高職院校化工原理實驗室創(chuàng)新利用探索

李黔蜀

(楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

隨著國家對職業(yè)教育的重視，高職院校的辦學(xué)條件得到很大改善，促進了教學(xué)質(zhì)量的提高。在這個過程中，由于更新?lián)Q代等原因使早期建立的化工原理實驗室利用率直線下降，甚至閑置不用，造成了很大的浪費。本文就如何提高化工原理實驗裝置的利用率，最大限度發(fā)揮化工原理實驗室的效能進行了探討，為高職院校充分利用閑置實驗室提供借鑒。

1 化工原理實驗室長期閑置的原因

1.1 化工專業(yè)萎縮

化工原理實驗室主要承擔(dān)化工原理課程的實踐教學(xué)任務(wù)，一般不對其他課程開放，當開設(shè)化工原理課程的專業(yè)班級減少時，實驗室就會長時間閑置。近年來，隨著本科院校的擴招，高職院校的生源數(shù)量逐年下降，再加上媒體對化工安全事故及環(huán)境污染事件的大量報道，造成學(xué)生和家長對化工行業(yè)形成偏見，使高職化工類專業(yè)大幅度萎縮[1-2]，直接導(dǎo)致了化工原理實驗室利用率的下降。

1.2 設(shè)備更新?lián)Q代

雖然化工原理實驗對于幫助學(xué)生學(xué)習(xí)化工過程理論具有重要的作用，但是化工原理實驗以驗證性實驗為主，并且裝置的自動化程度都很高，學(xué)生通常只需要打開幾個開關(guān)或閥門，記錄一些數(shù)據(jù)就完成了實驗，過程非?？菰?，學(xué)生缺乏參與的興趣[3]，無法滿足高職教育培養(yǎng)“高技能應(yīng)用型人才”的需求。因此，高職院校在化工專業(yè)實訓(xùn)條件建設(shè)中紛紛引入大型實訓(xùn)裝置或仿真工廠[4]，大型實訓(xùn)裝置更接近生產(chǎn)實際，更能滿足高職學(xué)生的能力訓(xùn)練需求，之前購置的化工原理實驗裝置則由于被替代而逐漸被棄置不用。

2 化工原理實驗室創(chuàng)新利用措施

2.1 向?qū)W生開放實驗室

在完成正常實驗教學(xué)的前提下，向化工及相近專業(yè)的學(xué)生開放化工原理實驗室，可以充分利用實驗室現(xiàn)有的儀器設(shè)備，還可以培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)[5]。高職學(xué)生通?；A(chǔ)較差，并且缺乏學(xué)習(xí)的主動性，所以合適的開放實驗項目是吸引學(xué)生參與的重要因素[6]。實驗項目的設(shè)計需要兼具操作性和趣味性，例如轉(zhuǎn)盤萃取塔實驗裝置，開放實驗項目設(shè)置為“四氯化碳萃取水溶液中的碘[7]”，學(xué)生可以在萃取塔中觀察到重相向輕相傳質(zhì)時引起的顏色變化，現(xiàn)象非常明顯，便于理解，并且項目還設(shè)置了四氯化碳的回收和碘含量測定等內(nèi)容，不僅增加了學(xué)生的動手機會，還使實驗的趣味性和綜合性大大提高。另外，還可以把一部分項目作為自由設(shè)計項目[8-9]，教師確定主題，然后學(xué)生自由設(shè)計實驗內(nèi)容，設(shè)計好后提交教師進行審核。例如洞道干燥實驗，一般是測定毛氈的干燥速率曲線，過程枯燥無趣，開放實驗項目設(shè)置為“干燥條件優(yōu)化”，讓學(xué)生自由選擇干燥對象并設(shè)計實驗過程來探索最佳干燥條件。這種自由設(shè)計項目調(diào)動了學(xué)生參與的積極性，對于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神起到了積極推進作用。

2.2 多專業(yè)多課程共享實驗室

為整合和共享實驗室資源、達到資源利用最大化，許多高校和科研部門紛紛建立了實驗室共享平臺，探索實驗室資源的開放共享，以充分發(fā)揮實驗室的效能[10-12]。我校化工實訓(xùn)中心建立了多專業(yè)多課程共享的實驗室開放管理平臺，將課程實踐教學(xué)需求和實驗室的資源對接，使課程能夠跨實驗室開展實驗實訓(xùn)，實現(xiàn)了校內(nèi)資源共享使用。以我校制藥類專業(yè)的項目綜合實訓(xùn)課程為例，前期的藥物提取、過濾和干燥等步驟都在普通實驗室利用玻璃儀器完成，后期則使用藥物制劑生產(chǎn)設(shè)備制作成品，實驗室制備批量小，通常需要多次制備才能滿足制劑設(shè)備的開機需求，而化工原理實驗室的過濾、干燥、精餾和萃取等實驗裝置都具有一定的生產(chǎn)能力，不僅可以實現(xiàn)藥物的大量制備，還可以進行溶劑的回收，滿足了該課程部分的設(shè)備需求。因此，我們將化工原理實驗室作為共享實驗室向其他課程開放，擴展了實驗室的應(yīng)用范圍，實現(xiàn)了資源的有效整合，極大地提升了實驗室的利用率。

2.3 將實驗裝置轉(zhuǎn)變?yōu)榧寄苡?xùn)練裝置

化工原理實驗裝置是化工單元操作中的典型裝置，其操作控制和生產(chǎn)實際是一致的，因此，可以將驗證性實驗調(diào)整為設(shè)備的操作控制訓(xùn)練，把實驗裝置變成操作技能訓(xùn)練裝置。例如空氣-蒸汽給熱系數(shù)測定實驗，主要裝置為列管式換熱器，我們將這個實驗改為換熱器操作控制訓(xùn)練，即在給定空氣流量下，調(diào)整系統(tǒng)使空氣達到指定溫度，并且隨機調(diào)節(jié)空氣流量，讓學(xué)生恢復(fù)系統(tǒng)的穩(wěn)定。這種實驗裝置上的設(shè)備操作控制相對簡單，能讓學(xué)生對設(shè)備有更深刻的理解，還能訓(xùn)練學(xué)生的應(yīng)變能力。大部分化工原理實驗裝置都可以開展一種或多種設(shè)備操作訓(xùn)練，如流體力學(xué)綜合實驗裝置，可以開展離心泵的開車、停車訓(xùn)練；洞道干燥實驗裝置可以開展風(fēng)機操作訓(xùn)練；過濾實驗裝置可以開展空氣壓縮機操作和板框壓濾機組裝等訓(xùn)練。在實驗設(shè)備上開展技能訓(xùn)練，相比于大型實訓(xùn)裝置，耗能低且靈活、快捷，非常適合學(xué)生在課堂有限的時間內(nèi)進行反復(fù)的訓(xùn)練，并且這些設(shè)備的操作控制還可以設(shè)計成技能考核點，將其作為化工總控工職業(yè)技能鑒定實操考核項目，進一步提高實驗室的利用率。

2.4 實施課堂-實驗室一體化教學(xué)

將化工原理實驗室建設(shè)成理實一體化教室，讓化工原理課程直接在實驗室進行教學(xué)，不僅可以使化工原理實驗室得到充分利用，還突出了學(xué)生動手能力和專業(yè)技能的培養(yǎng)，充分調(diào)動和激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，學(xué)生在理論學(xué)習(xí)之余即可認識設(shè)備、操作設(shè)備，對設(shè)備非常熟悉，在化工原理實驗室內(nèi)經(jīng)過訓(xùn)練后，學(xué)生在大型實訓(xùn)裝置的操作控制上更得心應(yīng)手，實踐效果更好。

2.5 充分利用淘汰報廢設(shè)備

由于損壞及更新?lián)Q代等原因會產(chǎn)生一定數(shù)量的淘汰報廢設(shè)備，如果通過簡單的變賣方式進行處置，實際上也是一種無形的浪費[13]。這些淘汰報廢設(shè)備外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本完好，完全可以作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理的優(yōu)秀器材。我們在化工原理實驗室內(nèi)劃分出一個化工設(shè)備拆裝區(qū)域，開設(shè)了典型設(shè)備拆裝實驗，這些實驗項目要求學(xué)生仔細觀察和了解設(shè)備的構(gòu)造，靈活使用各種拆裝工具，還必須掌握一定的拆裝技巧才能完成設(shè)備的完整拆裝，因而具有很強的實踐性和趣味性，學(xué)生參與實驗的積極性非常高，這不僅提高了學(xué)生的動手能力，加深了對工具的使用和了解，還拓展了學(xué)生視野，有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，為學(xué)生理論聯(lián)系實際提供了良好的條件。

3 結(jié)語

建設(shè)資源節(jié)約型社會，提高資源利用效率，是當前社會共識。通過開放共享實驗室，改變實驗裝置用途及一體化教學(xué)等措施，不僅使化工原理實驗室利用率大幅提升，還提高了學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，促進了學(xué)生的個性化發(fā)展，對于提高高校閑置實驗室的使用效益具有一定的借鑒意義。