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能源化学工程专业认识实习教学探索与改革论文

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2025-04-14 15:37:19    来源:    作者:xuling

摘要:认识实习是我校能源化学工程专业学生培养的重要组成部分,其包括理论知识学习、校内实训厂房参观与大型石油炼化企业参观,可帮助学生系统地学习石油炼化过程中的能源知识。

  摘要:认识实习是我校能源化学工程专业学生培养的重要组成部分,其包括理论知识学习、校内实训厂房参观与大型石油炼化企业参观,可帮助学生系统地学习石油炼化过程中的能源知识。通过问卷调查研究发现,学生在实习过程中暴露出一些问题,如对实习目标的认识还不够准确、对实习内容的理解还存在困难、实习报告撰写较为困难和思想政治教育融入还不够深入等。针对这些问题,学校将优化考核模式,提高平时成绩占比,并优化实习报告内容要求。学校将积极采纳学生的相关建议来提升认识实习课程质量,并更深层次地融入思政元素,更好地培养学生的实践能力和职业素养。


  关键词:能源化学工程;认识实习;教学探索


  0引言


  自2010年教育部将能源化学工程纳入高等教育体系,并在2012年的《普通高等学校本科专业目录》中将其列为特色专业,这一专业便隶属于工学大类下的化工类。近年来,尽管部分高校在课程设置上参考了化学工程与工艺专业,但能源化学工程专业更侧重于培养学生对化石与可再生能源的生成、转化和利用的全面理解以及化学加工技术的应用[1-3],学生将掌握能源生产过程中的能效评估和能量优化技术,这些技能对于实现能源的高效和清洁使用至关重要。化学工程与工艺专业则侧重于化学工业生产过程的共性规律,通过化学方法来改变物质的组成或性质,以生产化学产品,与能源化学工程专业的培养目标存在明显差异[4-8]。因此,在开设能源化学工程专业课程时,要注重将“能源”作为教学重点,并且要与所属院校的教学特色相结合。


  中国石油大学(北京)克拉玛依校区于2020年开设能源化学工程专业,隶属于化工与环境系,该专业立足新疆传统能源和新能源转型升级,以能源化工、新能源发展等为基础,培养扎根边疆、服务西部的能源领域专业人才[9-10]。能源化学工程专业开设基础化学化工课程、化工应用软件及实践、化工设计概论、化工用能分析与评价、生物质催化转化工程、清洁能源工程、煤化学转化工程和化工装备等课程。为了使每一位能源化学工程本科学生深刻认识本专业的学习目的,掌握相关的专业技术,我校还开设了认识实习课程,该课程从理论知识的学习、到校内厂房参观、再到参观正规的大型石油炼化企业,帮助学生系统地学习石油炼化过程中涉及到的能源问题。本文将介绍我校能源化学工程专业认识实习课程的教学模式以及在实践过程中进行的教学改革探索[11]。


  1结合办学理念对认识实习方案进行探索


  中国石油大学(北京)克拉玛依校区秉承“立足新疆、面向西部、服务全国、辐射中亚”的办学方针,致力于培养具有“高层次、应用型、国际化”特色的专业人才。学校紧密围绕国家战略和区域发展需求,不断完善教育体系和人才培养模式,努力培育能够担当时代重任的杰出人才[12]。能源化学工程专业的学生将深入学习能源化学工程、电化学工程和催化技术等领域的基础理论,掌握化石能源和可再生能源生产与高效清洁利用的基本原理,并学习企业能效评价和过程能量优化等关键技术。学校将这一专业与石油特色紧密结合,重点培养学生在石油、天然气、煤化工以及新兴的生物质和新能源化工领域的实践能力,以适应国家能源安全战略和区域经济社会发展的需求[13]。


  我校能源化学工程专业的培养方案注重知识的学习逻辑性和延续性,认识实习课程在课程体系中起“承上启下”的作用:承接前述化工原理I课程,是对该课程中基本知识的再认识和再学习;为化工原理II的学习做铺垫,还为后续将要学习的清洁能源工程、生物质催化转化工程和煤化学转化工程奠定基础。因此,在对课程探索与改革的过程中,要更加注意多元化安排实习课程,尽力满足后续课程的需求。


  2能源化学工程专业认识实习企业


  近年来,我校能源化学工程专业与中石油的两家石化公司——独山子石化公司和克拉玛依石化公司建立了紧密的实习合作关系。独山子石化公司是一家具有世界级规模的炼油化工企业,专注于哈萨克斯坦高含硫原油的加工,是中国与哈萨克斯坦能源战略合作的关键组成部分,该公司具备千万吨级的炼油能力和百万吨级的乙烯生产能力,是大型炼化行业的佼佼者。克拉玛依石化公司则以其高档润滑油、环烷基特种油和沥青等产品的生产而闻名,这些产品在航天、国防等关键领域有着广泛的应用,代表了国内石化行业的高水平。通过与这两家公司的合作,我校能源化学工程专业的学生能够在实践中深入了解行业现状,提升专业技能。我校与独山子石化和克拉玛依石化关系密切,每年有大批优秀毕业生赴企业生产一线工作,本着互惠共赢的原则,独山子石化和克拉玛依石化积极为校区学生提供实习机会,如图1所示。

  3认识实习教学模式


  近年来,我校将能源化学工程专业的认识实习设置在大学二年级暑假期间,通过大学一年级和二年级对高等数学、大学物理、无机化学、物理化学和化工原理I等课程的学习,学生已经掌握了相关基础知识,为参观实践打下良好的理论基础。在认识实习课程安排中,通过理论知识讲授、校内实训厂房参观和大型炼化企业参观以及工人师傅的讲解,激发学生的学习兴趣,调动学习的积极性,切身体验毕业后的工作模式。中国石油大学(北京)克拉玛依校区结合几年的办学经验,目前认识实习的教学模式如图2所示。

  认识实习课程的第一阶段是理论知识学习,为学生提供坚实的基础,以确保他们在后续的实训厂房参观和炼化企业参观中能够更好地理解和应用所学知识。这一阶段主要包括以下关键领域的学习:(1)安全教育:强调在工业环境中安全操作的重要性,包括个人防护装备的使用、事故预防措施和应急响应程序;(2)塔设备:学习塔设备的结构、工作原理以及在炼化过程中的应用,如分馏塔、吸收塔等;(3)管式加热炉:了解管式加热炉的构造、热效率以及在石油化工中的作用,如加热、反应等;(4)换热器:掌握换热器的类型、传热原理和在工业过程中的热交换应用;(5)罐设备:探讨储罐的设计、操作和维护以及它们在储存和运输物料中的作用;(6)泵和压缩机:学习泵和压缩机的工作原理、类型和在流体输送中的重要性。通过这些理论知识的学习,建立起对炼化设备和工艺的基本理解,为实际操作和现场观察打下坚实基础。


  认识实习课程的第二阶段是校内实训厂房参观,是将理论知识与实际应用紧密结合的重要环节。这些厂房配备了与生产一线相同的设备和流程,为学生提供了一个独特的学习环境,帮助学生提前对相关设备建立起初步认知,在进入企业实习之前,搭建好理论知识和实际操作之间的联系,让学生听得懂、学得进、悟得快。参观的厂房包括:(1)热工厂房:展示热工设备和工艺流程,如锅炉、蒸汽系统等,帮助学生理解热能转换和利用;(2)热注鉴定厂房:通过模拟热注井的工艺流程,让学生了解热注技术在油气开采中的应用;(3)天然气处理厂房:介绍天然气的净化、液化和储存技术,使学生加深对天然气加工流程的认识;(4)采出水处理厂房:讲解采出水的处理和回注技术,强调环境保护和资源循环利用的重要性;(5)注水厂房:展示注水工艺,包括水质处理和注水系统,让学生了解提高油田采收率的方法。通过这些实训厂房的参观,学生不仅能够将理论知识与实际操作相结合,还能提前熟悉炼化企业的工作环境,为未来的职业生涯打下坚实基础。


  认识实习课程的第三阶段是生产一线实习,是学生将所学理论知识与实际工业操作相结合的宝贵机会。在独山子石化公司或克拉玛依石化公司,学生将直接接触到原油蒸馏、合成橡胶、聚烯烃和合成树脂等生产线,这些是石油化工行业的核心环节。(1)原油蒸馏:了解原油的初步加工过程,包括分馏和精馏技术,以及它们在提炼石油产品中的作用;(2)合成树脂:研究合成树脂的生产,包括酚醛树脂、环氧树脂等,以及它们在涂料、粘合剂和复合材料中的重要性;(3)聚烯烃:探索聚烯烃的合成方法,包括聚乙烯和聚丙烯,了解它们在塑料制品中的应用;(4)合成橡胶:学习合成橡胶的生产原理和工艺,掌握在多个工业领域中不可或缺的这一材料的制造过程。企业高级工程师的专业讲授,结合博物馆的参观和专家的经验分享,不仅加深了学生对专业知识的理解,而且培养了他们敬业奉献的精神和吃苦耐劳的品质。这一阶段的实习经历,对学生未来的职业发展具有深远影响。


  4认识实习存在的问题与建议


  能源化学工程专业经过几年的探索与发展,不断完善认识实习各类方案措施,但由于学生的个性化差异,仍然存在一些问题。通过向参与本次实习的能化专业共62名2021级学生(47男,15女)发布问卷调查,对所得结果做出以下统计。


  4.1学生对认识实习课程目标的认识程度


  为了解学生对认识实习的了解程度,设计了如下问题:是否了解本课程的学习目标和教学要求、是通过什么途径了解到的认识实习的教学目标、是否了解这门课程的知识目标和素质目标。调查问卷统计结果表明,学生对课程都有比较深刻的认识,普遍都了解学习目标,学生正在逐步靠近设定的教学目标,学习能源化学工程专业相关的法律法规、操作规范及社会伦理道德的相关问题,为成为能化领域综合性人才奠定了基础。


  4.2学生对实习内容难易程度的看法


  通过统计问卷调查结果,如图3所示,学生普遍认为最容易的部分是校内理论课,较困难的部分是撰写实习报告。就理论课而言,主要涉及基本化工设备的结构和功能,对学生的要求是理解记忆,学生对理论知识的掌握比较容易。但在认识实习的过程中,更加注重实践、参观的部分,希望学生在实操过程中掌握知识,而不是在空洞的理论中理解知识点。

  撰写实习报告是对学生重要的考察手段之一,迫于成绩压力,学生往往对实习报告带有很大的心理压力。因此在今后的实习过程中,将进一步优化考核模式,通过提问的形式来了解学生对知识的掌握情况;同时提高平时成绩的占比、优化实习报告内容、提前布置任务并延长实习报告的撰写时间,给学生足够的时间完成。


  4.3学生对课程思政教育的认识


  在2022年7月7日,习近平总书记给中国石油大学(北京)克拉玛依校区的毕业生回信,对118名留在新疆基层工作的毕业生寄予了厚望,在教学过程中也希望学生将来可以扎根西部,努力成为可堪大用、能担重任的西部建设者。


  在认识实习课程中,邀请企业技能专家向学生讲授专业知识及人生感悟,并安排学生参观当地的博物馆,如图4所示。能源化学工程专业的学生在今后的工作中将会面临工艺选择、技术路线优化等问题,通过在认识实习课程中融入思政元素,帮助学生树立正确的社会主义核心价值观,在工艺路线和设备的选择过程中要遵守国家和地方的法律政策,做到公平公正,保证国家和企业的利益。同时,强调技术创新和产品创新的重要性,激励学生更加努力地投身到科研中去,帮助学生认识到科技创新才是第一生产力,强化伦理教育,培养学生精益求精的大国工匠精神。如图5所示,思政教育是有效果的,因此应切实把思政工作落实到立德树人的根本任务中,贯穿到整个认识实习的教育教学的全过程中。

  4.4学生对认识实习提出的建议


  如图6所示,学生对认识实习提出以下建议:食宿有待提高、实习内容不够多元化和实习报告上交时间规划不合理。

  针对食宿问题,将积极与实习企业沟通,争取为学生提供更加良好的食宿条件。针对实习内容,为了学生的安全考虑,通常只能让学生在外参观操作车间,无法让学生感受真正的操作体验,在今后的实习过程中,希望通过采取一些措施,在保证安全的同时让学生上手操作,或按照工业流程建造专用的实习厂房。针对实习报告撰写,将优化实习报告内容要求,适当调整上交报告时间,全力帮助学生解决问题。


  5结语


  中国石油大学(北京)克拉玛依校区经过近几年的探索,已经形成了具有能源化学工程专业特色的认识实习课程,学生在实习过程中对能源化学工程有了更深入的理解,为今后的专业课学习及职业生涯奠定了基础。以学生为中心,以企业生产问题为案例,采用启发式和引导式的教学方法,将课堂讲授与生产实践紧密结合,强化学生的知识应用能力和工程设计创新能力,在认识实习的基础上,还开设了生产实习课程。本专业在与克拉玛依石化和独山子石化等企业紧密合作的基础上,与新疆其他重要化工和能源企业等持续开展合作,合作企业包括新疆中泰化学有限公司、中国能源建设集团新疆电力设计院有限公司、特变电工股份有限公司、新疆众和股份有限公司、新特能源股份有限公司以及伊犁地区相关能源化工企业等。

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