴，一支粉筆講到底”的傳統教學方法根本無法實現的。交互式的教學方式使教學效果得到了顯著地提高。

教師講課前，首先發一道命令，封鎖所有學生的鍵盤，強制性地中斷學生操作，然后教師通過網絡軟件將自己屏幕上的信息實時地傳遞到各個學生機，隨著講課內容的不斷變化，教師可以適時改變屏幕上的內容。如學生在學習中遇到了問題，自己無法解決，學生只要按一下控制鍵，教師那邊就能得到及時的反饋，老師立即把學生的屏幕截取過去，通過自己的鍵盤和這位學生做一個雙向式的交流，共同地解決問題。這一切只是在“默默無聲”不影響其它同學的情況下完成的。如果老師發現學生的問題解答得很有創意，或者是覺得這個答案有相當的典型意義的時候，他還可以將這個學生的答案示范給在座的每位學生，讓所有學生分享他的成功和教訓。這種新的教學模式比傳統課堂教學更能促進師生之間的交流與合作，教師在這種教學環境下，會感到自己更多地是一個管理者和引導者，而不是一個說教者。我認為這完全符合目前教育教學改革的需要，通過這一方式可以使學生在各自的基礎得到更加全面地發展。

此外利用計算機的存貯信息量大的特點，可以大量儲存相關知識點的習題、例題以及與化學相關的課外資料，這對學生進行因材施教提供了極大的方便。現在軟件市場上的相關題庫均有各種層次的習題、例題及測試反饋系統，對于優秀生計算機可以根據要求調出難度較大的資料供他們選用；對于基礎薄弱的學生，也可以調出鞏固性習題，且計算機可以不厭其煩地幫助學生，適時地在屏幕上出現鼓勵性提示語，對于克服學生的厭倦心理和被動心理大有益處。

四、安全

化學實驗教學歷來都強調要保障實驗的安全，安全是教學實驗必備的一個條件，過去對化學實驗的不安全因素主要考慮為爆炸、起燃、強腐蝕、極毒等。而現在，人類對環境保護日益重視，化學實驗產生有害環境的廢氣、廢液和廢渣等也被視為實驗的不安全因素，因為其結果同樣會影響到師生的健康，而且這種危害還具有廣泛性和持久性。現階段的新課程改革就已非常重視這個問題，如刪除了會引起空氣污染的硫的燃燒實驗、引起危險的氫氣爆炸實驗等。但是硫的燃燒、爆炸的形成又是一個非常重要的基礎知識，如果使用CAI課件中播放視頻的方法，則可以很好的解決此類問題。此外對于下列實驗用CAI課件演示的方法完全可以起到很好的效果。

1.有毒、有害以及在短時間內無法完成的實驗。如膠體的電泳、硫化氫的性質與制取、CO、SO2、Cl2等毒性實驗。

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二、化學工程、工藝試驗數據的科學搭配分析

傳統形態的化工實驗操作，內部數據排列機理相當復雜，整體活動延展下來，具體的人力、物力資源全面堆積。因為內部流程需要借助平行試驗進行掌控，特定數據處理重復性特征廣布。因此，必要時技術人員可依靠MATLAB軟件進行流程過渡，將人工演算過程中的數據限制因素調節完畢。這部分實驗流程是掌握化工研究方式的重要環節，整體流程較為漫長。所以，計算機信息技術便將這些復雜的演算流程進行智能模擬操作，并透過實驗要求建立必要的模型基礎，使得工藝技術管制范圍下的各類可行條件全面延展。化工產業講求專業實驗的引導價值，具體行動標準動機也是圍繞特地實驗點進行參數定量關系探索，進而將化工所需遵循的客觀規律羅列完整。MATLAB軟件在整個研究過程中開辟引導先河，其將各類函數圖形進行輕松規劃，肅清細致符號演算和數值計算限制問題。這類軟件應用范圍較為廣闊，包括數字通訊和財務建模等內容。目前這類程序已經成為國際控制終端的必要支撐媒介，現場操作人員基本只需編寫某種數據處理程序，之后將原始數據輸入，就能輕松提煉相關實驗結果，將優質化數據和圖示模型展出。另外，涉及這方面人員素質的強化工作也相當重要。隨著技術創新和科技產業化的加快，環境保護意識的加強，必然會帶來對分析檢驗專業人才需求的上升，且無論在數量和質量上，都提出了新的要求。