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關(guān)鍵詞:工程能力;創(chuàng)新能力;培養(yǎng)模式;基礎(chǔ)課程
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)37-0035-02
化工專業(yè)基礎(chǔ)課程主要包括《化工原理》、《化工熱力學(xué)》、《化學(xué)反應(yīng)工程》以及相關(guān)的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和化工原理課程設(shè)計(jì)等課程。根據(jù)石化行業(yè)以及國(guó)家能源戰(zhàn)略的發(fā)展需求,原有的培養(yǎng)模式已無(wú)法滿足這一要求,必須通過(guò)加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)課程的建設(shè),建立以工程能力和創(chuàng)新能力為導(dǎo)向的新型培養(yǎng)模式,才能夠培養(yǎng)出高水平的工程技術(shù)人才。本文在對(duì)日常教學(xué)、學(xué)生尤其是已畢業(yè)學(xué)生反饋、用人單位反饋進(jìn)行大量分析與總結(jié)的基礎(chǔ)上,提出了以工程和創(chuàng)新能力為導(dǎo)向的新的培養(yǎng)模式,并進(jìn)行了多方面的建設(shè)工作。
一、面向石油化工行業(yè)特色,強(qiáng)化教師隊(duì)伍與課程建設(shè)
1.建立具有較強(qiáng)工程能力的教師隊(duì)伍。在以工程能力和創(chuàng)新能力為導(dǎo)向的新型培養(yǎng)模式中,教師不但要具有較高的科研水平,還應(yīng)該具有極為深厚的工程背景。課程教師隊(duì)伍共由20名教師組成。為了提高教師的工程能力,聘請(qǐng)資深煉油化工設(shè)計(jì)人員定期進(jìn)行講座。在科研成果的工業(yè)化轉(zhuǎn)化過(guò)程中,鼓勵(lì)年輕老師共同參與,提高其工程能力。通過(guò)幾年的建設(shè),形成了一只高水平的教師隊(duì)伍:1名教授被評(píng)為北京市高等學(xué)校教學(xué)名師、2名教授被評(píng)為校教學(xué)名師、1名副教授被評(píng)為校品牌課教師、《化工原理》教學(xué)團(tuán)隊(duì)被評(píng)為北京市優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)、建設(shè)了《化工原理》與《化工熱力學(xué)》2門北京市精品課程。
2.形成了具有鮮明行業(yè)特色的教材體系。原有教學(xué)模式中采用的都是化工通用的教材,根據(jù)畢業(yè)生和用人單位的反饋,教材內(nèi)容不能滿足石化行業(yè)的發(fā)展需求,一些內(nèi)容和方法在工廠也不再使用。為此,任課教師主編了《化工熱力學(xué)》、《化學(xué)工程與工藝專業(yè)實(shí)驗(yàn)》和《流態(tài)化工程》講義(雙語(yǔ))、參編了《石油化學(xué)工程原理》、翻譯出版了《化學(xué)反應(yīng)工程》共4門課程的教材,針對(duì)石油加工過(guò)程進(jìn)行了大量的補(bǔ)充和刪減。如在《石油化學(xué)工程原理》教材中補(bǔ)充了石化行業(yè)常用的高溫油泵的特殊輸送要求,在分餾過(guò)程中補(bǔ)充了油品分餾塔的操作和核算;結(jié)合石油工程中流體相態(tài)對(duì)油田開發(fā)的重要性,對(duì)熱力學(xué)教材中過(guò)時(shí)的圖表法計(jì)算流體熱力學(xué)性質(zhì)等內(nèi)容作相應(yīng)的刪減。主講教師還主編了《催化裂化流態(tài)化技術(shù)》、《水合物科學(xué)及技術(shù)》、《二氧化碳捕集、封存與利用技術(shù)》,參編了《原油蒸餾工藝與工程》共4本著作,這些著作是化工專業(yè)其他課程的重要補(bǔ)充內(nèi)容,并極大地開拓了學(xué)生的視野。
3.積極進(jìn)行教學(xué)方法改革,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)效果。強(qiáng)調(diào)通過(guò)教學(xué)改革增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。例如在《化工原理》教學(xué)中首先以多相傳質(zhì)設(shè)備的相控制基本理論作為基本路線;其次,建立了多相傳質(zhì)工藝和設(shè)備過(guò)渡教學(xué)體系;再次,建立了多相傳質(zhì)及其附屬設(shè)備的全塔負(fù)荷性能圖分析理論,規(guī)范了塔設(shè)備操作限的概念。多年來(lái)學(xué)生普遍對(duì)《化工熱力學(xué)》有畏難情緒,認(rèn)為理論性過(guò)強(qiáng)、難以應(yīng)用。任課教師分析發(fā)現(xiàn)過(guò)去課程中大量使用的圖表在生產(chǎn)實(shí)際中很少使用,基本都已通過(guò)計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)。因此在授課時(shí)只對(duì)少數(shù)必要的圖表進(jìn)行講解,以幫助說(shuō)明問題或者現(xiàn)象。而對(duì)于實(shí)際工作中經(jīng)常用到的狀態(tài)方程和活度系數(shù)模型等,文獻(xiàn)報(bào)道的狀態(tài)方程有幾百個(gè),現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)往往無(wú)從取舍,因此在課堂上進(jìn)行了仔細(xì)的講解,對(duì)于過(guò)去大量存在的過(guò)程推導(dǎo)適當(dāng)簡(jiǎn)化,要求學(xué)生學(xué)會(huì)使用商業(yè)化模擬軟件進(jìn)行計(jì)算,以滿足未來(lái)工作中的需要,這樣既突出了本科生學(xué)習(xí)過(guò)程的重點(diǎn),又保證了教學(xué)的效果。
二、建立多樣化的提高工程實(shí)踐和工程設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)體系
化工專業(yè)基礎(chǔ)課與實(shí)際化工生產(chǎn)聯(lián)系非常密切,但學(xué)生在學(xué)習(xí)中卻往往感到抽象、缺乏興趣,其原因在于在以課堂教學(xué)為主的方式中很少涉及體驗(yàn)、實(shí)踐的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。如圖1所示,在多樣化的提高工程實(shí)踐和工程設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)體系中,學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課之前應(yīng)先經(jīng)歷認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、參觀化工設(shè)備模型、拆裝實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié),激發(fā)起學(xué)生的興趣,在專業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)過(guò)程中,應(yīng)通過(guò)設(shè)備仿真和拆裝實(shí)驗(yàn)等體驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié),通過(guò)親身感受進(jìn)一步固化所學(xué)知識(shí),最后通過(guò)課程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié),促使學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)、應(yīng)用,并進(jìn)一步升華。在此過(guò)程中,學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的渴望是自發(fā)形成的,而不是傳統(tǒng)的教師督促學(xué)習(xí),因而學(xué)習(xí)效果很好,學(xué)生的動(dòng)手能力、工程能力也得到了極大的提高。
為配合這一培養(yǎng)模式,授課教師建立了拆裝實(shí)驗(yàn)室,包括各種形式的泵、壓縮機(jī)、閥門、換熱器、塔構(gòu)件,向所有學(xué)生全天開放,部分涉及設(shè)備的課程甚至可以到實(shí)驗(yàn)室內(nèi)講授。另外,還建立了設(shè)備仿真系統(tǒng),學(xué)生可模擬工廠內(nèi)設(shè)備的啟動(dòng)與關(guān)閉。在課程設(shè)計(jì)教學(xué)中,強(qiáng)調(diào)一人一題、分組協(xié)作,既提倡相互協(xié)作,又保持設(shè)計(jì)過(guò)程的獨(dú)立性,結(jié)課時(shí)引入答辯程序,要求同學(xué)對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)思路進(jìn)行講解。此外,聘請(qǐng)校外資深設(shè)計(jì)人員給學(xué)生講課,傳授設(shè)計(jì)和工程經(jīng)驗(yàn)。課題組教師還將多年科研成果:?jiǎn)沃笜?biāo)全塔性能負(fù)荷圖用于《化工原理課程設(shè)計(jì)》,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)Aspen軟件編程計(jì)算,并與手工計(jì)算結(jié)果相對(duì)比、找不足。這些措施極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性,使學(xué)生的工程能力通過(guò)多種方式得到鍛煉。
三、創(chuàng)建創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新模式
課程教師在《流態(tài)化工程》課程中,廣泛搜集了國(guó)內(nèi)外流態(tài)化領(lǐng)域的新理論、新知識(shí),并將其簡(jiǎn)化為通俗易懂的知識(shí),補(bǔ)充到教學(xué)內(nèi)容里。內(nèi)容涵蓋了新的測(cè)量方法(如氣泡直徑的測(cè)量方法、顆?;旌系臏y(cè)量方法等)、經(jīng)典理論的新發(fā)展(如經(jīng)典兩相理論的不足及其補(bǔ)充,以及基于其建立的新模型)、計(jì)算機(jī)CFD數(shù)值模擬等。在補(bǔ)充新的研究結(jié)果時(shí),進(jìn)行的大量的取舍,考慮到授課對(duì)象為本科生,理解能力和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)無(wú)法和研究生或?qū)B氀芯咳藛T相比,授課時(shí)只著重于新模型、新理論的描述,具體的推導(dǎo)過(guò)程和計(jì)算過(guò)程并不涉及。這樣,既方便了學(xué)生的理解和學(xué)習(xí),又能夠?yàn)榻窈髲氖铝鲬B(tài)化研究的同學(xué)打下一定的基礎(chǔ)。此外,將已工業(yè)化的優(yōu)勢(shì)科研成果轉(zhuǎn)化為多功能教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置,指導(dǎo)學(xué)生對(duì)感興趣的知識(shí)點(diǎn)自主設(shè)計(jì)、完成實(shí)驗(yàn),使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到極大提高。例如,氣固流化床反應(yīng)器是石化行業(yè)廣泛采用的反應(yīng)器,由于知識(shí)比較抽象,學(xué)生無(wú)法獲得深刻的理解。課程教師根據(jù)科研成果開發(fā)了《流化床自動(dòng)控制綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)》,可以直接觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,完成各種形式的流態(tài)化實(shí)驗(yàn)。學(xué)生還可以自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行研究,該裝置已經(jīng)投入使用5年,受到了學(xué)生的好評(píng),也得到了教育部有關(guān)專家的肯定,目前,該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)推向市場(chǎng)?;ぴ韴F(tuán)隊(duì)教師根據(jù)多年科研成果建立了多套大型冷模催化裂化實(shí)驗(yàn)教學(xué)裝置,高達(dá)20m,一次可接納學(xué)生10人/套,不但可以觀察流化現(xiàn)象,而且可以展開密度、壓力等多個(gè)物理參數(shù)的測(cè)量,進(jìn)行壓力平衡等裝置運(yùn)行狀況的衡算。小型《催化裂化熱態(tài)實(shí)驗(yàn)裝置》不但可以測(cè)量產(chǎn)品收率、燒焦效果等工藝參數(shù),而且可用于熱量衡算、質(zhì)量衡算、能耗分布等裝置運(yùn)行的評(píng)估計(jì)算,石油大學(xué)在旋風(fēng)分離器領(lǐng)域的研究已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,課程教師自行設(shè)計(jì)、加工了一套《旋風(fēng)分離器冷態(tài)實(shí)驗(yàn)裝置》,可進(jìn)行氣相流場(chǎng)、分離效率的測(cè)量等。石油大學(xué)化工熱力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)多年來(lái)形成了具有特色的研究方向,并曾獲得國(guó)家和教育部的自然科學(xué)獎(jiǎng)。化工熱力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了《流體相平衡實(shí)驗(yàn)裝置》,可以直接觀察到流體的相態(tài)變化并完成氣體在液體中溶解度的測(cè)定。根據(jù)多年從事油氣藏流體相態(tài)研究,對(duì)化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了大量的補(bǔ)充和改進(jìn),并編入了《化學(xué)工程與工藝實(shí)驗(yàn)》教材中,提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)備和技術(shù)水平,提高了教學(xué)質(zhì)量。
四、應(yīng)用效果
關(guān)鍵詞:中小企業(yè);技能型人才;制造業(yè)
我國(guó)原勞動(dòng)和社會(huì)保障部2006年的調(diào)查表明,技工短缺已成為中國(guó)的普遍性問題,中小企業(yè)技能型人才短缺問題尤為突出。浙江省中小企業(yè)數(shù)量占企業(yè)總數(shù)的比重超過(guò)99.5%,中小企業(yè)的產(chǎn)值在制造業(yè)中的產(chǎn)值比重超過(guò)70%,中小企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力在一定意義上代表了浙江經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)力。近年來(lái)的“技工荒”不僅嚴(yán)重影響了浙江經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,而且也給很多浙江中小企業(yè)帶來(lái)前所未有的困難。浙江中小企業(yè)技能型人才短缺現(xiàn)象在全國(guó)具有代表性,為此,我們對(duì)浙江制造業(yè)8個(gè)戰(zhàn)略支柱產(chǎn)業(yè)的中小企業(yè)技能型人才現(xiàn)狀進(jìn)行實(shí)地調(diào)研,以期對(duì)解決我國(guó)中小企業(yè)技能型人才短缺問題提供借鑒。
一、樣本企業(yè)技能型人才現(xiàn)狀
(一)樣本企業(yè)概況。我們?cè)?007年11月至2008年1月期間,按分層抽樣的原理,選擇浙江制造業(yè)8個(gè)戰(zhàn)略支柱產(chǎn)業(yè)中的409家中小企業(yè)進(jìn)行了問卷調(diào)查與實(shí)地訪談,收回有效問卷276份,有效率達(dá)67.4%。按所屬產(chǎn)業(yè)、所屬地區(qū)、企業(yè)性質(zhì)、企業(yè)規(guī)模和創(chuàng)辦時(shí)間等5個(gè)項(xiàng)目對(duì)樣本企業(yè)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(見表1)。雖然樣本不能完全代表浙江制造業(yè)的全部中小企業(yè),但樣本企業(yè)覆蓋了整個(gè)浙江地區(qū)制造業(yè)的主要戰(zhàn)略支柱產(chǎn)業(yè),相關(guān)數(shù)據(jù)足以客觀真實(shí)地反映目前制造業(yè)中小企業(yè)技能型人才的整體狀況。
(二)技能型人才現(xiàn)狀。
1.技能型人才數(shù)量。本次抽樣調(diào)查的276家樣本企業(yè)的職511,總數(shù)為162 945人,其中,持有職業(yè)資格證書的技能型人才23 414人,占樣本企業(yè)全部職業(yè)總數(shù)的14.37%;按一般通行的技術(shù)工人占職工總數(shù)50%的統(tǒng)計(jì)口徑計(jì)算,樣本企業(yè)技能型人才缺口比重為35.63%。調(diào)查還發(fā)現(xiàn),樣本企業(yè)目前有技能型而尚未經(jīng)過(guò)職業(yè)技能鑒定的技術(shù)工人有38 945人,占職工總數(shù)的23.90%,如果加上這部分技能人才,樣本企業(yè)實(shí)際的技能人才總數(shù)為62 359人,占全部職工的38.27%,缺口比重為11.73%。由此可見,目前浙江省制造業(yè)中小企業(yè)技能型人才總量短缺,持證上崗比例較低。
2.技能型人才技能等級(jí)結(jié)構(gòu)。在被調(diào)查的23 414名持有職業(yè)資格證書的技能型人才中,技能型人才結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)非常明顯的金字塔型結(jié)構(gòu):初級(jí)工12 814人,占技能型人才總數(shù)的54.73%,是“塔基”;“塔身”為中級(jí)工,共7624人,占32.56%;高級(jí)工、技師和高級(jí)技師三者(即高技能人才)合計(jì)為2 975人,僅占技能型人才總數(shù)的12.71%,是“塔尖”。尤其是高級(jí)技師有192人,僅占技能型人才總數(shù)的0.82%,比例極低(見表2)。這與先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家技能型人才的鼓型結(jié)構(gòu)(初級(jí)工15%,中級(jí)工50%,高級(jí)工35%)相比差距較大,表明當(dāng)前浙江制造業(yè)中小企業(yè)高技能型人才數(shù)量、比例嚴(yán)重不足,缺口較大,已成為眾多中小企業(yè)發(fā)展壯大的一個(gè)突出問題。
3.技能型人才學(xué)歷結(jié)構(gòu)。調(diào)查顯示,樣本企業(yè)技能型人才以高中、初中學(xué)歷層次為主,兩者相加占全部技術(shù)工人的73.58%,而大中專畢業(yè)生只占13.36%,小學(xué)及以下文化程度占8.79%,大學(xué)本科及以上文化程度只占技能型人才總數(shù)的4.27%。與制造業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家如德國(guó)、日本相比,浙江制造業(yè)中小企業(yè)技能型人才整體學(xué)歷明顯偏低,這在客觀上加大了高技能型人才的培養(yǎng)難度。同時(shí),由于技術(shù)工人整體素質(zhì)偏低,使很多科技創(chuàng)新成果難以轉(zhuǎn)化,阻礙了企業(yè)新設(shè)備、新工藝、新材料等的引進(jìn)和使用,對(duì)浙江打造先進(jìn)制造業(yè)基地產(chǎn)生了嚴(yán)重的負(fù)面影響。
4.高技能型人才群體的年齡結(jié)構(gòu)。從樣本企業(yè)技能型人才的年齡結(jié)構(gòu)看,30歲以下的技術(shù)工人占技術(shù)工人總數(shù)的43.26%,31~40歲的技術(shù)工人占33.27%,41~50歲的中年技術(shù)工人占17.83%,老年技術(shù)工人(50歲以上)占5.64%??梢?,技能型人才總體年齡結(jié)構(gòu)趨向年輕化,40歲以下的從業(yè)人員已成為浙江先進(jìn)制造業(yè)基地建設(shè)的主要推動(dòng)者和實(shí)現(xiàn)者。但調(diào)查發(fā)現(xiàn),被調(diào)查企業(yè)技師、高級(jí)技師年齡普遍偏高,46歲以上的占40%多,青年高技能型人才嚴(yán)重短缺,其中35歲以下的青年幾乎沒有技師和高級(jí)技師。隨著老一代高技能型人才的逐漸退休,許多企業(yè)原本就短缺的高技能型人才將后繼乏人,面臨斷檔的危險(xiǎn)。
二、樣本企業(yè)技能型人才需求預(yù)測(cè)
(一)2008~2012年期間樣本企業(yè)技能型人才需求量預(yù)測(cè)。我們?cè)趯?duì)每個(gè)樣本企業(yè)現(xiàn)有技能型人才數(shù)量和未來(lái)5年技能型人才需求缺口調(diào)查的基礎(chǔ)上,按產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計(jì)匯總后得到表3。
從技能型人才需求缺口及占需求比例看,2008~2012年期間被調(diào)查企業(yè)的技能型人才需求總量將達(dá)149 111人,技能型人才需求缺口為86 751人,需求缺口大于現(xiàn)有技能型人才總數(shù),這說(shuō)明技能型人才的需求缺口較大。其中,電氣機(jī)械及器材制造業(yè)對(duì)技能型人才的需求缺口為23253人,占總需求缺口的26.80%,所占比例最大;其次是紡織、服裝業(yè),需求量為14 309人,占總需求缺口的16.49%;交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)對(duì)技能型人才需求缺口為13 497人,占15.56%,居第三;石油化學(xué)工業(yè)、特色輕加工業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)需求缺口分別為11 659人、8 586人、8 292人,分別占總需求的13.44%、9.90%、9.56%;光機(jī)電一體化制造業(yè)、鋼鐵工業(yè)兩個(gè)產(chǎn)業(yè)技能型人才需求缺口占總需求的比例最低,分別占5.06%和3.19%。
從對(duì)技能型人才的需求增長(zhǎng)率看,今后5年樣本企業(yè)對(duì)技能型人才的總需求將增長(zhǎng)139.12%,每個(gè)產(chǎn)業(yè)樣本企業(yè)對(duì)技能型人才的需求增長(zhǎng)率均超過(guò)100%,這說(shuō)明各產(chǎn)業(yè)對(duì)技能型人才的需求增長(zhǎng)較快。其中,鋼鐵工業(yè)對(duì)技能型人才的需求增長(zhǎng)幅度最大,為236.17%;特色輕加工業(yè)、石油化學(xué)工業(yè)和紡織服裝業(yè)三個(gè)產(chǎn)業(yè)未來(lái)5年對(duì)技能型人才的需求增長(zhǎng)率分別達(dá)183.98%、183.85%和149.15%,均高出平均增長(zhǎng)率。光機(jī)電一體化制造業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)和交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)的需求增長(zhǎng)幅度大致相當(dāng),分別為122.72%、122.64%、121.42%和120.30%。
(二)各產(chǎn)業(yè)技能型人才需求類型。由表4可知,光機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)和專用設(shè)備制造業(yè)這四大產(chǎn)業(yè)的中小企業(yè)急需大批金工、裝配、計(jì)算機(jī)操作、嵌入式控制設(shè)備安裝維修等方面的通用技術(shù)工人,同時(shí)這四個(gè)產(chǎn)業(yè)的企業(yè)對(duì)高層次的技能型人才,如計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)與通信電子技術(shù)、嵌入式軟件開發(fā)等領(lǐng)域的技術(shù)帶頭人與技術(shù)骨干需求也較為迫切。此外,電氣機(jī)械及器材制造業(yè)為繼續(xù)保持和發(fā)展輸變電設(shè)備、高低壓電器、電機(jī)、電光源產(chǎn)品在全國(guó)的領(lǐng)先地位,還需要大量電氣工程、感應(yīng)電機(jī)設(shè)計(jì)與制造、模具制造等專業(yè)的高技能型人才。交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)和專用設(shè)備制造業(yè)的中小企業(yè)急需機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、模具制造、鑄造鍛造等領(lǐng)域技藝精湛的高級(jí)技術(shù)人才。光機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)的中小企業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)、電氣、光學(xué)儀器設(shè)計(jì)、光學(xué)特種工藝等領(lǐng)域的高層次技能型人才需求也較為迫切。浙江紡織服裝業(yè)中小企業(yè)對(duì)技能型人才的需求重點(diǎn)有:一是化纖聚合工藝技術(shù)、機(jī)電一體化織機(jī)控制和管理、面料染整工藝、化纖數(shù)碼織造工藝方面的技能型人才;二是絲綢染整工藝、真絲數(shù)碼織造工藝方面的技能型人才。此外,還需要大批高速經(jīng)編機(jī)控制及管理、織物染整、織物表面涂層工藝方面的技能型人才。以皮革制品、五金制品、造紙及紙制品、包裝印刷等行業(yè)為重點(diǎn)的特色輕工業(yè),需要大量皮革制品加工、五金制品金屬表面處理及模具加工、廢紙制漿技術(shù)及紙產(chǎn)品加工、包裝印刷行業(yè)的產(chǎn)品制版技術(shù)方面的熟練技工。以建設(shè)全國(guó)氟硅化學(xué)品制造中心和精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)基地及國(guó)內(nèi)重要石化產(chǎn)業(yè)基地為發(fā)展目標(biāo)的石油化學(xué)工業(yè),迫切需要化工工藝、有機(jī)化工、精細(xì)化工、化學(xué)工程等專業(yè)的高級(jí)技術(shù)人才。鋼鐵工業(yè)企業(yè)急需技能型人才類型為鋼鐵冶金、金屬加工壓力、冶金機(jī)械、工業(yè)電氣自動(dòng)化等領(lǐng)域的技能型人才,特別需要具備專業(yè)知識(shí)的專家型及高學(xué)歷的工程技術(shù)人才、高級(jí)技師、具備海外工作經(jīng)歷的高層次技術(shù)人才。
三、結(jié)論
從上述對(duì)浙江制造業(yè)8個(gè)戰(zhàn)略支柱產(chǎn)業(yè)的中小企業(yè)技能型人才現(xiàn)狀及需求的分析,可得出以下結(jié)論:
(一)浙江制造業(yè)中小企業(yè)技能型人才現(xiàn)狀總體表現(xiàn)為:技能型人才總量短缺、技能等級(jí)結(jié)構(gòu)不合理、整體素質(zhì)低下。其中,高技能型人才不僅數(shù)量、比例嚴(yán)重不足,而且存在年齡老化等危險(xiǎn),青年高技能型人才嚴(yán)重匱乏,難以適應(yīng)企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展的需要,已成為浙江制造業(yè)中小企業(yè)加快發(fā)展的主要障礙。
(二)從未來(lái)5年對(duì)技能型人才的需求量看,浙江制造業(yè)中小企業(yè)技能型人才的需求缺口很大,居前三位的依次是:電氣機(jī)械及器材制造業(yè)、紡織服裝業(yè)和交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)。從技能型人才的需求增長(zhǎng)率看,鋼鐵工業(yè)、特色輕加工業(yè)和石油化學(xué)工業(yè)增長(zhǎng)幅度列前三位。
【關(guān)鍵詞】化學(xué)反應(yīng)工程 應(yīng)用 教學(xué)改革
【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2013)16-0056-02
化學(xué)反應(yīng)工程是一門涉及高等數(shù)學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)、化工傳遞過(guò)程、化工分析與合成等多學(xué)科、多領(lǐng)域的科學(xué),也是一門研究化學(xué)反應(yīng)的工程問題的學(xué)科?;瘜W(xué)反應(yīng)工程是我?;瘜W(xué)工程與工藝本??频暮诵恼n程,目的是將實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)可靠地移植到工業(yè)生產(chǎn)中,并且就所確定的反應(yīng)與預(yù)期的生產(chǎn)能力對(duì)反應(yīng)器的形狀、尺寸及操作方式進(jìn)行設(shè)計(jì),其應(yīng)用遍及化學(xué)、石油化學(xué)、生物化學(xué)、醫(yī)藥、冶金及輕工業(yè)等許多工業(yè)部門。
一 化學(xué)反應(yīng)工程在化工工程中的應(yīng)用
1.化工工程是否具有可行性是一個(gè)最直接、最根本的問題,而解決這一問題的基礎(chǔ)是先要了解各反應(yīng)的速率
對(duì)于具有工程意義的系統(tǒng)來(lái)說(shuō),反應(yīng)動(dòng)力學(xué)無(wú)法用理論計(jì)算,而必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。所謂的反應(yīng)進(jìn)行分析,即通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)并對(duì)之進(jìn)行數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián),從而獲得反應(yīng)速度方程。因?yàn)榇蠖鄶?shù)重要的工業(yè)反應(yīng)都不是在充分混合的均相中進(jìn)行的,傳熱和傳質(zhì)過(guò)程對(duì)這些反應(yīng)的進(jìn)行也有相當(dāng)大的影響。因此,傳遞過(guò)程動(dòng)力學(xué)與化學(xué)動(dòng)力學(xué)的共同作用在化學(xué)反應(yīng)工程中具有非常重要的意義。
化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)中的動(dòng)力學(xué)就是專門闡明化學(xué)反應(yīng)速度與各個(gè)物理因素之間的定量關(guān)系。有些從熱力學(xué)分析認(rèn)為可行的,如常壓、低溫合成氨,由于速度太慢而實(shí)際上是不可行的,只有研究出好的催化劑才能在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫ο乱燥@著速度進(jìn)行反應(yīng),這就是動(dòng)力學(xué)的問題。還有一些過(guò)程,從熱力學(xué)分析認(rèn)為是不當(dāng)?shù)?,如甲烷裂解制乙炔,?500℃左右的高溫下,乙炔極不穩(wěn)定,最終似乎只可以得到碳和氫。但如果使它在極短時(shí)間(如0.001秒)內(nèi)反應(yīng)并立刻淬冷到低溫,那就能獲得乙炔,工業(yè)上也就是這樣來(lái)實(shí)施的,所以在實(shí)際應(yīng)用上起決定性作用的往往是動(dòng)力學(xué)因素。為了實(shí)現(xiàn)某一反應(yīng),需要選定合適的條件、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)型式以及確定反應(yīng)器的尺寸和處理能力等,這些都緊緊依賴于對(duì)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性的認(rèn)識(shí)。動(dòng)力學(xué)是反應(yīng)工程的一個(gè)重要基礎(chǔ),更是化工工程的一個(gè)重要基礎(chǔ)。
2.化工工程需要工業(yè)反應(yīng)器,而反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算、開發(fā)與放大是化學(xué)反應(yīng)工程的一個(gè)重要內(nèi)容
盡管各種產(chǎn)品有不同的生產(chǎn)過(guò)程,但作為化工生產(chǎn)的核心——化學(xué)反應(yīng)器是必不可少的。各種不同類型的化學(xué)反應(yīng)器具有不同的反應(yīng)工程性質(zhì),因?yàn)樵谶@些反應(yīng)器中的流體力學(xué)及熱力學(xué)狀況可能完全不同。這就要求在進(jìn)行反應(yīng)器設(shè)計(jì)時(shí),要以質(zhì)量、能量及動(dòng)量的基本守恒方程式為基礎(chǔ)。除了化學(xué)動(dòng)力學(xué)以及質(zhì)量和熱量的交換外,反應(yīng)器中的流體力學(xué)及溫度變化類型對(duì)于反應(yīng)器的生產(chǎn)能力也會(huì)產(chǎn)生影響。
工業(yè)裝置上采用的反應(yīng)條件,不一定與小試或中試的一致。如在實(shí)驗(yàn)室的小裝置內(nèi),反應(yīng)器的直徑很小,床層也薄,一般又常以氣體通過(guò)床層的空間速度作為反應(yīng)條件的一種標(biāo)志。但在放大后,床層的高徑比往往就不一樣了。如要保持相同的空間速度,線速度就需改變,而線速度的大小又影響到壓降、流體的混合和傳熱等情況,從而導(dǎo)致反應(yīng)的結(jié)果不再與小試相同。又如,在小裝置中進(jìn)行某些放熱反應(yīng)時(shí),溫度容易控制,但在大裝置中,傳熱和控溫往往成為頭等難題,甚至根本不可能達(dá)到與小裝置相同的溫度條件,所有這些導(dǎo)致出現(xiàn)“放大效應(yīng)”。因此,工業(yè)裝置的反應(yīng)條件必須結(jié)合工程上的考慮才能最合理地確定。在化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科建立以前,工業(yè)界廣泛采用的方法是逐級(jí)經(jīng)驗(yàn)放大的方法,中間試驗(yàn)往往耗資大、歷時(shí)久。化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)科建立以后,逐步形成一套新的數(shù)學(xué)模型方法。目前,逐級(jí)經(jīng)驗(yàn)放大和數(shù)學(xué)模型兩種方法同時(shí)并存,各有適用范圍,但是,即使是逐級(jí)經(jīng)驗(yàn)放大的方法,也常是以化學(xué)反應(yīng)工程的理論為指導(dǎo),而不再是純經(jīng)驗(yàn)性的了。
3.工業(yè)反應(yīng)過(guò)程的優(yōu)化操作以及反應(yīng)技術(shù)的開發(fā)是反應(yīng)工程在工業(yè)方面的重要應(yīng)用
化工產(chǎn)品只有在反應(yīng)器中才能產(chǎn)生,想提高產(chǎn)品的產(chǎn)量必然要對(duì)反應(yīng)器的操作條件進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)際工業(yè)反應(yīng)過(guò)程未必在最優(yōu)的條件下操作,即使設(shè)計(jì)是優(yōu)化的,在實(shí)施時(shí)往往有許多難以預(yù)料的因素,使原定的優(yōu)化設(shè)計(jì)條件在實(shí)際操作中未必是優(yōu)化的。運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)工程理論對(duì)現(xiàn)行的工業(yè)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行分析,結(jié)合模擬研究,可找出薄弱環(huán)節(jié)和進(jìn)一步調(diào)優(yōu)的方向,通過(guò)調(diào)節(jié)和改造以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。由此可知,在化工工程中,老廠的增產(chǎn)挖潛、新廠的設(shè)計(jì)、新工藝、新產(chǎn)品以及新設(shè)備的付諸實(shí)踐,化學(xué)反應(yīng)工程都起著重要的指導(dǎo)作用。反應(yīng)工程的理論為新反應(yīng)器和新反應(yīng)技術(shù)的開發(fā)指明了方向,研究者可據(jù)此尋找合理的設(shè)備結(jié)構(gòu)和操作方法。近年來(lái)出現(xiàn)的新的石油化工裂解技術(shù)和各種新型技術(shù),都得益于反應(yīng)工程理論的指導(dǎo)。在工業(yè)應(yīng)用中,在定性指導(dǎo)方面已發(fā)揮了很大的作用。但是,與理論研究相比,反應(yīng)器內(nèi)傳遞過(guò)程的實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)據(jù)積累還很薄弱,特別是對(duì)于化工生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的多相流動(dòng)體系的研究還不足。因此,反應(yīng)工程的研究需要與多相流體力學(xué)和多相傳遞過(guò)程的研究相結(jié)合,以便相輔相成。同時(shí),化學(xué)反應(yīng)工程向生化、冶金等領(lǐng)域擴(kuò)展時(shí)還會(huì)出現(xiàn)新問題,這就需要進(jìn)一步的研究。
二 化學(xué)反應(yīng)工程課程教學(xué)改革
針對(duì)目前的高校教學(xué),我認(rèn)為在此門課程教學(xué)與學(xué)習(xí)中應(yīng)對(duì)以下幾方面進(jìn)行加強(qiáng):
1.強(qiáng)化計(jì)算機(jī)的應(yīng)用
氣固相催化反應(yīng)器是用數(shù)學(xué)模型法設(shè)計(jì)計(jì)算最成功的實(shí)
例之一,常用擬均相模型求解。對(duì)擬均相一維模型可以得到微分方程組,此微分方程組可以用數(shù)值法求解,常用的數(shù)值法有歐拉法、改進(jìn)歐拉法、龍格—庫(kù)塔法等。另外要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)“化工計(jì)算機(jī)應(yīng)用”的課程內(nèi)容,采用VB計(jì)算機(jī)語(yǔ)言進(jìn)行編程,對(duì)各種計(jì)算方法、邊界條件、步長(zhǎng)等進(jìn)行比較,使計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定、準(zhǔn)確。
2.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)
如返混是不同停留時(shí)間的物料混合,返混降低了反應(yīng)器中反應(yīng)物料濃度,影響反應(yīng)速度、轉(zhuǎn)化率及選擇性,所以返混對(duì)化學(xué)反應(yīng)結(jié)果影響特別大。通過(guò)開設(shè)相應(yīng)實(shí)驗(yàn),可以從中看到返混對(duì)反應(yīng)物濃度的影響及停留時(shí)間分布的特征,反應(yīng)器的空速等操作條件對(duì)返混程度的影響,對(duì)串聯(lián)全混釜模型與軸向分散模型有了深刻的理解。根據(jù)流動(dòng)模型參數(shù),結(jié)合在其中進(jìn)行反應(yīng)的特征參數(shù),計(jì)算或預(yù)測(cè)非理想流動(dòng)狀態(tài)下反應(yīng)實(shí)際可達(dá)到的轉(zhuǎn)化率。
3.與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合
本課程以工業(yè)反應(yīng)過(guò)程及反應(yīng)器設(shè)備為研究對(duì)象,安排學(xué)生到工廠實(shí)習(xí),這對(duì)本課程的學(xué)習(xí)非常重要。我們連續(xù)幾年安排學(xué)生到中石化茂名分公司實(shí)習(xí),在實(shí)習(xí)前,我們要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)“石油煉制工藝學(xué)”課程內(nèi)容,并針對(duì)自己實(shí)習(xí)的車間查閱相關(guān)資料,了解反應(yīng)原料組成和來(lái)源;掌握裝置的反應(yīng)過(guò)程原理和工藝條件,熟悉裝置的設(shè)備。在實(shí)習(xí)基地先組織聽取技術(shù)人員的安全知識(shí)講座。然后在實(shí)習(xí)中了解主要裝置的工藝流程,熟悉現(xiàn)場(chǎng)的管線——泵——反應(yīng)器——儲(chǔ)罐等的走向,認(rèn)清部分工藝的簡(jiǎn)易流程,了解化工生產(chǎn)中所用到的各類反應(yīng)器、換熱器、罐及輔助設(shè)備等,使學(xué)生對(duì)各類反應(yīng)過(guò)程及所涉及的設(shè)備有感性認(rèn)識(shí)。通過(guò)進(jìn)廠實(shí)習(xí)也進(jìn)一步證明理論與實(shí)踐密不可分,有利于教學(xué)質(zhì)量的提高。
三 結(jié)論
化學(xué)反應(yīng)工程是一門工程類學(xué)科,與工程實(shí)際緊密聯(lián)系,數(shù)學(xué)模型復(fù)雜,實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)。課程改革通過(guò)結(jié)合現(xiàn)代教學(xué)方法與手段,引入專業(yè)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié),加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,培養(yǎng)了學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)的能力及工程意識(shí),提高了分析、解決工程問題的能力,適應(yīng)了新世紀(jì)人才培養(yǎng)模式的需求。
參考文獻(xiàn)
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