化学工程与工艺专业,听上去是个很“专”的工科专业,有些学生和家长可能会感觉陌生。事实上,这个专业与我们的生活有着密切关系———现代社会的经济发展和人类的衣食住行,都离不开化学和化工产品。中国工程院院士、清华大学教授金涌说:“没有化学工业,就没有当今五彩缤纷的世界。”
数据显示,我国每年生产的合成纤维约占全世界的60%,可为全球每个人制作4套衣服;每年新增建筑面积16亿至20亿平方米,所使用的水泥、塑料、涂料等大都来自化学工业领域;中国已是世界第一大汽车产销国,汽车生产和使用所需的汽油、柴油、电池、橡胶等同样来自化学工业。
北京石油化工学院化学工程与工艺专业学生王家钰说:“初次接触这个专业名称时,我的思维还停留在高中所学的化学范畴。经过不断深入学习,我发现这个专业和实际生产生活密不可分。我竟然可以设计出一个化工厂,这是最兴奋和惊讶的事情。”或许,这就是一个令人充满创造力、令世界五彩缤纷的专业。
学什么?
当化学知识碰撞工程实际
“化学工程与工艺专业,即化学在工程实际中的应用。”北京石油化工学院化学工程学院副院长何广湘概括道。具体来说,化学工程与技术学科是研究化学工业生产过程中的共同规律,并用化学方法改变物质组成或性质来生产化学产品。化学工程与工艺专业是依托于这个学科的本科专业。
北京化工大学化学工程学院副院长刘清雅介绍,化学工程与工艺涵盖化学工程和化学工艺两大方向,有别于高中阶段的化学。化学是从分子和原子层面揭示物质的组成、结构和性质,研究分子之间发生反应的可能性和必要条件;化学工程是研究物质的流动、传递及其对反应过程与产物的影响,解决化学工业生产过程中的工程放大问题;化学工艺则是研究化工原料经过化学反应转变为化工产品的条件、方法和过程。化学工程与工艺专业学生要通过物理化学、化工原理、化学反应工程、化工热力学、化工系统工程等课程的学习,认识大型装置中物料的流动、传热、传质等物理过程,掌握化工产品开发、设备与工艺设计、控制操作及系统集成的相关理论和方法,解决化工生产中工程因素对过程和装置在放大中的效应。
这个专业大学四年都学些什么?何广湘表示,大学期间学生可学到很有意思的知识,大到汽车、飞机、轮船所用燃料的区别是什么、是如何生产出来的,预期替代传统能源汽车的电动汽车的电池有什么特性;小到分子水平的化工厂———天津一家化工厂怎样利用大肠杆菌作为“生产车间”,制造医学用的人造皮肤、骨骼等。总体来说,化工专业学生要依据产品设计、物质分离和转变等过程中物质和能量的转化传递规律,掌握产品与工艺开发、生产装置设计从实验室到大规模生产线的放大、过程系统优化、过程安全与环境保护的理论和方法,掌握物质分离与转变过程及其设备设计与操作的共同规律。
怎么学?
当工程实践碰撞研究创新
为了让学生充分学习化学工程与工艺专业知识,各学校在人才培养上花大功夫,突出自身特色。北京石油化工学院旨在培养具备化学工程与化学工艺方面的知识,能在化工、炼油、能源、材料、医药和环保等部门从事与专业相关的工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作的应用型工程技术人才。与其他院校相比,该校突出工程实践教学特色,使学生经过专业课和实践学习后具备很强的工程实践能力。学校构建了理工融合、基础与专业、专业与学科、课内与课外、学校与企业有机衔接的“三阶段、四层次”递进式开放创新实践教学体系,形成“基础实验、专业基础实验、专业实验”三阶段和“基础训练实验、综合性设计型实验、研究型实验、以项目为导向的应用研究”四层次;系统设计了以某典型产品工程为平台,将实验、实习、设计及毕业论文等环节相互衔接为目标的一体化实践教学体系。在专业培养方案中,着重培养学生五方面能力,即实验与工艺操作技能、工程设计能力、工程实践能力、科学研究能力和社会实践能力。
该校学生刘俊岭感觉化工有别于化学,需要化学基础知识,还有多方面辅助知识,如机械、仪表控制、物理、计算机,还要有逻辑思维。如果立志学化工,考生要对理科感兴趣,在学习中注意实践与理论相结合,在学好基础知识的同时培养动手能力和创新思维。
北京化工大学化学工程与工艺专业设有卓越工程师班、英才班和普通班,满足国家和社会对开拓创新型和复合应用型人才培养的需要,通过开展不同层次的大学生科技创新活动如萌芽杯、挑战杯、大学生创新创业、各类科技竞赛等,培养学生的探索精神和研究能力;通过国际知名大学教授讲学、学生暑期海外实习、出国联合培养等模式,培养学生的国际化视野,提高国际竞争力。化工英才班以“3+1+5”本科—博士国际联合培养为主,以“3+1+3”本科—硕士为辅,通过灵活的课程设置、富有挑战性的科研实践、优秀科学家的指导及多种渠道的国际化交流等手段,力争将学生培养成面向大工程的高端和杰出的拔尖创新人才。英才班为小班教学模式,课程设置紧凑,教学模式先进灵活,师资雄厚。同时开设由国际名校教授讲授的与国际接轨的前沿课程等,依托学院“111海外引智计划”,为学生提供与国际一流大师交流学科前沿问题的平台。
做什么?
当老牌专业碰撞新的机遇
化工行业是国民经济的支柱产业,人才需求量大。化学工程与工艺专业毕业生就业面宽广,主要涉及化工及其相关行业,如化工设计、日用化工、能源化工及传统化工等。也有不少毕业生选择国内读研或出国深造。王家钰认为,该专业可分三种方向:实验研究、工程设计、生产一线的工程操作,各有不同的就业选择。化工行业有许多知名的企业,如美孚、壳牌、巴斯夫、中石油、中石化等。一些冶金、化纤、煤炭、橡胶等化工企业也是毕业生不错的选择。
化工行业讲究经验和积累,技术和经验是技术型人才的资本,关键是如何取得化工类技术以外的教育背景和从业经历。化工贸易、管理人才基本都需要化工专业出身,同时熟知贸易规则和单位业务,还要耐心细致,有较强的语言表达能力。刚毕业的学生一般要从基层做起,用相当长的时间使理论和实践充分结合,总结经验,谋取更好的发展。在北京化工大学学生蒋政峰看来,除走工艺设计、产品研发、质量检验、项目管理等技术人才的道路外,该专业毕业生也可在相关化工类企业从事销售、安全管理等工作。
化学工程与工艺专业是名副其实的老牌专业,有着响当当的专业发展历程。刘清雅介绍,北京化工大学化学工程与工艺专业依托学院的“化学工程与技术”国家首批一级重点学科(第四轮学科评估全国排名第三),前身涵盖与学校同步创建的基本有机合成和无机化工专业,是学校老牌专业和国家级特色专业,2006年、2009年和2012年三次通过中国工程教育专业认证(第三次认证为期6年),2010年入选教育部“卓越工程师教育培养计划”。化学工程学院设有化学工程与技术博士后流动站、环境科学与工程博士后科研流动站和清洁能源学新兴交叉学科。该专业形成了本科—硕士—博士—博士后的多层次人才培养体系,位居全国著名大学同类院系一流水平行列。
北京石油化工学院化学工程专业成立于1978年,是建校之初设立的两个专业之一、学校优势本科专业、北京市重点专业和品牌专业,2007年被批准为国家第一类特色专业建设点,2008年成为北京市特色专业以及教育部首批CDIO工程教育改革试点专业,2010年成为教育部“卓越工程师教育培养计划”试点专业,2014年及2017年两次通过中国工程教育专业认证,拥有国家级化学化工实验教学示范中心和北京市基础化学实验教学示范中心。
现阶段,能源产业和石化行业发展面临挑战,也充满机遇。国家实施“一带一路”倡议和能源发展战略行动计划(2014—2020年),能源国际合作、能源设施建设、能源安全、清洁能源技术和能源绿色发展将成为战略重点。计划在燕山建设的“国家新型工业化产业示范基地”,将进一步发挥燕山石化千万吨炼油、百万吨乙烯前端资源优势,拓展石化产品下游产业链。到2015年,以石化新材料为核心的基地工业产值达1000亿元。
针对石油石化行业和京津冀区域经济社会发展需求,未来该专业将在石油石化行业传统优势的基础上,向节能环保、医用材料、化工及化学品安全等方向转型发展,形成既适应石油石化行业发展需求,又适应京津冀区域产业发展需求的特色专业人才培养模式。(作者/邓菡)(图片来源于网络,如有侵权请联系删除。)
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