化學(xué)工程與工藝專業(yè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

宗意　杜錦濤　王楠

摘要：化學(xué)工程是研究化學(xué)工業(yè)和其他過(guò)程工業(yè)生產(chǎn)中所進(jìn)行的化學(xué)過(guò)程和物理過(guò)程共同規(guī)律的一門(mén)工程學(xué)科。其一重要的任務(wù)就是以物理學(xué)、化學(xué)和教學(xué)的原理為基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用各種實(shí)驗(yàn)手段，與化學(xué)工藝相配合，去解決工業(yè)生產(chǎn)問(wèn)題。本文結(jié)合工作實(shí)踐，通過(guò)專業(yè)綜合型實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐教學(xué)，能夠有效的調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)在學(xué)習(xí)中的積極性以及主動(dòng)性，對(duì)于學(xué)生的時(shí)間意識(shí)也有著明顯增強(qiáng)，全面有力的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程與工藝；專業(yè)實(shí)驗(yàn)

引言：化學(xué)工程與工藝是其中最為主要的專業(yè)，它具有寬闊的覆蓋面以及所涉及到的領(lǐng)域也是十分的廣闊。有效的做好化學(xué)工程與工藝專業(yè)綜合型實(shí)驗(yàn)，不僅僅能夠有力的培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，以及對(duì)于學(xué)生的理論與實(shí)踐相互有效的結(jié)合的能力也可以進(jìn)一步的給予鍛煉，而且，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中的積極性以及主動(dòng)性和創(chuàng)新性感都有所全方位的激發(fā)，能夠起到事半功倍的作用。

一、關(guān)于化學(xué)工程與工藝專實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新性開(kāi)發(fā)

為了充分利用實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有資源，同時(shí)考慮到專業(yè)特色，本文化學(xué)工程與工藝專業(yè)綜合型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，主要是沿著石油加工和催化劑制備與評(píng)價(jià)兩大主線進(jìn)行的。

一是關(guān)于石油加工方向創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

石油加工工藝是化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生的一個(gè)主要專業(yè)方向。針對(duì)該專業(yè)特點(diǎn)，我們開(kāi)發(fā)了“原油的小型煉制加工與產(chǎn)品性能分析”實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)涉及原油的蒸餾、二次加工和相關(guān)石油產(chǎn)品性能的分析測(cè)試，是煉油廠石油加工過(guò)程的縮影。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以全面了解原油的加工過(guò)程，將“石油加工工藝學(xué)”與原油的加工實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，掌握提升管催化裂化裝置的工藝特點(diǎn)，了解和掌握石油產(chǎn)品的分析方法，理解石油化工在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位。

二是關(guān)于沸石催化劑制備與評(píng)價(jià)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)涉及沸石催化劑的制備、反應(yīng)工程、分離工程等多門(mén)學(xué)科。其中催化劑的制各包括催化劑合成、成型、改性、催化劑的TPD和紅外光譜表征；采用高壓微反考察催化劑的反應(yīng)活性、反應(yīng)產(chǎn)物采用萃取精餾工藝進(jìn)行分離等過(guò)程?，F(xiàn)代化工過(guò)程大多數(shù)是催化過(guò)程，一代新催化劑往往引發(fā)新的生產(chǎn)工藝。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施，學(xué)生可以加深對(duì)“催化原理等理論課的理解，了解沸石催化劑的最新進(jìn)展和催化工藝的發(fā)展方向，掌握沸石催化劑制各的基本方法及其特點(diǎn)，掌握催化劑的TPD、紅外光譜表征和高壓微反評(píng)價(jià)催化劑的反應(yīng)活性等先進(jìn)的催化劑評(píng)價(jià)手段。通過(guò)運(yùn)用比表面測(cè)定儀、熱重/差熱分析儀、紅外光譜儀、色質(zhì)聯(lián)用、液相色譜、x衍射儀等大型儀器，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，親自動(dòng)手操作一些大型實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備，大大滿足了學(xué)生的好奇心，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力。

三是與教師的科研相結(jié)合，開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

近年來(lái)，隨著教師科研任務(wù)的增多，工作量的增大，為了使學(xué)生盡早參與到教師的科研當(dāng)中，鼓勵(lì)教師帶學(xué)生一起搞科研。把專業(yè)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)分配給各個(gè)科研組，要求教師根據(jù)科研任務(wù)的進(jìn)展情況，給學(xué)生安排實(shí)驗(yàn)任務(wù)。一方面使學(xué)生可以盡快接觸到本專業(yè)的最前沿領(lǐng)域，培養(yǎng)科學(xué)研究能力，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣；另一方面，也為畢業(yè)環(huán)節(jié)打下了基礎(chǔ)，提高了畢業(yè)論文的寫(xiě)作水平。經(jīng)過(guò)了實(shí)踐，這種開(kāi)設(shè)專業(yè)設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的方式得到了學(xué)生和教師的歡迎。學(xué)生很踴躍，因?yàn)閷W(xué)生和教師可以雙向選擇。

二、關(guān)于創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)施

在具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中，讓學(xué)生自身獨(dú)立的完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，教師在其中只是做些必要的指導(dǎo)和輔助作用，那么這樣就有效的改變傳統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)，有效的講過(guò)學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)的主體，過(guò)去傳統(tǒng)中的被動(dòng)實(shí)驗(yàn)實(shí)施者轉(zhuǎn)變成為現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中的主動(dòng)參與者。教師在指導(dǎo)的過(guò)程當(dāng)中，可以有效的將學(xué)生分成若干小組，每個(gè)小組都選配一名小組長(zhǎng)進(jìn)行分工和協(xié)調(diào)，這樣不僅能夠鍛煉學(xué)生的科研工作的組織協(xié)調(diào)性，而且還可有有力的增強(qiáng)學(xué)生在團(tuán)隊(duì)當(dāng)中的合作精神。

（一）實(shí)驗(yàn)方案的確定

為了使實(shí)驗(yàn)工作能順利進(jìn)行，我們要求每位學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前根據(jù)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、要求及目的查閱相關(guān)資料，然后每個(gè)組對(duì)查閱到的資料進(jìn)行綜合分析，寫(xiě)出開(kāi)題報(bào)告，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)室所能提供的儀器設(shè)備資源，制定出本組的實(shí)驗(yàn)方案。方案中應(yīng)包括該學(xué)科的最新進(jìn)展，該實(shí)驗(yàn)所包含的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)步驟等，方案最后應(yīng)列出所需儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)藥品細(xì)目。實(shí)驗(yàn)方案經(jīng)教師審閱合格后，學(xué)生才可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。

（二）實(shí)驗(yàn)的實(shí)施與管理

由于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多、實(shí)驗(yàn)室儀器套數(shù)有限，因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，除了每個(gè)組內(nèi)部要有仔細(xì)、明確的分工合作外，組與組之間還要進(jìn)行協(xié)調(diào)配合。比如，只有一套小型提升管催化裂化裝置，而四個(gè)大組都需要進(jìn)行催化裂化實(shí)驗(yàn)，所以組與組之間要協(xié)調(diào)好時(shí)間。教師在實(shí)驗(yàn)中的作用是指導(dǎo)和輔助作用，但為確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，每位教師的分工也是明確的，并負(fù)責(zé)按學(xué)生列出的實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)藥品清單，提供實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)藥品。

（三）考核方式

實(shí)驗(yàn)報(bào)告是對(duì)實(shí)驗(yàn)的總結(jié)、歸納。實(shí)驗(yàn)工作完成后，我們要求學(xué)生將實(shí)驗(yàn)以實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式進(jìn)行總結(jié)。報(bào)告內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)果分析討論。

結(jié)語(yǔ)：創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)鍛煉了學(xué)生的獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生對(duì)本專業(yè)有了更加深入的了解，達(dá)到了理論與實(shí)踐相結(jié)合的目的。通過(guò)實(shí)踐，我們可以清楚的認(rèn)識(shí)到，想要更加充分的發(fā)揮學(xué)生積極性，首先就必須要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的管理，使每位實(shí)驗(yàn)老師各負(fù)其責(zé)，尤其是要把好實(shí)驗(yàn)方案的制定關(guān)。其次，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)。由于學(xué)生以前沒(méi)有作過(guò)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，動(dòng)手之后自然就會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題。今后應(yīng)該從多方面加強(qiáng)訓(xùn)練，使學(xué)生逐漸體會(huì)到積極、主動(dòng)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的好習(xí)慣。