化學專業本科生範文:能源化工專業化學熱力學教學的思考【摘要】化學熱力學是能源化工專業的壹門理論性和邏輯性都很強的基礎課。本文闡述了作者在化工熱力學教學過程中,如何提高學生學習該課程的興趣的教學實踐和教學體會。通過明確教學內容和主線,改變傳統單壹的課堂教學,將課堂教學與學科動態和工程實踐緊密結合,激發學生的學習興趣,培養學生的自主學習能力和工程意識,以適應培養能源化工領域領軍人物的要求。
[關鍵詞]化學熱力學;能源化學工程;教學實踐;教學經驗
化工熱力學是化工專業學生的必修課程之壹。主要講熱力學定律在化工領域的應用,包括化學過程中各種形式的能量相互轉化的規律,以及過程接近平衡的極限條件。培養學生分析和解決實際化學問題的思維方法[1-3],是壹門重要的專業理論基礎課。但課程內容抽象,計算復雜,讓學生感到非常難學,缺乏實際應用。在課程學習過程中,學生感到害怕和厭學,達不到良好的教學效果。因此,我們對這門課程的教學內容和教學方法進行了壹些改革和嘗試,希望能夠激發學生的學習興趣,進而更好地掌握這門課程,為後續專業課程的學習打下堅實的基礎。武漢大學2013年新開設的能源化工專業是由原武漢水利電力學院1958年開設的“電廠化學”專業發展而來。主要面向電力行業和高效清潔能源領域(包括超臨界火電、核電、生物質能、氫能、新型化學電源等。),培養掌握化學化工基礎理論和能源化學專業知識技能的未來行業發展領軍人物。目前該專業主要有四個研究方向:水處理、材料腐蝕與防護、化學監督與控制、能源化學。為適應學校對新專業發展和壹流學科建設的要求,2015在大三學生中新開設了化工專業的專業基礎課化學熱力學。如何調動學生的課堂積極性,培養學生的創新能力,夯實學生的專業基礎,使學生在54小時的學習過程中理解和掌握本課程的基本概念,將抽象的理論與實際的能量化學過程聯系起來,是本課程的核心教學任務。摘要:本文結合我校能源化工專業的培養目標,探討了化工熱力學的教學經驗,著重於教學方法的探索和實踐,為培養能源化工領域的領軍人物奠定了基礎。
1明確教學內容和課程主線。
結合我校化學熱力學課程以工程應用為中心、專業研究方向覆蓋面廣等特點,選擇了朱子強主編、化學工業出版社出版的《化學熱力學》作為教材[4],同時也鼓勵學生使用壹些參考教材(馮鑫等主編《化學熱力學》,2008;《化學熱力學》(第二版),陳忠秀主編,2000;《化學熱力學導論》(原第七版),J.M. Smith主編,劉洪來譯,2007)[5-7]。化學熱力學發展了很長時間,已經形成了比較完整的知識體系。如何在54小時內有效地將重點知識點教給學生,是該課程教學實踐的關鍵。由於本專業學生在大二物理化學課程中已經系統地學習了與理想氣體相關的狀態方程及其應用,所以在本課程中不再贅述,而是重點講解了工程實踐中廣泛應用的雙參數狀態方程、化學熱力學分析、溶液熱力學、流體相平衡和化學反應平衡。在教學實踐中,首先詳細分析化學熱力學教材結構,圍繞主線內容合理安排知識點;其次,建立知識點之間的邏輯關系,讓學生在大腦中建立化學熱力學的框架圖;最後,根據能源化工專業需要,對教材內容進行適當刪減和補充,結合學科趨勢增強化學熱力學應用能力,如燃料電池開路電壓的計算、水/二氧化碳電解制合成氣過程中氣體成分的計算等。
2 .改變單壹的課堂教學模式,培養學生的自主學習能力
化工熱力學課程設計公式多且復雜,學生在學習之初容易產生恐懼和厭學情緒。傳統的單壹課堂教學模式具有“教師主導學生學習”的特點,這與該課程“教師指導學生學習”的教學目的大相徑庭。因此,應改變傳統的單壹課堂教學模式,充分采用“啟發式”和“參與式”相結合的教學方法。首先,教師在課前預習階段設置問題(提問),督促學生思考,復習舊知識,預習新知識;其次,在教學實踐過程中,教師利用多媒體和板書解疑(題),通過講解例題和習題加深學生對化學熱力學原理、方法和應用的理解。同時,在教學過程中,他們要避免陷入抽象的說教和枯燥的公式推導中,重點講解化學熱力學知識點的應用條件和物理意義。最後,課堂教學結束後,教師主動與學生面對面交流問題(討論問題),並設置思考問題供學生查閱相關資料。通過“懷疑&;mdash解疑釋惑。“答題式”循序漸進的教學方法,達到了對重點知識點舉壹反三的目的,同時吸引了學生的註意力,培養了學生的自主學習能力,提高了學生學習的積極性和主動性。
3課堂教學與工程實踐緊密結合,培養學生初步的工程觀。
化工熱力學理論性強,基礎概念抽象多,本科生在學習過程中接觸科研課題和工程實踐的機會較少。課堂教學內容緊密結合科研課題和工程實踐,建立了“以應用為中心”、“探究式”的特色教學模式。緊密聯系能源化工領域的化工實際問題(特別是超臨界火電、核電、生物質能、氫能、新型化學電源等。)在我們大學,把學科前沿領域的科研成果帶入課堂,可以使他們堅定科研思路,激發聽課興趣,培養創新能力;同時可以為學生提供利用化學熱力學基本原理解決實際工程問題的思路和方法,培養學生初步的工程觀。
4評估方法的研究
傳統的以期末壹張試卷為基礎的考試方式不利於學生能力的培養,也不能充分體現學生對所學知識的掌握程度。為了更系統、更全面地評價學生對課程內容的理解程度,我們對課程的考試方法進行了改革和探索。目前課程成績的壹般評價包括平時成績和期末成績兩部分,其中平時成績包括學生在課堂上的綜合表現、課程預習和作業,各占10%;期末考試采用開卷考試,考試題目側重於知識點的理解及其在能源化學過程中的應用。然而,由於課程內容的抽象和復雜的計算,壹些學生仍然害怕和厭倦學習。因此,在今後的教學實踐中,應考慮進壹步激發學生的學習興趣,增強學生的主觀能動性,將小組討論引入課堂教學,開展引導式專題研究,將課程內容與能源化學的過程(特別是學科動力學)相結合,培養學生查閱資料和分工協作的能力,為學生下壹步學習專業課打下堅實的基礎。
5結束語
在化工熱力學的教學實踐和嘗試中,首先要明確教學內容和主線,打破學生被動聽的單壹模式,理論聯系實際,調動學生學習的積極性和主動性,激發學生對教學內容的興趣,並在教學過程中改革創新教學方法,因材施教,為學生學習更多的能源化工專業知識和從事新能源行業打下堅實的基礎。
參考
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摘要:隨著我國科學技術的不斷發展,化工技術在化工生產中的應用越來越廣泛。化工技術作為化工生產中的壹項重要技術,不僅可以有效節省化工生產所需的時間,還可以提高化工生產效率。因此,本文在闡述了化工技術的技術概念後,詳細介紹了超臨界流體技術、傳熱技術和綠色化學反應技術在化工生產中的應用,分析了目前化工技術存在的問題,並提出了相應的對策,以使化工技術在化工生產中得到更好的發展。
關鍵詞:化學工程技術;化學生產;應用;分析
在中國,科學技術壹直是重要的生產技術。隨著科學技術的飛速發展,化工技術已經廣泛應用於化工生產中。化工技術主要是學習化工生產過程中需要采用的相關技術。其主要目的是開發、設計、制造和管理化學工程產品。因為化工技術可以有效的提高產品的質量,也可以提高化工生產中的工作效率,所以我們更加重視化工技術,不斷的將其延伸到化工生產的各個領域,使化工技術得到更好的發展,進而不斷的推動我國的經濟發展和科技發展,使我們的生活條件更加優越。
闡述1化學工程技術的技術概念
如今,化工產品已經成為人們生活中非常常見的物品,如藥品、食品和日用品,以及農用藥品和工廠生產所需的原料。因此,化工技術已成為熱門技術,越來越受到人們的重視。化學工程技術是在化學理論和相關技術相結合的基礎上應用於化學生產的技術。它使用化學設備,通過壹系列化學反應大規模生產產品。在化工生產過程中,化學反應物和設備對工程的技術要求非常高,而化工技術的優勢在於可以滿足化學反應的要求,從而提高化工產品的質量。此外,化工技術還有壹個更大的優勢,就是廢物處理。這項技術盡可能不對環境造成大的影響,符合中國目前的生產要求。
2化學工程技術在化工生產中的應用
2.1超臨界流體技術在化工生產中的應用
超臨界流體技術的主要內容是控制壹定的溫度和壓力,使所需流體處於液態和氣態之間的狀態。這種流體的特性結合了氣體和液體的優點。其低粘度類似氣體,高密度類似液體,導致其擴散能力強,介於氣體和液體之間。同時,它還具有很強的溶解性和可壓縮性。將該技術應用於化工生產,通過控制溫度和壓力可獲得超臨界流體,其優點可用於節能。如今,我們將這項技術應用到更多的領域,如高分子材料、復合材料、有機材料和無機材料。
2.2傳熱技術在化工生產中的應用
化工傳熱技術主要分為兩個方面,壹是微尺度傳熱技術,二是強化傳熱過程。首先,微尺度傳熱是壹種以熱對流、熱傳導和熱輻射為重點的傳熱技術,從空間尺度和時間尺度進行討論和研究。該技術在微納米科學中得到了廣泛的應用,並取得了良好的效果,因此人們更加關註其在化工生產中的應用。強化傳熱過程,主要重點是通過調試換熱設備,不斷提高生產過程中的傳熱系數,使其不斷向外界釋放熱量。為了強化傳熱過程,需要增加冷熱流體的溫差,這就必須通過改變換熱面積來提高傳熱系數,從而提高傳熱效率,實現化工生產過程中的節能降耗。
2.3綠色化學反應技術在化工生產中的應用
通常化工生產所產生的產品壹般都會對我們的生活產生壹些影響,所以我們需要在化工生產過程中采用綠色化學反應來防止環境汙染,這是壹種從源頭上解決汙染問題的技術方法。綠色化學只有運用化學技術和方法,結合相關知識,才能解決化學對人和環境造成的危害。主要要求是化學生產過程中使用的試劑、催化劑、原料、產品和副產物必須對人類和環境無害,同時必須是環境友好的。比如在使用綠色無毒的原料方面,可以用生物原料替代石油原料。比如化工產品尼龍的生產過程中,原來使用的是含苯的石化原料,我們將它們的原料改為生物原料,也可以制成尼龍,既保護了環境,又保護了人體不受傷害。此外,這項技術在綠色食品的生產中也發揮了巨大的作用。綠色食品對人體非常有益,其生產過程中壹般禁止使用化學藥劑,既減少了對人體的危害,也減少了對環境的影響。然而,生產綠色食品的成本很高。為了降低成本和提高質量,我們可以將化學技術和生物技術相結合,發展基因技術,提高和促進農作物的產量和質量。生物技術與化學反應技術的結合可以在後續工藝中得到充分利用。
3當今化學工程技術存在的問題
3.1化工技術有待進壹步提高。
現在中國的化工技術應用廣泛,但還存在壹些不足。滴狀冷凝在工業上的應用仍然不能很好地執行,因為冷凝的液滴在獲得滴狀冷凝後不能長時間保存,所以我們應該在這個問題上做進壹步的研究來解決這個問題。讓中國的化工技術發展得更好,讓人民有更好的生活條件。
3.2化學工程技術人才缺乏
化學工程的另壹個嚴重問題是技術人才的問題。只有使用具有較強化學專業知識的人才,才能更好地提高化工生產的質量。但是,現在我國存在這樣壹個問題。化工領域工作人員的壹般技術能力和專業能力不強,主要是因為我國的教育體制。當代大學生理論點掌握較好,但實際操作嚴重欠缺,導致技術人才匱乏,從而影響化工技術進步。
4.提出發展化學工程技術的對策
4.1持續改進化學工程技術
隨著我國科學技術的不斷發展,化學工程技術將會越來越先進。我們應該不斷更新我們的技術以適應社會科技的發展。我們應該在鞏固傳統化學技術的同時不斷增加新技術,摒棄不利的部分,從而實現化學工程技術更好的發展。
4.2培訓化學技術人員
人才的重要性有目共睹,化工技術人員在化工發展中起著至關重要的作用。因此,為了化學工程技術有更好的發展,我們註重培養化學技術人才。化工生產企業可以與相關專業院校合作,讓專業對口的學生有機會到生產工廠進行相關實習操作,培養理論知識紮實、有壹定操作能力的技術型人才從事工作。
5結論
化工技術在化工生產中的廣泛應用,不僅促進了社會經濟的發展,也提高了人們的生活水平。通過技術和人才的不斷湧入,中國的化工技術會有更好的發展。
參考資料:
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