能源化学论文

小伙伴们反映都在为论文烦恼，小编为大家精选了《能源化学论文(精选5篇)》仅供参考，大家一起来看看吧。摘要：能源与环境问题是21世纪人类面临的两大基本问题。结合能源化工专业的特点，科学合理制定学科交叉融合。

第一篇：能源化学论文

化学工程视野下的电化学能源转换与存储

摘要：以风力/太阳能等为代表的间歇性可再生能源发电技术为能源快速发展注入了新的活和契机。为此，发展这些电能的高效转换与存储体系至关重要，已成为当今世界范围内的重大挑战性课题之一。基于此，本文讨论和展望了化学工程视野下的电化学能源转换与存储技术的未来发展方向，为解决该领域工业化发展中的关键科学和技术问题提供了有效指导，将全面促进电化学能源转换与存储领域的快速发展。文章从化学工程的视角综述了电化学能源转换与存储技术 (二次电池、超级电容器、电化学催化等) 的国内外研究发展状况，指出并剖析了该体系存在的关键科学/技术问题，主要内容包括电化学能源转换与存储领域中的三传一反、系统工程、分离工程以及绿色节能新策略等。

关键词：传递过程;电化学;反应工程;电解;分离

随着能源危机以及环境污染问题日益严峻，以石油、煤和天然气等传统化石能源为主导的能源结构逐渐无法满足世界各国不断增长的能源需求，因此开发清洁高效可再生的新能源体系迫在眉睫。近年来，太阳能、风能、核能等可再生能源发电技术得到快速发展，规模占比逐年增加，电能的价格也逐年降低，目前光伏发电价格可低至0.35CNY/(k W·h)(国家发展和改革委员会 2020 年光伏发电上网电价政策)。在新能源发电技术的迅猛发展中，弃风弃电比例逐年增加，如何将弃风弃电有效地利用起来，对于全面推动可再生能源技术的发展具有重要的理论和现实意义。由此，基于电化学的能源转换与存储技术备受关注，成为国内外挑战性的重大课题。电化学能源转换与存储主要涉及二次电池、电解水制氢、电催化CO2/N2还原、电合成精细化学品/燃料、超级电容器等体系。近年来，在高效电极材料、电催化剂、电解液、隔膜以及系统等方面均取得了较大的成绩，基本实现在实验室中材料的可控制备和系统的正常运行。但是，仍然面临着一些关键的科学和技术问题，距离其大规模工业化应用仍存在差距。事实上，在研发和工业生产的过程中，涉及了化学、化工、能源、材料等多个学科和领域，其中在化学工程领域，三传一反、产品分离以及环境等问题都不容忽视。

本文综述了化学工程的理论与方法在电化学能源转换与存储领域的应用和状况 ，重点回顾了在提高电极材料电化学活性、开发清洁高效材料制备工艺，改善体系传质性能以及开发电化学产品分离工艺等方面所取得的一系列研究成果。在此基础上，针对该领域涉及的化学工程问题进行阐述，旨在抛砖引玉，共同推动电化学能源转换与存储领域的发展。

一、电化学领域中的三传一反

三传一反即质量传递、动量传递、热量传递和反应工程。在电化学能源转换与存储技术中，三传一反至关重要。以锂硫电池为例，多硫化锂在电极材料中的溶解和扩散速率直接影响了电池的倍率性能和稳定性。Qiu 等基于化工过程中反应器内的折流挡板能够调节流体流动状态的技术，采用静电自组装的方法设计制备了一种具有类折流挡板结构的石墨烯气凝胶，并将其作为多硫化锂的宿主材料。这一独特设计改变了多硫化锂在材料内部的流动状态和停留时间，一定程度抑制了多硫化锂的溶解与扩散，从而使其表现出优异的循环稳定性，在1C 下循环 500 次仍保持 509m A·h/g 的容量。此外，基于流体力学的基本规律，他们通过重力场辅助，实现了具有梯度缺陷密度的碳耦合量子点全碳材料的精细化制备，并将其应用于I-3还原反应，光电转换效率最高可达8.42%。基于电化学技术的能源存储与转换器件，在静置/使用过程中也涉及热量的输入与移出。以锂电池为例，由于内部短路、外部因素或者大电流下自放热等原因导致副反应发生，大量气体释放以及热量累积，如果无法及时导出和释放，存在严重的安全隱患。在一些特殊工况条件下，如超低温环境下，锂电池在使用过程中因传热效率差，常面临发动机启动困难、充电缓慢等问题，需要外界投入大量的热量以减少功率损耗。为了解决这一问题，Wang 等开发了一种自发热型“全气候电池”，其无需外部加热装置或者电解液添加剂，从0℃以下自行加热。这种自热式全气候电池在 50% 的充电状态下，-30℃时可实现(1061/1425)W/kg的放电/再生功率。

在电化学能源转换与存储技术中，离子存储与输运和电子的传递一定程度上影响了电化学器件的整体性能。如何运用化学工程的基础理论和技术强化材料微结构内离子的存储与输运及电子的传递十分重要。对于钠离子电池体系，为了加快充放电过程中钠离子在电极材料中的插层扩散速率，Qiu等构筑了一种具有分级结构的“三明治”型碳基纳米复合材料，超大的层间距大大降低了钠离子的扩散距离以及传输阻力，其在 30A/g 和 50A/g 电流密度下分别表现出 152m A·h/g 和 93m A·h/g 的高比容量。在超级电容器领域，他们采用厚度可调的二维多孔炭纳米片，探究了影响离子传输的关键因素。研究发现，通过调变纳米片厚度可有效避免纳米片的卷曲和堆叠，缩短离子传输的距离，加速离子扩散，从而具有最小的沃伯格系数和最大的离子扩散系数。用作超级电容器电极材料，在0.5A/g电流密度下的容量高达 280F/g，同时在 100A/g 的大电流密度下，容量保持率高达81%。

二、电化学领域中的系统工程

传统电解水制氢的阳极反应为析氧反应(OER)，其缓慢的反应动力学使得电解电压升高，大大降低了电解水制氢的能量利用效率，阻碍了水裂解制氢技术的工业化发展。因此研究者将电氧化制备高附加值的精细化学品取代 OER，同时耦合阴极产氢过程组成杂化水裂解系统，同步实现了氢气与精细化学品的绿色化合成。这一耦合集成策略既解决了OER过电势高、产物附加值低的问题，也缓解了能量密集型的传统热催化制备精细化学品所带来的能源环境压力。目前杂化水裂解阳极替代反应主要有 5-羟甲基糠醛(HMF)氧化、甘油氧化和苯甲醇氧化等。为维持高的电荷利用率，工作电流密度必须限制在较低水平，但是这将无法满足大电流密度下工业化生产的需求。。

三、结语

基于此问题，本文作者课题组合成了一种无定形的镍钴氢氧化物纳米片催化剂应用于苯甲醇的电催化氧化反应，该材料表现出了优异的电化学性能，在无析氧反应发生的电压下，工作电流密度首次突破400m A/cm2，极大地推动了基于电化学技术生产精细化学品的工业化进程。

四、参考文献

[1] 黄红菱，于畅，邱介山. 化学工程视野下的电化学能源转换与存储[J]. 化工进展，2021，40(9)：4696-4702.

[2] 刘尚，宇博，敬海峰，等. 电化学能源体系表界面构筑化学的先进电子显微解析[J]. 表面技术，2021，50(1)：28-46.

[3] 孔玥，黄燕山，罗宇，等. 石墨烯基复合材料在新能源转换与存储领域的应用现状、 关键问题及展望[J]. 化工进展，2021，40(9)：5118-5131.

[4] 豆义波. MOFs基多级结构复合材料在电化学能源存储与转换领域中的应用[D]. 北京：北京工业大学，2017..

作者：梁国庆

第二篇：能源化学工程专业就业现状分析

摘要：本文以合肥学院能源化学工程专业为例，结合专业培养方案、课程设置、毕业生情况，对能源化学工程专业就业现状和趋势进行分析，为其他学校进行专业设置提供一定参考。

关键词：能源化学工程;毕业生;就业分析

能源化学工程专业是在2010年被教育部批准开始建设的第一批新兴产业相关专业之一，为满足国家对战略性新兴产业一能源化学工程发展对高素质人才的迫切需求而成立的，我院从2013年开始本科招生。截止2021年7月现有5届毕业生，笔者结合专业培养方案、课程设置、毕业生就业情况，对能源化学工程专业就业现状和趋势进行分析。

一、专业培养方案

合肥学院能源化学工程专业培养目标是结合应用型本科教学的特点，借鉴德国模块化教学方式，培养的学生能够胜任能源化工相关企业或行业的生产、研究、开发、设计、服务、销售或管理工作;能发现能源化工相关企业生产、研发与管理过程中出现的新问题，并提出创新解决方案。主要包括以下四个方向：

(一)化工节能减排新技术、能源材料方向：针对能源化工工艺设计生产过程中可能产生的“三废”物质进行处理工艺设计，尽可能做到无污染排放

(二)能源材料方向：主要围绕传统的三大能源燃料(煤、石油和天然气)进行清洁化利用工艺设计(使用的催化剂、新材料等)

(三)可再生资源化工：主要针对可再生资源包括生物质秸秆、固体垃圾等有效的回收利用

(四)可再生能源化工：针对可再生资源进行工艺化设计达到清洁利用可再生资源的目的

二、课程设置

专业按照总学分240进行设置，按照必修课、公共学位课程、数学与自然科学类学位课程、工程基础类学位课程、专业基础类学位课程、专业学位课程进行模块设置，进一步优化知识结构，构建宽厚的专业知识平台;部分专业课程增加了实验学时和课程设计，注重学生实际动手能力的培养。

三、毕业生就业情况

由表1可知，2017-2021年能源专业共毕业学生227人，其中升学30人，就业197人，毕业生就业情况良好。分类来看，从2017-2021升学人数逐年提升，截止到2021年，升学率高达34.14%，位居学校前列。这一数据侧面反映出学生的综合能力素质得到更高层次学校的认可。从毕业生就业企业类型来看，能源化学工程专业就业的主要方向仍是其他企业，国有企业和三资企业占比较少，这也是新兴专业就业的主要趋势。从毕业生就业去向进行分析，能源化学工程专业学社主要就业区域还是集中在长三角地区，主要原因是：长三角地区经济发展水平高，化工材料类企业较多，人才需求量大;薪资待遇较其他地区高，有一定的吸引力;地理位置近，生活习惯相近，心理上更易被安徽籍毕业生接受。

对毕业生就业行业进行分析，能源化学工程专业毕业生主要行业仍以化工和医药行业为主，主要原因是化工、材料类企业很多技术工作岗位相同，专业基础课程相近，企业愿意让毕业生进厂后再继续专业培训，对专业要求不是特别高。还有的化工类企业也有部分材料类产品，所以化工、材料专业的毕业生均需要。作为化学工程与技术专业的的二级学科，由于专业起点较晚，在就业选择时，企业较少单独将能源化学工程专业设置为招聘专业，学生在进行求职时，一般以化工大类进行投递简历，导致部分学生感到前途迷茫，专业发展受限，缺乏专业自信心。其实从能源化学工程专业就业方向来看能源化学工程专业的就业前景很好，毕业生工作领域包括：煤化工行业、天然气化工行业、电厂化工综合利用行业、生物能源化工行业、固体废物综合处理行业、石油加工行业、石油化工行业、催化剂生产和研发行业，就业方向广阔。但是在教学培养过程中，能源化学工程在很多课程的设置和我校化学工程与工艺专业雷同度较高，由于我校该专业发展的历史原因，本专业设置的学科专业基础课程，如高等数学、大学物理、无机化学、有机化学等，和专业技术基础课程，如物理化学、化工原理、化工热力学、化学反应工程、分析化学、化工制图等都和我校化工专業的几乎一样，没有重点突出能源和核心要义。

基于此，笔者进行总结分析，能源化学工程的就业前景和就业现状发展良好，但是如果要谋求进一步的发展，需要从课程体系设置和专业培养内容方向重点着手，一方面需要将能源化学工程专业核心课程体系设置成具有能源特色的课程，便于和化工专业进行区分，另一方面，也需要进一步加强企业的联系，了解能源行业发展现状、对人才的需求方向，及时调整人才培养方案，并结合区域特色，培育培养更符合地方性、应用型的能源化学工程人才。

作者简介：陈静怡(1991—)，女，汉族，安徽颍上人，讲师，硕士，合肥学院能源材料与化工学院，研究方向：学生思政教育。

作者：陈静怡

第三篇：能源化学工程专业建设探索与实践

摘要：能源与环境问题是21世纪人类面临的两大基本问题。结合能源化工专业的特点，科学合理制定学科交叉融合。

关键词：能源化学工程;专业建设;探索实践

一、前言

能源化学工程专业建设背景?随着世界经济的不断发展，人类社会对能源的需求越来越多，石油、煤炭等不可再生化石能源的储量逐渐消耗殆尽，且全球每年因消耗化石能源而向空气中排放大量的气体(C02、SOx和NOx等)，除了引起局部地区的烟尘、灰霾、酸雨、光化学雾和连带的重金属铅的污染外，更造成了全球的气候变化、温室效应日渐显现。含碳能源(煤、石油和天然气)的高效洁净利用及具有清洁、低碳、可再生等优势的太阳能、风能、地热能、生物质能、海洋能等新能源的开发和利用成为未来中国经济可持续发展的关键。为适应我国对可再生能源和清洁能源等新能源的迫切需求，我们化学化专业要发挥已有的专业优势，主动适应，准确定位。

1化学工程概述

化学工程，简称化工，是研究以化学工业为代表的，以及其他过程工业生产过程中有关化学过程与物理过程的一般原理和规律，如石油炼制工业、冶金工业、食品工业、印染工业等，并应用这些规律来解决过程及装置开发、设计、操作等问题，它是以数学及少量的物理观念为基础应用于化学工业上，主要研究大规模改变物料中的化学组成及其机械和物理性质，来替生产化学品或是物料工厂提供一个反应流程设计方式。实验研究、理论分析和科学计算已经成为当代化工研究中不可或缺的三种主要手段。

化学工程的研究领域最初只是化工单元操作，如：输送现象(为化工学科当中“单元操作”的理论基础)、化工热力学输送现象。随着发展，后来又发展出一些新的分支，化学工程领域的分支庞大，可应用在各类化学相关领域的研究及实务上的操作，因应现代工业发展的需要，以化工的知识背景为基础，例如半导体工业。随计算机的快速发展，数值模拟(cfd)在化工的发展占据重要的地位。

2.1化学工程与工艺任务。根据化学工程与工艺专业的性质，化学工程与工艺专业的任务是培养学习化学工程学与化学工艺学等方面的基本理论和基本知识，受到化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练.具有对现有企业的生产过程进行模拟优化、革新改造，对新过程进行开发设计和对新产品进行研制的基本能力。由于涉及化工的学科和领域很多，化学工程与工艺专业除了让学生学习一般应用化工的基本知识和基本技能外，还应该结合本地区、本行业及本校的实际情况，重点学习化工在某个或某几个领域中的具体应用，以便形成不同高校应用化工专业的特色专业方向。

2.2化学工程以及化学工业的一些特点。以物理学、化学和数学为基础，并结合工业经济基本法则，研究化工单元操作以及有关的流体力学、传热和传质原理、热力学和化学动力学等在化学工业上的应用，以指导各种过程及其设备的开发、改进和发展属于化学工程学的内容。化学工程是随着化学工业的大规模生产发展而形成的。化学工程包括过程动态学及控制、化工系统工程、传递过程、单元操作、化工热力学、化学反应工程等方面。化学反应是化工生产的核心部分，提供过程分析和设计所需的有关基础数据，研究传递过程的方向和极限，化工热力学是单元操作和反应工程的理论基础，它决定着产品的收率，对生产成本产生重要影响。对单元操作的研究，可用来指导各类产品的生产和化工设备的设计;传递过程是单元操作和反應工程的共同基础，化学工业在新的形势下要求处于化学核心地位的催化技术和化学工程都必须用跨学科的战略进行多学科的研究。动量传递、热量传递和质量传递，这三种传递，实质上就是各种单元操作设备和反应装置中进行的物理过程。

二、能源化学工程专业定位与培养目标?

新专业的定位决定了专业以后的发展方向，专业人才培养目标的制定，首先必须在对专业深入分析和了解的基础上，结合国情和学校的条件，考虑专业发展与社会进步对人才的客观、合理的要求。所以本专业定位应以拓宽专业面、培养宽口径的掌握能源化学工程专业知识和技能，具备新产品、新工艺、新设备、新技术研究和开发的基本能力，能从事化石能源(包括石油、煤、天然气)、新能源(包括太阳能、氢能、生物质能等)化工过程工程的研制与开发、装置设计、生产过程的控制以及企业经营管理等方面的工作，具有创新精神和较强工程实践能力的高级应用型人才。

三、能源化学工程专业课程体系的构建?

课程体系是否合理、课程内容是否先进直接关系到人才的质量。能源化学工程专业是一门内容丰富而又广泛的科学与工程，属交叉学，构建了厚基础、宽口径、重视学科交学习，学科专业基础主要包括高等数学、大学物理、无机化学、有机化学等学科基础课程以及物理化学、化工原理、化工热力学、化学反应工程、线性代数、分析化学、工程制图等等专业技术基础课程;专业课程主要包括石油加工工程、基本有机化工工艺学、能源化工设计、能源转化催化原理(双语)等课程，同时开设了大量的专业选修课，注重学科交叉，拓展了学生的知识面;实践教学包括实验课程和实践教学环节两个部分，实验含课程实验和专业实验，所有的化学、物理类课程均设置了配套课程实验。实验中增加了综合性、设计性实验以及创新性的比重。

能源化学工程专业构建的课程体系的特点是：注重各部分之间的系统性与协调性，充分强调理论教学与实践环节并重，基础理论与专业知识并重的原则，力求体现德、智、体、美全面发展。培养的学生既有丰富的基础理论和专业知识，又有较强的实验技能和实验设计能力，并了解所学专业方向的学科前沿及发展趋势。

以上是针对战略性新兴产业相关的本科能源化学工程专业的学科特点和办學定位，从培养目标确定到课程体系、师资队伍等方面的建设进行了初步的探索与实践。为适应国家经济发展对战略性新兴产业相关人才的迫切需求，下一步我们将进一步创新人才培养模式、完善课程体系，形成科学的人才培养方案，建立科学的管理制度，从而有效地保证人才培养质量，为社会培养具有创新精神和较强实践能力的高素质能源化学工程专门人才。

作者：李林　王世庆

第四篇：“新工科”建设背景下新能源科学与工程专业能源化学教学模式探索与实践

摘 要：为了迎接新经济时代的机遇和挑战，我国高等工程教育正在积极推进"新工科"建设及其教学改革。本文针对"新工科"建设背景下新能源科学与工程专业的能源化学课程的教学目标、教学内容、教学理念和教学模式进行深入探讨和分析，提出注重学科交叉整合，加强实践教学和科研创新活动，结合学生社会能力和职业素养培育的教学改革方案，为新能源和能源环保领域培养综合性、复合型工程技术人才提供相应的参考。

关键词：新工科;新能源科学与工程;能源化学;教学改革

当今世界知识经济大发展，新一轮科技革命和产业变革的浪潮滚滚而来，以互联网和工业智能为核心的新兴产业极大地推动了世界经济和工业的发展。各发达国家已经在上述新兴技术领域和先进制造技术领域做出重大战略部署，意在建立具有核心竞争力的新型经济和工业体系，增强综合国力[1]。

高等工程教育院校是为社会培养工程科技人才的基地。为实现新科技和产业革命的蓬勃发展，欧美主要发达国家都发布了关于大力推进工程教育改革的前瞻性战略报告，如美国的《培育2020的工程师：为新世纪而改革工程教育》(2005)、《国家行动计划：应对美国科学、技术、工程和数学教育系统的紧急需要》(2007)等，欧洲的“加强欧洲工程教育”(E4)、“欧洲工程的教学与研究”(TREE)等，均为欧美各国高等工程教育改革与发展产生了重要而深远的影响[2]。2016年我国正式加入《华盛顿协议》，标志着我国高校工程教育全面融入世界，实现国际实质等效，但我国高校工程教育普遍存在滞后社会需求的问题。

2017年2月，教育部积极推进新工科建设，先后形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”，并发布了《关于推进新工科研究与实践项目的通知》，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验，助力高等教育强国建设。

“新工科”是基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势、立德树人新要求 而提出的我国工程教育改革方向。新工科专业，主要指针对新兴产业的专业，以互联网和工业智能为核心，包括大数据、云计算、人工智能、区块链、虚拟现实、智能科学与技术等相关工科专业。“新工科”人才具有工程实践能力强、创新能力强和高国际竞争力，着眼于互联网革命、新技术发展、制造业升级等时代特征，培养学生快速学习新事物的能力，将科学、人文、工程交叉融合在一起，具备整合能力、全球视野、领导能力和实践能力，成为人文科学和工程领域的领袖人物[3]。“新工科”建设对于我国推动创新驱动发展，实现“一带一路”、“中国制造2025”、“互联网+”、“人工智能2.0”等重大战略具有重大意义。

新能源科学与工程专业作为新工科专业，主要针对国家能源领域的发展需求，着重培养学生在风能、太阳能、生物质能等新能源领域和节能减排领域的开发研究、工程设计、优化运行及生产管理工作的能力，为我国新能源产业培养跨学科复合型工程技术人才，和具有较强工程实践和创新能力的专门人才。

新能源领域和传统能源节能减排领域的开发研究、工程设计、优化运行及生产管理综合素质和能力的提升离不开能源化学课程的培养和实践。含碳能源(煤、石油和天然气)的高效洁净利用及具有清洁、低碳、可再生等优势的太阳能、风能、生物质能等新能源的开发和利用成为未来中国经济可持续发展的关键，为适应我国新能源产业现实需求和弥补其未来发展的人才需求缺口，能源化学课程必须结合“新工科”建设的要求，从教学目标重新定位、教学内容重新优化、教学理念的革新和教学模式的改革四个方面着力，为培养实践创新能力强的复合型“新工科”人才不断努力。

1 能源化学教学培养目标

新经济时代需要具有全球視野、跨学科整合能力、工程实践能力和创新能力的综合性、复合型工程科技人才。能源化学的教学目标就不仅是传授扎实的能源专业知识，而且应具有“学科交叉融合”特点，应该结合当今能源环境领域最新发展方向，加强能源化学与机械设计、化工设计、电厂化学、材料科学、能源储存、节能减排和新型环保技术革新等学科的相互渗透，促进融合，使得学生具有“大工程观”。“大工程观”还强调“回归工程设计”[4]，注重工程教育的应用实践性，所以还应加强能源化学的实践教学环节，将课程的基本理论、基本设计和学生的基本操作实践技能有机的综合在一起，学以致用，极大地提升学生实践和创新能力。

2能源化学教学内容优化梳理

基于目前新能源和能源环境领域相关产业快速发展和人才需求的现实背景，结合本校教学科研主要发展方向，能源化学的教学内容应主要包括：(1)传统化石能源(煤、石油和天然气)的高效利用和节能减排技术;(2)新能源(太阳能、生物质能和氢能等)化工过程的工程研发技术;(3)新型储能材料及新能源转化和利用技术;(4)环境友好材料及净水技术研发。目前适合于新能源科学与工程专业的能源化学特色教材比较少，为此选择李文翠等主编，化学工业出版社发行的《能源化学工程概论》为授课参考教材，并参考化学工业出版社发行的多部教材，如陈军，陶占良主编的《能源化学》，袁权主编的《能源化学进展》;周基树等主编，西安交通大学出版社发行的《能源环境化学》。对某些教学内容进行适当调整，对传统学科的一般性内容大量融合和压缩，保留重要的基本内容，同时结合当前新能源和环境保护领域研究热点问题，新增相关的前沿热点知识内容。

能源化学是一门内容丰富又与多学科交叉的课程，不同的能源技术包含化学、化工、物理、材料、机械、电学、热力学和控制理论等多门类学科知识，所以授课过程中涉及到其他学科知识要注重引导学生回忆已学知识和灵活运用于本课程学习，注重培养学生的跨学科整合能力。另一方面，将本门课的理论学习与实际问题紧密联系，激发学生的兴趣和思考。运用研究性、案例型教学，使得重要的知识点均与实际工程工艺或技术难点案例剖析相结合，变枯燥知识为生动的案例，培养和提高学生从事能源与环境领域开发研究、工程设计及生产管理的能力，努力使其成为创新和实践能力强的应用型人才。

3.能源化学教学理念革新

教学理念是对学校教育和学生认识的集中体现，明确表达的教学理念对教学活动有极其重要的指导意义[5]。“新工科”建设以创新驱动为核心，在关键领域和核心技术方面占据创新制高点，实现提升我国科技综合竞争力和国际影响力的战略目标，并在更大程度上提升国民的整体综合素质水平，增强大学生的社会责任感和创新创业实践能力[4]。传统教学理念已经无法满足“新工科”人才培养需求，必须转向以促进人的全面发展为核心，实践教学与能力培养为突破口，学生知识、能力和素质协调发展的新型教学理念。

首先应突显综合性、复合型人才培养的中心地位。“新工科”建设强调个人的综合素质得以提升。首先，学生个体的个性化得到更大程度的发展，如兴趣和特长得到更充分的挖掘，创新和创造能力得到更全面的指导与培养等;其次，学生个体的社会化能力提升，通过学习构筑自身的认知体系，能够更为积极主动地适应社会、融入社会，掌握并认同社会的知识和规范，自身的社会责任感和历史使命感不断增强。另一方面，学生个体的跨界整合能力得以发展。通过不同学科、领域知识的交叉融合学习，学生能够了解和理解世界上不同国家的文化、习俗和思维方式的特点与差异，学生主动融入和参与国际合作事务的能力得到提升;学生具备较强的组织、管理和领导才能，能够适应新经济的现实需求和未来发展趋势，拥有較强的跨界整合能力[4]。所以能源化学的授课过程中应注重多学科融合，为学生设计自由讨论课题，鼓励学生积极参与大学生创新创业、各类英语、计算机和学科相关竞赛等活动项目，营造个性化的教育环境和氛围; 其次，提倡宽容精神与师生互动，承认并尊重学生的个性差异，为每一位学生个性的展示与发展提供平等机会和条件，给个性的健康发展提供宽松的生长空间[5]。课堂教学的手段应向实践化、信息网络化延伸;教授内容应向国际前沿和实际生产生活延伸，将学生视野从书本拓展至互联网、延伸至国际领域。

4.能源化学教学模式改革

基于“新工科”建设背景，能源化学课程的教学模式应逐步向“教学信息网络化”、“侧重工程应用的教学实践化”和“跨学科教学融合化”的方向发展，并强调学生社会能力和职业素养的锻炼和培育。新经济时代“互联网+”、“大数据”、“人工智能”、“先进制造”等新兴事物层出不穷，知识的更新速率更是呈几何级数倍增，仅仅依靠课本或图书已经不能满足学生对专业前沿方向知识的追求。课堂教学中应结合电教、互联网和数据库等多重手段，引领学生对新知识的掌握和渴求;指导学生自主通过互联网或数据库查阅文献资料和电子书;引导和组织学生以团队讨论的形式分析问题和解决问题，培养学生独立思考和团队协作的精神。能源化学是一门理论和实践性并重的学科，加强和改革实践教学环节不仅有利于理论知识的理解和深化，还锻炼了学生的实践动手能力，分析问题和解决问题的能力，更激发了学生探索未知的积极主动性。能源利用和化工污染控制技术实验技能的培养主要包括：通过独立查阅文献资料熟悉基本实验原理，设计实验方案，掌握常规化学实验规范和方法，熟练操作常规化学实验仪器，数据处理和分析，综合运用所学知识解决问题。在此过程中老师启发和引导学生独立思考，独立操作或团队协作，培养和提升学生综合素质。此外，鼓励学生参与教师的科研项目，申报大学生创新创业项目，参与各类学科竞赛活动，创造条件让学生尽早参与创新性实验，增强学生创新实践能力、逻辑思维能力和团队协作能力。

5.结语

在“新工科”建设背景下，结合新能源及能源环保领域对新能源科学与工程专业的人才需求，对该专业开设的能源化学课程教学目标、教学内容、教学理念和教学模式等方面的改革和实践进行探讨。转变和提升教学目标，培养学生跨学科整合能力、实践创新能力和社会化能力。优化和融合多学科知识，运用研究性、案例型教学深化理解能源化学知识，培养学生具备解决工程实际问题能力。教学理念应以人的全面发展为核心，实践教学与能力培养为突破口，实现学生各方面素质协调发展。教学模式逐步向“教学信息网络化”、“侧重工程应用的教学实践化”和“跨学科教学融合化”的方向发展，强调提升学生社会能力和职业素养，为新经济和新产业发展提供综合性、复合型人才。

参考文献：

[1]蒋润花，左远志，陈佰满，徐勇军，杨敏林.“新工科” 建设背景下能源与动力工程专业人才培养模式改革探索[J].《东莞理工学院学报》，2018，25(3)：118-121.

[2]孔寒冰.欧美工程教育改革的几个动向[J].《清华大学教育研究》，2009，13(2)：28-32.

[3]胡波，冯辉，韩伟力，等.加快新工科建设，推进工程教育改革[J].《复旦教育论坛》，2017，15(2)：20-28.

[4]张海生.“新工科”建设的背景、价值向度与预期效果[J].《湖北社会科学》，2017，9：167-173.

[5]郭天祥，王淑勤，汪黎东.能源化学工程专业教学机制转变与革新[J].《山东化工》，2018，47：184-187.

作者简介：

杨帆(1983.11-)，女，河南新乡人，现为天津农学院工程技术学院教师，工学博士，讲师。

*基金项目：2014年度国家自然科学基金资助项目“再生水管网生物膜中微生物代谢产物对水泥内衬管的腐蚀机理(项目编号：51308392)”

作者：杨帆 靳登超 裴舒芸 鲍振博 杨磊 王莉

第五篇：能源化学工程专业建设探索与实践

摘要：能源化学工程专业是教育部于2010年批准设置的首批战略性新兴产业专业。国内能源化学工程专业建设刚刚起步，人才培养模式、课程体系的构建尚不完善。本文结合东北石油大学能源化学工程新专业建设的经验作一些探讨。明确新专业的定位和培养目标，建立适合新能源专业的新的培养模式，对新专业的课程进行规划并建立结构合理的專业教师梯队。

关键词：能源化学工程;专业建设;课程体系;师资队伍

一、能源化学工程专业建设背景

能源与环境问题是21世纪人类面临的两大基本问题。随着世界经济的不断发展，人类社会对能源的需求越来越多，石油、煤炭等不可再生化石能源的储量逐渐消耗殆尽，且全球每年因消耗化石能源而向空气中排放大量的气体(CO2、SOx和NOx等)，除了引起局部地区的烟尘、灰霾、酸雨、光化学雾和连带的重金属铅的污染外，更造成了全球的气候变化、温室效应日渐显现。含碳能源(煤、石油和天然气)的高效洁净利用及具有清洁、低碳、可再生等优势的太阳能、风能、地热能、生物质能、海洋能等新能源的开发和利用成为未来中国经济可持续发展的关键。为适应我国对可再生能源和清洁能源等新能源的迫切需求，东北石油大学化学化工学院根据自己的办学定位，发挥已有的专业优势，主动适应，准确定位，于2010年新增了能源化学工程本科专业，也是教育部首批建立的10个能源化学工程专业之一。专业获批后，于当年从09届转来1个班的学生，并新招10级2个班的学生，目前已有1届毕业生。关于能源化学工程专业本科生的培养方案、培养模式和培养体系则处于不断探索和完善中。

二、能源化学工程专业定位与培养目标

新专业的定位决定了专业以后的发展方向，也决定了师资队伍的配置、实验室建设、课程体系的建立以及学生毕业后的就业等。专业人才培养目标的制定，首先必须在对专业深入分析和了解的基础上，结合国情和学校的条件，考虑专业发展与社会进步对人才的客观、合理的要求。所以本专业定位应以拓宽专业面、培养宽口径的掌握能源化学工程专业知识和技能，具备新产品、新工艺、新设备、新技术研究和开发的基本能力，能从事化石能源(包括石油、煤、天然气)、新能源(包括太阳能、氢能、生物质能等)化工过程工程的研制与开发、装置设计、生产过程的控制以及企业经营管理等方面的工作，具有创新精神和较强工程实践能力的高级应用型人才。

三、能源化学工程专业课程体系的构建

课程体系是否合理、课程内容是否先进直接关系到培养人才的质量。能源化学工程专业是一门内容丰富而又广泛的科学与工程，属交叉学科。专业按照东北石油大学“通识教育+学科专业基础+专业教育+实践教学”四个层面设置课程，构建了厚基础、宽口径、重视学科交叉的课程体系。通识教育主要包括两课、综合基础、外语、计算机、体育、公共艺术及跨学科门类修读课程;学科专业基础主要包括高等数学、大学物理、无机化学、有机化学等学科基础课程以及物理化学、化工原理、化工热力学、化学反应工程、线性代数、分析化学、工程制图等等专业技术基础课程;专业课程主要包括石油加工工程、基本有机化工工艺学、能源化工设计、能源转化催化原理(双语)等课程，同时开设了大量的专业选修课，注重学科交叉，拓展了学生的知识面;实践教学包括实验课程和实践教学环节两个部分，实验含课程实验和专业实验，所有的化学、物理类课程均设置了配套课程实验。实验中增加了综合性、设计性实验以及创新性的比重。实践教学环节除了实习、实训、课程设计、毕业设计外，还开设了创新实践和科研训练等环节，在实践教学活动期间，学生可灵活选择在企业或校内完成。各教学环节学分分配情况如图1。

能源化学工程专业构建的课程体系的特点是：注重各部分之间的系统性与协调性，充分强调理论教学与实践环节并重，基础理论与专业知识并重的原则，力求体现德、智、体、美全面发展。培养的学生既有丰富的基础理论和专业知识，又有较强的实验技能和实验设计能力，并了解所学专业方向的学科前沿及发展趋势。

四、师资队伍建设

没有高水平的师资队伍就无法建设高水平的专业，所以师资队伍是专业建设的根本保障。东北石油大学制定科学合理的人才引进政策，采用各种优惠条件吸引高层次人才来校工作，补充新专业建设所需的专业教师，重点引进高水平的学科专业带头人以及主干课程的专任教师，重视已有人才的培养提高，充分发挥老教师带青年教师的传帮带作用，提高教师队伍的整体水平和素质。目前本专业已有10名教师，全部具有博士学位，2名教授，4名副教授，同时还聘请了企事业单位、科研院所及其他高校等高水平的专业人员担任新专业的兼职教师。已经构建了年龄、职称、学历等结构合理、教学与科研综合水平高的具有发展潜力教师队伍，保证了新专业的建设顺利完成。

以上是针对战略性新兴产业相关的本科能源化学工程专业的学科特点和办学定位，从培养目标确定到课程体系、师资队伍等方面的建设进行了初步的探索与实践。为适应国家经济发展对战略性新兴产业相关人才的迫切需求，下一步我们将进一步创新人才培养模式、完善课程体系，形成科学的人才培养方案，建立科学的管理制度，从而有效地保证人才培养质量，为社会培养具有创新精神和较强实践能力的高素质能源化学工程专门人才。

基金项目：黑龙江省高等教育教学综合改革试点专项项目“能源化学工程专业创新型人才培养体系的建设与实践”(JGZ201201050);黑龙江省“十二五”教育科学规划青年专项课题“构建创新人才培养模式，培养石油高校能源化工科技创新人才”(GBD1211012)。

作者简介：刘淑芝(1966-)，女，博士，化学化工学院能源化工专业教授，主要从事能源化工方面的教学与科研工作。

作者：刘淑芝，王宝辉，陈彦广，陈颖，王鉴