借鑒工廠操作規(guī)程，提高化工基礎(chǔ)實驗教學質(zhì)量

趙業(yè)軍，韋詠平，張淑珍

(1.武漢東湖學院生命科學與化學學院，湖北武漢 430212;2.武漢青江化工股份有限公司，湖北武漢 430081)

化工基礎(chǔ)實驗是我院應用化學專業(yè)學生學習、掌握和運用化工基礎(chǔ)理論知識必不可少的重要教學環(huán)節(jié)，它屬于工程實驗范疇，具有典型的工程特點，擔負著由理論到工程 、由基礎(chǔ)到專業(yè)的橋梁作用;對學生的業(yè)務素質(zhì)和工程能力的培養(yǎng)起著舉足輕重的作用［1，2］。我們在化工基礎(chǔ)實驗教學中，針對化工原理課程的教學特點以及教學過程中面臨的問題，結(jié)合我院實際情況，通過對同行經(jīng)驗的借鑒［3］、以及學習工廠工藝規(guī)程，對如何提高實驗教學質(zhì)量做了一些思考。

1 按工廠操作規(guī)程，編寫實驗講義

化工基礎(chǔ)實驗與其他化學實驗(如有機和無機實驗等)不同，它的特點是具有工藝性和工程性，多數(shù)學生第一次接觸工程裝置的實驗，剛進人實驗室對于所看到的裝置往往會感到新鮮又覺得無從下手。實驗室剛建成時，我們選擇了國內(nèi)某著名高校出版的實驗教材。但在實驗課程開設(shè)的過程中發(fā)現(xiàn)該教材較為簡略，注重學生自主學習，而對實驗裝置的開、停和正確操作步驟較少提及，學生在操作過程中對各種錯誤操作行為及其后果缺乏正確認識。而在工廠工藝管理中，任一系統(tǒng)、單元操作，都有明確詳細的操作規(guī)程以避免錯誤操作行為帶來的嚴重后果。因此我們針對實驗室實驗裝置和開設(shè)的實驗內(nèi)容編寫實驗講義，借鑒工廠的操作規(guī)程，突出實驗裝置的開停車操作、正確操作要點、錯誤操作行為可能引起的后果以及異?，F(xiàn)象的原因分析和處理方法等，讓學生在進入實驗室之前通過預習對實驗操作規(guī)范有足夠的認識。

2 強調(diào)實驗預習，重點讀懂實驗裝置流程

實驗前的預習有利于學生復習課堂教學已經(jīng)學過的理論知識，同時有利于鍛煉學生邏輯思維和構(gòu)思組織能力?；せA(chǔ)實驗與化工原理實驗大同小異，我們要求學生在進入實驗室前一定要對實驗講義進行認真的預習，了解實驗所要驗證的理論知識，對實驗裝置工藝流程圖有充分的認識，同時對實驗的注意事項和操作步驟做簡要的了解。學生進入實驗室后，對照工藝流程圖逐一查明實驗裝置的每一部分，分清楚管線走向，熟悉實驗流程，按照講義熟悉操作步驟，對于裝置中一些閥門的開關(guān)和注意事項要完全掌握，不明白的要請教老師。

3 按模擬工廠操作規(guī)定程序進行規(guī)范操作

盡管我們編寫了實驗講義，強調(diào)預習的重要性，但仍有部分學生沒有認真讀懂實驗流程，想當然進行操作。針對這種情況，我們要求每次實驗前學生就自己實驗預習情況講述本次實驗的目的、原理和實驗操作，老師予以補充，同時借鑒化工企業(yè)員工培訓熟悉流程的做法——“摸管子”法［4］，引導學生沿著工藝管線實地踏勘工藝節(jié)點設(shè)備，分辨物料走向以及主輔管道，從而真正弄清楚實驗工藝流程。執(zhí)行此步驟時為保證學生安全，我們在實驗開始前斷電。學生“摸管子”完成后才給實驗裝置送電。

為讓學生了解不良操作行為可能帶來的后果，在實驗講解的過程中注意引入實際例子。比如讓學生測量離心泵在出口閥門全關(guān)和全開狀況下啟動離心泵的功率，比較兩種情況下功率的差異，并結(jié)合教師在工廠的實際工作經(jīng)驗用數(shù)據(jù)說明離心泵開閥啟動可能引起電機負荷過大使電機燒毀。

4 注重數(shù)據(jù)的記錄與分析

在連續(xù)生產(chǎn)的工廠中，操作人員必須定時記錄生產(chǎn)報表，這些數(shù)據(jù)往往對生產(chǎn)狀況有極大的指導作用，尤其是在生產(chǎn)不正常原因分析時舉足輕重。但學生不會有這方面的認識，在實驗的過程中，學生往往只記錄與實驗數(shù)據(jù)處理相關(guān)的數(shù)據(jù)，對其他的數(shù)據(jù)視而不見。因此在做自控精餾實驗時，要求學生從全回流開始，必須每半小時記錄每一塊塔板的溫度，并要求學生結(jié)合t-x-y相圖對上述溫度進行分析。通過分析，學生發(fā)現(xiàn)在其他條件不變時，在全回流、最佳進料位置進料和非最佳進料位置進料三種情況下，每次記錄的溫度從第一塊塔板往下逐板升高，說明從塔頂?shù)剿?，輕質(zhì)組分含量逐板下降，而重質(zhì)組分含量逐板升高;同時比較三種情況下第一塊塔板的溫度，發(fā)現(xiàn)非最佳進料位置進料溫度最高，最佳進料位置進料溫度次之，而全回流溫度最低，這些數(shù)據(jù)說明同等情況下，全回流分離效果最好，而非最佳進料位置進料分離效果最差。這些都是學生在理論課中學過的內(nèi)容，現(xiàn)在通過實驗得到證實，加深學生對理論的理解。繼而引申說明，對于連續(xù)生產(chǎn)的化工廠，保持規(guī)范的記錄，一旦數(shù)據(jù)與正常操作的數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，就可以迅速判斷數(shù)據(jù)不正常的原因并采取相應的處理措施。學生由此也深刻體會數(shù)據(jù)記錄的必要性。

5 鼓勵學生發(fā)現(xiàn)問題積極思索

在自控過濾實驗中，原電動控制工藝流程如圖1所示。

圖1 自控過濾電動控制工藝示意圖

由于電動控制閥在使用過程中出現(xiàn)故障而且短時間不能修復，學生詢問實驗該如何做。老師鼓勵學生集思廣益，讓他們動腦筋考慮有沒有好的解決方法。終于有學生說將電動閥拆掉，只保留一股管道，用手動控制球閥開啟度一樣可以進行實驗。按照這個思路進行管道改造后，實驗得以順利進行。

6 不可忽視“跑、泡、滴、漏”帶來的后果

在工廠運行過程中，“跑、泡、滴、漏”往往隱藏著重大的安全、環(huán)保、設(shè)備隱患，在實驗中，絕大多數(shù)實驗是用水進行實驗，學生很少注意“跑、泡、滴、漏”可能帶來的后果，即使老師再三強調(diào)學生也往往不以為然。但有一次實驗過程中學生報告離心泵壓力突然上下波動較大且達不到規(guī)定流量?，F(xiàn)場發(fā)現(xiàn)地面有積水，詢問原因被告知有一處連接軟管一直在滴水但不影響實驗。繼續(xù)問學生是否檢查循環(huán)水箱的水位，學生說開實驗前認真檢查過液位正常，泵運轉(zhuǎn)是否正常與循環(huán)水箱水位應該沒有關(guān)系。老師分析離心泵壓力突然上下波動較大且達不到規(guī)定流量，這是典型的氣縛現(xiàn)象，根本癥結(jié)在于泵出口管道漏水使循環(huán)水箱液位下降致使液位低于泵進口管道。學生檢查水箱液位果如老師所講，按程序停泵后向循環(huán)水箱加水、泵排氣后再啟動恢復正常。學生通過這一事例不僅學習了離心泵氣縛及處理，也認識到了“跑、泡、滴、漏”可能帶來的嚴重后果，對“跑、泡、滴、漏”現(xiàn)象必須加以重視。

7 結(jié)語

不斷改進化工基礎(chǔ)實驗教學方法，是提高實驗教學質(zhì)量的重要手段。我們在近幾年的實驗教學實踐中，通過借鑒工廠操作規(guī)程方式，引導學生規(guī)范操作，培養(yǎng)學生的工程素質(zhì)，使教學質(zhì)量和學生的綜合素質(zhì)都得到了一定的提高。如何進一步提高實驗教學質(zhì)量，需要我們繼續(xù)去研究和探索。

［1］倪獻智，鮑 猛，牟 宗.解析工程實驗的巧妙性，培養(yǎng)學生學術(shù)研究能力［J］.化工高等教育，2009(4):50-52.

［2］劉玉花.淺談《化工原理》實驗教學改革［J］.科技信息，2011，19:189.

［3］張佳麗，儀桂云.科學方法在《化工原理》實驗教學改革中的應用［J］.河南化工，2011，28(5):59-61.

［4］葛業(yè)君.化工原理實驗“準現(xiàn)場”教學法探索與實踐［J］.廣州化工，2010，38(11):228-229.