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時(shí)間：2023-03-16 17:15:01
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化學(xué)原料是化學(xué)工程的源頭，原料決定了生產(chǎn)流程和工藝的選擇，綠色工藝的介入可以從源頭上改變?cè)仙a(chǎn)帶來(lái)的各類化學(xué)污染，同時(shí)綠色工藝與化學(xué)工程的結(jié)合還可高效利用各類自然資源，實(shí)現(xiàn)深度開(kāi)發(fā)利用，兼顧無(wú)污染、節(jié)能、環(huán)保的生產(chǎn)方式必然會(huì)掀起一輪新的工業(yè)革命。綠色原料的典型開(kāi)發(fā)應(yīng)用比如甘蔗渣、稻草、麥稈以及木屑、樹(shù)枝、蘆葦?shù)瓤杉庸こ蔀橥?、酸類與醇類化學(xué)品。
在化學(xué)反應(yīng)中使用選擇性高的試劑也是綠色工藝應(yīng)用的一個(gè)途徑。以石油化工為例，生產(chǎn)過(guò)程中烴類選擇性氧化反應(yīng)較為普遍，作為一種強(qiáng)方熱性反應(yīng)，具有生成物不穩(wěn)定、易進(jìn)一步氧化等特征，所以，催化反應(yīng)中此反應(yīng)并非最佳選擇，生成物的不穩(wěn)定也不利于提取最終產(chǎn)物，所以，為改善這種情況，使用選擇性高的試劑是最佳途徑。如此一來(lái)，不僅可以降低成本，節(jié)約資源，還能夠降低分離產(chǎn)品的難度提升純度，無(wú)疑實(shí)現(xiàn)了提升效益和減少污染的雙贏，所以，綠色化學(xué)工程在這方面的研究實(shí)踐也非常熱門。隨著越來(lái)越多的化學(xué)反應(yīng)被應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，催化劑對(duì)提升反應(yīng)速率效果顯著，所以目前化學(xué)工藝領(lǐng)域積極研究無(wú)毒無(wú)害的高效催化劑成為主流發(fā)展方向不一，不僅有利于工業(yè)的發(fā)展，對(duì)于推動(dòng)化學(xué)分子深入研究也有助益，分子篩催化劑和烷基化固相催化劑就是其中較為典型的代表。
2.綠色化學(xué)工程工藝應(yīng)用
分析綠色化學(xué)工藝是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑，對(duì)綠色工藝的重視與開(kāi)發(fā)也彰顯了當(dāng)前世界范圍內(nèi)節(jié)能減排的重要性。長(zhǎng)達(dá)兩百余年的工業(yè)化路程，使得人類活動(dòng)對(duì)自然資源環(huán)境的危害越來(lái)越大，尤其中國(guó)作為當(dāng)前世界最大的工業(yè)國(guó)，“三廢”問(wèn)題十分突出，PM2.5問(wèn)題也成為了懸在人們頭上的一把利劍，將資源枯竭、環(huán)境污染、生態(tài)失衡、人口問(wèn)題等推到了臺(tái)前更加顯著的位置。大型化工企業(yè)作為與人們生存發(fā)展息息相關(guān)的企業(yè)，石油化工與煤炭除去提供能源之外，還提供多種衍生化工產(chǎn)品為人們衣食住行服務(wù)，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水廢渣廢氣、消耗的大量原材料都警示著當(dāng)前必須積極發(fā)展綠色化工工藝，以達(dá)到節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目的。就目前而言，節(jié)能減排的實(shí)現(xiàn)途徑主要以下幾種：研發(fā)新科技、新工藝全過(guò)程控制污染；利用先進(jìn)清潔工藝從源頭控制污染；利用技術(shù)和工藝創(chuàng)新打造可循環(huán)綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈；發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)等。綠色化學(xué)工程與工藝作為節(jié)能減排目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的重要保障，廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，就目前來(lái)說(shuō)，主要以三種表現(xiàn)為主，分別是清潔生產(chǎn)技術(shù)、生物技術(shù)的應(yīng)用及生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品。
綠色化學(xué)工程與工藝使用生物技術(shù)服務(wù)可再生能源的合成，像有機(jī)化合物原料的應(yīng)用經(jīng)歷了從動(dòng)植物到石油煤炭的發(fā)展過(guò)程，現(xiàn)如今已經(jīng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用各類再合成的有機(jī)化合物。在綠色化工中，所使用的催化劑多以工業(yè)酶和自然界中存在的酶，酶與其他化學(xué)催化劑相比，具有反應(yīng)條件溫和、生成物優(yōu)良、污染少等優(yōu)勢(shì)，對(duì)于當(dāng)前化工領(lǐng)域而言，生物酶的利用和研發(fā)就成為了綠色化工的重要發(fā)展方向。像丙烯酰胺的制備，最早使用丙烯晴，在環(huán)城生物酶催化后，不僅能耗與成本大幅度減低，且反應(yīng)完全無(wú)副產(chǎn)物，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)而言有多重積極意義。
除此之外，綠色化工工藝還廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品領(lǐng)域，生活中有眾多具體應(yīng)用實(shí)例。比如空調(diào)制冷多使用氟利昂，會(huì)造成臭氧層空洞、紫外線增多、溫度升高，目前正積極尋求替代品且朝著低能耗方向發(fā)展，無(wú)磷洗衣粉減少對(duì)河流水域污染和人體健康的危害，可降解塑造制品對(duì)土地、水源危害都將進(jìn)一步減輕，清潔汽油的使用可對(duì)大氣污染降低，以上種種嘗試都說(shuō)明了在生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品領(lǐng)域，綠色化工工藝所發(fā)揮的積極作用。尤其是近年來(lái)無(wú)污染汽油的研發(fā)與應(yīng)用，像低硫柴油、乙醇、二甲醚等，不僅經(jīng)濟(jì)環(huán)保，發(fā)展前景好，且制備生產(chǎn)對(duì)自然資源的消耗、對(duì)環(huán)境的危害都不斷降低，證實(shí)了綠色工程化工應(yīng)用的優(yōu)越性。
（二）使用無(wú)毒無(wú)害催化原料隨著化學(xué)工業(yè)發(fā)展速度的不斷加快，將化學(xué)反應(yīng)合理的應(yīng)用于化工生產(chǎn)過(guò)程中已經(jīng)成為促進(jìn)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要前提之一。在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中均離不開(kāi)催化劑的使用。將催化劑應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，可有效加快反應(yīng)速度，縮短法寧時(shí)間。所以，在化工生產(chǎn)過(guò)程中使用無(wú)毒無(wú)害的催化原料成為推動(dòng)綠色化學(xué)工程與工藝不斷深入發(fā)展的重要前提條件之一。目前，我國(guó)相關(guān)部門已經(jīng)高度重視對(duì)催化原料的選擇及應(yīng)用進(jìn)行深入研究。越來(lái)越多的催化劑得到開(kāi)發(fā)和研制，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中使用的催化原料不斷得到改善，分子篩除催化劑等優(yōu)良催化原料在化工生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。無(wú)毒無(wú)害催化原料的應(yīng)用可有效提高化學(xué)反應(yīng)效率，降低能源消耗量，同時(shí)也可減少環(huán)境污染。
二、綠色化學(xué)工程與工藝對(duì)化學(xué)工業(yè)節(jié)能產(chǎn)生的促進(jìn)作用
目前，在各工業(yè)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中均已廣泛應(yīng)用到綠色化學(xué)工程與工藝。該工程中具有的應(yīng)用性能不僅可有效改善化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中存在的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題，同時(shí)還可有效促進(jìn)化工生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)不斷得到優(yōu)化。綠色化學(xué)工程與工藝在化工產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在如下幾點(diǎn)。
（一）清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)是一種具有較高價(jià)值的綠色技術(shù)，該種技術(shù)主要是通過(guò)對(duì)化工原料進(jìn)行無(wú)害、無(wú)毒、無(wú)廢處理，實(shí)現(xiàn)原料利用率得到提高，進(jìn)而促進(jìn)化學(xué)工程的生產(chǎn)質(zhì)量得到提高。在清潔技術(shù)中，應(yīng)用最為普遍的技術(shù)分別為脫硝和脫硫兩種技術(shù)。應(yīng)用該兩種技術(shù)對(duì)存在較為嚴(yán)重的污染的化學(xué)廢物、生活垃圾等進(jìn)行綠色處理，經(jīng)過(guò)相關(guān)技術(shù)的處理后，生活垃圾可有效轉(zhuǎn)化為沼氣。應(yīng)用自然發(fā)電技術(shù)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)發(fā)電技術(shù)。太陽(yáng)能、風(fēng)能的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用是清潔生產(chǎn)技術(shù)飛速發(fā)展的重要標(biāo)志。在生物工程中合理應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)，可有效促進(jìn)細(xì)胞及基因工程的發(fā)展效果得到顯著提高。在輻射加工中應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù)，可促進(jìn)催化劑的作用得到顯著提高。
（二）與生物技術(shù)相互結(jié)合的應(yīng)用在生物技術(shù)領(lǐng)域中，其技術(shù)范疇具體包含細(xì)胞、微生物、基因、酶等多種技術(shù)。其在各化工生產(chǎn)中的應(yīng)用主要包含有生物化工合化學(xué)仿生學(xué)兩個(gè)方面的內(nèi)容。在生物體內(nèi)，生物酶作為催化劑存在，其具有顯著的專一性和高效性，在生物合成的每個(gè)過(guò)程中均無(wú)法脫離酶的作用。在綠色化學(xué)工程與工藝中對(duì)生物技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，通過(guò)相關(guān)技術(shù)處理，可使再生資源轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的化學(xué)品。早期所應(yīng)用的有機(jī)化合物原料大部分是直接源自動(dòng)物和植物，后來(lái)才逐漸發(fā)展為將煤炭、石油作為原材料使用。在綠色化學(xué)工程與工藝中，通常情況下均是應(yīng)用工業(yè)酶或存在于自然界中的酶作為催化劑。將酶與通常應(yīng)用的化學(xué)催化劑進(jìn)行比較，酶在應(yīng)用過(guò)程中的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為無(wú)污染、產(chǎn)物性質(zhì)好、反應(yīng)條件溫和等。例如通常情況下均是應(yīng)用丙烯腈進(jìn)行丙烯酰胺制備，當(dāng)使用酶作為催化劑后，能耗消耗量大大降低，反應(yīng)具有徹底性，并且在反應(yīng)過(guò)程中無(wú)任何副產(chǎn)物產(chǎn)生。
（三）生產(chǎn)環(huán)境友好型產(chǎn)品綠色化學(xué)工程與工藝的主要發(fā)展目的之一即為為社會(huì)生產(chǎn)處環(huán)境友好型產(chǎn)品，如清潔汽油、磷洗衣粉等無(wú)毒無(wú)害產(chǎn)品。通過(guò)綠色化學(xué)工程可以生產(chǎn)出與社會(huì)、自然環(huán)境發(fā)展相符合的友好型產(chǎn)品。綠色化學(xué)工程生產(chǎn)的出現(xiàn)在很大程度上起到了保護(hù)環(huán)境的作用。在社會(huì)生產(chǎn)、生活中，人們的購(gòu)買的產(chǎn)品均為綠色產(chǎn)品，不僅有效保證了人們身體健康，同時(shí)也可促進(jìn)社會(huì)健康、和諧發(fā)展。因此，在化工生產(chǎn)過(guò)程中，如能夠促進(jìn)綠色化學(xué)工程與工藝對(duì)的優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮，可有效降低生態(tài)環(huán)境的染污，促進(jìn)國(guó)家自然環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到可持續(xù)發(fā)展，對(duì)國(guó)家的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展及社會(huì)的進(jìn)步具有重要意義。
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93.我國(guó)成為化學(xué)論文大國(guó)
94.28屆地質(zhì)大會(huì)有關(guān)礦物巖石地球化學(xué)論文摘要選
95.強(qiáng)化化學(xué)本科畢業(yè)論文實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的幾點(diǎn)探討
96.化學(xué)十年:世界與中國(guó)——基于2001-2010年WoS論文的文獻(xiàn)計(jì)量分析
97.校企合作指導(dǎo)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的新模式的探討
二、化學(xué)工程與技術(shù)專業(yè)學(xué)科集群的創(chuàng)新及競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)
本文選擇山西省高校做研究,分析其師資力量情況,以分析化學(xué)工程與技術(shù)專業(yè)集群的創(chuàng)新及競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。山西省作為我國(guó)化工3大生產(chǎn)基地,化學(xué)化工產(chǎn)業(yè)是山西省的支柱產(chǎn)業(yè),化學(xué)化工專業(yè)是山西省高校、特別是工科院校的學(xué)科優(yōu)勢(shì)之一。選擇山西大學(xué)、中北大學(xué)、太原理工大學(xué)的化學(xué)化工學(xué)院為樣本(見(jiàn)表2),按照前文對(duì)學(xué)科集群的認(rèn)識(shí),這些學(xué)院都有9個(gè)以上相關(guān)專業(yè)和研究方向,已經(jīng)形成了一定的學(xué)科集群規(guī)模。其中論文指該學(xué)院教師被SCI、EI、ISTP3大檢索刊物收錄的論文數(shù)。中北大學(xué)的數(shù)據(jù)包含了CA論文。山西大學(xué)的數(shù)據(jù)不包括ISTP論文。專著指該學(xué)院教師出版的學(xué)術(shù)專著數(shù),不包括教材。項(xiàng)目及獎(jiǎng)項(xiàng)指該學(xué)院教師申請(qǐng)的省部級(jí)以上項(xiàng)目、經(jīng)費(fèi)及省部級(jí)以上獎(jiǎng)項(xiàng)。發(fā)明專利指:該學(xué)院教師申請(qǐng)并且授權(quán)的發(fā)明專利。3所高校的化學(xué)化工學(xué)院擁有一定數(shù)量的教授和博士生導(dǎo)師,博士學(xué)位的教師也占到了較大比例。3所學(xué)院教師的科研成果也較為可觀,被3大檢索刊物收錄的論文數(shù)量較多,出版了一定數(shù)量的專著,申請(qǐng)了一定數(shù)量的國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目。山西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金的重大攻關(guān)項(xiàng)目,以及“863”項(xiàng)目,甚至獲得了國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)和國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)。中北大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院承擔(dān)過(guò)“973”項(xiàng)目,獲得過(guò)國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)1項(xiàng),三等獎(jiǎng)2項(xiàng),國(guó)防科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)。中北大學(xué)和山西大學(xué)還擁有發(fā)明專利十幾項(xiàng)。從師資力量來(lái)看,應(yīng)該說(shuō)學(xué)科集群讓山西省高?；瘜W(xué)化工領(lǐng)域的創(chuàng)新取得了一定的成就,使得山西省高?；瘜W(xué)化工專業(yè)在全國(guó)具有了一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和影響力。
三、化學(xué)工程與技術(shù)專業(yè)學(xué)科集群的協(xié)同創(chuàng)新模式
山西大學(xué)至今已與國(guó)內(nèi)20余所高校、科研院所建立了學(xué)術(shù)交流與合作關(guān)系;與日本巖手大學(xué)、香港浸會(huì)大學(xué)等國(guó)家和地區(qū)的高校及科研單位簽訂協(xié)議,開(kāi)展交流。在校企合作方面,與山西三維集團(tuán)股份有限公司、太原鋼鐵(集團(tuán))公司、天脊集團(tuán)等大型企業(yè),在產(chǎn)品研發(fā)、崗位培訓(xùn)等多方面進(jìn)行了良好的合作。太原理工大學(xué)與山西化工研究所建立了山西省化學(xué)工程技術(shù)中心,還與山西焦化集團(tuán)公司等6個(gè)企業(yè)建立了長(zhǎng)期穩(wěn)定的產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系。中北大學(xué)安全工程系與航天一院、航天三院、北京理工大學(xué)、南京理工大學(xué)、第二炮兵工程學(xué)院、西安近代化學(xué)研究所等科研機(jī)構(gòu)和相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行了卓有成效的科研項(xiàng)目合作。從產(chǎn)學(xué)研合作角度來(lái)看,三所高校都與國(guó)內(nèi)外相關(guān)院校、科研院所和企業(yè)建立了良好的產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系。從企業(yè)合作的視角來(lái)看,在研發(fā)方面,與山西省的產(chǎn)業(yè)集群密切相關(guān),合作領(lǐng)域主要為新能源技術(shù)、環(huán)境化工、生物工程與技術(shù)。3所高校的化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科集群與山西省的產(chǎn)業(yè)集群具有一定的協(xié)同關(guān)系,構(gòu)建了學(xué)科集群與產(chǎn)業(yè)集群協(xié)同創(chuàng)新的模式,圍繞著山西省的產(chǎn)業(yè)特色,為山西省地方經(jīng)濟(jì)服務(wù)。
四、我國(guó)化學(xué)工程與技術(shù)專業(yè)集群的路徑
主管單位：沈陽(yáng)市醫(yī)藥和化工行業(yè)聯(lián)合會(huì)
主辦單位：中國(guó)石油撫順石化分公司;中石化撫順石油化工研究院;沈陽(yáng)化學(xué)化工學(xué)會(huì)
出版周期：月刊
出版地址：遼寧省沈陽(yáng)市
語(yǔ)
種：中文
開(kāi)
本：大16開(kāi)
國(guó)際刊號(hào)：1671-0460
國(guó)內(nèi)刊號(hào)：21-1457/TQ
郵發(fā)代號(hào)：8-24
發(fā)行范圍：國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間：1972
期刊收錄：
CA 化學(xué)文摘(美)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
核心期刊：
期刊榮譽(yù)：
二、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法的優(yōu)化
以創(chuàng)新教育思想為指導(dǎo)，研究改革化學(xué)工程基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，建立培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的化學(xué)工程基礎(chǔ)課程內(nèi)容新體系。動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞與化學(xué)反應(yīng)工程（“三傳一反”）仍將是化學(xué)工程基礎(chǔ)教學(xué)的核心內(nèi)容，應(yīng)不斷充實(shí)更新才能反映學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀和適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求?；瘜W(xué)和化學(xué)工程學(xué)是支撐物質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)工業(yè)的學(xué)科，前者研究分子之間發(fā)生反應(yīng)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(dòng)、質(zhì)能傳遞及其對(duì)反應(yīng)過(guò)程與產(chǎn)物的影響。
1.優(yōu)化更新教學(xué)內(nèi)容，反映體現(xiàn)學(xué)科發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步?；瘜W(xué)工程基礎(chǔ)作為理科化學(xué)專業(yè)的工程技術(shù)課程，其教學(xué)內(nèi)容除了動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞與化學(xué)反應(yīng)工程以外，還應(yīng)當(dāng)及時(shí)反映和體現(xiàn)學(xué)科的發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步。根據(jù)授課學(xué)時(shí)，突出教學(xué)重點(diǎn)，優(yōu)化教學(xué)計(jì)劃，精選教學(xué)內(nèi)容。以化學(xué)工程學(xué)的基本觀點(diǎn)、基本原理和基本方法為核心，結(jié)合典型化工過(guò)程，理論聯(lián)系實(shí)際，使學(xué)生在有限的教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)，掌握本門課程的基本知識(shí)，熟悉研究與應(yīng)用對(duì)象，為今后從事化學(xué)化工專業(yè)技術(shù)工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在其他科學(xué)技術(shù)的帶動(dòng)和社會(huì)需求的推動(dòng)下，化工分離技術(shù)近年來(lái)取得了很大進(jìn)步。新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，膜分離和超臨界流體萃取等新型分離技術(shù)就是其中的代表。我們?cè)诮滩牡木帉懞驼n堂教學(xué)中，有意識(shí)地加入這些內(nèi)容，便于學(xué)生從課堂上了解新的科學(xué)知識(shí)，拓寬學(xué)術(shù)視野。
2.引導(dǎo)學(xué)生建立工程技術(shù)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)?？茖W(xué)與技術(shù)的交叉和滲透，要求我們培養(yǎng)的學(xué)生不僅要掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，還要學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)的理論解決工程實(shí)際問(wèn)題。綜合性大學(xué)理科化學(xué)專業(yè)的學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)比較扎實(shí)，在課堂教學(xué)中，我們根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合工程實(shí)際，啟發(fā)學(xué)生從工程實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，強(qiáng)調(diào)工程實(shí)際的特點(diǎn)，突出工程實(shí)踐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，灌輸學(xué)生節(jié)能減排與綠色環(huán)保的理念，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理與化學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，綜合分析化工單元操作與工業(yè)裝置中涉及的復(fù)雜問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的工程技術(shù)思維方法與工程設(shè)計(jì)等綜合素質(zhì)。
3.改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效率。化學(xué)工程基礎(chǔ)課程的課堂教學(xué)內(nèi)容涉及化工單元操作與工藝過(guò)程。綜合性大學(xué)化學(xué)專業(yè)的學(xué)生一般沒(méi)有見(jiàn)過(guò)真實(shí)的化工設(shè)備，對(duì)化工廠與化工設(shè)備和裝置缺乏感性認(rèn)識(shí)，通過(guò)多媒體教學(xué)技術(shù)和傳統(tǒng)課堂教學(xué)方法，可以促進(jìn)學(xué)生感知與思維、理論與實(shí)踐的結(jié)合，提高學(xué)生對(duì)化學(xué)工程基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)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(yīng)用學(xué)科、樂(lè)于進(jìn)入與應(yīng)用密切相關(guān)的教師實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展業(yè)余科研。為此，我們一方面利用多媒體的優(yōu)點(diǎn)，在課堂教學(xué)中放映一些設(shè)備的實(shí)物圖像。另一方面，在有關(guān)課程中增加了實(shí)習(xí)參觀環(huán)節(jié)，組織學(xué)生到石油化工廠、有機(jī)化工廠和精細(xì)化工廠等企業(yè)參觀實(shí)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)加熱爐、精餾塔、泵、換熱器等主要化工設(shè)備的感性認(rèn)識(shí)。
三、教學(xué)團(tuán)隊(duì)與課程體系的建設(shè)
以先進(jìn)的教學(xué)理念為先導(dǎo)，以高水平的教學(xué)團(tuán)隊(duì)為根本，以科學(xué)的課程新體系為核心，以優(yōu)良的規(guī)劃教材為保障，強(qiáng)化教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)，使所有主講教師成為教學(xué)改革的高水平運(yùn)動(dòng)員和創(chuàng)新教育的優(yōu)秀教練員。
Zhang Laixin；Yang Qiong；Chen Qiang
（Baoji University of Arts and Sciences，Baoji 721013，China）
摘要：報(bào)道了對(duì)醫(yī)藥學(xué)專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綠色化改革的措施。通過(guò)新實(shí)驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新、對(duì)環(huán)境友好試劑和反應(yīng)的選用、實(shí)驗(yàn)的微量和半微量化、實(shí)驗(yàn)的重新組合、廢物的回收利用等措施的實(shí)施，收到了有機(jī)實(shí)驗(yàn)綠色化的良好效果。
Abstract： Present measures on greening reform of organic chemistry experiment in medicine and pharmacology major. Apply new experiment technique, renew experimental content, select environment friendly reagent and reaction, microscale and half- microscale experiment, reorganize experiment, recycle trash, and achieve good result of greening organic chemistry experiment.
關(guān)鍵詞：有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn) 綠色化 改革
Key words： organic chemistry experiment; greening; reform
中圖分類號(hào)：G42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2011）19-0254-02
0引言
隨著社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的日益關(guān)注，人們對(duì)化學(xué)化工的發(fā)展和環(huán)境保護(hù)提出了更高的要求?！熬G色化學(xué)”的提出是21世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展對(duì)環(huán)境保護(hù)的挑戰(zhàn)，它可以看作是化學(xué)進(jìn)入到成熟期的更高層次的化學(xué)[1]?！熬G色化學(xué)”的核心內(nèi)涵是在反應(yīng)過(guò)程和化工生產(chǎn)中，盡量減少或徹底消除使用和產(chǎn)生有害的化學(xué)物質(zhì)。因之，化學(xué)化工過(guò)程中的綠色化，是人類生存和自然和諧發(fā)展的需要，是我們的社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必由之路[2]。
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是醫(yī)藥學(xué)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)醫(yī)藥學(xué)有機(jī)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容中的重要組成部分，通過(guò)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能的訓(xùn)練，不僅鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力、掌握了嫻熟的實(shí)驗(yàn)技能，而且也在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中加深了對(duì)理論知識(shí)的理解，增強(qiáng)了學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。但是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用的試劑中大多有毒性，且操作過(guò)程中可能還產(chǎn)生多種有害廢棄物，故對(duì)周圍的環(huán)境和學(xué)生的身體健康都會(huì)有一定影響。因之，如何把有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化融合于化學(xué)教學(xué)中，是我們醫(yī)藥學(xué)有機(jī)化學(xué)教育工作者所面臨的一個(gè)迫切解決的問(wèn)題。近年來(lái)，我們以有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)盡可能綠色化作為指導(dǎo)思想，結(jié)合醫(yī)藥學(xué)專業(yè)特點(diǎn)，在醫(yī)藥學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開(kāi)展了綠色化改革的探索與實(shí)踐，從而既培養(yǎng)了學(xué)生在醫(yī)藥學(xué)化學(xué)化工學(xué)習(xí)和生產(chǎn)中的綠色化學(xué)思想，減少了有機(jī)實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染和學(xué)生身體健康的影響，又提高了醫(yī)藥學(xué)學(xué)生的綜合素質(zhì)、環(huán)境意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感，使得教學(xué)與人才培養(yǎng)相得益彰。
1盡量選擇綠色實(shí)驗(yàn)題目
在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要從源頭上實(shí)現(xiàn)綠色化，首先必須以綠色化學(xué)理念，結(jié)合醫(yī)藥學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)精選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并力爭(zhēng)減少有機(jī)實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)學(xué)生健康的影響。我院醫(yī)藥學(xué)專業(yè)開(kāi)設(shè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)72學(xué)時(shí)(共18個(gè)實(shí)驗(yàn))，其內(nèi)容包合基本操作、提取分離、有機(jī)合成及綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)4個(gè)部分，針對(duì)不同部分的特點(diǎn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新選擇和整合，其中：①涉及到基本操作實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中的常壓蒸餾實(shí)驗(yàn)與沸點(diǎn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)合二為一，將水蒸氣蒸餾實(shí)驗(yàn)將早期使用的苯胺和苯甲醛、溴苯改為蒸餾花椒或桂皮，使之成為純天然的綠色實(shí)驗(yàn)。將層析實(shí)驗(yàn)中薄層層析與柱層析合二為一；②在分離提取實(shí)驗(yàn)中，將從茶葉中提取咖啡因和煙葉中提取煙堿的裝置改用乙醇在索氏提取器中提取，這樣既將提取時(shí)間減縮了2h，又減少了毒性。與此同時(shí)我們還將從黃連中提取黃連素、從槐米中提取蘆丁的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行所用溶劑和實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)，即將有害溶劑更換為綠色溶劑，并使裝置及實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)化，從而使之產(chǎn)率提高且對(duì)環(huán)境友好，同時(shí)也降低了能耗；③在有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)中刪去一些毒性較大的實(shí)驗(yàn)，如苯和液溴制備溴苯、苯加混酸加熱制硝基苯、硝基苯還原制苯胺等，并結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)新增一些對(duì)環(huán)境友好的藥物合成實(shí)驗(yàn)如：合成口服治療尿道感染藥物扁桃酸、局部麻醉劑苯佐卡因、退熱冰(曾用作解熱鎮(zhèn)痛藥)乙酰苯胺及解熱鎮(zhèn)痛抗風(fēng)濕類藥物阿司匹林；④在綜合實(shí)驗(yàn)中安排了利用超聲波法從女貞子中提取藥效成分齊墩果酸內(nèi)容，該方法工藝簡(jiǎn)單易行、產(chǎn)率高、能耗小、綠色環(huán)保、溶劑損失小。結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)，增加一些與生命科學(xué)有關(guān)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；如糖、脂類、氨基酸及蛋白質(zhì)等。從而提高和開(kāi)闊了師生的眼界和思維，培養(yǎng)了學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)。
2大力推廣微型實(shí)驗(yàn)
微型實(shí)驗(yàn)的宗旨是以盡量少的化學(xué)原料和試劑獲取盡量多的化學(xué)信息。這是現(xiàn)代科學(xué)研究進(jìn)步的重要方法之一，它所具有的優(yōu)點(diǎn)是：①試劑用量少；②節(jié)省時(shí)間；③安全性好；④對(duì)環(huán)境污染少；⑤儀器損耗率低、耗能低；⑥與時(shí)俱進(jìn)地體現(xiàn)現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)，其藥品用量正好可與現(xiàn)代分析測(cè)試手段相匹配、相適應(yīng)、相融合；⑦有利于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和實(shí)驗(yàn)水平、培養(yǎng)科技能力、啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維能力、提高科學(xué)素養(yǎng)等。
我們?cè)卺t(yī)藥學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入微型實(shí)驗(yàn)技術(shù)和半微量實(shí)驗(yàn)，起到了事半功倍的效果。隨著實(shí)驗(yàn)的微型化和半微量化使試劑用量減少，大大縮減了“三廢”的排放，同時(shí)提高了實(shí)驗(yàn)的安全度，其實(shí)驗(yàn)成本降低。為此我們將安眠鎮(zhèn)靜藥物巴比妥酸的合成和香料及藥物中間體β―萘甲醚的合成均改為微型實(shí)驗(yàn)，效果均佳。通過(guò)上述微型實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)真程度和操作技能都有明顯提高，同時(shí)微型儀器的新奇也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)前，在教學(xué)課程中，微型實(shí)驗(yàn)及半微量實(shí)驗(yàn)不僅是承擔(dān)一定教學(xué)目標(biāo)的主要環(huán)節(jié)，而且在課程體系中是不可代替的構(gòu)成部分。所以，我們深層次對(duì)新的微型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研發(fā)，并發(fā)展微型實(shí)驗(yàn)，從而拓展教學(xué)成果，這也是我們將來(lái)實(shí)施綠色化教學(xué)的一個(gè)主要內(nèi)容。
3在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入新方法新技術(shù)
現(xiàn)代化教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)方法為我們開(kāi)展綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了強(qiáng)有力的支持。在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中利用微波、超聲波、電化學(xué)等技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)綠色化的重要內(nèi)容。例如開(kāi)設(shè)微波合成、微波消解、微波提取實(shí)驗(yàn)、超聲波提取、電化學(xué)反應(yīng)等新技術(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其效果是減少了試劑用量，提高了轉(zhuǎn)化率、節(jié)省了時(shí)間、降低了能耗，縮減了“三廢”排放，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)綠色化。如我們利用超聲波法從女貞子中提取藥用成分齊墩果酸；利用微波輔助加熱技術(shù)合成具有解熱鎮(zhèn)痛藥物乙酰苯胺；采用微波輔助法制備解熱鎮(zhèn)痛、抗風(fēng)濕類藥物乙酰水楊酸(阿司匹林)，它們的共同優(yōu)點(diǎn)是合成產(chǎn)率高、物耗能耗低、污染小，因之很受學(xué)生歡迎。
通過(guò)這些新技術(shù)的實(shí)施，減少了實(shí)驗(yàn)的環(huán)境污染，降低了試劑用量和能耗，提高了產(chǎn)率和安全度，讓學(xué)生親自感受到新技術(shù)和新方法運(yùn)用所帶來(lái)的技術(shù)革命和進(jìn)步，從而激發(fā)和培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和綠色化學(xué)理念，做到寓教于中。
4利用計(jì)算機(jī)多媒體系統(tǒng)進(jìn)行模擬化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)
對(duì)于一些在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必須使用的有毒害試劑、易燃易爆、操作不易控制的實(shí)驗(yàn)，采用現(xiàn)代化教學(xué)手段多媒體進(jìn)行模擬化學(xué)仿真是很有必要的。例如，除上述易燃、易爆、有毒、有害及不易控制的的實(shí)驗(yàn)采用計(jì)算機(jī)多媒體系統(tǒng)進(jìn)行模擬化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)以外，還有一些注重培養(yǎng)學(xué)生觀察能力的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力沒(méi)有太大幫助，且準(zhǔn)備這類實(shí)驗(yàn)耗時(shí)耗力又耗物很大，易造成一定的環(huán)境污染，實(shí)驗(yàn)效果也不理想，而采用CAI課件進(jìn)行教學(xué)，既能讓學(xué)生觀察到實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象，以驗(yàn)證理論，又避免浪費(fèi)和污染。利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、裝置、流程、實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行仿真，用文字、聲音、圖像、動(dòng)畫的效果讓學(xué)生有身臨其境的感受，如醚的過(guò)氧化物爆炸、有毒溶劑的燃燒、酰氯的水解和氨化等。所有這些使學(xué)生在輕松愉快的環(huán)境中學(xué)會(huì)化學(xué)原理和實(shí)驗(yàn)方法，同時(shí)還避免了實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的污染、中毒和不安全因素。即使那些毒性大、危險(xiǎn)性大、試劑昂貴的實(shí)驗(yàn)變成了綠色化實(shí)驗(yàn)。
5合理安排實(shí)驗(yàn)順序，節(jié)約試劑，消除污染
在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中總要產(chǎn)生一些廢物，而將實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢物綜合利用將是消除污染最理想的方法。為此我們將一些有關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)按先后順序“串聯(lián)”起來(lái)，如在合成實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)“一條龍”實(shí)驗(yàn)的編排方式，即在多個(gè)系列合成實(shí)驗(yàn)中，前一個(gè)實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)品作為后一個(gè)實(shí)驗(yàn)的原料，如此連鎖進(jìn)行。如在合成具有抗細(xì)菌、抗微生物的藥品對(duì)氨基苯磺酰胺(合成磺胺類藥物的重要中間體)時(shí)，我們將5個(gè)合成實(shí)驗(yàn)串聯(lián)合成，即苯硝化硝基苯（還原）苯胺（乙?；┮阴１桨罚ɑ酋；?duì)乙酰氨基苯磺酰氯（氨解）對(duì)乙酰氨基苯磺酰胺（水解）對(duì)氨基苯磺酰胺。又如“乙酰水楊酸含量的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)是利用學(xué)生自己合成的乙酰水楊酸為原料完成。在甲基橙制備實(shí)驗(yàn)中將3個(gè)實(shí)驗(yàn)串聯(lián)起來(lái)，即苯胺磺化對(duì)氨基苯磺酸（重氮化）重氮鹽（偶合）甲基橙。在局部麻醉劑苯佐卡因的合成中，將2個(gè)實(shí)驗(yàn)串聯(lián)，即對(duì)硝基苯甲酸酯化對(duì)硝基苯甲酸乙酯(還原)對(duì)氨基苯甲酸乙酯(苯佐卡因)。將水蒸氣蒸餾實(shí)驗(yàn)并入肉桂酸制備實(shí)驗(yàn)中等等。所有這些既使學(xué)生把學(xué)過(guò)的知識(shí)系統(tǒng)化掌握，又節(jié)約了實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)開(kāi)支，并減少了環(huán)境污染。
6實(shí)驗(yàn)廢物的回收利用
化學(xué)實(shí)驗(yàn)無(wú)疑要產(chǎn)生大量廢棄物，如不及時(shí)處理而隨意排放，不僅造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且還會(huì)淡化學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，養(yǎng)成不良的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，因之應(yīng)盡可能做到“三廢”對(duì)環(huán)境的零排放。為此，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中將廢棄物盡可能做到統(tǒng)一回收利用。如我們將合成實(shí)驗(yàn)所得產(chǎn)品均收集起來(lái)作為性質(zhì)實(shí)驗(yàn)、熔點(diǎn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)或溶劑使用。如將柱色譜分離甲基橙與亞甲基藍(lán)實(shí)驗(yàn)和其它實(shí)驗(yàn)中的乙醇廢液用于蒸餾回收95%乙醇，回收后的乙醇可重新用于柱色譜分離實(shí)驗(yàn)。將合成的乙酰水楊酸、乙酰苯胺、用于重結(jié)晶實(shí)驗(yàn)和微波水解實(shí)驗(yàn)，將合成的甲基橙做分析化學(xué)指示劑等等?？傊瑢?duì)實(shí)驗(yàn)中的廢棄物，只要開(kāi)動(dòng)腦筋均有可回收利用的可能。在這些回收利用和循環(huán)使用的實(shí)驗(yàn)中將實(shí)驗(yàn)方法和技能聯(lián)系起來(lái)，不僅提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，而且還使學(xué)生在少學(xué)時(shí)內(nèi)學(xué)到更多的理論知識(shí)。同時(shí)又起到了強(qiáng)化學(xué)生綠色化學(xué)思維和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的作用。
千百年來(lái)，化學(xué)為人類社會(huì)文明進(jìn)步發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類社會(huì)的文明進(jìn)步。但在造福人類的同時(shí)，化學(xué)也對(duì)人類生活、生態(tài)環(huán)境造成負(fù)面影響。發(fā)展綠色化學(xué)是順應(yīng)時(shí)代潮流發(fā)展，保護(hù)人類賴以生成的自然環(huán)境的一項(xiàng)必要措施。新實(shí)驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的更新，對(duì)環(huán)境友好的化學(xué)試劑和反應(yīng)的選用，實(shí)驗(yàn)的微量和半微量化、綜合化和產(chǎn)品及廢料的回收利用等構(gòu)成了有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的改革方向。作為化學(xué)教育工作者應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不斷研究、發(fā)現(xiàn)和探索綠色化反應(yīng)及條件，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的綠色化教育和環(huán)保意識(shí)教育，才有可能從根本上切斷污染源，使化學(xué)化工事業(yè)得到可持續(xù)發(fā)展。
專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃是高校為完成其所承擔(dān)的教育功能和社會(huì)任務(wù)而制定的有關(guān)專業(yè)教學(xué)活動(dòng)的指導(dǎo)性文件。它規(guī)定了專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)途徑和具體實(shí)施方案，是高校進(jìn)行各項(xiàng)具體教學(xué)活動(dòng)的基礎(chǔ)。
化工類專業(yè)作為高等教育的重要專業(yè)之一，其重要目標(biāo)是培養(yǎng)具有扎實(shí)化工基礎(chǔ)理論、基本實(shí)踐技能和工程素質(zhì)的應(yīng)用性人才，并要求培養(yǎng)的學(xué)生具備運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能進(jìn)行應(yīng)用研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)和科技管理的能力。在化工類本科專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中，畢業(yè)論文一般是作為最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)安排在第四學(xué)年進(jìn)行，不讓學(xué)校在畢業(yè)論文完成時(shí)間上也有差異，一般在十幾周到二十幾周不等。同時(shí)越來(lái)越多的高校要求畢業(yè)論文須做到“一人一題”，并要求畢業(yè)論文選題必須遵循客觀性、創(chuàng)造性和科學(xué)性。這些因素客觀上就要求畢業(yè)論文選題必須結(jié)合學(xué)校的專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃和要求，以確保學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能夠完成畢業(yè)論文各階段的工作任務(wù)和目標(biāo)，并提交具有一定科學(xué)性的畢業(yè)論文。在畢業(yè)論文選題時(shí)，切忌選擇在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)難以完成的課題，以避免由于論文選題上的不足給學(xué)生造成的不良影響。
二、結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生完成畢業(yè)論文的效率
學(xué)生在完成畢業(yè)論文時(shí)擁有的興趣會(huì)成為學(xué)生搜集資料的主要?jiǎng)娱W，它會(huì)影響到學(xué)生對(duì)文獻(xiàn)資料的占有和理解及對(duì)所遇問(wèn)題的思考，最終會(huì)影響到學(xué)生在完成畢業(yè)論文時(shí)是否能進(jìn)行更多的創(chuàng)造性思維和勞動(dòng)。因此在論文選題時(shí)，教師不但要發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)學(xué)生完成論文的興趣，而且要正確引導(dǎo)和挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)興趣，只有這樣才能保證畢業(yè)論文的完成效率。
在2007年本科畢業(yè)論文選題時(shí)，我曾為一名學(xué)生選擇了利用天然高分子殼聚糖的化學(xué)改性制備高性能吸附樹(shù)脂的課題，但是通過(guò)與學(xué)生的交流發(fā)現(xiàn)他對(duì)利用植物油、多元醇和多元酸制備醇酸樹(shù)脂更感興趣。其后，我對(duì)課題及時(shí)進(jìn)行了調(diào)整，研究中學(xué)生也很快進(jìn)入了角色，并成功地完成了如何通過(guò)化學(xué)方法去除存在于醇酸樹(shù)脂中微量水的研究，得到的醇酸樹(shù)脂無(wú)論是粘附性能還是成膜性能都明顯改善。
三、結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)能力和基礎(chǔ)，確保畢業(yè)論文的完成質(zhì)量
畢業(yè)論文是學(xué)生從學(xué)校到社會(huì)的過(guò)渡環(huán)節(jié)，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和綜合性。通過(guò)畢業(yè)論文，可以使學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、科研精神和獨(dú)立工作意識(shí)切實(shí)得到鍛煉。但在畢業(yè)論文完成過(guò)程中，學(xué)生由于基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力和方法等方面的差異，使他們?cè)谡n題的理解、資料的收集和整理及分析等方面的完成程度上也不同步。這就要求教師在畢業(yè)論文實(shí)施的具體過(guò)程中，尤其是畢業(yè)論文的選題上。必須要針對(duì)學(xué)生具體情況，做到因材施教，分層次教學(xué)。
根據(jù)作者對(duì)近幾年鹽城工學(xué)院化工專業(yè)學(xué)生畢業(yè)論文完成情況的分析。認(rèn)為學(xué)生可以大致分為三種類型：提高型、鞏固型和彌補(bǔ)型。提高型學(xué)生不但學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和能力較好，而且還學(xué)有余力，具有較強(qiáng)的運(yùn)用基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和技能解決實(shí)際問(wèn)題的能力；鞏固型學(xué)生在畢業(yè)論文以前的學(xué)習(xí)中通過(guò)自己的努力，基本掌握了化工專業(yè)所需化學(xué)化工基礎(chǔ)理論知識(shí)和實(shí)踐技能，具有一定的運(yùn)用基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和技能解決實(shí)際問(wèn)題的能力，但在面對(duì)創(chuàng)新性課題時(shí)還需教師更多地指導(dǎo)和幫助：彌補(bǔ)型的學(xué)生在畢業(yè)論文以前的學(xué)習(xí)中。對(duì)化工基礎(chǔ)理論知識(shí)和實(shí)踐技能的掌握還存在一定不足，對(duì)創(chuàng)新性專題文獻(xiàn)的分析和總結(jié)更是由于學(xué)習(xí)能力方面的原因而難以獨(dú)立完成。對(duì)于這三種類型的學(xué)生，在畢業(yè)論文的選題上應(yīng)有所差異：提高型學(xué)生可選擇一些具有較高創(chuàng)新性要求的課題：鞏固型學(xué)生可選擇一些具有一定創(chuàng)新性要求的課題；彌補(bǔ)型學(xué)生主要考慮選擇一些相對(duì)成熟并有驗(yàn)證性特點(diǎn)的課題。這樣就可以使學(xué)生在力所能及的情況下，完成質(zhì)量達(dá)到要求的畢業(yè)論文。
四、結(jié)合教師科研項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的能力
學(xué)生介入教師科研課題是提高畢業(yè)論文創(chuàng)新性的有效措施。教師的科研課題是教師對(duì)某一領(lǐng)域經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間思考和研究之后形成的成果，一般具備較好的創(chuàng)新性。將畢業(yè)論文選題與教師科研課題結(jié)合起來(lái)，不但可使學(xué)生對(duì)教師所從事的研究工作有較好了解，而且也可通過(guò)學(xué)生參與教師部分科研項(xiàng)目的研究，使他們能更好地了解專業(yè)發(fā)展的新水平、新動(dòng)向和新特點(diǎn)，從而在培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的能力上獲得較高的起點(diǎn)。
在2007年鹽城工學(xué)院化工專業(yè)2003級(jí)畢業(yè)論文選題階段，作者將承擔(dān)的鹽城市社會(huì)發(fā)展項(xiàng)目《基于兩性殼聚糖的靶向藥物緩釋載體材料的研究與開(kāi)發(fā)》的部分研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了分解，并以分解后的課題作為畢業(yè)論文備選課題。在論文選題初期，通過(guò)教師向有意參與這些課題研究的學(xué)生介紹課題的主要研究?jī)?nèi)容、目的及課題的研究?jī)r(jià)值，使學(xué)生對(duì)這些課題產(chǎn)生了興趣。其后通過(guò)具體研究過(guò)程中教師與學(xué)生間的不斷交流，使學(xué)生對(duì)殼聚糖及其衍生物的特點(diǎn)有了更多了解，也使他們的創(chuàng)新能力、實(shí)踐精神和科研素質(zhì)得到了提高，保證了畢業(yè)論文的質(zhì)量。學(xué)生完成的《季銨化羧乙基殼聚糖的制備及其吸濕保濕性能研究》和《季銨化羧甲基殼聚糖的制備及其吸濕保濕性能研究》兩篇畢業(yè)論文被評(píng)為鹽城工學(xué)院優(yōu)秀畢業(yè)論文，并且《季銨化羧乙基殼聚糖的制備及其吸濕保濕性能研究》還獲得2007年江蘇省普通高等學(xué)校本專科優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)二等獎(jiǎng)。
五、結(jié)合社會(huì)需要和企業(yè)要求，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力
根據(jù)對(duì)學(xué)生畢業(yè)后所承擔(dān)的工作性質(zhì)和任務(wù)的統(tǒng)計(jì)和分析可知，化工類學(xué)生畢業(yè)后承擔(dān)的任務(wù)主要有技術(shù)革新、企業(yè)管理、產(chǎn)品研發(fā)、工藝改造、設(shè)備設(shè)計(jì)、環(huán)境治理、節(jié)能降耗、工程施工及產(chǎn)品營(yíng)銷等，內(nèi)容相當(dāng)廣泛，而高校自身又承擔(dān)著傳遞知識(shí)、培育人才和服務(wù)社會(huì)的功能。這就要求畢業(yè)論文選題需要結(jié)合學(xué)生未來(lái)可能從事的工作和社會(huì)的需要及企業(yè)的要求，盡可能選擇一些與實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)和工程實(shí)踐密切相關(guān)的課題。這些與社會(huì)需要和企業(yè)要求結(jié)合的課題往往具有實(shí)用背景，因而通過(guò)相關(guān)課題的研究可以直接強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力，并通過(guò)學(xué)生在論文研究過(guò)程中激發(fā)出的興趣提高他們的創(chuàng)新能力。而論文完成過(guò)程中的每次進(jìn)步更可使學(xué)生獲得成就感。
在2006年，作者根據(jù)江蘇一家農(nóng)藥企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)狀況，擬定了一個(gè)從樂(lè)果生產(chǎn)廢水中回收硫磷酯和氯化銨的課題作為畢業(yè)論文備選課題。在論文選題初期，通過(guò)向?qū)W生介紹該企業(yè)現(xiàn)有樂(lè)果生產(chǎn)工藝特點(diǎn)及硫磷酯和氯化銨的應(yīng)用價(jià)值，使學(xué)生對(duì)所選課題產(chǎn)生了一定的興趣和認(rèn)識(shí)。其后通過(guò)論文研究過(guò)程中與學(xué)生的多次探討以及實(shí)驗(yàn)方案的完善，順利解決了該企業(yè)樂(lè)果生產(chǎn)廢水的處理及資源化利用問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)對(duì)該課題的研究，不但在工程實(shí)踐和創(chuàng)新性思維方法上得到提高，而且完成的畢業(yè)論文內(nèi)容翔實(shí)、完整，具有較高質(zhì)量。
隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)應(yīng)用型人才的需求越來(lái)越多，在這種大環(huán)境下，學(xué)校提出了應(yīng)用型本科建設(shè)目標(biāo)。在此目標(biāo)之下，學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及能力的培養(yǎng)顯得尤為重要，建立培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用型人才的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法[1]。同時(shí)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)化工相關(guān)專業(yè)學(xué)生的第一門基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，是高中化學(xué)與大學(xué)化學(xué)的銜接點(diǎn)，如何做好承前啟后，使學(xué)生掌握無(wú)機(jī)化學(xué)的一般知識(shí)，操作技能，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立工作及創(chuàng)新能力，至關(guān)重要[2]。無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在提高學(xué)生素質(zhì)和培養(yǎng)全面發(fā)展的創(chuàng)造性人才方面將會(huì)發(fā)揮更大的作用[3]。而現(xiàn)在教育形式下，無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)和學(xué)生自身兩方面均存在一些問(wèn)題，我們就從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行探究。
1無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生自身方面存在的問(wèn)題
1.1無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方式存在的問(wèn)題
無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)化工相關(guān)專業(yè)大一新生接觸的第一門專業(yè)實(shí)驗(yàn)課，使學(xué)生掌握基本的操作技能，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，創(chuàng)新意識(shí)，提高科研能力，是無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的最終教學(xué)目標(biāo)。目前來(lái)說(shuō)，培養(yǎng)方案里各門課的課時(shí)均在減少，無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)也在減少，在教學(xué)內(nèi)容方面，往年開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)偏多，綜合性實(shí)驗(yàn)偏少而且創(chuàng)新空間較少。如何在有效的課時(shí)內(nèi)開(kāi)設(shè)具有較高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)，是需要仔細(xì)思考的問(wèn)題。在教學(xué)方式方面，傳統(tǒng)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)采用教師講授、演示實(shí)驗(yàn)的這種教學(xué)模式。這種方式是“填鴨式”教學(xué)模式，極大地挫敗了學(xué)生的探究精神。有悖于教學(xué)的提高學(xué)生創(chuàng)新的初衷。在成績(jī)考核方面，傳統(tǒng)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核從學(xué)生操作，報(bào)告進(jìn)行成績(jī)的考核，缺乏對(duì)學(xué)生準(zhǔn)備工作和結(jié)束工作，與教師交流方面的成績(jī)?cè)u(píng)定因素。
1.2無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)生自身方面存在的問(wèn)題
在學(xué)生自身方面，學(xué)生基礎(chǔ)差異性，由于大一新生生源地不同，各地教學(xué)資源也不同，導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)參差不齊。于此同時(shí)，在高考的指揮棒下，中學(xué)化學(xué)教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc技能訓(xùn)練普遍不足，導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手能力較差。
2無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探究
2.1教學(xué)內(nèi)容的改革
根據(jù)學(xué)院建設(shè)應(yīng)用型本科院校的目標(biāo)要求，服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)，培養(yǎng)所需人才。對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革，對(duì)一些簡(jiǎn)單的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)進(jìn)行刪減，多開(kāi)設(shè)一些綜合實(shí)驗(yàn)，加大綜合性、研究性的實(shí)驗(yàn)比例，把照方拿藥式實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成探索性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自己探究實(shí)驗(yàn)的最佳條件，這點(diǎn)與科研要求不謀而合，同時(shí)把單一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成綜合實(shí)驗(yàn)，增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的連續(xù)性。
2.2教學(xué)方式的改革
改變傳統(tǒng)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)采用教師講授、學(xué)生實(shí)驗(yàn)的這種教學(xué)模式。采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，課前指導(dǎo)學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn)視頻，到圖書館查閱參考文獻(xiàn)，同學(xué)交流根據(jù)自己的想法撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告，培養(yǎng)學(xué)習(xí)研究興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。在課堂教學(xué)上，因材施教，注重師生互動(dòng)交流，鼓勵(lì)學(xué)生把自己的想法表達(dá)出來(lái)，采用啟發(fā)式和討論式教學(xué)模式，提高學(xué)生的參與性，師生間現(xiàn)場(chǎng)達(dá)到很好的交流。如果學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中遇到困難，既不直接告訴他問(wèn)題出在哪里，也不替他排除，而是給以適當(dāng)?shù)奶崾?，引?dǎo)他逐步地解決問(wèn)題[4]。教師把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容延伸至科研，讓學(xué)生體會(huì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研緊密性和連貫性。引導(dǎo)學(xué)生思維發(fā)散，提高探究能力和創(chuàng)新能力。利用網(wǎng)絡(luò)，把實(shí)驗(yàn)中遇到問(wèn)題集體討論，總結(jié)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)問(wèn)題的原因。對(duì)數(shù)據(jù)的處理這方面，借助于電腦軟件，如反應(yīng)速率與活化能測(cè)定實(shí)驗(yàn)中需要繪圖，傳統(tǒng)使用的是坐標(biāo)紙，現(xiàn)在我們要求學(xué)生用excel軟件或者origin軟件繪圖，通過(guò)此舉鍛煉了學(xué)生處理數(shù)據(jù)的能力，為科研和畢業(yè)論文的處理奠定了良好的基礎(chǔ)。當(dāng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)失誤，實(shí)驗(yàn)教師要引導(dǎo)他們回顧整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，分析導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗的原因，這樣加深學(xué)生的印象，也為教學(xué)積累下了經(jīng)驗(yàn)。鼓勵(lì)同學(xué)多動(dòng)腦，只有善于思考、善于總結(jié)才能提升發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后組織學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行討論，以此提高全體學(xué)生的思維能力和總結(jié)能力。在課余，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，讓一部分學(xué)有余力的同學(xué)參與教師科研項(xiàng)目，提升學(xué)生的科研能力；學(xué)生還可以參與實(shí)驗(yàn)教師的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作，在實(shí)驗(yàn)教師的指導(dǎo)下配制上課所需溶液以及一些準(zhǔn)備工作。通過(guò)這種方式擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面和提高了學(xué)生的動(dòng)手能力。在成績(jī)?cè)u(píng)定方面，要注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程，注重學(xué)生的動(dòng)手能力及實(shí)驗(yàn)技能。從學(xué)生的討論和通過(guò)查閱文獻(xiàn)撰寫的預(yù)習(xí)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫情況，實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生維護(hù)等進(jìn)行綜合評(píng)定。
2.3綠色化學(xué)觀念的培養(yǎng)
隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)環(huán)境要求越來(lái)越高，無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在進(jìn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生有毒害的氣體、液體或固體，如果不防治，將會(huì)影響實(shí)驗(yàn)人員的身體健康，同時(shí)也會(huì)對(duì)學(xué)校周邊環(huán)境造成污染，所以實(shí)驗(yàn)采用綠色化學(xué)的實(shí)驗(yàn)方式[5]。強(qiáng)調(diào)“三廢”的處理以及在保證實(shí)驗(yàn)完成的基礎(chǔ)上，減少試劑使用量，比如定性實(shí)驗(yàn)。通過(guò)調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃，合理安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和次序，盡可能地使前一個(gè)反應(yīng)的產(chǎn)物轉(zhuǎn)變成下一個(gè)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)物或原料[6]。把單一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成連續(xù)的實(shí)驗(yàn)，節(jié)約試劑，比如溶液的配制實(shí)驗(yàn)所得溶液用于酸堿滴定實(shí)驗(yàn)；一些毒性較大的定性實(shí)驗(yàn)可以設(shè)計(jì)成以多媒體形式觀看視頻，達(dá)到教學(xué)目的。有些實(shí)驗(yàn)可以設(shè)計(jì)成微型實(shí)驗(yàn)，保留常規(guī)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)主要操作規(guī)范并保證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠，便于操作，把握好試劑用量，不是愈少愈好[7]。
2.4夯實(shí)學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本功，消除學(xué)生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)差異性
在學(xué)生基礎(chǔ)差異性方面，針對(duì)這一特點(diǎn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行統(tǒng)一培訓(xùn)，通過(guò)講座和觀看錄像的方式，在上實(shí)驗(yàn)課前掌握無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)規(guī)則要求，實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí)，常用儀器的認(rèn)識(shí)及正確使用方法。實(shí)驗(yàn)課第一次課強(qiáng)化基本操作訓(xùn)練，如無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)需要的常規(guī)儀器、試劑的保管，常規(guī)儀器確選用及實(shí)驗(yàn)規(guī)范操作。
3結(jié)論
應(yīng)用型本科院校在全面實(shí)施素質(zhì)教育情況下，培養(yǎng)服務(wù)于地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)所需人才。作為化學(xué)化工相關(guān)專業(yè)第一門實(shí)驗(yàn)課程——無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容上以及考核方式多樣化改革，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的操作規(guī)范與操作技能。培養(yǎng)了學(xué)生的探究精神，提高學(xué)生的科研創(chuàng)新能力，畢業(yè)學(xué)生的專業(yè)基本功扎實(shí)，受到用人單位一致好評(píng)，結(jié)果令人滿意。
參考文獻(xiàn)
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1 目的意義
《現(xiàn)代工程化學(xué)》課程，旨在使學(xué)生掌握現(xiàn)代化學(xué)的基本知識(shí)和理論，了解化學(xué)在社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步中的作用，了解化學(xué)在其發(fā)展過(guò)程中與其他學(xué)科相互滲透的特色，培養(yǎng)學(xué)生用現(xiàn)代化學(xué)的觀點(diǎn)去觀察和分析工程技術(shù)上可能遇到的化學(xué)問(wèn)題，并能和化學(xué)工作者一起解決，為今后繼續(xù)學(xué)習(xí)和工作打下必要的化學(xué)基礎(chǔ)，也將培養(yǎng)跨世紀(jì)建設(shè)人才所必備的現(xiàn)代化學(xué)素養(yǎng)，所以編寫一部適用于電氣工程專業(yè)本科學(xué)生培養(yǎng)特點(diǎn)的《現(xiàn)代工程化學(xué)》教材，不僅可以改變學(xué)生教師無(wú)適用教材使用的困境，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的便利通暢，更可以完善基礎(chǔ)化學(xué)教育體系，培養(yǎng)寬厚扎實(shí)基礎(chǔ)理論的高級(jí)人才，尤其針對(duì)電力行業(yè)中化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用與化學(xué)問(wèn)題的解決，包括新材料、能源、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域提供理論學(xué)習(xí)平臺(tái)[1]。
目前電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)科[2]涉及電力電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，電機(jī)電器技術(shù)信息與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)等諸多領(lǐng)域，是一門綜合性較強(qiáng)的學(xué)科，而化學(xué)學(xué)科在該專業(yè)中一直不受重視，因而導(dǎo)致適用于該專業(yè)的化學(xué)類教材匱乏。近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展，電氣設(shè)備不斷采用新材料，新技術(shù)，該專業(yè)發(fā)展受到化學(xué)新材料技術(shù)的影響很大，同時(shí)該專業(yè)學(xué)生在電氣元件的選用、組裝、設(shè)備防腐等方面由于化學(xué)知識(shí)缺乏往往造成制作的器件性能低下，腐蝕嚴(yán)重等情況。我校電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)實(shí)驗(yàn)班開(kāi)設(shè)的本科必修課《現(xiàn)代工程化學(xué)》目前處于無(wú)適合教材使用的狀況，在整體教學(xué)過(guò)程及學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中引起諸多不便，經(jīng)調(diào)研國(guó)內(nèi)相關(guān)類型及層次的教材有《工程化學(xué)基礎(chǔ)》和《工程化學(xué)》[3—4]，但理論內(nèi)容相對(duì)單一，結(jié)構(gòu)層次簡(jiǎn)單，與電力應(yīng)用領(lǐng)域聯(lián)結(jié)空白的現(xiàn)實(shí)狀態(tài)，無(wú)法滿足培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的特點(diǎn)要求，而且在教學(xué)過(guò)程中要不斷補(bǔ)充相關(guān)無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、熱力學(xué)及材料能源發(fā)展的知識(shí)內(nèi)容，還要拓展前沿領(lǐng)域研究進(jìn)展，所以建設(shè)適用于電力行業(yè)使用的《現(xiàn)代工程化學(xué)》特色教材具有迫切性及應(yīng)用性需求。
2.鮮明特色
《現(xiàn)代工程化學(xué)》特色教材建設(shè)是針對(duì)我校電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)實(shí)驗(yàn)班開(kāi)設(shè)的本科必修課，是高等院校非化學(xué)化工類工科專業(yè)學(xué)生需要學(xué)習(xí)的一門重要基礎(chǔ)課程，是培養(yǎng)全面發(fā)展的現(xiàn)代高級(jí)工程技術(shù)人員和相關(guān)管理人才知識(shí)結(jié)構(gòu)和綜合能力的重要組成部分。本教材從物質(zhì)的化學(xué)組成、化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)基本規(guī)律出發(fā)，介紹有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值和潛在應(yīng)用價(jià)值的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)，密切聯(lián)系電力行業(yè)現(xiàn)代工程技術(shù)中遇到的諸如材料的加工與防護(hù)、能源的開(kāi)發(fā)與利用、電廠環(huán)境保護(hù)有關(guān)化學(xué)問(wèn)題，了解化學(xué)與其他學(xué)科間的交叉滲透，其目的主要是幫助學(xué)生建立物質(zhì)變化的觀點(diǎn)和能量變化的觀點(diǎn)，提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力，以利于學(xué)生在今后的工作中能有意識(shí)地運(yùn)用化學(xué)知識(shí)去觀察、分析和解決電力行業(yè)所涉及的化學(xué)問(wèn)題。本教材將現(xiàn)代化學(xué)基本原理與當(dāng)前迅速發(fā)展的材料、能源、環(huán)境科學(xué)密切聯(lián)系，同時(shí)聯(lián)結(jié)電力行業(yè)中化學(xué)知識(shí)的多方面應(yīng)用，具有內(nèi)容簡(jiǎn)明、聯(lián)系實(shí)際、突出重點(diǎn)的特色，可作為工科高等學(xué)校非化工類專業(yè)的普通化學(xué)課程的教材，此外教材強(qiáng)調(diào)化學(xué)基礎(chǔ)理論的系統(tǒng)性，強(qiáng)化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)理論，尤其突出前沿領(lǐng)域應(yīng)用研究，在編寫理念、章節(jié)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容安排方面進(jìn)行全新嘗試。
3.具體方案
3.1精選化學(xué)基礎(chǔ)理論
通過(guò)調(diào)研及匯總資料文獻(xiàn)，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人及項(xiàng)目組成員認(rèn)真研究本項(xiàng)目，結(jié)合電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)實(shí)驗(yàn)班培養(yǎng)方案，確定教材編寫大綱，整合無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)四大基礎(chǔ)化學(xué)經(jīng)典理論，如無(wú)機(jī)化學(xué)中物質(zhì)結(jié)構(gòu)包括原子結(jié)構(gòu)與分子結(jié)構(gòu)理論，有機(jī)化學(xué)中與能源、材料相關(guān)的重要有機(jī)物化性理論，分析化學(xué)中表征物質(zhì)材料結(jié)構(gòu)的光譜學(xué)內(nèi)容，物理化學(xué)中化學(xué)反應(yīng)規(guī)律等，強(qiáng)化理論聯(lián)系實(shí)際，突出工程應(yīng)用。
3.2匯總電力行業(yè)中化學(xué)知識(shí)的多方面應(yīng)用
整合電廠儀器分析、電廠化學(xué)儀表、電廠水處理、電力用油、電力用煤等多課程實(shí)例應(yīng)用內(nèi)容結(jié)合基礎(chǔ)化學(xué)理論，通過(guò)廣泛調(diào)研，收集材料，結(jié)合電力行業(yè)特點(diǎn)，介紹有關(guān)電廠水、煤、油、氣、汽、廢水、儀表、鍋爐腐蝕與防護(hù)等與化學(xué)學(xué)科密切相關(guān)內(nèi)容。
3.3化學(xué)前沿領(lǐng)域研究進(jìn)展
以反映新知識(shí)、新技術(shù)、新工藝和新材料為指導(dǎo)，突出介紹電力行業(yè)中最新化學(xué)知識(shí)理論的應(yīng)用與化學(xué)問(wèn)題的解決。例如發(fā)展低碳智能電網(wǎng)指標(biāo)體系、電廠化學(xué)綠色處理、超導(dǎo)材料應(yīng)用和輸變電系統(tǒng)中化學(xué)問(wèn)題及對(duì)策等，同時(shí)補(bǔ)充國(guó)外電廠中與化學(xué)專業(yè)有關(guān)的技術(shù)問(wèn)題。
3.4復(fù)習(xí)指導(dǎo)與課后練習(xí)
精心總結(jié)各章節(jié)復(fù)習(xí)指導(dǎo)綱要，挑選具有代表性習(xí)題，鞏固理論內(nèi)容，并配合編寫習(xí)題答案。
4.創(chuàng)新性
突出聯(lián)系電力行業(yè)中化學(xué)理論應(yīng)用與化學(xué)問(wèn)題的解決，包括新材料、能源、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用研究，化學(xué)前沿領(lǐng)域的精粹概述。針對(duì)實(shí)驗(yàn)班學(xué)生培養(yǎng)特點(diǎn)，完善基礎(chǔ)化學(xué)理論學(xué)習(xí)體系，有助于引導(dǎo)學(xué)生在較高層面學(xué)習(xí)化學(xué)理論，為學(xué)好學(xué)活工程化學(xué)奠定基礎(chǔ)。
5.學(xué)生受益情況分析
通過(guò)電力行業(yè)《現(xiàn)代工程化學(xué)》特色教材的編寫與建設(shè)，首先將改變學(xué)生無(wú)固定教材上課的現(xiàn)狀，利于學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)、預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，更利于教師授課及教學(xué)安排。通過(guò)對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)理論進(jìn)行整合，添加與電力行業(yè)相關(guān)的設(shè)備、材料、能源、環(huán)境等化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用與聯(lián)結(jié)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)和工程意識(shí)，將更能夠適應(yīng)國(guó)內(nèi)電力建設(shè)的發(fā)展需求，有利于學(xué)生畢業(yè)后參與更多的實(shí)際工程、建設(shè)項(xiàng)目合作，更好的應(yīng)用化學(xué)理論并解決在電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的化學(xué)問(wèn)題，綜合培養(yǎng)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)視野、信息素養(yǎng)、創(chuàng)新思維和交叉學(xué)科融合應(yīng)用能力。
6.致謝
本論文由東北電力大學(xué) "電力行業(yè)《現(xiàn)代工程化學(xué)》特色教材建設(shè)" 教學(xué)改革項(xiàng)目支持，特此感謝。
參考文獻(xiàn)
[1] 周立亞. 工程化學(xué)課程的性質(zhì)和教學(xué)探討[J]. 廣西大學(xué)學(xué)報(bào) No.1， 2002
[2] 李孜. 電氣工程專業(yè)本科教育改革初探[J]. 中國(guó)電力教育 No.15 2012
[3] 李海艷. 工程化學(xué)課程的教學(xué)實(shí)踐探討 [J]. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇 No.11，2011
[4] 樊華，鄧健. 工程化學(xué)多媒體教學(xué)課件的研制與實(shí)踐[J]. 【摘要】《現(xiàn)代工程化學(xué)》是針對(duì)我校電氣工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)班開(kāi)設(shè)的本科必修課，是高等院校非化學(xué)化工類工科專業(yè)學(xué)生需要學(xué)習(xí)的一門重要基礎(chǔ)課程，本文詳盡闡述了《現(xiàn)代工程化學(xué)》教材建設(shè)的目的意義、鮮明特色、具體方案、創(chuàng)新性及學(xué)生受益情況分析。
【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代工程化學(xué)特色教材建設(shè)研究
1 目的意義
《現(xiàn)代工程化學(xué)》課程，旨在使學(xué)生掌握現(xiàn)代化學(xué)的基本知識(shí)和理論，了解化學(xué)在社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步中的作用，了解化學(xué)在其發(fā)展過(guò)程中與其他學(xué)科相互滲透的特色，培養(yǎng)學(xué)生用現(xiàn)代化學(xué)的觀點(diǎn)去觀察和分析工程技術(shù)上可能遇到的化學(xué)問(wèn)題，并能和化學(xué)工作者一起解決，為今后繼續(xù)學(xué)習(xí)和工作打下必要的化學(xué)基礎(chǔ)，也將培養(yǎng)跨世紀(jì)建設(shè)人才所必備的現(xiàn)代化學(xué)素養(yǎng)，所以編寫一部適用于電氣工程專業(yè)本科學(xué)生培養(yǎng)特點(diǎn)的《現(xiàn)代工程化學(xué)》教材，不僅可以改變學(xué)生教師無(wú)適用教材使用的困境，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的便利通暢，更可以完善基礎(chǔ)化學(xué)教育體系，培養(yǎng)寬厚扎實(shí)基礎(chǔ)理論的高級(jí)人才，尤其針對(duì)電力行業(yè)中化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用與化學(xué)問(wèn)題的解決，包括新材料、能源、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域提供理論學(xué)習(xí)平臺(tái)[1]。
目前電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)科[2]涉及電力電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，電機(jī)電器技術(shù)信息與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)等諸多領(lǐng)域，是一門綜合性較強(qiáng)的學(xué)科，而化學(xué)學(xué)科在該專業(yè)中一直不受重視，因而導(dǎo)致適用于該專業(yè)的化學(xué)類教材匱乏。近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展，電氣設(shè)備不斷采用新材料，新技術(shù)，該專業(yè)發(fā)展受到化學(xué)新材料技術(shù)的影響很大，同時(shí)該專業(yè)學(xué)生在電氣元件的選用、組裝、設(shè)備防腐等方面由于化學(xué)知識(shí)缺乏往往造成制作的器件性能低下，腐蝕嚴(yán)重等情況。我校電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)實(shí)驗(yàn)班開(kāi)設(shè)的本科必修課《現(xiàn)代工程化學(xué)》目前處于無(wú)適合教材使用的狀況，在整體教學(xué)過(guò)程及學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中引起諸多不便，經(jīng)調(diào)研國(guó)內(nèi)相關(guān)類型及層次的教材有《工程化學(xué)基礎(chǔ)》和《工程化學(xué)》[3—4]，但理論內(nèi)容相對(duì)單一，結(jié)構(gòu)層次簡(jiǎn)單，與電力應(yīng)用領(lǐng)域聯(lián)結(jié)空白的現(xiàn)實(shí)狀態(tài)，無(wú)法滿足培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的特點(diǎn)要求，而且在教學(xué)過(guò)程中要不斷補(bǔ)充相關(guān)無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、熱力學(xué)及材料能源發(fā)展的知識(shí)內(nèi)容，還要拓展前沿領(lǐng)域研究進(jìn)展，所以建設(shè)適用于電力行業(yè)使用的《現(xiàn)代工程化學(xué)》特色教材具有迫切性及應(yīng)用性需求。
2.鮮明特色
《現(xiàn)代工程化學(xué)》特色教材建設(shè)是針對(duì)我校電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)實(shí)驗(yàn)班開(kāi)設(shè)的本科必修課，是高等院校非化學(xué)化工類工科專業(yè)學(xué)生需要學(xué)習(xí)的一門重要基礎(chǔ)課程，是培養(yǎng)全面發(fā)展的現(xiàn)代高級(jí)工程技術(shù)人員和相關(guān)管理人才知識(shí)結(jié)構(gòu)和綜合能力的重要組成部分。本教材從物質(zhì)的化學(xué)組成、化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)反應(yīng)基本規(guī)律出發(fā)，介紹有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值和潛在應(yīng)用價(jià)值的基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)，密切聯(lián)系電力行業(yè)現(xiàn)代工程技術(shù)中遇到的諸如材料的加工與防護(hù)、能源的開(kāi)發(fā)與利用、電廠環(huán)境保護(hù)有關(guān)化學(xué)問(wèn)題，了解化學(xué)與其他學(xué)科間的交叉滲透，其目的主要是幫助學(xué)生建立物質(zhì)變化的觀點(diǎn)和能量變化的觀點(diǎn)，提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力，以利于學(xué)生在今后的工作中能有意識(shí)地運(yùn)用化學(xué)知識(shí)去觀察、分析和解決電力行業(yè)所涉及的化學(xué)問(wèn)題。本教材將現(xiàn)代化學(xué)基本原理與當(dāng)前迅速發(fā)展的材料、能源、環(huán)境科學(xué)密切聯(lián)系，同時(shí)聯(lián)結(jié)電力行業(yè)中化學(xué)知識(shí)的多方面應(yīng)用，具有內(nèi)容簡(jiǎn)明、聯(lián)系實(shí)際、突出重點(diǎn)的特色，可作為工科高等學(xué)校非化工類專業(yè)的普通化學(xué)課程的教材，此外教材強(qiáng)調(diào)化學(xué)基礎(chǔ)理論的系統(tǒng)性，強(qiáng)化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)理論，尤其突出前沿領(lǐng)域應(yīng)用研究，在編寫理念、章節(jié)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容安排方面進(jìn)行全新嘗試。
3.具體方案
3.1精選化學(xué)基礎(chǔ)理論
通過(guò)調(diào)研及匯總資料文獻(xiàn)，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人及項(xiàng)目組成員認(rèn)真研究本項(xiàng)目，結(jié)合電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)實(shí)驗(yàn)班培養(yǎng)方案，確定教材編寫大綱，整合無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué)四大基礎(chǔ)化學(xué)經(jīng)典理論，如無(wú)機(jī)化學(xué)中物質(zhì)結(jié)構(gòu)包括原子結(jié)構(gòu)與分子結(jié)構(gòu)理論，有機(jī)化學(xué)中與能源、材料相關(guān)的重要有機(jī)物化性理論，分析化學(xué)中表征物質(zhì)材料結(jié)構(gòu)的光譜學(xué)內(nèi)容，物理化學(xué)中化學(xué)反應(yīng)規(guī)律等，強(qiáng)化理論聯(lián)系實(shí)際，突出工程應(yīng)用。
3.2匯總電力行業(yè)中化學(xué)知識(shí)的多方面應(yīng)用
整合電廠儀器分析、電廠化學(xué)儀表、電廠水處理、電力用油、電力用煤等多課程實(shí)例應(yīng)用內(nèi)容結(jié)合基礎(chǔ)化學(xué)理論，通過(guò)廣泛調(diào)研，收集材料，結(jié)合電力行業(yè)特點(diǎn)，介紹有關(guān)電廠水、煤、油、氣、汽、廢水、儀表、鍋爐腐蝕與防護(hù)等與化學(xué)學(xué)科密切相關(guān)內(nèi)容。
3.3化學(xué)前沿領(lǐng)域研究進(jìn)展
以反映新知識(shí)、新技術(shù)、新工藝和新材料為指導(dǎo)，突出介紹電力行業(yè)中最新化學(xué)知識(shí)理論的應(yīng)用與化學(xué)問(wèn)題的解決。例如發(fā)展低碳智能電網(wǎng)指標(biāo)體系、電廠化學(xué)綠色處理、超導(dǎo)材料應(yīng)用和輸變電系統(tǒng)中化學(xué)問(wèn)題及對(duì)策等，同時(shí)補(bǔ)充國(guó)外電廠中與化學(xué)專業(yè)有關(guān)的技術(shù)問(wèn)題。
3.4復(fù)習(xí)指導(dǎo)與課后練習(xí)
精心總結(jié)各章節(jié)復(fù)習(xí)指導(dǎo)綱要，挑選具有代表性習(xí)題，鞏固理論內(nèi)容，并配合編寫習(xí)題答案。
4.創(chuàng)新性
突出聯(lián)系電力行業(yè)中化學(xué)理論應(yīng)用與化學(xué)問(wèn)題的解決，包括新材料、能源、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用研究，化學(xué)前沿領(lǐng)域的精粹概述。針對(duì)實(shí)驗(yàn)班學(xué)生培養(yǎng)特點(diǎn)，完善基礎(chǔ)化學(xué)理論學(xué)習(xí)體系，有助于引導(dǎo)學(xué)生在較高層面學(xué)習(xí)化學(xué)理論，為學(xué)好學(xué)活工程化學(xué)奠定基礎(chǔ)。
5.學(xué)生受益情況分析
通過(guò)電力行業(yè)《現(xiàn)代工程化學(xué)》特色教材的編寫與建設(shè)，首先將改變學(xué)生無(wú)固定教材上課的現(xiàn)狀，利于學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)、預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，更利于教師授課及教學(xué)安排。通過(guò)對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)理論進(jìn)行整合，添加與電力行業(yè)相關(guān)的設(shè)備、材料、能源、環(huán)境等化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用與聯(lián)結(jié)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)和工程意識(shí)，將更能夠適應(yīng)國(guó)內(nèi)電力建設(shè)的發(fā)展需求，有利于學(xué)生畢業(yè)后參與更多的實(shí)際工程、建設(shè)項(xiàng)目合作，更好的應(yīng)用化學(xué)理論并解決在電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的化學(xué)問(wèn)題，綜合培養(yǎng)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)視野、信息素養(yǎng)、創(chuàng)新思維和交叉學(xué)科融合應(yīng)用能力。
6.致謝
本論文由東北電力大學(xué) "電力行業(yè)《現(xiàn)代工程化學(xué)》特色教材建設(shè)" 教學(xué)改革項(xiàng)目支持，特此感謝。
參考文獻(xiàn)
[1] 周立亞. 工程化學(xué)課程的性質(zhì)和教學(xué)探討[J]. 廣西大學(xué)學(xué)報(bào) No.1， 2002
程黨國(guó)，副教授，浙江大學(xué)求是青年學(xué)者，博士生導(dǎo)師。1979年11月生于陜西省，于2001年7月、2006年3月在天津大學(xué)化學(xué)工藝專業(yè)分別獲得學(xué)士、博士學(xué)位。2006年4月進(jìn)入浙江大學(xué)化工系聯(lián)合化學(xué)反應(yīng)工程研究所工作，2009年12月晉升副教授。2014年8月受國(guó)家留學(xué)基金委員會(huì)資助，前往美國(guó)伊利諾伊大學(xué)香檳分校（UIUC）進(jìn)行為期一年的訪問(wèn)交流，專業(yè)特長(zhǎng)為催化及催化反應(yīng)工程。
先后主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目3項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目子課題1項(xiàng)，參與國(guó)家“863”計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)，在研項(xiàng)目主要集中在新型催化材料（分子篩）的設(shè)計(jì)與制備、催化反應(yīng)機(jī)理研究等方面。相關(guān)研究成果已在Small， Journal of Materials Chemistry A， Chemical Engineering Science， Applied Catalysis A， Industrial & Engineering Chemistry Research等國(guó)內(nèi)外核心期刊發(fā)表SCI收錄論文40余篇，獲國(guó)家授權(quán)發(fā)明專利6件。
藍(lán)天、綠地、碧水，清潔、安寧、宜人的環(huán)境，是全人類共同的渴望，也是人類可持續(xù)發(fā)展的基本要求?；瘜W(xué)為人類文明和社會(huì)進(jìn)步做出了巨大的貢獻(xiàn)，并且還將繼續(xù)發(fā)揮其不可替代的作用。然而，許多傳統(tǒng)的化學(xué)化工過(guò)程目前還存在嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。
近年來(lái)，以從源頭上消除污染和安全隱患、節(jié)省資源為核心的綠色化學(xué)引起國(guó)內(nèi)外專家的普遍關(guān)注。在解決經(jīng)濟(jì)、資源、環(huán)境三者矛盾的過(guò)程中，綠色化學(xué)將發(fā)揮重要的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，絕大多數(shù)化學(xué)品的生產(chǎn)過(guò)程都有催化劑的參與， 因此綠色催化反應(yīng)是綠色化學(xué)的重要內(nèi)容。
浙江大學(xué)求是青年學(xué)者、博士生導(dǎo)師程黨國(guó)就是一位專注于綠色催化領(lǐng)域的科研工作者。近年來(lái)他主要致力于催化及催化反應(yīng)工程等領(lǐng)域，針對(duì)分子篩催化過(guò)程開(kāi)展了一系列的工作。他帶領(lǐng)的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在科研上引導(dǎo)前沿，在產(chǎn)業(yè)化上立足國(guó)家重大需求，取得了一系列具有國(guó)際領(lǐng)先水平的重要研究成果，為我國(guó)科技創(chuàng)新體制建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn)。
基礎(chǔ)研究 創(chuàng)新為本
上世紀(jì)50年代中期，美國(guó)聯(lián)碳公司首先生產(chǎn)出X-型和Y-型分子篩，它們是具有均一孔徑的硅鋁酸鹽結(jié)晶體，其孔徑為分子尺寸數(shù)量級(jí)，可以篩分分子。
自分子篩出現(xiàn)后，1964年聯(lián)合石油公司與埃索標(biāo)準(zhǔn)油公司推出負(fù)載金屬的分子篩裂化催化劑。利用分子篩的擇形性，繼20世紀(jì)60年代在煉油工業(yè)中取得的成就，70年代以后在化學(xué)工業(yè)中開(kāi)發(fā)了許多以分子篩為基礎(chǔ)的重要催化過(guò)程。
“分子篩，是具有規(guī)整孔道結(jié)構(gòu)且能將不同大小分子分離或選擇性反應(yīng)的固體吸附劑或催化劑，是一種結(jié)晶型的硅鋁酸鹽，有天然和合成兩種。其結(jié)構(gòu)因SiO2與Al2O3等比例的不同，有不同的型號(hào)。分子篩在化學(xué)工業(yè)、石油工業(yè)及其他部門有廣泛的應(yīng)用，如氣體和液體的干燥、脫水、凈化、分離、回收及催化裂化等石油加工過(guò)程?！背厅h國(guó)形象地告訴記者，“分子篩催化劑，又稱沸石分子篩催化劑，指以分子篩為催化活性組分或主要活性組分之一的催化劑。它具有離子交換性能、規(guī)整的孔道、酸催化活性，并有良好的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性，可制成對(duì)許多反應(yīng)有高活性、高選擇性的催化劑。廣泛應(yīng)用在催化裂化、裂解、催化重整等石油化工反應(yīng)當(dāng)中?！?/p>
在研究中，程黨國(guó)發(fā)現(xiàn)分子篩催化過(guò)程的復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)他的預(yù)期和想象，他和課題組成員付出了超過(guò)預(yù)料的努力。
“具體來(lái)講就是，在催化過(guò)程中，研究者一般希望將反應(yīng)的活性位分散于分子篩孔道中，這樣分子篩孔道尺寸會(huì)影響活性位大小，從而影響反應(yīng)活性；另一方面，分子篩孔道也會(huì)影響反應(yīng)物與產(chǎn)物在其內(nèi)的擴(kuò)散，即在分子篩孔道中存在反應(yīng)與傳遞的協(xié)同作用的現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)此研究可以為催化劑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。我的工作主要針對(duì)兩個(gè)典型反應(yīng)體系開(kāi)展工作?！背厅h國(guó)對(duì)研究的指向做了簡(jiǎn)單的闡述。
“第一個(gè)反應(yīng)是甲烷等小分子轉(zhuǎn)化過(guò)程，在這個(gè)反應(yīng)中分子篩孔道主要影響活性位結(jié)構(gòu)及反應(yīng)機(jī)理。我們通過(guò)不同的制備方法，調(diào)控活性位的種類和空間分布，不但加深反應(yīng)機(jī)理的認(rèn)識(shí)，同時(shí)提出了催化劑孔道中存在活性位空間位阻的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，得到研究者的認(rèn)同?！背厅h國(guó)對(duì)自己的科研充滿了激情?！斑x擇的第二個(gè)反應(yīng)體系是大分子催化裂解為小分子的過(guò)程，如輕油裂解。為了提高大分子反應(yīng)物在分子篩孔道的擴(kuò)散行為，提出了合成多級(jí)孔分子篩，即在分子篩微孔的基礎(chǔ)上引人介孔，從而實(shí)現(xiàn)的分子篩性能的提高。將多級(jí)孔分子篩體系應(yīng)用于催化裂解中，催化劑的活性和選擇性得到很大提高。在這個(gè)研究過(guò)程中，同時(shí)又發(fā)現(xiàn)了一種一步法制備整體型多級(jí)孔分子篩的新方法，這個(gè)方法區(qū)別于傳統(tǒng)的分子篩合成工藝，具有環(huán)保、高效等特點(diǎn)，已在材料類權(quán)威的國(guó)際學(xué)術(shù)期刊作為封面論文報(bào)道?！?/p>
為了追求科學(xué)真理，他認(rèn)真鉆研、奮發(fā)向上、甘當(dāng)幕后、樂(lè)于奉獻(xiàn)，有著實(shí)事求是的科研作風(fēng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，從不追名逐利，從不弄虛作假，以一個(gè)平凡的科研工作者姿態(tài)投身分子篩催化的科學(xué)研究領(lǐng)域。
立足國(guó)需 領(lǐng)航發(fā)展
隨著石油資源的日漸衰竭，低碳烷烴作為石油的替代和補(bǔ)充用作化工原料已成為必然，以它們?yōu)樵现苯愚D(zhuǎn)化合成其他化工產(chǎn)品無(wú)論從技術(shù)還是商業(yè)方面都有巨大的吸引力，是當(dāng)前化工技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
從2011年立項(xiàng)開(kāi)始，三年的歷程，國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“分子篩孔道限域下低碳烷烴氧化反應(yīng)與傳遞協(xié)同作用機(jī)理研究”凝聚了程黨國(guó)及其科研團(tuán)隊(duì)無(wú)盡的心血和汗水。
項(xiàng)目以甲烷等低碳烷烴的直接氧化為研究對(duì)象，采用包括XAFS、原位反應(yīng)技術(shù)及分子模擬等各種表征和研究手段，對(duì)鐵磷酸鋁分子篩上低碳烴轉(zhuǎn)化反應(yīng)與傳遞協(xié)同作用機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和理論研究。通過(guò)認(rèn)識(shí)分子篩孔道結(jié)構(gòu)對(duì)活性位形態(tài)和產(chǎn)物脫附的影響機(jī)制、氧化反應(yīng)過(guò)程反應(yīng)中間產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的演變規(guī)律等，深入地探析了分子篩孔道微環(huán)境對(duì)甲烷催化氧化反應(yīng)過(guò)程的影響，闡明反應(yīng)與傳遞協(xié)同作用的機(jī)理，以此來(lái)進(jìn)一步指導(dǎo)分子篩的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
項(xiàng)目的實(shí)施不但能為實(shí)現(xiàn)低碳烷烴直接轉(zhuǎn)化提供新的催化技術(shù)和理論方法，同時(shí)也為化工過(guò)程強(qiáng)化提供一種新的研究思路。
成果的背后是對(duì)清寂的堅(jiān)守和對(duì)科學(xué)的執(zhí)著，這份執(zhí)著使他視科學(xué)研究為自己生命的一部分。對(duì)科研的熱忱是程黨國(guó)不斷奮勇向前的源源動(dòng)力，對(duì)信念的堅(jiān)持是程黨國(guó)堅(jiān)守科研陣地的精神支柱。帶著這份激情與執(zhí)著，他在科研的路上走得更好更遠(yuǎn)。
