化学工程与工艺

更新时间:2024-06-12 21:58

化学工程与工艺是中国普通高等学校本科专业,属化工与制药类(化工类)专业,基本修业年限为四年,授予工学学士学位。

发展历程

1997年,在《1996/1997年度经国家教委备案或批准设置的普通高等学校本科专业名单》中,增设化学工程与工艺专业,专业代码为081214W,修业年限为四年。

1998年,教育部颁布《普通高等学校本科专业目录新旧专业对照表(1998年颁布)》,将原化学工程(081201)、化工工艺(081202)、高分子化工(081203)、精细化工(081204)、生物化工(部分)(081205)、工业分析(081206)、电化学工程(081207)、工业催化(081208)、化学工程与工艺(081214W)、高分子材料及化工(部分)(081215W)、生物化学工程(部分)(081216W)合并为化学工程与工艺专业,专业代码为081101,属化工与制药类,为工学门类专业。

2012年9月14日,教育部印发《普通高等学校本科专业目录(2012年)》、制定《普通高等学校本科专业目录新旧专业对照表》,将原化学工程与工艺(081101)及化工与制药(部分)(081103W)合并为化学工程与工艺专业,为工学门类专业,专业代码为081301,属化工与制药类专业。

2020年2月21日,教育部颁布《普通高等学校本科专业目录(2020年版)》,化学工程与工艺专业为工学门类专业,专业代码为081301,属化工与制药类专业,授予工学学士学位,学制为四年。

培养目标

化学工程与工艺专业培养具有高度社会责任感和良好的职业道德、良好的人文和科学素养以及健康的身心素质,具备化学、化学工程与技术及相关学科的基础知识、基本理论和基本技能,具有创新创业意识和较强的实践能力,能够在化工、资源、能源、冶金、环保、材料以及生物、医药、食品、信息与国防及相关领域从事生产运行与技术管理、工程设计、技术开发、科学研究、教育教学等工作的人才。

培养规格

学制:4年

授予学位:工学学士

参考总学时或学分:四年制本科专业的总学分为140~180学分,包含理论教学及各类实践教学环节。各高校可根据具体情况做适当调整。

1、思想政治和德育方面

按照教育部统―要求执行。

2、业务知识与能力

各高校应根据自身的办学定位和人才培养目标,结合学科特点、行业和区域特色以及学生发展的需要,吸收企业或行业专家的意见,在上述业务要求的基础上,强化或者增加某些方面的知识、能力和素质要求,形成人才培养特色。

3、体育方面

掌握体育运动的相关知识和基本方法,养成良好的体育锻炼和卫生习惯,达到中国国家规定的大学生体育锻炼合格标准。

课程体系

总体框架

理论课程

包括人文社会科学、数学、物理学、外语、计算机与信息技术、体育、实践训练等知识。在保证中国国家规定的教学内容基础上,各高校可根据自身的办学特色以及人才培养目标,增加某方面的教学内容。

包括工程基础类知识,安全与环保类知识,专业概论知识,基础化学、化学工程与技术学科的核心知识以及反映不同专业特点的特色学科知识。

1、工程基础类知识

主要包括工程力学、化工常用设备及零部件的设计计算和机械加工概要,电工电子技术、化工仪表和自动化等内容。各高校可根据自身人才培养需要,增加工程基础的相关教学要求以及测量技术、过程控制等内容。

2、安全与环保类知识

主要包括化工安全与环境保护的共性知识和共性技术,化学工业中安全生产规律,化工生产事故的预测、预防和紧急处理预案等内容。

3、专业概论知识

主要包括专业基本知识及专业发展历史和现状。

4、基础化学类知识

主要包括物质结构与性质,化学变化过程的热力学原理及应用,化学反应动力学,元素周期律,s区、p区、d区、ds区的单质及其化合物,酸与碱,配位化合物,烃、醇、醚、胺、醛、酮、羧酸、芳香族化合物及其衍生物,杂环化合物,基本有机反应类型,重要有机反应机理,误差与数据处理,化学分析与仪器分析,气体的pVT性质,热力学第一、第二、第三定律,多组分系统热力学,化学平衡,相平衡,电化学,统计热力学初步,表面现象和胶体化学。

5、化学工程与技术类共性知识

主要包括化工流体流动,化工传热,化工传质与分离等单元操作的基本原理、工艺计算及设备基本结构,均相反应动力学,气固相催化反应动力学,理想流动模型及理想反应器设计,反应器操作的模型方程等内容。化学工程与工艺专业应增加化工流体的热力学性质关系,化工过程的能量分析,工艺流程设计,设备选型或设计,车间的平、立面布置设计,安全环保评价和技术经济分析等内容。

6、特色学科类知识

由各高校自行确定,以反映学校的学科专业特色。

包括无机化工有机化工精细化工煤化工高分子化工、电化学工程等相关知识领域(各高校可以根据自身实际需求增减)。

(括号内数字为最少学时数)

工程制图与AUTO CAD(48)、计算机技术基础(32)、化工设备机械基础(32)、电工与电子技术(32)、化工安全与环保(32)、化工导论(16)、无机化学(64)、分析化学(32)、有机化学(80)、物理化学(80)、化工原理(96)、化工热力学(48)、化学反应工程(48)、化工过程分析与合成(32)、化工设计基础(32)、化学工艺学(32)。特色课程:基础化学实验(144)、化工原理实验(48)、专业实验(64)、认识实习(1周)、生产实习(3周)、化工设计(4周)、毕业设计(论文)(14周)、特色实践。

实践教学

主要实践性教学环节包括基础化学实验教学、化工实验教学、综合实践教学和特色实践教学。

主要包括安全化学与绿色化学,物质的合成、分离、鉴定与表征,常用仪器的使用,物质的定性与定量分析,基本物理量与物理化学参数的测定。除验证性实验外,应有适当比例的综合性实验、设计性实验,以培养学生的创新精神和实践能力。

主要包括化工原理实验和专业实验。通过化工实验教学对学生进行实验设计、实验操作和技术、数据处理、观察能力、分析能力、表达能力和团队合作能力的全面训练。因此,化工实验教学要从培养目标出发,统一规划教学内容,综合考虑,分步实施并注意与理论课程的配合与衔接。应充实和改革实验教学内容,综合性实验、设计性实验的比例应大于60%,以加强学生实践能力、创新意识和创新能力的培养。

1、化工原理实验

主要包括化工流体流动实验、化工传热实验、化工传质与分离过程实验。

2、专业实验

各高校可根据自身的专业特色和具体情况开设。化学工程与工艺专业实验包括化工热力学实验、化学反应工程实验、化工分离技术实验和化学工艺实验。

包括实习、化工设计、毕业设计(论文)、创新与创业训练等。

1、实习

主要包括认识实习、生产实习等。通过实习,使学生了解有关化工产品生产工艺流程、主要单元操作和生产设备的原理和操作方法,提高学生理论联系实际和解决复杂工程实际问题的能力,培养其高度责任感、精益求精的工作态度和良好的安全、法律、经济意识。

2、化工设计

包括化工单元设备设计的内容和以产品为导向的过程合成或工厂设计的内容。化工设计是培养学生工程设计能力的重要实践教学环节,是对多门相互联系的基础课、专业基础课知识的综合和实践应用,该环节可培养学生的团队意识和协作精神,提高其综合应用各方面的知识与技能解决复杂工程问题的能力。

3、毕业设计(论文)

须制定与毕业设计(论文)要求相适应的标准和质量保障机制,对选题、内容、指导、答辩等提出明确要求,保证毕业设计(论文)的工作量和难度,并给学生有效指导。选题应符合专业培养目标,一般应结合专业的工程实际问题,有明确的应用背景,使学生在学会应用所学知识分析、解决实际问题的同时,考虑经济、环境、社会、法律、伦理等各种制约因素,培养学生的工程意识、协作精神以及综合应用所学知识解决复杂工程问题的能力。对毕业设计(论文)的指导和考核应有企业或行业专家参与。

4、创新与创业训练

应结合人才培养目标,明确创新、创业教育要求,采取具体实施措施,增强学生的创新精神和创业意识。

各高校根据学校的学科特色确定,以满足特色人才培养的需要。

教学条件

教师队伍

专业专任教师的数量和结构须满足专业教学需要,专业生师比应不高于24:1;讲授化学工程与技术类知识和专业知识的课程,每个课堂教学班的学生人数不应多于100人。

新开办专业的专任教师人数应不少于8名,当该专业在校本科生超过120名时,每增加24名学生,至少增加1名专任教师。

有学术造诣较高的学科带头人,有一定数量的企业或行业专家担任兼职教师。专任教师中具有硕士、博士学位的比例不低于70%,具有高级职称的比例不低于40%。所有专任教师必须取得教师资格证书。

重视实验教学队伍的建设,实验室人员应有固定编制,实验室主任应由具有高级职称的人员担任,每位实验指导教师不得同时指导2个及以上不同内容的实验。

从事化学工程与技术类知识和专业知识教学的专任教师,其学士、硕士或博士学位中,应至少有1个来自化工类专业,其中讲授化工原理、化学反应工程、化工设计的教师的本科应毕业于化学工程与工艺专业。35岁以下教师必须具有硕士及以上学位。80%以上的专任教师和实验指导教师应有累计不少于6个月的工程实践经历(包括指导实习、与企业合作项目、企业工作等)。专任教师应有明确的科研方向,应至少有参与1项科研活动的经历。

教师应有足够的时间和精力投入本科教学中,并积极参与教学研究与改革;教师必须明确自己在教学质量提升过程中的责任,能够根据人才培养目标的要求,针对课程教学的内容、学生的特点和学习情况,运用现代教学理念和教育技术,设计教学过程,实现因材施教,保证教学质量;教师应关心学生成长,加强与学生的沟通交流,为学生提供指导、咨询和服务。

学校应为教师发展提供机会和条件,制定专业教师队伍进修、科研和发展规划,注重对教师教学方法的培训,加强教师工程实践能力的培养,以促进教师素质的持续提升。

设备资源

1、实验室

2、实验教学仪器设备

(1)基础化学实验设备要求

除常用的玻璃仪器外,还应有必备的测量仪器和分析仪器。基础化学实验常用玻璃仪器满足实验时每人1套,综合实验、仪器实验的台套数应满足每组实验不超过6名学生的要求。.

①测量仪器:熔点测定仪、阿贝折射仪、电导(率)仪、电泳仪、流量计、黏度计、密度计、恒温槽、温差测量仪、数字压力计、微压差测量仪、金属相图分析仪等。

②分析仪器:紫外-可见分光光度计、气相色谱仪、液相色谱仪、电解仪、原子吸收光谱仪、红外光谐仪、X射线衍射仪等大型分析仪器。

(2)化工原理实验设备要求

包括流体流动实验装置、传热实验装置、传质与分离实验装置,实验设备台套数应满足每组实验不超过4名学生的要求。

(3)专业教学实验设备要求

除常用的元器件、玻璃仪器、小型辅助仪器外,还应有必备的测量仪器、分析仪器和较大型的实验设备。实验设备台套数应满足每组实验不超过4名学生的要求。

①测量仪器:表面张力仪、熔点测定仪、比表面积测定仪、流量计、黏度计、密度计等,可根据专业特色配备。

②分析仪器:分光光度计、气相色谱仪、荧光光谱仪、红外光谱仪、X射线衍射仪等,可根据专业特色配备。

③大型实验设备:反应器类、气液固分离装置类、矿物加工机械类、燃料转化类、生化实验类及其他分离装置类,可根据专业特色配备。

3、实践基地

应有相对稳定的实习基地,实习基地应是中国国内或区域内有特色的企业或实训基地,其生产工艺过程满足实习和专业能力培养的需要。

教学经费

教学经费投入应能较好地满足人才培养需要,专业生均年教学日常运行支出不少于1200元,除此之外,用于购置、开发、更新教学实验设备的费用每年不低于现有仪器设备总值的5%,且教学经费的投入应持续增长。

质量保障

培养模式

1、以需求为导向,优化专业理论课程体系

从新生入学伊始,专业开设化工与制药类专业导论课程,提高学生对现代化工的全面认识,激发学生对专业的热爱,培养学生的专业自信。大学二年级开设化工工艺学、化工原理、学科前言等专业基础课程,提高学生的专业认识,扩宽学生的专业视野,帮助学生进入专业课的学习。大学三年级在原有化学反应工程、化工热力学、化工设计等专业主干课程的基础上,开设化工过程分析与合成、化工分离工程等课程,以提高学生解决化工领域复杂工程问题的能力;增设化工安全与环保、化工技术经济等课程,树立学生绿色发展理念、培养学生经济分析能力,使其在工程实践中具有危害识别和风险控制的能力。大学四年级针对不同专业培养方向,结合专业发展历史和地缘优势,开设表面活性剂生产工艺、化工传递过程、工业催化技术、精细化学品合成与工艺、有机化工、催化剂的合成与表征等课程,培养学生的专业素养,使学生毕业时具有从事与专业相关的设计和研究工作的能力。

2、基于项目教学,整合专业课程教学内容

将全国大学生化工设计竞赛与化工专业理论课教学全面结合,以培养学生工程实践能力为目标,将化工设计竞赛题目作为设计项目贯穿于专业课堂教学过程中,使学生实现基于设计项目的教育和学习。围绕化工设计竞赛内容,优化理论教学课程体系,实现各门课程的知识体系无缝连接。建立新的课群与课组,明确各门课程讲授的重点,使理论教学体系完整、重点难点突出、学时合理分配;将职业道德、可持续发展观念、现代设计理念、设计标准、现代化工设计工具、中国国家标准等设计工作所需的理论与方法引入教学,将现代化工设计模拟软件用于各自的教学过程。各门课程将设计项目内容分解、整合到各自授课计划中,并不断完善授课内容、调整授课手段,在授课过程中注重工程思维、工程概念的培养,指导学生在学习专业基础知识的同时逐渐完成项目设计,综合运用所学知识解决所遇到实际问题,实现学中做、做中学。各门课程结合自身特点,实现考核方式多元化,实施形成性评价,形成性评价原则上不少于三种考核方式,确保过程性考核比例考试课不低于30%、考查课不低于50%,实现过程性考核与结果性考核的有机结合。

3、强化工程实践环节,构建专业实践教学体系

化工专业实践教学体系由实验(化工专业实验)、实习(认识实习和生产实习)、实训【创新综合实践、化工过程课程设计和毕业设计(论文)】三部分组成。遵循“理论—实践—再理论—再实践”的规律,化工专业将实践教学合理地分布在各个学期,专业基本理论贯穿于实践教学的各个环节,使实践教学和理论教学交替呼应,培养和提升学生的工程实践能力。

代表院校:齐齐哈尔大学

1、促进通识教育与专业教育融合,强化工程素质教育

首先,通识教育主要包括大学英语、大学IT、马克思主义思想理论等专业课程,应在对这些专业课程改革创新的基础上,通过分类、分级的方式开展教学工作。另外在开展马克思思想理论教学时,除了要重视理论知识的讲解,也应注重实践教育的结合。其次,为了让化学工程与工艺专业学生能够清楚地认识到化工在经济发展中的重要地位,可在通识教育中增设“化工导论”这一专业课程,让学生能够较早地接触到化工专业方面的知识,并在此基础上明确未来的就业方向,激发学生对化工专业的兴趣及热爱。最后,为了增加学生的自主权,适当增加选修课的学时,同时设置国学素质教育方面的选修课程,通过强化素质教育,不断提升学生的政治素养、人文素养及道德品质。

2、优化课程结构,打造具有鲜明特色的专业课程体系

应重视化学工程与工艺专业课程体系的优化,构建以专业基础和专业主干为主的必修课程及以专业拓展为主的选修课程的课程体系,并坚持以生为本的原则,让学生自主选择选修课程,从而实现学生各方面能力的提升。同时,还需要结合地方社会经济发展的需求,对课程内容进行适当的调整和补充。

3、强化实践教学,提升学生工程实践能力和创新能力

在调整专业课程体系的过程中,应重视实践教学的开展。在实践环节增设以企业为主导的实训、化工仿真模拟训练、生产实习和毕业实习等多个实训模块,同时还加大校外实训基地的建设力度,定期组织学生赴企业进行实地观摩和演练,学生在不断的实践中能够了解和掌握真实的生产流程,并与未来就业岗位实现“零距离”接触,有利于提升学生专业技能的同时,增加学生的就业机会。除此之外,在理论教学环节,将化工设计、化工实验设计等专业课程与实践教学融合,并增加实践教学的比重和学时,全面发展学生工程实践能力和创新能力。

4、开展各类工程实践活动,注重学生创新创业能力培养

每年定期组织学生参与各类关于化学工程与工艺的赛事活动,如全国大学生化工实验大赛、大学生化工过程实验技能竞赛、全国大学生化工设计大赛等,通过参与这些比赛,提升学生的工程实践能力和动手能力,培养学生的团队合作意识,在竞赛过程中学生工业设计理念得到增强,所学专业知识也得到了综合运用和提升,为学生未来就业奠定基础。

代表院校:西安科技大学

一、师资队伍建设

二、教学方法

三、实践教学环节

代表院校:兰州理工大学

发展前景

人才需求

化学工程与工艺专业培养从事有机精细化学品的生产设计、运行与研究开发工作的高级工程技术人才。

考研方向

化学、物理化学、化学工程与技术、化学工程

就业方向

化学工程与工艺专业毕业生能在化工、能源、材料、环保、生物工程、轻工、制药、食品、冶金和军工等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作。

开设院校

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