化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究與實(shí)踐

初增澤

摘 要：在我國產(chǎn)學(xué)研一體化的趨勢下，基礎(chǔ)理論扎實(shí)、解決問題能力高、創(chuàng)新能力強(qiáng)的復(fù)合型人才是化學(xué)化工行業(yè)未來人才培養(yǎng)的主要方向。傳統(tǒng)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中存在一些問題，基于此，研究并實(shí)踐運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)來推進(jìn)教學(xué)模式改革，通過將仿真實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合來提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)；仿真實(shí)驗(yàn)；教學(xué)模式

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9132（2017）34-0020-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.34.008

一、引言

經(jīng)過近40年的高速發(fā)展，我國當(dāng)前正處于從產(chǎn)業(yè)鏈的中低端向高端制造業(yè)升級的關(guān)鍵時(shí)期。世界各主要發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體也面臨著產(chǎn)業(yè)升級的巨大壓力，各國之間技術(shù)競爭愈演愈烈。要在產(chǎn)業(yè)革命中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級歸根到底要靠人才。如何培養(yǎng)創(chuàng)新型人才從而在未來的競爭中立于不敗之地，是目前各國教育界亟待解決的關(guān)鍵問題。對于高等師范院校的化學(xué)類專業(yè)，為了適應(yīng)我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重大需求，應(yīng)該以“厚基礎(chǔ)，寬口徑，有特色，重能力”為辦學(xué)指導(dǎo)思想，培養(yǎng)具有基礎(chǔ)扎實(shí)、適應(yīng)面廣、素質(zhì)高、專業(yè)特色技能和創(chuàng)新能力強(qiáng)的專業(yè)人才。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是對理論教學(xué)知識的檢驗(yàn)和應(yīng)用，通過不斷加強(qiáng)和改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、形式、方法，能夠激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力。

二、化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課的信息化教改方向

《化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》課程與工程應(yīng)用聯(lián)系緊密，是有效連接課堂學(xué)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)際的紐帶。因此，化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對于培養(yǎng)優(yōu)秀的化學(xué)化工人才有重要意義。但是，由于真實(shí)的化工生產(chǎn)其設(shè)備龐大、技術(shù)難度高、工藝流程復(fù)雜、耗時(shí)長、成本高昂，導(dǎo)致實(shí)際開設(shè)的化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程只能安排一些簡縮型驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，與生產(chǎn)實(shí)際有一定脫節(jié)。而且，傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式已經(jīng)不適用于學(xué)生的創(chuàng)新和技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，特別是各種仿真計(jì)算軟件在化學(xué)工程中的普遍應(yīng)用，傳統(tǒng)的化工行業(yè)逐漸與信息技術(shù)深度融合，結(jié)合了數(shù)值計(jì)算高可靠性、海量處理能力和高集成性高等諸多優(yōu)勢，極大地促進(jìn)了行業(yè)的飛速發(fā)展。因此，如何將信息技術(shù)與傳統(tǒng)的化工實(shí)驗(yàn)課程融會貫通，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決實(shí)際問題的能力，是目前化工類課程亟待解決的關(guān)鍵問題。

三、教學(xué)改革的具體措施和實(shí)踐

（一）轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，改進(jìn)教學(xué)方法

化工實(shí)驗(yàn)操作能力是化學(xué)專業(yè)學(xué)生的關(guān)鍵技能，是培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題能力的重要途徑。但是傳統(tǒng)的教師講解和演示、學(xué)生聽講和練習(xí)的講課方式，很難調(diào)動學(xué)生的積極性，不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的提高。此外，傳統(tǒng)化工實(shí)驗(yàn)受到場地和實(shí)驗(yàn)設(shè)備限制，通常采取分批分組輪流操作的模式，而且現(xiàn)場設(shè)備容錯(cuò)性較差，不利于學(xué)生深度學(xué)習(xí)和熟練掌控。仿真實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練平臺依托“化工原理實(shí)驗(yàn)CAI系統(tǒng)”，包括流動阻力、過濾常數(shù)、傳熱系數(shù)、吸收系數(shù)、精餾塔操作等十個(gè)實(shí)驗(yàn)。仿真實(shí)驗(yàn)具有安全性好、容錯(cuò)性高、不限場地和時(shí)間等優(yōu)勢。通過充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)等先進(jìn)手段，推動教師從傳統(tǒng)的“如何講解和如何演示”向?qū)W生“如何學(xué)和如何做”的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變。采用仿真模擬軟件，不僅使抽象的教學(xué)內(nèi)容具體化，而且有助于學(xué)生獨(dú)立操作、反復(fù)練習(xí)，強(qiáng)化操作技能，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力。

（二）加大設(shè)備投入，提高教學(xué)質(zhì)量

在引入仿真實(shí)訓(xùn)平臺的同時(shí)，學(xué)校和學(xué)院不斷增加對現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)操作教學(xué)的支持力度。為推動教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量，我們更新了化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)所需的全部十二套實(shí)驗(yàn)裝置，涵蓋了仿真平臺的全部實(shí)驗(yàn)，以強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，也使得實(shí)驗(yàn)室的規(guī)模和層次得到明顯提升。我們結(jié)合本課程實(shí)際，采取仿真模擬和實(shí)驗(yàn)操作相結(jié)合的教學(xué)方式提高教學(xué)質(zhì)量。在實(shí)驗(yàn)前，利用仿真平臺調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，熟悉實(shí)驗(yàn)原理、操作流程和注意事項(xiàng)，并訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)的能力。然后，在計(jì)算機(jī)模擬的基礎(chǔ)上，學(xué)生再進(jìn)行化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場操作，進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)解決問題能力和創(chuàng)新能力。

（三）改革考核形式，增強(qiáng)教學(xué)效果

改革前的實(shí)驗(yàn)課采取分組操作，主要根據(jù)課堂表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告來評定成績，不能全面反映學(xué)生的實(shí)際水平和能力，也不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。因此，我們采取多種手段相結(jié)合的綜合測評的形式，對學(xué)生實(shí)驗(yàn)技術(shù)和應(yīng)用能力進(jìn)行全面評價(jià)。具體采用預(yù)習(xí)報(bào)告、仿真模擬、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)記錄、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和期末動手能力測試來共同考核。預(yù)習(xí)報(bào)告主要考查學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的預(yù)習(xí)情況。仿真模擬主要考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)流程和操作的熟悉情況，掌握實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)操作是中心環(huán)節(jié)，考查學(xué)生的動手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。實(shí)驗(yàn)記錄和實(shí)驗(yàn)報(bào)告則反映學(xué)生觀察能力、數(shù)據(jù)處理能力和對于實(shí)驗(yàn)原理掌握的深度。最后，期末動手能力測試綜合考查學(xué)生實(shí)際的單獨(dú)操作設(shè)備的能力和知識的融會貫通能力。改革后的考核方法，通過多方面綜合評定機(jī)制，有利于提高學(xué)生動手能力、觀察和分析能力，并不斷提高創(chuàng)新能力。

四、結(jié)語

目前在我國面臨產(chǎn)業(yè)升級緊迫任務(wù)的時(shí)代背景之下，化學(xué)化工行業(yè)對于人才的需求越來越高，具有創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才是人才培養(yǎng)的主要方向。我們從教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變、教學(xué)方式和方法的改進(jìn)以及考核形式等幾方面著手，在化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中將實(shí)際操作與仿真軟件相結(jié)合，增強(qiáng)了教學(xué)效果，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

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[ 責(zé)任編輯 杜建立]endprint