目前,不少人认为,到了大学,就不需要那么要求自己了,但是实际上,大学才是分化的开始,更了解大学能让你更加从容。
目录 | CONTENTS:
化工概貌 | INTRODUCTION
专业设置 | MAJOR
培养计划 | COURSE
毕业路径 | DEVELOPMENT
典型路径 | PATH
入门书籍 | BOOKS
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化工概貌 | INTRODUCTION
本节目录:
化工专业的学生学什么?
什么样的学生适合化工专业?
化工专业择校推荐
化工是有关利用设计、优化和控制手段安全、可持续和盈利的方式生产与加工材料与化学品的学科,强调安全、可持续地盈利,需要利用计算机作设计、优化和控制。
化学工业是国民经济中的基础产业和支柱产业,渗透到普通人日常生活的衣、食、住、行的方方面面,小到日常饮食和穿着、手机屏幕,大到交通运输、航空航天都与化工有关。
传统化工制造包括石油精炼、金属材料、塑料合成、食品加工和催化制造等。
现代化工还包括能源化工、环境化工、生物化工、医药化工、信息材料、生命材料、纳米材料等新型方向,在航天军事、新能源、仿生医疗、生物制药、先进材料制造、环保与资源循环等领域都有诸多应用。
化工专业的学生学什么?
化学工程是一门以化学、物理、数学、力学为基础,研究工业生产中大规模改变物料中的化学组成及其力学和物理性质的工程科学。
化工专业的培养计划中包括大量的化学、数学、物理、生物学的理科基础知识,也包括化工产品、设备和工艺设计及系统集成的理论和方法,培养发现、分析和创新性地解决复杂工程问题的能力。
尽管在培养计划中有大量化学课程,但是化工并不等同于化学。化学更注重科学原理的实验与研究,化工则更看重传递过程转化效率。化工的基础的课程围绕“三传一反”(热量传递、动量传递、质量传递和化学反应过程),研究如何生产产品。
更通俗地说,化学专业研究一个反应为何会发生,而化工专业则研究怎么通过这个化学反应大规模生产需要的产品。在处理具体问题时,化学专业的学生首先考虑实验室,化工专业的学生则需要考虑大型的化工厂。
或许很多人总免不了担心化工的危险性。事实上,除了一线生产岗位,化工企业中的研发、销售、市场岗位遭遇安全事故的概率并不比普通人高多少。
化工企业的生产岗确实更容易面临威胁人身安全的事故,例如有毒物质泄露、可燃物质爆炸等。并且,化工生产岗的工作地点都比较偏远,普遍薪资待遇低,因而化工名校的毕业生多不愿意选择化工生产岗工作,硕士博士更是几乎没有。
即便如此,化工生产企业的安全事故多是操作不规范或管理疏漏导致的。如今越来越多的化工企业变得越发现代化。所有的监控和操作都在保护非常完善的控制室里通过计算机完成。有时,一个年产值上百亿的生产系统也只需要几十个人就能够操作了。因此危险性大大降低。
什么样的学生适合化工专业?
化学工程也属于传统工科之一,招生人数较多。随着近几年计算机、电子信息等专业的火热,化工、材料等专业的热度有所降低。
与化学专业一样,对于希望一直在化工领域深耕的学生来说,继续攻读研究生几乎是必然选择。尤其是技术导向的制药、化工行业,往往以硕士、博士为学历门槛。
以清华化工系为例,培养模式整体以科研为导向,大部分学生在本科阶段的发展路径,多是保研直硕直博,或出国攻读硕士研究生和博士。需要强调的是,化工专业保研目前的趋势是硕士保研在逐年减少,而直博项目在逐年增加。
因此,如果对化学、化工行业不感兴趣,没有从事科研工作的打算或是希望本科阶段进入就业市场的学生来说,就要谨慎选择化工专业。
具体来说,具备以下特质的学生更适合化工专业:
◆ 扎实的数学、物理、化学基础
化工专业的必修课中有大量数学、物理、化学课程。以清华化工系的培养计划为例,118学分的专业教育课程中就有56学分的数理化基础课程,而专业主修课程也需要学习高难度的化学、物理知识。
对化工专业缺乏兴趣的同学,学习的过程可能会比较煎熬,面临繁重的课业和相对局限的出路,也会更容易陷入迷茫。
值得注意的是,高中和大学的物理、化学无论是难度、学习内容、思维方式都有很大区别,高中的物理化学成绩好不代表就能胜任大学的学习,但至少不应当对物理、化学没有兴趣甚至抵触。
在选择专业时就需要了解相关专业的基本内容、主要出路和发展路径,避免贸然以高中学科的认识而选择了不适合的专 业,付出不必要的时间成本。这也是创知路撰写专业白皮书的主要目的。
◆ 钻研能力和严谨细致的态度
化工专业的培养目标偏向学术研究型人才。无论是学术界还是工业界,对化工专业学生的学术背景和科研能力都有较高的要求,要求学术掌握扎实的化学知识和技能,具备基本的研究和分析能力。
化工专业的课程设置,课量多、难度大、要求高。在研究生阶段,除了严格遵守学术规范,学生还具备更强的钻研能力和创新能力。许多创新,也并非是灵光闪现,更多是在实验室中日复一日研读学术论文和报告得来的。
与化学专业一样,化工专业的培养计划中有大量的实验和实践课程,包括物理实验、无机化学实验、分析化学实验、物理化学实验、仪器分析实验、化工实验等等。这些实验课程十分要求学生具备扎实的实验基础知识、严谨细致的态度和抗压能力。
◆ 较好的英语水平
英语对绝大多数专业来说都是重要的技能,化工专业也不例外。不论是从事科研工作还是进入就业市场,突出的外语能力都是一个不可多得的敲门砖,甚至是一些行业和岗位的门槛。
化工行业仍然是外资企业主导的行业,待遇优厚、发展前景好的企业多以外企为主,例如:陶氏化学(Dow)、宝洁(P&G)、联合利华(Unilever)、埃克森美孚(Exxon Mobil)、强生(JNJ)、英国石油(BP)、壳牌石油(Shell)、巴斯夫(BASF)等。
英语水平突出的学生无论在求职过程中,还是未来的职业发展,都具备更强的竞争力。
化工专业择校推荐
如果有意向进入化工专业,择校方面我们给出一个参考:
T1:清华、浙大
T2:上海交大、天大、哈工大
T3:华东理工、北化工、大连理工、中石油大、北理工、华南理工、川大
T4:南工大、南理工、浙工大、中南、重大、东南、厦大、吉大、西安交大
名校的硬件资源(如师资、经费、科研项目等)和软件资源(如校风、校友、发展机会等)更加完备,对学生包括专业知识和技能在内的各方面能力的培养也更胜一筹。
从出路的角度来看,化工专业本科毕业直接工作的相对较少,希望在相关行业发展的学生会更愿意在本科毕业后继续深造。无论是选择出国深造或是国内攻读研究生,名校背景都意味着更多的机会。
国内深造的方向上,保研已经成为越来越重要的渠道。实力较强的综合性大学(如清华、浙大、上海交大等)和专业实力突出的专业类大学(如天大、华东理工、北化工等)保研名额也明显更多。
出国深造的方向上,名校背景除了直接产生积极的帮助外,还能够帮助学生在本科阶段申请到国外前沿实验室的海外暑期科研项目。例如,Stanford的UGVR项目和而UCLA的CSST项目仅面向包括清华、北大、中科大在内的985院校。
在求职阶段,无论是通过校招还是内推渠道,化工企业也更愿意接受有名校背景的求职者。名校背景意味着通常情况下更强的技术能力和专业背景,以及更强的学习能力。至少,出现“难以胜任”的比例和由此产生的试错成本,能够大大降低。
专业设置 | MAJOR
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专业设置与分流模式
在教育部的教育体系设置中,化学工程与技术的一级学科下,包括化学工程、化学工艺、生物化工、应用化学、工业催化等多个二级学科。
在本科生招生中,包括清华、浙大、天大在内的多所顶尖化工院校采取大类招生的模式。其中:
清华化工系包括化学工程与工业生物工程,高分子材料与工程两个本科专业,通过环境、化工与新材料类和化生类两个大类进行招生。大类中的学生在大一下学期的4月份进行专业分流申请,从大二开始进入对应专业学习。
浙大化学工程与生物工程学院包括化学工程与工艺、生物工程、制药工程等本科生专业,通过工科试验班(能源、化工与高分子)进行招生。大类中的学生大一统一由求是学院负责管理,从大二开始进入专业院系学习。
天大化工学院包括化学工程与工艺、生物工程、制药工程、分子科学与工程、应用化学、过程设备与控制工程、食品科学与工程等本科生专业,通过工科试验班(化工、能源与生命医药)进行招生。在大一结束后,按照大一成绩+高考成绩加权的方式进行专业分流。
不同大学化工院系的本科生专业划分粗细并不一致。在研究生阶段,化工专业的硕士、博士会根据导师、课题组、实验室的差异区分出不同的专业或方向。
以清华大学化工系为例,围绕化学和生物转化,建设了反应工程、分离工程、系统工程、生物化工、高分子材料与工程、生物催化和转化、清洁能源化工、微化工过程、材料化工、生态化工、化工安全等专业方向。
选择了某一专业方向的研究生并不意味着就不能选择其他领域的工作。但在求职过程中,专业对口的学生在部分研发岗位上仍然有一定优势。
下面介绍化工专业的主要方向:
反应工程
化学反应工程是以工业反应过程为主要研究对象,以反应技术的开发、反应过程的优化和反应器设计为主要目的学科。
通俗来说,反应工程研究一个生产过程的化学反应和反应器,从而使得生产更加有效率、更经济。例如通过改变反应器内各处的温度和浓度,影响转化率和选择率等结果。
因此,反应工程的应用遍及化工、石油化工、生物化工、医药、冶金及轻工等许多工业部门。该方向与化学交叉较多,也可以从事化学类研发职位。
分离工程
分离工程是研究化工及其它相关过程中物质的分级、分离、浓缩和纯化的方法、工艺、材料、设备的一门技术科学,是化学工程的重要组成部分。
化工生产是原料通过一系列化学、物理变化的过程,产物、原料、中间产物需要经过各分离单元的加工处理。天然物质多以混合物存在,要从中获得有使用价值的产品,须对其进行分离;加工工业中须对中间体和产物进行分离和提纯,才能得到符合使用要求的产品。
不仅如此,分离技术是环保工程中用于污染物脱除的保障。新型分离技术的研究,还为新能源、新兴材料为代表的高新技术领域的发展提供有力的技术保障。
系统工程
化工系统工程是从系统的整体目标出发,根据系统内部各个组成部分的特性及其相互关系,确定化工系统在规划、设计、控制和管理等方面的最优策略。
由于化工厂生产涉及多个单元(如反应器、精馏塔、冷却加热器),并且各个单元间相互有约束,那就需要从成本最低的角度来优化各个单元操作使得经济效益最大化。
在生产过程中一个操作的改变会引发后续操作很多的变化。比如升温可以加快反应速率、产物产量会增加,但对应的加热所需燃料也会增加,后续的冷却过程也需要增加冷却水的用量。需要设计合适的温度使得单位时间生产的产品的价格减去燃料和冷却水的价格,所得的利润尽可能达到最大。
生物化工
生物化工是生物学、化学、工程学等多学科组成的交叉学科,研究有生物体或生物活性物质参与的过程中的基本理论和工程技术。
通俗来讲,就是将生物(植物、微生物等等)用于生产物质,例如大规模发酵生产酸奶、通过基因工程大规模生产物质。与生物专业不同的是,生物化工本质仍然是工程学科,研究利用生物机理进行工业生产。
具体的研究方向包括:生物分子工程、酶的分子设计和分子改造、基因工程、生物分子的可视化追踪技术、细胞培养、生物反应器、蛋白质工程和药物控缓释制备技术。
高分子材料
高分子材料与工程是研究高分子材料的合成、结构、性能及材料成型加工等理论与技术的学科。
高分子材料是以高分子化合物为基体,再配有其他添加剂(助剂)所构成的材料。按来源分为天然高分子材料和合成高分子材料,按应用又可分为纤维、树脂、橡胶、胶黏剂、涂料、高分子基复合材料,以及各种功能高分子材料。
随着高分子分离膜、高分子磁性材料等新型高分子材料的出现,高分子材料在电子、生物医学、环保、建筑、机械、航空航天、军工等领域的应用越来越广泛。
具体的研究方向包括:光电信息高分子、高分子纳米材料和技术、高性能高分子材料、智能和刺激响应性高分子、高分子生物医用材料、高分子材料结构表征、高分子液晶、精细高分子、多相多组分高分子材料等。
制药工程
制药工程是奠定在化学、药学、生物技术和工程学基础上的交叉学科,主要解决药品生产过程中的工程技术问题、实施药品生产质量管理规范、实现药品的规模化生产和规范化管理等问题。
制药工程的学科前沿方向包括:药物分子设计与合成、天然药物提取分离、新型药物制剂、药品安全与质量控制、绿色制药与智能制造等。该专业的对口方向包括医药化工领域中医药产品的生产、质控、研发、设计和管理等工作。
食品科学与工程
食品科学与工程是应用科学和工程的原理研究食品的设计、生产、加工、制造、贮藏、包装、分析和评价的科学。
该专业的研究领域主要涉及:食品安全与质量控制、食品化学与结晶技术、天然活性成分分离与应用技术,功能食品和食品新资源开发、食品微生物与发酵工程、食品加工新技术、果蔬采后生物学与营养评价等。
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