化工原理實驗室建設的改革與實踐*

楊連利 王云芳 楊振 張衛(wèi)紅

(咸陽師范學院化學系 陜西咸陽712000)

化工原理實驗室建設的改革與實踐*

楊連利 王云芳 楊振 張衛(wèi)紅

(咸陽師范學院化學系 陜西咸陽712000)

化工實驗室是幫助學生鞏固理論知識，掌握化工實驗操作技能，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際，綜合分析問題和解決問題能力的重要基地。本文主要介紹化工原理實驗室建設中的一些新舉措。

化工原理課是應用化學專業(yè)及相關專業(yè)的一門主干基礎課。該課程的主要任務是介紹流體流動、傳熱、傳質的基本原理及主要單元操作的典型設備構造、操作原理、計算及選型。通過該門課程的學習，可以增強學生工程觀念，培養(yǎng)學生從事科學研究的能力［1］。化工原理實驗室是幫助學生鞏固所學理論知識，掌握化工實驗操作技能，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際，綜合分析問題和解決問題能力的重要基地。實驗室建設的情況，直接關系著人才的培養(yǎng)［2］。為了適應市場競爭力的需要，我校對非師范類專業(yè)提出了“高標準、高水平”的要求，在此要求下，我們應化教研室全體教師在了解當前實驗教改動向，學習兄弟院校實驗室建設經(jīng)驗的基礎上，結合我院特點，精心設計工作方案，為提高實驗教學質量創(chuàng)造了條件。下面談談我們在化工實驗室建設中的一些經(jīng)驗。

1 高素質教師隊伍是建設現(xiàn)代化實驗室的保證

化工實驗室建設涉及化工、計算機系統(tǒng)、儀表自動化等多方面的專業(yè)知識。因此，要建設適應21世紀發(fā)展的實驗室，必須有一支高素質的師資隊伍，其成員既要有豐富的知識、技術、能力和經(jīng)驗，又要具備很強的事業(yè)心和團隊精神。我們教研室按照“數(shù)量保證、結構合理、素質過硬、整體優(yōu)化”的方針進行師資隊伍建設，現(xiàn)擁有博士3名、碩士3名、學士1名，其中具有高級職稱者3名，中級職稱者4名。大家發(fā)揮了良好的團隊精神，相互協(xié)調、集思廣益、取長補短，保證了實驗室建設的良好進行。

2 建立綠色化工的思維方式

化學教育工作者應具有綠色化學的思想，具備一定的對“三廢”進行控制和治理的能力，多開設綠色化實驗，注重培養(yǎng)學生建立綠色化學思想，加強學生的綠色意識。另外，實驗教師應對常用試劑尤其是有毒有害物質的毒性、危害性參數(shù)和毒性、危害性作用機理以及防治方法建立數(shù)據(jù)庫，這對學生環(huán)境意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是非常必要的［3-4］。又如吸收實驗，教師應從當前環(huán)境污染的嚴重性及環(huán)境保護的迫切性出發(fā)，指出吸收實驗的重要性，指導學生用綠色環(huán)保型的水吸收CO2實驗代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水吸收氨氣實驗;在測定吸收系數(shù)時用現(xiàn)代分析手段氣相色譜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的酸堿滴定法。

3 實驗室建設與科研及生產(chǎn)相結合

近年來，應化教研室每一位任課教師、實驗員都積極參加校外實習，進行科學研究，這樣既能促進教師學術水平和業(yè)務能力的提高，也使教師能及時掌握學科發(fā)展最新動態(tài)，了解社會和用人單位對人才培養(yǎng)的最新要求，從而及時調整教學大綱。另外，校外實習、科研工作也使教師接觸到一批既有理論知識又具備豐富實踐經(jīng)驗的專家、學者及技術人員，他們對我們化工實驗室建設提出了很多合理化建議，這些建議拉近了實驗與生產(chǎn)實際的距離，培養(yǎng)了學生化學工程、環(huán)保及節(jié)能意識，使教學、科研和生產(chǎn)實際相結合。

4 運用計算機仿真提高實驗教學的直觀性和生動性

傳統(tǒng)的實驗教學模式是“預習→動手操作→數(shù)據(jù)記錄→數(shù)據(jù)處理→寫實驗報告”，模式單一，難激發(fā)學生實驗興趣。對此我們在實驗室建設中逐步引入計算機仿真，通過仿真技術，在計算機上表現(xiàn)實驗裝置、實驗過程、實驗結果和實驗規(guī)律，從而把復雜、抽象的教學信息轉化為學生易于接受的信號。使學生能更好地預習實驗，把握實驗過程及方法，獲得更多的知識與信息［5-6］。計算機仿真對于調動學生的學習主動性、加強學生理論知識的掌握和運用、提高學生工程應用能力有較大的促進作用。

5 確保實驗基本訓練要求和先進性的統(tǒng)一

近年來，國內(nèi)外很多院校都已經(jīng)認識到化工實驗的根本目的是加強理論知識和工程原則的教學，重視試驗技巧和測試技術的訓練以及現(xiàn)代實驗技術、信息的傳輸和交叉［7-8］。因此，我們建設化工實驗室時也遵循了這些原則。我們嘗試分層次開設化工原理實驗，既有常規(guī)驗證理論的內(nèi)容，如雷諾實驗，機械能轉換實驗和泵的特性曲線測定實驗等，又有綜合開發(fā)及研究型實驗的內(nèi)容，如篩板精餾塔操作及塔板效率測定的實驗，體現(xiàn)新型傳質分離技術的膜分離實驗，體現(xiàn)綠色環(huán)保型及現(xiàn)代氣相色譜應用技術的水吸收CO2實驗。這些實驗既可通過手動操作，也可通過計算機進行過程模擬。這樣，不僅有利于學生學習基本知識，也有利于擴大學生的知識面。

6 創(chuàng)建開放型實驗室

傳統(tǒng)的化工原理實驗教學是以教師為核心，教師大包大攬，學生只是按照教師設計好的步驟進行，難以激發(fā)學生的實驗興趣。在當前的實驗室建設中，我們注重突出學生的主導地位，盡可能地給學生提供展示自己的平臺。學生自己通過資料室及網(wǎng)絡查資料，利用實驗仿真軟件及網(wǎng)站教學輔導等熟悉儀器設備，了解實驗目的、實驗方案，掌握實驗步驟和實驗注意事項等。這些措施使實驗教學變成積極、主動、靈活的互動過程。傳統(tǒng)的實驗教學模式導致學生動手機會少，針對此狀況，我們嘗試加大學生可選實驗內(nèi)容及實驗時間的彈性，在學期初將能進行的實驗內(nèi)容、時間及儀器、設備、指導教師等情況向學生公布，允許學生打破班級和專業(yè)的界限，根據(jù)各自的學習進度、要求和興趣，確定實驗的內(nèi)容及時間。實驗室對學生開放，針對課堂上講過的理論和概念，學生可以課后去實驗室進行驗證，以加深對課堂內(nèi)容的消化和理解。

7 開展學生科技活動

開展學生科技活動是實驗室建設的重要方面，是課堂教學和書本知識的補充和延伸。組織學生開展科技活動，既能幫助學生復習、記憶、理解、應用課本知識，又能加強各學科間的互相聯(lián)系、互相滲透，培養(yǎng)學生的綜合分析能力和聯(lián)系實際能力，還能開闊學生眼界，擴大知識面，形成勇于探索未知領域的個性［8-9］。如我們把科研課題“無機/有機復合膜的研制、性能及應用”與化工原理的膜分離實驗相聯(lián)系，還組織學生幫助開發(fā)實驗仿真軟件等。這些措施不僅增進了學生對化工專業(yè)的學習熱情，提高了獨立工作能力，也為實驗室的建設和科技開發(fā)做出了貢獻。

8 結束語

隨著實驗室建設工作的進行，我們在設施及管理方面已經(jīng)形成了自己的特色，為實驗教學改革的深入創(chuàng)造了良好的條件，同時也為科研工作積累了經(jīng)驗。但實驗室建設是一項長期艱巨的工作，其成功來自各方面的共同努力，既離不開學校職能部門正確決策的制定，也離不開廣大師生的積極參與。要確保工作順利進行，學校還必須建立相應的激勵機制，保證全體師生以開拓創(chuàng)新的精神和飽滿的工作熱情使化工實驗室為培養(yǎng)高素質應用型化工人才創(chuàng)造條件。

［1］ 張偉光.內(nèi)蒙古石油化工，2007(5):151

［2］ 李微，施小芳，林述英.化工高等教育，2006(6):60

［3］ 沈玉龍，魏利濱，曹文華，等.綠色化學.北京:中國環(huán)境科學出版社，2004

［4］ 張群，王洪林.荊門職業(yè)技術學院學報，2002(6):63

［5］ 王宇，楊祖榮，曹仲義，等.實驗技術與管理，2005，22(12):87

［6］ 陳永弢，孫迎慧.實驗室研究與探索，2001，20(6):39

［7］ 李湘洲.中國林業(yè)教育，2004(5):66

［8］ 呂彤，吳贊敏.實驗室科學，2007(3):22

［9］ 杜長海，孫德，李偉.化工高等教育，2006(6):96

咸陽師范學院教改項目(200802036)