淺談化工原理實驗教學(xué)中學(xué)生能力的培養(yǎng)

【摘要】在“新工科”建設(shè)大背景下，結(jié)合自身教學(xué)實踐，探討化工原理實驗課程中學(xué)生的能力培養(yǎng)，主要包括工程觀念、動手能力、綜合分析和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，尋找適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)方法和策略，以期提高化工原理實驗教學(xué)質(zhì)量的效果。

【關(guān)鍵詞】化工原理實驗 學(xué)生能力 培養(yǎng) 應(yīng)用型人才

【基金項目】長江師范學(xué)院校級科研啟動項目：《基于磺酰胺烯丙基正離子參與的環(huán)加成反應(yīng)研究》（2017KYQD123）。

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）07-0145-01

化工原理實驗是化工、制藥類工科專業(yè)的一門重要的實踐必修課程，是加深理論知識、培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?；ぴ韺嶒炁c化工原理理論課程是同步進(jìn)行的，每一個實驗內(nèi)容與理論課程中的化工單元操作相對應(yīng)，但最好是在理論課程結(jié)束后開展實驗，二者相輔相成。目前各個高校開展的化工原理實驗主要內(nèi)容包括：流體流動阻力的測定、離心泵性能曲線的測定，恒壓過濾實驗，對流傳熱系數(shù)的測定，吸收分離實驗，精餾分離實驗，干燥速率曲線測定等。其根本目的是讓學(xué)生鞏固和加深對化工生產(chǎn)中各單元操作原理的理解和掌握，更重要的是培養(yǎng)工程意識，讓學(xué)生樹立工程觀念[1-2]，結(jié)合具體實驗現(xiàn)象，將各單元操作理論與實踐結(jié)合起來，從而提高學(xué)生動手、分析以及解決實際工程問題的能力，并最終培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，探尋適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)方法和策略，以期提高化工原理實驗教學(xué)質(zhì)量的效果。

1.工程觀念的培養(yǎng)

化工原理實驗不同于其他基礎(chǔ)課程的實驗，屬于工程實驗范疇，是化工及相關(guān)學(xué)科的重要實驗課。學(xué)生工程觀念的形成和培養(yǎng)對其順利走上專業(yè)崗位有重要作用。在實驗開展過程中，主要從幾方面著手提高學(xué)生的工程觀念培養(yǎng)。第一，改進(jìn)和整合現(xiàn)有實驗資源，補(bǔ)充購置新的裝置，增加設(shè)備的數(shù)量，逐步完善實驗教學(xué)設(shè)備的配備，在實驗裝置中體現(xiàn)工程特點。比如在流量、溫度和壓力的測定時，采用與工業(yè)上常用的儀器儀表、現(xiàn)代化測量技術(shù)和智能顯示技術(shù)。第二，改進(jìn)實驗教學(xué)方法，在教學(xué)中滲透工程理念。從工業(yè)生產(chǎn)實際問題引入，由實驗設(shè)備的操作原理抽提出對應(yīng)單元操作的核心，著重描述過程的規(guī)律全面分析過程的影響因素，引導(dǎo)學(xué)生主動思考需要記錄哪些數(shù)據(jù)，預(yù)測實驗可能的結(jié)果以及實驗過程中需要注意的事項等。第三，結(jié)合學(xué)生課外興趣，建設(shè)開放實驗室。近年來，教育部高等學(xué)校化工類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會和中國化工教育協(xié)會主辦了高等學(xué)校大學(xué)生化工實驗大賽，為推動高等學(xué)校化工類專業(yè)“新工科”建設(shè)，為培養(yǎng)化工類專業(yè)大學(xué)生的工程理念提供了很好的機(jī)會。學(xué)生在教師指導(dǎo)下，對提出的實驗要求制定實驗方案，依托化工原理實驗平臺，自主完成實驗，有利于強(qiáng)化學(xué)生獨立工作的培養(yǎng)，養(yǎng)成良好的科研習(xí)慣[3]。

2.學(xué)生動手能力的培養(yǎng)

化工原理實驗是一門實踐類的課程，需要動手操作實驗裝置，調(diào)節(jié)參數(shù)并完成實驗報告。而傳統(tǒng)的教學(xué)方法往往都是以教師為主體，指導(dǎo)老師照本宣科，簡單示范實驗設(shè)備操作流程，學(xué)生照著老師的操作實驗即可，導(dǎo)致學(xué)生動手機(jī)會少，甚至部分學(xué)生始終旁觀，無所事事。因此，需要對實驗教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)，加強(qiáng)實驗過程管理，才能有助于學(xué)生實踐能力的提升。首先，必須保證實驗場地和儀器設(shè)備滿足實驗需求。學(xué)生自主分組，每組人數(shù)不超過5人，分工協(xié)作，在實驗過程中通過合作互助提升學(xué)生的工程大局意識[4]；其次，改變傳統(tǒng)教學(xué)方式，由教師主講轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自主實驗，實現(xiàn)“老師講解五分鐘，學(xué)生動手兩小時”。由學(xué)生預(yù)習(xí)并討論后動手操作，教師在旁邊指導(dǎo)答疑。最后，實驗過程若有設(shè)備損壞或故障，可由教師指導(dǎo)學(xué)生自己找出故障和原因，并由學(xué)生自己討論解決，并作為實驗的一部分進(jìn)行考核。

3.綜合分析能力的培養(yǎng)

實驗結(jié)束后，對采集的實驗數(shù)據(jù)的處理是實驗環(huán)節(jié)中比較關(guān)鍵的一步，是整個實驗過程結(jié)果的體現(xiàn)。學(xué)生需要對記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)合理論知識通過公式計算，圖線擬合并完成實驗報告。一方面，實驗完成后，可以要求學(xué)生在實驗室立即進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，寫出具體計算過程，得到初步的實驗結(jié)果，經(jīng)由指導(dǎo)老師檢查通過后方能離開。這樣有利于避免出現(xiàn)學(xué)生數(shù)據(jù)處理過程完全雷同的現(xiàn)象[5]；另一方面，指導(dǎo)老師可以在實驗結(jié)束后，以隨機(jī)的方式抽取兩位學(xué)生再獨立操作實驗裝置一次，采取1-2組實驗數(shù)據(jù)即可，考查學(xué)生對實驗技能的掌握程度，同時提問實驗注意事項，鍛煉學(xué)生分析問題的能力。

4.創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

站在學(xué)生的角度上，化工原理實驗教學(xué)必須保證各實驗項目的結(jié)構(gòu)更加合理化，堅持學(xué)生立場，學(xué)生參與和學(xué)生評價，以提高學(xué)生的實踐能力。在實驗教學(xué)過程中，教師要充分以學(xué)生為主體，將實驗和實際生產(chǎn)結(jié)合起來，使實驗內(nèi)容更加具體，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望；例如，在做兩組分氣體吸收時，要讓學(xué)生思考在工業(yè)上用如何實現(xiàn)水吸收氨氣的工藝流程，與實驗室設(shè)備有何不同等，帶動學(xué)生認(rèn)真思考。會思考的學(xué)生才會做實驗，只有通過思考后才能對實驗內(nèi)容有更深的理解，才可能完成對實驗設(shè)備、對化工生產(chǎn)的有效設(shè)計和創(chuàng)新。

在實驗教學(xué)過程中，大學(xué)生的培養(yǎng)注重的是思維方式及動手能力的培養(yǎng)。對于化工原理實驗課程，主要包括對學(xué)生的工程理念、實踐操作能力、綜合分析問題的能力和創(chuàng)新思維的能力的培養(yǎng)。注重培養(yǎng)學(xué)生工程觀念，鍛煉學(xué)生工程實踐動手能力，加強(qiáng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)和分析問題的能力，學(xué)會使用各種方式方法達(dá)到自己設(shè)計目標(biāo)。積極推進(jìn)大學(xué)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，全面提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]李惠成，張兵，武蕓.改革化工原理實驗教學(xué) 樹立學(xué)生工程觀點[J].廣東化工，2016（15）：259-260.

[2]黃靈芝，李麗峰，吳道新，等.化工原理教學(xué)中工程意識和能力的培養(yǎng)[J].廣州化工，2018（6）：152-153.

[3]戴益民，李潯，張躍飛.基于創(chuàng)新與實踐能力培養(yǎng)的化工原理實驗研究性教學(xué)模式的探索與實踐[J].化工高等教育，2012（6）：31-34.

[4]卿大詠，吳洋，董軍，等.新工科背景下的《化工原理實驗》教學(xué)模式的改革與探索[J].廣州化工，2017（24）：188-190.

[5]王貝，王仲.化工原理實驗教學(xué)改革之如何以學(xué)生為主體[J].廣東化工，2018（5）：263-264.

作者簡介：

賈乾發(fā)（1988-），男，博士研究生，主要研究方向為綠色化學(xué)、化學(xué)工程。