前言:一篇好的文章需要精心雕琢,小編精選了8篇能源化工論文范例,供您參考,期待您的閱讀。
新能源材料與器件專業英語教學方法
摘要:新能源材料與器件專業是研究與開發新一代高性能綠色環保能源材料、技術和器件,以及發展新材料的專業,新能源材料與器件專業英語雖然是此專業的選修課程之一,但是為培養開發新能源材料、研究新工藝、提高和改善材料性能基本能力的新能源專門人才提供了必要的知識儲備。
關鍵詞:新能源材料與器件;專業英語;教學實踐
為了適應國家戰略性新興產業需要,實現新能源的有效轉化和合理利用,以及發展新能源技術,2011年教育部批準設置了新能源材料與器件專業。新能源材料與器件專業英語是這個專業的選修課之一。這門課的目的是培養學生將新能源專業知識與英語的讀、寫、聽、說結合,能夠自如的運用專業英語。
一、新能源材料與器件專業英語教學實踐
1.教材及教學內容的選擇。新能源材料與器件專業英語的教學目的是通過講授專業術語,學生能夠較熟練地閱讀專業文獻,為本科畢業論文(設計)或今后從事新能源相關專業研究打下了堅實的基礎。2014年化學工業出版社出版了由張素貞,劉曉艷主編的《新能源專業英語》教材,這是目前國內主要介紹有關新能源材料專業英語的書籍,其內容主要圍繞新能源的光伏系統、風能、生物質能等展開,每章節是以單詞、句子、正文、作業和閱讀構成。筆者以本書為主線結合近幾年新能源的發展現狀對內容進行了拓展,講授的內容主要包括:(1)以《新能源專業英語》教材的前四章為講授重點,分別是PartIOverview,PartIIPVSys-tems,PartIIIImplementationofPVSystems,PartIVWindpower。選擇講解這四章內容是因為學生在大三的專業課中已經學習了相關知識,對中文的專業術語比較熟悉,能夠比較容易識記一些專業詞匯,從而激發學生學習專業英語的興趣。(2)以發表在TOP期刊的最新文章為講解內容,比如:2016年發表在ChemComm化學通訊的《Novelp-typeandmetallicdual-functionalCu-Al2O3ultra-thinlayerforthebackelectrodeenablinghighperformanceofthinfilmsolarcells》。首先講解了這類通訊文章的結構,然后逐段講解了這篇文章的內容,讓學生感受到目前商業化最成功的太陽電池,即碲化鎘(CdTe)太陽電池,從性能到工藝還有哪些方面需要改進。2017年發表在J.Am.Chem.Soc.美國化學會志的《Fine-TunedPhotoactiveandInterconnectionLayersforAchievingover13%EfficiencyinaFullerene-FreeTandemOrganicSolarCell》。通過此學術論文的講解讓學生了解到在無富勒烯串聯有機太陽能電池中通過微調光敏和交互層實現超過13%的效率。2.教學方法的運用。在每一節內容開展之前,筆者會隨機點名讓學生對本節課所學內容進行閱讀,在聆聽學生閱讀的過程中,對生僻的單詞進行講解,并在黑板上板書,以便學生們識記,然后逐句進行翻譯,講解專業英語的句型結構,最后找出本節課所講內容的某段進行聽力練習,先讓學生們對接下來要聽寫的這段內容熟讀三遍,然后將書閉合,筆者再進行閱讀,第一遍語速盡量慢,第二遍語速稍微快一點,第三遍按照常規的交流語速閱讀。這種方式是為了進一步提高學生的聽力能力,利于他們聆聽學術報告。為了讓學生感受學科前沿領域的科研工作,選擇2—3篇有關新能源材料與器件專業的綜述文章,讓2—3位學生利用課余時間將綜述文章轉化為口頭報告(需要制作PPT),在臨近期末時進行講解,未做報告的學生,每個人需要針對報告內容用專業英語進行提問。這樣的教學方法有如下優勢:(1)對新能源材料與器件前沿知識的學習和科學文化素養的培養。(2)培養學生對專業英語的閱讀能力。(3)訓練學生用專業英語表達的能力。這樣的教學方法不足之處在于:(1)由于課時有限,不能讓每個學生講解專業文獻,覆蓋率不高。(2)有的學生對論文的閱讀不仔細,不能講解出所選文獻的具體內容,從而達不到應有的教學效果。3.考核評價。考核是評估學生學習這門課程的綜合情況,促進學生學習的一種方式。《新能源材料與器件專業英語》這門課的考核分為三部分:(1)期末考試開卷卷面成績(70%),期末考試題型為英譯漢、漢譯英和英文寫作,內容涉及專業課中所學的知識。英譯漢是為了考察學生對于專業術語的掌握情況,特別是一些基本概念和基本理論,占50%;漢譯英是為了讓學生在做本科畢業設計之前掌握學術論文的寫作句型以及翻譯的技巧,占40%;英文寫作部分是讓學生對這門課程提出寶貴的意見和建議,占10%。(2)文獻報告與課堂提問(20%),2—3個學生做指定的文獻綜述報告,其他學生對所做報告內容提問,根據所做報告學生制作PPT思路是否清晰,講解是否清楚,回答問題是否合理等方面進行現場打分;對未做報告學生是否針對講解內容進行提問,是否運用合理語句提問以及提問表現是否積極進行現場打分。(3)考勤(10%),整個學期一共16次課,執行不定期點名制度,比如整個學期點名5次,一次未到扣1分,兩次未到扣3分,三次未到扣5分,四次未到扣8分,五次未到扣10分。選修這門課的每個學生的成績都有理有據,從他們的最終成績中可以掌握他們對新能源材料與器件專業英語這門課程學習的重視程度以及學習的具體情況。
二、新能源材料與器件專業英語教學思考
通過幾年的新能源材料與器件專業英語的教學實踐和學生們對于這門課程的教學反饋,筆者初步試探了教授這門課程的教學方法:(1)這門課的開設對象是大四第一學期新能源材料與器件專業的學生,學生們在大四學期之前已經完成了大部分的專業課學習,對新能源的發展方向大致了解,其中部分考研的學生對于學校和專業的選擇產生了困惑,為了吸引這部分學生的注意,教師在上課時可以結合國內外各個大組的研究內容進行專題授課,讓學生們知道國內外哪些課題組在哪些領域的技術處于領先水平,為學生們在選擇進一步深造的學校和專業時提供信息。(2)最好采用視頻和板書相結合的方式進行授課,采用視頻是幫助學生們更好的理解所學內容,采用板書是由于學生們需要緊跟教師的思路,課后要進行重點理解與識記。(3)如果課堂時間充足,可以選擇一些優秀的國際會議報告與學生們共同學習,以便拓寬他們的國際視野。(4)制定合理的考核評價體系對激發學生們的興趣至關重要,此階段應多以鼓勵教學為主,但成績又要加以區分。
工程教育下化學人才培養方案探究
[摘要]工程教育專業認證是國際通行的工程教育質量保證制度,對促進本科專業建設和工程人才培養質量具有重要意義。本文以北部灣大學能源化學工程專業為例,從專業定位、能源特色打造、學科基礎能力培養、工程基礎及實踐課程體系、工程師綜合素質培養課程體系等多個方面闡述了結合學校定位及所處區域特點進行專業人才培養方案修訂的思路和探索,以期為能源化學工程專業的建設和專業認證提供參考。
[關鍵詞]專業認證;能源化學工程;人才培養方案;課程體系;工程師素養
能源化學工程專業屬于戰略型新興產業專業,北部灣大學毗鄰中國(廣西)自由貿易試驗區欽州港片區和中國化工園區20強的欽州石化產業園,區位優勢明顯,以廣西優先重點發展石油與化工千億元產業為契機[1],北部灣大學申請開辦能源化學工程專業,并于2015年開始招生,已為社會和企業輸送了大量專業人才,有力推動了地方經濟發展,但在進一步滿足國家、行業、企業的需求和畢業生綜合能力的培養要求方面,專業的建設也存在諸多的問題和瓶頸,制約著專業向高水平高質量高層次方向發展。這些問題和瓶頸主要有以下幾點:(1)專業培養目標和畢業要求定位不清晰,難以準確全面的體現行業企業的需求;(2)專業能源特色不明顯,與同屬化工與制藥類學科的化學工程與工藝專業的區分度較弱;(3)在課程設置方面,側重對學生工程實踐能力培養的課程較少,且體系化程度弱;(4)對學生在工程師綜合素質與創新能力的培養方面關注不足,畢業生離合格工程師的要求差距較大;(5)課程教學方面,側重于學科和教材導向,考核方式單一,對學生利用知識解決工程問題的能力關注不夠,導致學生知識遷移能力偏弱。國內很多高校和專業也在一定程度上存在類似問題并進行了深入研究[2-7]。工程教育專業認證是以《華盛頓協議》為基礎開展的對工程教育本科專業的認證工作,貫徹OBE(Outcome-BasedEducation,成果導向教育)理念,促使專業培養出能夠勝任行業、企業工作的合格的工程技術人才[8]。北部灣大學能源化學工程教研室開展了能源化學工程專業人才培養方案的修訂工作,此次修訂的指導思想是全面貫徹工程教育專業認證理念、注重學生的工程師綜合素質和創新能力的培養,廣泛收集了行業、企業意見和建議,幾易其稿,得到了最終的2020版能源化學工程專業人才培養方案(以下簡稱2020版人培)。本文從以下幾個方面對本次修訂工作的探索與實踐進行了總結。
1專業定位
北部灣大學作為一所新建應用型地方本科院校,致力于把學生培養成為具有較強的實踐能力、創新能力、高度社會責任感的新時代高素質復合型、應用型人才,畢業生就業主要集中于廣西區內,特別是北部灣經濟區。學校毗鄰的廣西欽州石化產業園對能源化工人才需求旺盛,但能源化學工程專業招收的學生高考分數普遍不高,畢業后選擇直接工作的比例很高,考研率偏低。以上這些因素決定了能源化學工程專業必須選擇合適的定位和培養目標,經過深入調研和分析,將能源化學工程專業的培養目標修訂為:立足北部灣經濟區,服務區域能源化工產業和地方經濟建設,培養德智體美勞全面發展,擁有一定創新意識,具備扎實的能源化學工程專業知識,較熟練掌握能源化工生產過程的基本原理、專業技能和研究方法,能夠在能源化工及相關領域從事生產運行與管理、工程設計、工藝和技術的改進與開發等工作的高素質應用型工程技術人才,并成長為中國特色社會主義事業的合格建設者和可靠接班人。另外,針對畢業生5年左右達到的預期目標,專業從人文素養、專業能力、社會能力、自我發展等方面進行了細化。并依據工程教育認證通用標準,對課程結構進行了深度優化,構建了合理的課程支撐體系。
2專業能源特色的打造
在舊版人才培養方案中,能源化學工程專業的課程體系與化學工程與工藝專業較為接近,沒有體現出專業本身的能源特色,對于地方能源化工產業的支撐不足,為此,此次修訂過程中將能源特色課程的優化作為了首要目標。針對欽州石化產業園中石油石化企業眾多的現狀,并且近年來中國石油廣西石化二期、華誼、桐昆、恒逸、四川能投等企業陸續進駐和開工建設現代煤化工項目、芳烴及乙烯項目,對相關能源化工人才需求旺盛,為此除在《能源化學工程專業導論》中通過理論和實踐向學生介紹能源化工技術、現狀和發展趨勢外,在專業必修課方面在第五學期開設《石油煉制工程》、《現代煤化工技術》和第七學期開設《能源催化轉化原理》,講解石油一次加工和二次加工、煤制油、煤制甲醇、煤制二甲醚、煤制烯烴、煤制乙二醇等新型煤化工技術以及在這些工藝過程中的催化技術。在能源化工專業實驗中優化了油品、煤性質分析實驗項目和工藝轉化綜合實驗,在選修課方面第六、七學期開設《石油化工工藝學》、《高分子材料》兩門側重講解石化下游技術和產品的課程。除石化企業外,北部灣經濟區內還有大量生產新能源電池及其原材料、生物質能源相關產品的企業,因此學生掌握新能源方面的專業知識也是非常必要的,為此專業在第七學期開設《新能源技術與應用》、《儲能技術概論》、《生物質能源技術》、《新能源材料》四門選修課程,學生通過學習可以掌握多種類型的新型能源的知識。將《能源化工專業實驗》調整為2學分、2周的集中實踐課程,以方便耗時較長實驗項目的開展。在內容方面,優化開設的實驗項目,涵蓋兩方面的實驗內容,一方面主要開展石油、煤相關原料及產品性能測試實驗,另一方面主要開展能源化工轉化的綜合性、設計性的實驗項目,有效保證了課程的能源化工特色。
應用化學培養策劃構建的探討
作者:房曉敏 徐元清 丁濤 任艷蓉 單位:河南大學化學化工學院
壓縮四大化學基礎課學時,合理配置先修后繼順序河南大學原有的應用化學專業基礎平臺課程模塊和化學專業基本相同。四大化學及其實驗課時充足,基礎非常扎實。但是,由于課時太多及先修順序問題使得后續專業方向課程及專業選修課程的學習壓力較大。造成第六學期和第七學期學生課業繁重,影響其考研、找工作及實踐課程的學習;另外,專業課程完全地偏于理科,達不到理工結合,也缺乏特色。四大化學課程中存在的重復交叉內容,也很有必要進行刪減、理順。國家教學指導委員會也發行了相關指導草案,使得在保障四大化學教學質量的基礎上,壓縮學時成為可能。壓縮四大化學學時,依照無機、分析、有機、物化的合理順序依次排課,并在前四學期內完成全部教學,給后續以四大化學為基礎的應用化學專業課程提供時間和空間。如無機化學及實驗的學時壓縮為54+36,在第一學期完成全部教學。分析化學及實驗壓縮為36+36學時,第二學期開課。同時,增設《儀器分析及實驗》課程,共72學時,其中講授36學時,實驗36學時。這主要是因為目前儀器分析在工業生產和科研中廣泛應用,要求必須加強此課程。有機化學和物理化學都為108學時,分為(一)和(二)分別提前到第二學期和第三學期開課,相應實驗和課程同學期開設,并在第五學期前完成全部四大化學基礎課程。
增設必要工科基礎課程,夯實工科基礎應用化學專業兼具理科和工科的特點,需要有堅實的化學基礎理論還需要兼具必要的化工基礎理論。原有的《化工基礎及實驗》是為非工科化學類專業開設的基礎課程,已遠遠不能適應目前應用化學專業的培養目標。因此,必須采用化工基礎理論課程———《化工原理及實驗》取代原有的化工基礎及實驗課程。《化工原理》是以四大化學為前修課程的一門化工基礎理論課程。開設學時設定為72+36學時,分別在第四學期和第五學期開課。《化工原理實驗》課程設置36學時,第五學期開課。此外,工科學生的培養,尤其是化工方向,離不開相應的電子電工學基礎以及工程制圖或化工制圖等方向的課程。在保證數學、物理等學科基礎平臺課程的基礎上,必須在專業基礎平臺課程中增設《電子電工學及實驗》和《工程制圖》課程及金工實習環節。《電子電工學及實驗》設置共72學時,其中36學時講授,36學時實驗,第三學期開課。《工程制圖》設置為54學時,第三學期完成課程教學。金工實習2周,第五學期進行。
開設“寬口徑”專業選修課程模塊應用化學還是一個包容性很強的學科。從全國重點高校的應用化學專業培養方案來看,各個高校的專業課程體系特色模塊差異較大,但是都體現自己的科研特色。例如北大,具有核藥物化學、輻射化學和輻射高分子、超分子化學與材料、新能源與材料和核環境化學5個特色研究方向,并開設應用輻射化學、應用放射化學等方面的選修課程。因此在專業課程設置中必須和學科科研特色結合起來,開設相關課程。根據自身學科科研特色以及師資力量,我們設置3類可供選擇的專業選修課程:偏向理學的應用化學方向模塊課程、偏向工科的專業方向模塊以及高分子材料方向模塊。此外,根據目前我院教師們的學術專長、特色研究方向和未來發展趨勢,開設了應用化學前沿講座、日用化學品、阻燃技術,農藥化學、高分子助劑及應用、染料化工與助劑、催化原理、精細化學品開發與設計等選修課程,開闊學生視野的同時,分享老師們研發產品的經驗、教訓以及研發思路。
以“大論文”為抓手,強化實踐教學環節
實踐教學是培養學生創新能力和應用型綜合人才的重要環節。在強化“基礎課程實驗—專業實驗—金工實習,工廠見習和頂崗實習—畢業論文”多層次課內實踐教學體系[2]的基礎上,我們采用以畢業論文環節為抓手,強化實踐教學環節。畢業論文是本科生人才培養鏈條中的一個重要綜合性實踐教學環節,對于保證人才質量、與人才市場對接是至關重要的。針對目前畢業論文環節設置不合理,時間短,任務重,監管不嚴的問題,我們采取“大論文”措施改革畢業論文環節,通過延長時間,注重過程,加強監管,使其真正成為“培養學生創新能力”的平臺。“大論文”之“大”主要體現在:思想意識上對畢業論文重視程度的提高;畢業論文要求的拔高;畢業論文時間的增加;畢業環節和專業課程的關聯與銜接更加密切;學生能力培養也更加綜合、立體等方面。首先,畢業論文開始時間提前到第五學期,在學生專業基礎課程學習完之后,即對學生開展畢業論文要求的教育,同時結合學院教師科研特色開展專業研究方向介紹,開闊學生視野,幫助學生了解相關研究領域、研究方向,并在此基礎上雙向選擇學生感興趣的課題和指導老師。然后根據課題,在指導老師的指導下,使學生有目的地選修必要的專業選修課程,為進入課題研究打下扎實的理論基礎。結合第五學期設置的文獻檢索課程和專業英語課程,在相關課程教師和課題指導老師的共同指導下,圍繞自選課題進行相關文獻信息的檢索,和專業文獻的閱讀與翻譯,相應考核成績分別記錄為文獻檢索及專業英語的課程成績。第六到第八學期,學生進入實驗室,在指導老師的指導下進行課題的初步探索。并在課題老師的指導下繼續選擇必要的專業課程進行學習。這個過程中,實施論文中期檢查回報和畢業答辯的監管。嚴格管理程序,設置必要的獎勵機制和淘汰機制,激發學生的主動性和創造熱情。
增加學生選課自由度,逐步實現自我規劃,自我培養
農機化領域課程研究
本文作者:袁巧霞 張終 譚鶴群 單位:華中農業大學
農業推廣碩士農業機械化領域的設置是我國農業機械專業學位制度的完善,也是推進我國農業機械行業職業教育發展的一大舉措,它主要為農業機械化研究、應用、開發及推廣,農業機械化教育等企事業單位和管理部門培養應用型、復合型高層次人才。自2004年國務院學位辦批準農業推廣碩士設置農業機械化領域以來,華中農業大學就獲得了此領域招生及授予學位的權利,并隨之制訂了詳細的培養方案,建立了相應的課程體系。但由于農業推廣碩士本身具有成人性、業余性、對口性、速成性等特點[1],加之農業機械化領域報考群體小,生源類型多,報考人員所從事的專業方向各異,其原有專業背景也存在較大的不同,使得現有培養方案和課程體系存在一些缺陷。因此,突破現有的培養模式,建立適合的農業機械領域推廣碩士的培養方案及課程體系對于提高農業推廣碩士培養質量很有必要。
一、農業機械化專業特點及其對農業推廣碩士的目標要求
隨著我國農業經濟的發展,農業機械化的服務領域已逐漸擴大,從單一農田作業機械化擴展到農、林、果、牧、漁多種經營全方位的機械化,并貫穿產前的生產資料供應、產中的生產作業和產后農副產品貯藏、加工、運輸和銷售的機械化、機電一體化和智能化檢測與控制。農業機械服務領域的擴大,非常直接地給農業機械技術推廣戰線上的技術人員提出了新的目標和新的任務,這就是要根據農、林、果、牧、漁各業生產、農村建設以及農民生活的需要,示范推廣農業機械化新技術、新機具,普及農業機械化科學技術知識,指導農業生產人員改善生產條件,提高勞動生產率,有效利用資源,增加產品產量,改善品質[2]。華中農業大學依據服務農業機械化領域的這種要求,本著樹立“大農業大農機”的思想,在農業機械化一級學科的基礎上,其學科研究領域的設置涵蓋農業工程主要領域,包含農業機械化工程、農產品加工技術與裝備、農業生物環境與能源工程以及農業裝備自動化與測控等專業方向,其中除農業生物環境與能源工程外,其它各方向均是圍繞著農業機械全程機械化體系開展學科研究和推廣服務。
農業機械化專業高層次人才的培養包括學術型碩士學位和農業推廣碩士學位兩種類型。學術型高層次人才的培養目標是使學生具備農業全程機械化及其自動化裝備的研究與設計、使用管理等方面的知識,能在農業機械設計,農業機械化生產管理及服務部門從事農業機械及相關裝備性能設計,農業機械化規劃與管理,教學與科研等方面工作。對這類人才的培養更多地是注重他們的教學、科研等學術水平的提高和科研能力的培養,而不重視他們解決實際問題能力的培養,使他們的知識結構和能力結構限制在一個較窄的領域,較難適應目前農業機械化產業發展的需求,難以勝任農業推廣系統職業的要求。
農業機械化領域的推廣碩士是具有專業背景,與農業機械化推廣等任職資格相聯系的專業性學位,與農業機械化專業的工科碩士是屬于同一層次,但它主要為農業機械推廣單位和管理部門培養具有扎實的基礎理論知識、寬廣的專業知識及相關人文、管理和社會知識,能夠從事農業機械設備推廣、技術服務、農村發展、行政管理及農業機械教育的高層次應用型和復合型人才,即它更側重于應用。其知識結構應突破現行的農業機械工科碩士的培養框架,課程體系在專業性的基礎上以農業機械生產系統的整體性為依據進行綜合設計,并達到機與電、農機與農藝、技術與管理三個相結合,強調知識面寬,相關知識豐富。他們要了解我國農業、農業機械以及農村的發展狀況,了解農民的心理,了解農村社會,因此他們不僅要掌握現代農業機械推廣理論和方法,還要掌握農村社會學、農民心理學、農業系統學以及農村政策法規、農業機械產品市場營銷、金融和管理等方面的基本知識。由于農業機械推廣在很大程度上是一種信息收集、傳播和運用的過程,農業推廣人員應能主動汲取各種信息,并且能將科學技術進行物化[3],這需要他們具備較強的創新能力、信息收集處理能力、組織管理能力以及與各方溝通協調能力,才能保障工作順利進行。
二、農業推廣碩士農業機械化領域課程體系基本狀況分析
三三制人才培養下的化學實驗教學改革
摘要:南京大學國家級化學實驗教學示范中心基于“三三制”本科人才培養理念,對化學實驗教學進行了改革,完善了“專業學術類”人才培養的實驗課程,加強了“交叉復合類”實驗課程建設,探索了“就業創業類”人才培養的實驗課程及平臺建設,取得了顯著的建設成效。
關鍵詞:“三三制”人才培養模式;化學實驗課程;教學改革
1引言
為了培養符合時代以及國家發展戰略要求的創新型化學人才,南京大學化學化工學院依托國家級化學實驗教學中心[1],對化學實驗教學進行了不斷的改革和探索。
2改革的整體設計
南京大學化學化工學院首批進入國家“基礎科學研究和教學人才培養基地”,首批入選“國家基礎學科拔尖學生培養試驗計劃”,是國內外具有重要影響的人才培養和科學研究基地。中心秉承戴安邦院士“全面化學教育思想”[2],形成了一整套較為完善的實驗教學課程體系,以及“提高–揚優–早期介入科研”三層次開放式實驗教學模式[3,4]。但是,在新的形勢下,針對“專業學術類、學術交叉類以及就業創業類”三類人才的培養,我們的實驗教學尚存在一些不足:(1)三基訓練、驗證性的實驗內容較多,創新性、研究性實驗較少[5];(2)對學生研究能力的培養手段和方式單一,學生對化學的前沿研究領域的知識與技術掌握不夠,學生的創新意識還不夠強;(3)學科交叉實驗內容及其相應的實驗教學條件配備不足,培養能力薄弱;(4)就業創業課程及相應的實踐手段較少,實訓平臺缺乏。針對以上問題,為滿足不同類型學生個性化培養的需要,基于南京大學化學學科的優勢和特色,結合南京大學推行的教學改革方向,確立了實驗教學課程改革總體思路是:完善和提升“專業學術類”實驗課程,加強“學術交叉類”實驗課程建設,探索“就業創業類”實驗課程。我們構建了多元的實驗課程體系[6,7],豐富實驗課程內容,加強了實驗條件建設。
2.1完善“專業學術類”實驗課程
化工研究生創新能力培養體系研究
[摘要]本文提出了以閱讀文獻為主線來培養化工類研究生科學素養的培養方法。通過對“研究方法總論”、“閱讀技巧訓練”、“尋找科學問題訓練”、“設計實驗訓練”以及“科學表達訓練”方面的介紹,引發研究生多層次、多角度思考。采取師生互動的學習探討方式,分階段地提升化工類研究生的培養質量。
[關鍵詞]文獻閱讀;化工;研究生;培養體系
隨著新一輪科技革命正深刻影響著全球產業變局,當下前沿技術呈現群體突破態勢,全球產業已走到發展“拐點”,產業的技術路線和技術經濟范式將發生重大變化,對化學工程與技術領域高層次人才需求旺盛。在傳統產業升級方面,化工、醫藥等行業面臨結構優化調整,生產過程向綠色低碳轉變迫在眉睫;在科技創新方面,環境保護和清潔能源開發是目前重點發展方向,而國內外社會對化工專業創新型高級人才的需求急劇增加[1]。因此,如何培養出滿足社會經濟發展、綜合能力強的化工專業創新型高端人才成為當前高校化工專業亟待解決的問題和研究重點。
1培養現狀
化工類碩士培養目標在于培養具備化工領域堅實基礎理論知識的高層次專業人才,同時解本學科的研究發展方向,具有一定的創新意識和從事科學研究工作的能力[2]。何培育出優秀的高水平碩士是培養化工類高素質研究人才的重要體現,也是提升我國化工整體科研實力的必要條件。優秀的化工類碩士在培養過程中應具備以下幾個特點:(1)選題應為學科前沿,具有開創性,具有理論意義或較大實用價值,可以綜合、全面地反映該學科及相關領域的發展狀況;(2)在實驗方案設計上運用新視角、新方法進行探索、研究有獨到見解,并在相應領域取得較大成果;(3)論文成果創造了一定的經濟效益或潛在的經濟效益,具有較大的實用價值和社會效益。學術論文應體現出作者具有很強的獨立從事科學研究能力,工作量飽滿,論文結構嚴謹,推理嚴密,邏輯性強,文字表達準確、流暢[3]。但是目前我國化工類研究生存在以下幾方面問題:(1)論文選題缺乏創新性,存在大量重復和模仿工作,缺乏對真正科學問題的貢獻;(2)與歐美等發達國家的研究生學位論文相比,研究內容偏少、缺乏深度,論文結果分析過于簡單,缺乏有深度的探索與討論;(3)論文書寫缺乏科學邏輯性、嚴謹性與準確性。這些問題的存在都反映出目前研究生在研究過程中缺乏全面系統的科學素養訓練。其結果表現為學位論文質量低下,不能在國內外公認的權威期刊上發表具有創新性的科學文章[4]。由此我們認為,如何培育出創新型研究生是我國化工領域提高研究生質量面臨的主要問題,而全面提高研究生的科學素養是目前培育出高水平創新型研究生人才的根本解決辦法。
2總體思路
研究生的科學素養包含創新能力、自主學習能力、邏輯分析能力、知識的運用和融會貫通能力、實際操作動手能力以及科學寫作能力,而創新能力的培養是研究生科學素養的核心問題[5]。然而科學素養培養過程中存在以下問題:(1)學習課程內容與研究方向及內容嚴重脫節,不利于研究生獨立思考能力的培養以及創新性選題的開展;(2)缺乏文獻研究能力,不能有效開展科研活動,師生間不能形成有效的互動,從而使得研究生只是導師思想指導下的簡單勞動力,缺乏對科學問題的獨立思考與批判能力。其結果會導致研究生畢業后只是在實驗動手能力上有所加強,而在創新能力上和本科生相比并無明顯提高。因此,如何建立一套以閱讀文獻為主線的研究生科學素養培養方法迫在眉睫。我們由此提出,研究生培養過程中應該以閱讀文獻為核心訓練內容,分階段、分層次對研究生進行循序漸進的系統科學素養訓練。這是因為閱讀文獻是貫穿整個研究過程中最重要的環節,是產生創新想法的源泉,也是我們進行科學研究的重要參考[6]。因此,使研究生掌握閱讀文獻的本領會使他們更好地“站在巨人的肩膀上”。我們由此認為,在培育優秀化工類創新性研究生培養機制中,應建立一套以閱讀文獻為主線的研究生科學素養培養方法。總體工作思路應遵循“閱讀最好的文獻,做出最好的研究”這一科學研究準則,從第一學期開始使研究生通過閱讀文獻接觸課題,并在第一學期結束時形成自己的科學選題;第二學期通過進一步閱讀文獻完善選題,并參照文獻開展實驗研究;第三和第四學期通過深化閱讀文獻進一步從深層次理解課題的研究,并通過比較前人的文獻解釋和討論自己的實驗結果;第五和第六學期完成課題的研究,并通過參照文獻的寫作方法歸納總結出自己的學位論文,同時對自己的研究課題進行有效的拓展,提出研究課題的展望。
新能源節能技術課程改革實踐
1教學理念
“新能源與節能技術”作為我校的一門新開課程,為適應教學要求,我們在翻轉課堂等教學理念的啟發下,堅持學生為主體,教師為主導,激發學生學習的主動性與積極性,同時注重培養學生思考問題、解決問題的能力,引導學生養成良好的學習習慣。同時堅持科研反哺教學,結合本專業已有的科研課題,邀請相關教師作為課程的科研指導教師,將相關的課題以專題講座、參觀等形式引入到課程教學中來,并將課堂實驗與已有科研平臺相接軌,引導學生參與到科研項目的研究中。
2教學開展
2.1課堂教學
“新能源與節能技術”的課程目標決定了課程需要探索新的教學方式、及時更新教學內容。課堂教學是課程的主要講授方式,為了克服過去的“填鴨式”教學的弊端,講授方式需要加以探索、創新。“新能源與節能技術”在教學過程中特別注重備課、授課以及反思三個環節。(1)在備課環節,認真研讀教材和參考書。教材由于編寫時間的滯后性,某些觀點和數據都有待更新,盲目地按照教材編制教案不能適應現代教學要求,需要通過互聯網、圖書館等多種渠道獲取更全的、更新的知識和數據。豐富授課內容。將視頻、音頻和動畫等豐富的教學素材引入到教案中,讓課堂學習不再枯燥。例如在講述能源導致的環境污染專題中,結合南京的實際,將霧霾引入課堂,并鼓勵學生思考如何治理、保衛我們的生活環境,并給出充足的時間讓學生進行討論。如此貼合實際的話題,學生討論的非常熱烈,圍繞少開或者不開車、關閉重污染工業、改造渣土車和嚴格治理工地揚塵等種種方法展開熱烈的討論,讓學生充分進行發散性的思考,效果顯著。(2)在授課環節,堅持以課堂教學為主線,同時采用多種靈活的方式方法,如穿插一些教師準備的專題講座、學生進行的主題報告以及分組討論等,在保證教學內容與質量的同時,激發學生自主學習的積極性。同時,在教學過程中注意營造輕松愉悅的課堂氣氛,鼓勵學生就某個問題進行課堂交流、討論,并將學生在課堂上表現記入平時成績,注重學生學習過程的考核。(3)在課后反思環節,應及時對教學內容進行查漏補缺,不斷總結課堂教學的經驗,指導后續教學。同時,新能源技術日新月異,時時刻刻都有新的發展動向,作為授課教師要注重從多個渠道汲取最新的知識,及時更新教案內容。
2.2課外輔導
課外輔導是一個重要但又易被忽略的環節。通過課外輔導能夠與學生進行充分的溝通,及時了解課堂教學的效果,幫助教師改進教學方式方法,促進教師快速成長。特別是青年教師,與學生的年齡差距小,更加容易溝通,“新能源與節能技術”在課外輔導環節大膽嘗試,不但每周固定時間地點與學生面對面交流,并且充分利用微信、QQ和郵箱等方式與學生交流、溝通。通過輔導,不但為學生解決教材上的疑問,同時還能引導學生進行前沿課題的研究,幫助對新能源與節能科研課題感興趣的學生深入學習,指導學生進行科研文獻的查找、閱讀與總結。在與學生的交流溝通中,教師自身也在成長,同時也收獲了學生的友誼與尊敬。
垃圾填埋場壓縮天然氣的應用
摘要:本文首先從環保、經濟性等多個角度分析了當前垃圾填埋場的發展現狀和垃圾填埋場沼氣生產車用壓縮天然氣的意義。其次,論文通過對垃圾填埋場生產沼氣的分布規律、生產效率、供求關系、沼氣組分特點等進行動態探索分析,發現垃圾填埋場生產車用壓縮天然氣,具有很強的可行性。最后,論文根據沼氣處理方法設置多組對比燃氣參照組。然后從車用壓縮天然氣的主要使用性能中的辛烷值、熱值、使用性能和經濟性能等多方面進行研究和分析。并得出結論,垃圾填埋場沼氣通過凈化后添加部分丙烷作為車用壓縮天然氣可獲得最佳的經濟、使用性能。
關鍵詞:垃圾填埋場;沼氣;車用壓縮天然氣
當前世界每年生產超過35億噸的生活垃圾,而這些垃圾以各種形式存在于地球上。隨著近年來我國經濟和城市化的快速發展,我國的生活垃圾產生量也在快速發展,預計到2020年城市垃圾產量可達3.23億噸。如何實現生活垃圾的高效益、環保的處理,是當前研究的熱點。[1,2,3]沼氣是垃圾填埋場生產經濟效益的主要手段,也是當前垃圾填埋場實現廢物再利用的主要辦法。為了更高效的處理生活垃圾,將垃圾填埋場沼氣產品的高價值化,是當前垃圾填埋場資源利用的研究重點。[3,4]而從環境、能源和經濟三個角度出發,沼氣資源化生產車用壓縮天然氣是當前較為經濟、高效和環保的處理辦法之一。[1]
1垃圾填埋場沼氣及其產業特點
1.1垃圾填埋場沼氣組成特點垃圾填埋場生產的沼氣組成成分非常復雜,通常產氣穩定的垃圾填埋場生產的沼氣主要成分如表1所示,由表可以看出,沼氣中占主要成分有CH4、CO2、N2、H2O和H2等,熱值一般在7.4~22MJ/m3,凈化后熱值可接近天然氣的熱值,凈化利用的提升效果較好。[2-5]
1.2垃圾填埋場沼氣生產產業特點。一般垃圾填埋場垃圾填入約30天后會生產沼氣,半年右到達的較高沼氣生產水平,且垃圾填埋場隨著時間變化,沼氣組分也會發生變化,圖1對前四年的垃圾填埋場沼氣主要組分的體積分數變化特點進行了分析。[6-8]一般垃圾填埋場會經歷好氧發酵、過渡、酸化、產氣和穩定5個階段,持續生產沼氣的時間可達到近20年左右,其中約15年的時間為產氣高峰期。段麗、趙勝男等人[7-10]預測了垃圾填埋場沼氣的產量變化,如圖2所示,垃圾填埋場沼氣生產。隨著近年來我國城市化不斷地深入,我國人均生活垃圾不斷增加,當前我國人均生活垃圾的產量約為1.16kg/d。每噸垃圾在填埋場壽命期內大約可產生100~200m3的沼氣。因此,可以看出我國每年可產生約60-120億m3/年的垃圾填埋場沼氣,以46%的CH4含量,可獲得30-60億m3CH4。而以我國天然氣為例,2018年我國的天然氣產量為1600億m3,其中進口量為9億m3。因此,垃圾填埋場沼氣的生產,對于我國的能源、環境貢獻潛力巨大。
1.3垃圾填埋場沼氣的經濟效益分析。當前垃圾填埋場生產的沼氣主要作用有:①直接燃燒發電;②凈化提純后通入城市燃氣管道使用;③凈化后利用燃氣輪機發電;④凈化提純后作為車用壓縮燃氣使用;⑤凈化提純后作為化工原料使用;等等。當前沼氣凈化的技術已經比較成熟,且成本低廉,但是從沼氣中獲得高純度的CH4還是比較困難。因此,當前最佳的沼氣利用方法是,輕度凈化提純后作為燃氣使用。而作為城市燃氣的價格較低,通常市場價在2—3元/m3左右,而車用壓縮天然氣通常在5元/m3左右。且相對于汽油,汽車使用天然氣作為動力源具有很大的成本優勢,通常在汽車使用天然氣和汽油的比價在0.6比1左右。且垃圾填埋場通常具有在城市邊緣,且具有離城市周邊主干道較近,離城市供氣管道較遠等特點。從項目的可行性、經濟效益的角度出發,利用垃圾級填埋場生產的沼氣,凈化提純后生產車用燃氣的經濟效益和可行性最高。[11]