二級(jí)學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

1、二級(jí)學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革摘要：針對(duì)師范院校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的發(fā)展方向和特色，我們對(duì)二級(jí)學(xué)院化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了探討與實(shí)踐，從化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃，內(nèi)容體系、教學(xué)方法和考核體系等多方面進(jìn)行了一系列改革與建設(shè)，提高了學(xué)生的實(shí)踐能力、增強(qiáng)了學(xué)生的工程意識(shí)。關(guān)鍵詞：化工原理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革化工原理是化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、高分子材料與工程等專業(yè)的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，其教學(xué)水平、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)質(zhì)量被視為衡量相關(guān)學(xué)科本科教育水準(zhǔn)的重要因素及評(píng)價(jià)指標(biāo)。該課程的主要內(nèi)容是以化工生產(chǎn)中物理操作過程為背景，按照其操作原理的共性歸納為若干“單元操作”，主要研究各單元操作的基本原理、典

2、型設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算以及選型?；ぴ韺儆诠こ炭茖W(xué)，用自然科學(xué)的原理考察、解釋和處理工程實(shí)際問題，研究方法主要是理論解析和實(shí)驗(yàn)研究?；ぴ韺?shí)驗(yàn)是化工原理教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，不僅驗(yàn)證化工原理的基本理論，加深對(duì)學(xué)生課堂教學(xué)內(nèi)容的理解，更為重要的還在于對(duì)未來的科技工作者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技能的基本訓(xùn)練，培養(yǎng)其獨(dú)立組織和完成實(shí)驗(yàn)的能力及嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，為其將來從事科學(xué)研究和解決工程實(shí)際問題奠定良好的基礎(chǔ)。應(yīng)用化學(xué)專業(yè)在師范類學(xué)校中屬于理學(xué)專業(yè)，如何開展三本應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生的化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，是當(dāng)前本科院校發(fā)展中最為重要的課題之一。我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中，對(duì)化工原理實(shí)

3、驗(yàn)的教學(xué)計(jì)劃，內(nèi)容體系、教學(xué)方法和考核體系等多方面進(jìn)行了一系列的探索與實(shí)踐。1目前化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題1.1 學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主觀能動(dòng)性得不到充分的調(diào)動(dòng)導(dǎo)致學(xué)生不夠重視的主要原因有：(1) 實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量有限，一般每個(gè)實(shí)驗(yàn)只有兩套儀器設(shè)備，學(xué)生人數(shù)多，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)分組人數(shù)較多，每78個(gè)人一組，只有12人真正動(dòng)手，其余學(xué)生在旁觀望，引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性降低；(2) 理論與實(shí)踐脫節(jié)，教學(xué)計(jì)劃實(shí)驗(yàn)課程滯后，實(shí)驗(yàn)與理論課不是同步完成，等到學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)，理論課的內(nèi)容已差不多忘記了，加上一些學(xué)生對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)本身就不感興趣，整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)效果不是很理想；(3) 數(shù)據(jù)處理繁雜，由于化工原理理論課程的公式、

4、多為經(jīng)驗(yàn)性或半經(jīng)驗(yàn)性的，公式多且都有一定的適用范圍，導(dǎo)致計(jì)算較多且復(fù)雜，學(xué)生存在畏難情緒。1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃嚴(yán)重滯后，學(xué)生學(xué)習(xí)效果差應(yīng)用化學(xué)專業(yè)三本學(xué)生由于本身的基礎(chǔ)相對(duì)二本較差，而我們的教學(xué)計(jì)劃又將其實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置滯后于理論課一個(gè)學(xué)期，在教學(xué)過程中我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生原來的基本原理，基本公式，重要的反應(yīng)關(guān)系式幾乎忘記，致使學(xué)生在處理數(shù)據(jù)時(shí)困難重重，同時(shí)化工原理課程又是一門工科性非常強(qiáng)的課程，學(xué)習(xí)對(duì)于理論與實(shí)踐存在一定的差異，整個(gè)學(xué)習(xí)效果較差。1.3 學(xué)生的綜合能力，創(chuàng)新能力得不到充分的培養(yǎng)長期以來，化工原理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式主要是驗(yàn)證化工過程理論，增強(qiáng)典型設(shè)備感性認(rèn)識(shí)；在實(shí)驗(yàn)教學(xué)由教師事先設(shè)計(jì)好，學(xué)生只

5、是按部就班，動(dòng)動(dòng)閥門、開關(guān)，讀讀溫度、壓力和流量，學(xué)生的興趣不高，例如離心泵特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)，泵，管路和儀表均事先安裝好，學(xué)生僅僅按操作步驟打開和關(guān)閉閥門，記錄數(shù)據(jù)即可，缺少學(xué)生自己組裝管路環(huán)節(jié)，往往導(dǎo)致學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)后還是沒有明白為什么這樣做，沒能很好地開發(fā)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)造能力，不利于培養(yǎng)創(chuàng)造性和具有獨(dú)立工作能力的開拓性人才。1.4 實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)少，學(xué)生的動(dòng)手能力得不到進(jìn)一步加強(qiáng)根據(jù)新的教學(xué)計(jì)劃，化工原理理論教學(xué)學(xué)時(shí)化工專業(yè)為70h(上下冊(cè))，實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)為44h。對(duì)于從事化工專業(yè)的學(xué)生來說，實(shí)驗(yàn)課時(shí)嚴(yán)重偏少。化工原理是實(shí)踐性很強(qiáng)的一門技術(shù)課，實(shí)驗(yàn)課是需要課堂教學(xué)的，教授或探討工程問題的實(shí)

6、驗(yàn)研究方法論，實(shí)驗(yàn)規(guī)劃和流程設(shè)計(jì)的方法，數(shù)據(jù)的處理和化工測(cè)量技術(shù)等，否則，僅僅讓學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟來驗(yàn)證理論結(jié)果。此外，由于實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、設(shè)備數(shù)量的不足，雖然開放了實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生動(dòng)手能力還是得不到加強(qiáng)，且增大了教師的額外工作量和學(xué)生的安全隱患。1.5 考核方法不合理現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)課成績考核方法仍然是由任課教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和在實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)來評(píng)定，這樣的方法欠科學(xué)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)報(bào)告畢竟可以存在抄襲現(xiàn)象，同時(shí)由于學(xué)生人數(shù)較多，教師不可能對(duì)每一位學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)及其實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Χ加休^客觀的記錄。這都使得最后給定的成績有失公允。對(duì)此，除了在思想上要教育和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，強(qiáng)調(diào)課程及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性外，必須采取相應(yīng)

7、的措施以提高化工原理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。2 提高化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的措施針對(duì)以上問題，按照教育部“要重視學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性”的精神，結(jié)合實(shí)際教學(xué)體會(huì)，本文探討了對(duì)化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思路。2.1 編寫實(shí)驗(yàn)講義，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)講義是學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，開展實(shí)驗(yàn)的重要依據(jù)，是教學(xué)指導(dǎo)思想、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的綜合體現(xiàn)。為了適應(yīng)新世紀(jì)教學(xué)改革及人才培養(yǎng)的需要，以加強(qiáng)理論知識(shí)和工程能力的培養(yǎng)、充分重視實(shí)驗(yàn)技巧 與測(cè)試技術(shù)的訓(xùn)練、現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)的傳輸和創(chuàng)新理念的樹立為指導(dǎo)思想。結(jié)合先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置，以化工單元操作實(shí)驗(yàn)研究中常用的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技術(shù)為

8、主要內(nèi)容，并結(jié)合化工原理課程教學(xué)內(nèi)容，針對(duì)我校學(xué)生的實(shí)際情況，重新編寫了實(shí)驗(yàn)講義。實(shí)驗(yàn)講義將每一個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了詳細(xì)的說明，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)流程，實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表，設(shè)備性能及主要技術(shù)參數(shù)，思考題共七個(gè)部分組成。通過近兩年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，將每個(gè)實(shí)驗(yàn)操作中容易出錯(cuò)的地方做了歸納總結(jié)，新講義內(nèi)容覆蓋面廣，編寫詳細(xì)、具體，便于學(xué)生自學(xué)，操作和實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了參考資料。2.2 調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，讓學(xué)生充分體現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合根據(jù)現(xiàn)在的教學(xué)計(jì)劃，理論的教學(xué)提前于實(shí)驗(yàn)課一個(gè)學(xué)期，這樣的結(jié)果是等到學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)，理論課的內(nèi)容基本上忘記了，包括理論基礎(chǔ)，基本公式以及數(shù)據(jù)處理等

9、，導(dǎo)師老師反復(fù)講授原來應(yīng)在理論課上學(xué)習(xí)的內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后，學(xué)生又會(huì)因?yàn)橥浟斯街g的換算以致不能很好的將數(shù)據(jù)處理完整，加上三本學(xué)生原來的基礎(chǔ)相對(duì)較差，對(duì)這些數(shù)據(jù)的處理就更加困難，基于此，我們應(yīng)該調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，使理論學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)操作同步進(jìn)行，效果更好。2.3 增加實(shí)驗(yàn)設(shè)備套數(shù)，提高設(shè)備的現(xiàn)代化程度在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中利用現(xiàn)代化教學(xué)手段擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，購買了仿真實(shí)驗(yàn)軟件，在做每一個(gè)實(shí)驗(yàn)前，讓學(xué)生先進(jìn)行仿真模擬實(shí)驗(yàn)，每人一機(jī)，單獨(dú)操作，待練習(xí)時(shí)間結(jié)束，進(jìn)入軟件評(píng)分系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)評(píng)分，了解學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌握的程度，熟悉基本操作之后才能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作【6】。通過化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，豐富了化工原理實(shí)驗(yàn)

10、教學(xué)內(nèi)容，提高了教學(xué)質(zhì)量。仿真實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)代化教學(xué)手段的引入，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，聯(lián)系了工廠操作實(shí)際，促進(jìn)了理論課及專業(yè)課程的學(xué)習(xí)；設(shè)計(jì)研究型實(shí)驗(yàn)的開設(shè)充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，強(qiáng)化由書本到現(xiàn)場(chǎng)操作的探索過程，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)；工程觀點(diǎn)的培養(yǎng)強(qiáng)化了工程意識(shí)促進(jìn)學(xué)生思維由理科思維轉(zhuǎn)換為工科思維，培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力，提高了解決工程實(shí)際問題的能力，為將來畢業(yè)后從事實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)。2.4 增加實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)數(shù)，建立真正獨(dú)立的教學(xué)秩序在沒有從理論課程中脫離之前，實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)只有28課時(shí)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要是一些基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。近年來，我們不斷加大實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)投入，新增了大批實(shí)驗(yàn)裝置，而且主要集中在

11、綜合性實(shí)驗(yàn)和一些新的單元操作上，如:液膜制備與分離、滲透蒸發(fā)、變壓吸附、催化精餾、鼓泡分離等實(shí)驗(yàn)裝置，現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目達(dá)到12個(gè)，同時(shí)引進(jìn)了計(jì)算機(jī)仿真軟件，開設(shè)了計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)仿真。現(xiàn)在，我校化工原理實(shí)驗(yàn)課時(shí)由最初的28課時(shí)增加到目前的44課時(shí)，通過增加化工原理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)課時(shí)，強(qiáng)化了學(xué)生的工程意識(shí)和提高了解決實(shí)際問題的能力。尤其是一些新興的領(lǐng)域中，已經(jīng)出現(xiàn)了各種新的單元操作，學(xué)生只有通過增加實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，特別是一些新的單元操作，才有機(jī)會(huì)了解更多的單元操作，從而拓寬知識(shí)面和增強(qiáng)實(shí)際工作能力。2.5改革實(shí)驗(yàn)成績?cè)u(píng)定方式為全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)實(shí)習(xí)情況和實(shí)踐技能，采取分項(xiàng)考核的方式記分，總成績=實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)成績2

12、0+實(shí)驗(yàn)操作成績30% + 實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績20% + 實(shí)驗(yàn)操作考試成績30%。(一)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)部分(20分)其內(nèi)容分為裝置預(yù)習(xí)、預(yù)習(xí)報(bào)告二大部分。a.裝置預(yù)習(xí)時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，操作流程，掌握實(shí)驗(yàn)裝置中所有設(shè)備、管路、各控制點(diǎn)的作用；b.預(yù)習(xí)報(bào)告的內(nèi)容有:實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、需測(cè)參數(shù)及測(cè)試方法、操作步驟等。內(nèi)容上抓住重點(diǎn)，格式上體現(xiàn)“精、簡(jiǎn)”。沒有進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)或沒完成預(yù)習(xí)報(bào)告者，不能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)操作。(二)實(shí)驗(yàn)操作部分(30分)實(shí)驗(yàn)操作是學(xué)生動(dòng)手能力的真實(shí)體現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)成績考核中應(yīng)占有較大的比重。指導(dǎo)教師在巡視過程中，根據(jù)以下幾個(gè)方面進(jìn)行成績?cè)u(píng)定：a.實(shí)驗(yàn)過程中，操作步驟是否規(guī)范，是否有誤操作；

13、b.測(cè)量參數(shù)的讀取是否正確；c.儀器、儀表的使用方法是否正確；d.在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中，操作參數(shù)的控制是否穩(wěn)定；e.操作態(tài)度是否認(rèn)真，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察是否精心。實(shí)驗(yàn)操作完成后，由指導(dǎo)教師檢查其原始記錄，待認(rèn)定簽字后方可離去，這樣可避免過去抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告的惡習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)。(三)實(shí)驗(yàn)報(bào)告部分(20分)實(shí)驗(yàn)報(bào)告是對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象作出科學(xué)分析的總結(jié)，是學(xué)生綜合能力的體現(xiàn)。其考核內(nèi)容包括：a.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與結(jié)果；b.以一組實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)為例，列出完整的計(jì)算過程；c.以表格、圖線及關(guān)聯(lián)式表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果；d.對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析討論；e.問題的思考與拓展。(四) 實(shí)驗(yàn)操作考試部分(30分)實(shí)驗(yàn)操作考試采取抽簽決

14、定考核實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的辦法，學(xué)生按老師的要求完成相應(yīng)的操作并回答老師提出的與實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)、流程、操作、原理等相關(guān)問題，由考核教師給出學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作考試成績。另外對(duì)于積極進(jìn)行開放實(shí)驗(yàn)的學(xué)生給予成績的獎(jiǎng)勵(lì)制度，通過學(xué)生完成開放實(shí)驗(yàn)的情況，適當(dāng)?shù)卦趯?shí)驗(yàn)課程的考核成績上給予一定的加分。這種合理的考核方法是支持開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵，是引導(dǎo)學(xué)生正確理解和參與開放式實(shí)驗(yàn)的重要指揮手段。實(shí)驗(yàn)考核的綜合評(píng)分制度在成績?cè)u(píng)定上保證學(xué)生的實(shí)驗(yàn)主體地位，發(fā)揮他們主觀能動(dòng)性，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高。3 結(jié)語化工原理實(shí)驗(yàn)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)課程，是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁與紐帶，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，也是幫助學(xué)生樹立工程觀念的重要途徑。因此，建立合理的、完善的化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和教學(xué)模式，才能有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。但同時(shí)也要看到，在新形勢(shì)下，實(shí)驗(yàn)改革又是一項(xiàng)長期而艱巨的任務(wù)，不是一朝一夕能夠完成的。我們要在教學(xué)中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，積極進(jìn)行改革實(shí)踐，堅(jiān)定信心，持之以恒，就一定會(huì)不斷取得化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新成果。參考文獻(xiàn)：【1】 鄭文芝，陳勝洲，吳俊榮化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式與教學(xué)體系改革的探討廣東化工，2006, 33(5):65-66【2】