化工原理實(shí)踐教學(xué)提高學(xué)生綜合素質(zhì)的探索與思考

郭玉高 劉秀軍 盧素敏 管山 張慶印

作者簡(jiǎn)介：郭玉高（1976-），男，漢族，河北文安人，天津工業(yè)大學(xué)副教授，博士，研究方向：化學(xué)工程。

摘要：為適應(yīng)培養(yǎng)化工專業(yè)應(yīng)用型人才的大趨勢(shì)，對(duì)化工原理課程的實(shí)踐教學(xué)存在的問題進(jìn)行了總結(jié)，并有針對(duì)性的從授課方式、仿真配套、綜合實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)過程、成果形式、展現(xiàn)方式、評(píng)價(jià)手段等多方面提出解決方案，提高學(xué)生包括積極動(dòng)手、自主思考、設(shè)計(jì)能力、展現(xiàn)自我等在內(nèi)的多方面綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：化工原理；實(shí)踐教學(xué)；綜合素質(zhì)

中圖分類號(hào)：TQ0-4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：2095-9214（2016）10-0109-01

化工原理課程是化工與制藥類、環(huán)境與安全類、輕工紡織食品類及其相近專業(yè)培養(yǎng)體系中非常重要的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，其理論授課、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)等三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)相輔相成，理論課起到了夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)、深化理論認(rèn)知的作用，由實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)兩個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的實(shí)踐教學(xué)部分是對(duì)理論課的印證與豐富。而目前由于諸多影響因素的限制，使得大學(xué)生“就業(yè)難”成為一種常態(tài)，與之相對(duì)應(yīng)的則是用人單位的“用工荒”，產(chǎn)生“用工荒”撞上“就業(yè)難”局面的原因之一就在于多數(shù)大學(xué)生實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及技能缺乏，難以在盡可能短的時(shí)間內(nèi)適應(yīng)工作的需要。因此，要求具有承上啟下作用的化工原理實(shí)踐課程不僅要傳授學(xué)生相關(guān)設(shè)備的工作原理及結(jié)構(gòu)，而且要提高學(xué)生動(dòng)手能力、自主思考、展現(xiàn)自我等多方面的綜合素質(zhì)。

一、化工原理實(shí)踐教學(xué)存在的問題

（一）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏主動(dòng)思考

由于歷史原因，化工原理實(shí)驗(yàn)均以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生照本宣科的按照實(shí)驗(yàn)教材進(jìn)行預(yù)習(xí)、寫預(yù)習(xí)報(bào)告、課堂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、課后完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，最后教師給出評(píng)價(jià)即可完成實(shí)驗(yàn)。由于實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、意義、原理、儀器設(shè)備等都已明確給出，學(xué)生失去了深入思考的興趣；而實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫是在課下完成，缺少了有效的監(jiān)督，學(xué)生也就減少了能動(dòng)的思考，師生缺乏了交流與溝通，使實(shí)驗(yàn)效果大打折扣。

（二）設(shè)備套數(shù)少，實(shí)驗(yàn)效果參差不齊

由于空間和資金限制，實(shí)驗(yàn)設(shè)備的臺(tái)套數(shù)往往不能滿足每個(gè)同學(xué)都有均等的動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)過程的機(jī)會(huì)，同學(xué)的實(shí)驗(yàn)分工不同，加上個(gè)別同學(xué)具有偷懶的想法，導(dǎo)致實(shí)際訓(xùn)練內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)效果會(huì)不盡如人意。

（三）學(xué)生成績(jī)考核存在困難

本科生標(biāo)準(zhǔn)班為每班30人，即便是我們分成兩個(gè)大組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由2名實(shí)驗(yàn)教師同時(shí)指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，但由于每名學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程出現(xiàn)的問題千差萬別，每位教師的精力是有限的，在課堂上要對(duì)每一名學(xué)生進(jìn)行客觀公正的評(píng)價(jià)不現(xiàn)實(shí)，往往根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出最終成績(jī)，導(dǎo)致部分學(xué)生缺乏上課動(dòng)力。

（四）課程設(shè)計(jì)內(nèi)容缺乏變化

從目前各高校的設(shè)計(jì)題目來看，無外乎是精餾塔、吸收塔、換熱器和蒸發(fā)器等幾種常見工業(yè)設(shè)備的設(shè)計(jì)，各專業(yè)學(xué)生設(shè)計(jì)題目也是大同小異。有些題目相近的學(xué)生組只是部分同學(xué)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算和設(shè)備選型，其他同學(xué)則會(huì)選擇抄近路了；更有甚者，有些學(xué)生會(huì)在互聯(lián)網(wǎng)上搜索相近的設(shè)計(jì)文件進(jìn)行修改甚者抄襲，這不可能起到培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力和提高綜合素質(zhì)的作用。

二、化工原理實(shí)踐教學(xué)改革措施

（一）實(shí)驗(yàn)講解，巧用動(dòng)畫

將生動(dòng)逼真的動(dòng)畫素材貫穿于所有單元操作實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分展示化工設(shè)備及其操作過程。使復(fù)雜的化工裝置結(jié)構(gòu)及原理直觀化，學(xué)生理解更為深刻，既增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

（二）仿真配套，虛實(shí)結(jié)合

通過自編或購置的虛擬實(shí)驗(yàn)軟件對(duì)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前進(jìn)行訓(xùn)練，虛擬實(shí)驗(yàn)包括認(rèn)識(shí)儀表、操作規(guī)程、實(shí)驗(yàn)操作。由于虛擬實(shí)驗(yàn)的裝置圖像、操作結(jié)果和數(shù)據(jù)均來自于真實(shí)的實(shí)驗(yàn)，能更好的配合現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)操作過程，實(shí)現(xiàn)虛擬化工實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作有機(jī)結(jié)合，使同學(xué)們的操作效率更高，有更多機(jī)會(huì)動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、研究實(shí)驗(yàn)和深入討論，提高學(xué)生自主動(dòng)手、自發(fā)思考和團(tuán)結(jié)協(xié)作的綜合素質(zhì)，同時(shí)，也能在一定程度上解決實(shí)驗(yàn)設(shè)備緊張的問題。

（三）重視過程，量化考核

為全面反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，對(duì)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核，我們?cè)谛“嘟虒W(xué)的基礎(chǔ)上采取分項(xiàng)記分的方式，實(shí)驗(yàn)成績(jī)分別從實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況、實(shí)驗(yàn)操作、回答問題、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等幾個(gè)方面綜合評(píng)定實(shí)驗(yàn)課成績(jī)，實(shí)現(xiàn)“過程結(jié)果并重”。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)部分要抓住重點(diǎn)，格式上體現(xiàn)“精、簡(jiǎn)”，預(yù)習(xí)成績(jī)占實(shí)驗(yàn)成績(jī)的20%。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(jī)考核中占有較大的比重，為40%。實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)不同內(nèi)容撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告或小論文。使學(xué)生從寫作能力、綜合應(yīng)用知識(shí)能力和科研能力等各方面獲得訓(xùn)練。

（四）綜合實(shí)驗(yàn)，多面發(fā)展

設(shè)立精餾綜合實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在既定范圍內(nèi)自主選擇實(shí)驗(yàn)體系、分離條件、測(cè)定方法等關(guān)鍵步驟以及如何實(shí)現(xiàn)安全實(shí)驗(yàn)，使其了解化工設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本過程、培養(yǎng)動(dòng)手能力和操作技能、樹立安全意識(shí)、提高分析問題和解決問題的能力，對(duì)調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性及創(chuàng)新意識(shí)起到了積極作用，收到了較好的教學(xué)效果。

（五）強(qiáng)化設(shè)計(jì)，提高效果

課程設(shè)計(jì)是一個(gè)總結(jié)性的教學(xué)環(huán)節(jié)，在化工原理課程設(shè)計(jì)中，我們除了強(qiáng)調(diào)豐富選題內(nèi)容和方式、培訓(xùn)指導(dǎo)教師等應(yīng)對(duì)策略外，還從設(shè)計(jì)單位聘請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)設(shè)計(jì)工程師為同學(xué)授課和解惑，并鼓勵(lì)學(xué)生使用計(jì)算機(jī)輔助軟件（如AutoCAD、Aspen Plus，ProⅡ等），使學(xué)生感到他們的工作既具有挑戰(zhàn)，也有的放矢，設(shè)計(jì)出自己獨(dú)特的作品，并以課程答辯的形式來展示自己的設(shè)計(jì)思路。

三、結(jié)論

化工原理實(shí)踐教學(xué)在本科院校人才培養(yǎng)的重要性毋庸置疑，因此，我們從授課方式、仿真配套、綜合實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)過程、成果形式、展現(xiàn)方式、評(píng)價(jià)手段等多方面提出解決方案，全方位提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

（作者單位：天津工業(yè)大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院）

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