主頁 > 新聞動態 > 工程教育認證下化工綜合實驗平臺的建設與實踐 2021-11-01

工程教育認證下化工綜合實驗平臺的建設與實踐

21世紀以來,隨著經濟全球化與跨國公司的深入發展,跨國工程項目也愈來愈多。需要越來越多的國際工程師參與國際工程項目進行國際間的合作。工程教育的人才培養必須同時面向國際與工程實際,這是包括發達國家在內的高等工業教育和工業發展的經驗。我國的工程教育在與產業結合、與企業緊密聯系合作方面存在不足,對我國工業和工程教育的發展都造成了不利的影響。為滿足工程生產對高層次應用型人才的需求以適應社會的變化和發展,提高學生工程實踐能力、創新能力及解決實際工程問題的能力。針對應用化學、環境工程等專業的由自然科學領域的基礎課向工程科學的專業課過渡的技術課化工原理、環境工程原理等課程實踐環節存在的問題。修訂培養方案,提高實踐性教學環節比重、加強工程實驗平臺的建設等,以培養學生的實踐能力和創新能力,滿足新時期應用型人才培養的需求并為工程專業的認證奠定一定的基礎。
一、化學工程綜合實驗平臺建設的必要性
目前,隨著高等院校擴招及本科教育學時的壓縮,化工類課程實驗實踐教學存在學生多,實驗儀器、設備少,實驗學時壓縮的局面。但學生的動手能力、實踐能力、解決問題的能力、創新能力不僅不能降低,而且還要拔高。即是說:人才培養質量要提高。而實踐環節是培養學生核心能力的重要組成部分。英國科學家培根曾說:“沒有實驗,便沒有科學”。同時外界社會,特別是工業界與實業主體,對實習學生一直不能提供較充分的崗位,因此我校對化工及環境工程等專業的實驗室進行升級改造、建設,以滿足應用型人才培養的需要。
二、化工原理實驗室(環境工程原理實驗室)的建設
化工原理實驗室于2008年7月從開元校區搬入王城校區,從設備的拆卸、運輸到安裝完畢,前后歷時三個月。由于時間倉促、實驗場地的限制,化工原理實驗室與水處理實驗室共用一個108m2的房間,由于設備老化損壞等。實驗設備臺套數少,雖然已將一個班的學生分成6、7組,學生的動手機會仍然不多,甚至有的實驗因設備損壞只能做仿真實驗。鑒于此學院高度重視實驗室的建設,整合、優化、擴大實驗室面積,將化工原理實驗室搬遷到環化樓,增加實驗設備的臺套數、增補新的實驗項目并購置新的實驗設備。2017年10月學院完成了化工原理實驗室的搬遷、重建工作。形成了整體化、一體化的格局與管理模式。極大地改善了實驗的環境與條件。實驗條件改善后,一套設備,4人一組共同進行操作,每位學生都需要負責實驗當中的一部分且需相互協調配合、認真細心操作,才能獲得一組有效的實驗數據。每位學生都有動手鍛煉的機會,提高了學生的動手能力及學習的積極性。并能就實驗當中發現的問題,進行積極思考、討論,提出解決實際工程問題的方法。
三、化工實訓平臺的建設與實踐
多年來化工教學中,經常有學生要求,希望能到化工廠、環境工程及環保設備公司等單位進行實習。但因化工、環工等生產過程常具有危險性且生產過程復雜、連續性程度高。企業出于安全等方面的考慮,不歡迎甚至拒絕學生到單位進行實習。為了實現學生置身于真實的生產環境中,學院經過一年的認真調研、積極籌備及建設。化工實訓平臺于2018年建成。
化工實訓設備系統包括:管路的安裝和拆卸實訓、乙醇-水的精餾實訓、乙酸乙酯的生產和提純實訓、精細化學品(洗滌劑)的生產及天然產物(花椒油)的提取實訓等。學生在實訓操作平臺上,仿若進入生產現場,急切的想了解實際生產,帶著渴望進行生產設備的操作,進入主動學習的良性循環中,理論與實際生產的結合,提高了動手操作能力及學習力,也提高了創新能力及解決工程問題的能力。如:乙醇-水精餾實訓操作平臺,由于廠家安裝時的疏忽,將精餾塔塔釜與重組分產品罐的連接管路安裝的高于釜內液位,在進行連續精餾操作時,重組分產品不能引入產品罐,無法進行連續生產。反復與廠家溝通,因改裝較困難,廠家一直未能解決。學生們在進行實際操作時,老師就地取材,將精餾操作設備當作安裝失敗的例子,教育學生搞工程一定要考慮周全、反復核驗、慎之又慎、精益求精。
同時,要求學生提出解決問題的方法。同學們經過深入的分析思考、討論、驗證,提出了兩種可行的方案。其中一種方案尤其值得肯定。16級學生苗志強等進行詳細觀察、研究了實訓平臺全部的管路系統,發現重組分產品罐通過管道與一臺真空泵相連,提出將產品罐抽真空(根據精餾時的操作參數等,確定產品罐的真空度),重組分產品以一定的速率流入產品罐,精餾生產得以連續穩定地進行。學生的動手能力、解決實際工程問題的能力及創新能力都有了極大的提高。實訓平臺也為學生從實驗順利過渡到生產實習提供了強有力的訓練保障和技術支撐。
四、化工類專業生產實習基地(平臺)的建設
對學生而言,工程教育認證的目的是工程學位(學歷)和工程師資格得到國際認可,可以參與國際項目、參與跨國團隊工作等。其最終目的仍是提高學生分析、解決復雜工程問題的能力,而工程生產現場才真正能使學生得到更為實實在在的鍛煉,發生質的飛躍。工程生產現場也是培養應用型人才的重要場所,因此實習基地的開發和建設尤為重要。學校必須與化工、環工等企業建立長期穩定的合作關系,使之成為學校的校外實習基地。幾年來,學院在實習基地建設方面做了大量的工作,也取得了一定的成效。譬如:洛陽市瀍河污水處理廠、洛陽石化工程公司煉制廠、洛陽環保工程公司、河南科學院科高輻射化工科技有限公司等等。同學們在實習過程中,從生產配料、生產工藝到設備的操作、運行以及管路的布置等,都一一認真學習,將所學理論與生產實際進行比較,發現有相符也有不相符的地方。對于不符合的地方,同學們詢問師傅再經查資料、討論、思考,找到答案并徹底理解,做到融會貫通。就是在這樣一點一滴的積累中,同學們學習興趣愈濃,分析問題解決工程問題的能力及創新能力越來越強,提高了學生的就業競爭力。學生實習過程中提出的問題反過來促使企業的師傅、員工進行更深入的思考,技術水平也日趨完善。使學院與企業之間的聯系更加緊密,企業在學生實習的過程中,通過觀察、了解學生,也為企業物色到了較滿意的員工,實現了學生就業、企業用人的良性循環。
五、化工綜合實驗設備,化工綜合實驗裝置,化工綜合實驗設備的介紹

化工綜合實驗設備,化工綜合實驗裝置,化工綜合實驗設備是強化手動操作技能訓練；考察學生全面分析系統、辨別正誤和迅速決策等能力，在實踐中結合了識圖能力、出具規范清單、安全操作等各項理論功底的考察。

分項	說明
裝置功能	1.強化手動操作技能訓練。 2.考察學生全面分析系統、辨別正誤和迅速決策等能力，在實踐中結合了識圖能力、出具規范清單、安全操作等各項理論功底的考察。 3.配套流體輸送機械、化工儀表和機械制圖等多門課程的教學實踐，如管道流動阻力、管件識辨、離心泵特性、流量計安裝、換熱器特性和四大化工參量的安裝、檢測、顯示等。 4.掌握離心泵、換熱器、填料塔的結構、安裝及使用。
設計參數	工作溫度：常溫。液體流量：0-14.4m³/h。氣體流量：0-300m³/h。
外形尺寸	長x寬x高：4200x2000x3800mm(可根據實訓場地實際高度和場地面積進行調整)，整機采用鋼制噴塑框架，帶兩層操作平臺，一層平面方便安裝、檢修，二層有安全斜梯通上并有護欄、防滑板。
公用設施	水：實訓過程中水可循環使用，實訓結束后排空即可。電：電壓AC380V，功率2kW，三相四線制（三火線一零線）。需配置1~2個接地點（安全地及信號地）。實驗物料：清潔自來水。
主要設備	風機：高效旋渦氣泵，流量100m³/h。 304不銹鋼列管換熱器，換熱面積1.0m²^。不銹鋼離心泵：功率750W，流量0-7.2m³/h。 304不銹鋼儲罐φ650x900mm。 304不銹鋼儲罐φ500x650mm。 304不銹鋼填料塔DN200。過濾器DN40。閥門,法蘭及管道（DN15,DN25,DN32,DN50）。耗材一套：螺栓螺母、法蘭密封墊、活接密封墊等。輔助工具：套筒扳手、橡皮錘、木榔頭、鐵榔頭、螺絲刀、開口扳手、活頭扳手。
測控組成	變量	檢測機構	顯示機構	執行機構
	離心泵進口壓力	指針式壓力表，儀表精度：1.5%FS	壓力表就地顯示	無
	離心泵出口壓力	指針式壓力表，儀表精度：1.5%FS	壓力表就地顯示	管路出口閘（手）
	流體流量	玻璃轉子流量計，儀表精度：4%FS	流量計就地顯示	管路出口閘（手）
	流體溫度	雙金屬溫度計，儀表精度：1.5%FS	溫度就地顯示	無
	液位	液位計	液位就地顯示	無

六、結語
化學工程實驗、實訓、實習平臺的建設,構成了完整的循序漸進遞進層次的實踐教學體系。保證了學生可以獲得系統實驗技能及工程實踐的訓練。學生通過實驗練就扎實的基本實驗技能,通過綜合實訓提高實踐動手能力,通過生產實習提高解決實際復雜工程問題的能力及創新能力。為應用型人才的培養及工程專業的認證提供了有力的保障。同時,也為教師的實驗教學、科研工作提供了有利的條件。如新冠肺炎疫情期間,學院教師利用精細化學品實訓平臺,經過反復調試配方,成功生產了符合要求的消毒殺菌洗手液,供全校各單位使用,為打贏疫情防控保衛戰做出了一定的貢獻。

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