化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)踐與探索

【摘 要】與基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)相比較，化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)生主要是源于化工生產(chǎn)過(guò)程中所出現(xiàn)的工程技術(shù)問(wèn)題，且化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中對(duì)于操作和控制等方面的要求都比較高，且其中涉及的變量也比較多，數(shù)據(jù)的處理具有一定的復(fù)雜性，然而由于受到各種因素的影響，使得化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐中存在著很多問(wèn)題。為此，本文在對(duì)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)和目等方面進(jìn)行分析的基礎(chǔ)之上，重點(diǎn)對(duì)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革對(duì)策進(jìn)行了探究，為化工實(shí)驗(yàn)課程的改革提供參考。

【關(guān)鍵詞】化工基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 改革 對(duì)策

【中圖分類(lèi)號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2015）35-0051-03

化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是兩個(gè)不同的概念，化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是我國(guó)高校化學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習(xí)的重要課程之一?；せA(chǔ)實(shí)驗(yàn)的有效教學(xué)一方面能夠引導(dǎo)學(xué)生擬定實(shí)驗(yàn)方案、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟、合理處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、規(guī)范使用設(shè)備儀器以及準(zhǔn)確分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，另一方面還有利于學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)能力和解決實(shí)際工程問(wèn)題能力的培養(yǎng)。在經(jīng)濟(jì)水平不斷提高的現(xiàn)代社會(huì)，市場(chǎng)對(duì)于人才的需求發(fā)生了極大的改變，在一定程度上促使了化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，努力培養(yǎng)應(yīng)用型化學(xué)人才已經(jīng)成為高校應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)目標(biāo)，因此必須要將其放在教學(xué)改革的重要位置之上。

一 化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)

化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有本質(zhì)上的區(qū)別，它是屬于工程實(shí)驗(yàn)的范疇。化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有一定的實(shí)踐性、創(chuàng)造性、直觀性和綜合性，是理科化學(xué)專(zhuān)業(yè)工程技術(shù)教育的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，具有以下幾方面的特點(diǎn)：

第一，對(duì)象的復(fù)雜性?；せA(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的對(duì)象是化工生產(chǎn)過(guò)程中的工程技術(shù)問(wèn)題，或者是化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的工藝問(wèn)題，其中所涉及的變量復(fù)雜多樣，因此完成實(shí)驗(yàn)所需的工作量也是比較大的。

第二，方法的特殊性。由于化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的變量較多，如果采用常規(guī)的單因素試驗(yàn)方法，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)變量的分析研究，因此需要采用特殊的實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)處理方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程的簡(jiǎn)化。

第三，儀器的生產(chǎn)性?；せA(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所使用的實(shí)驗(yàn)裝置通常是比較大型的綜合裝置，與工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況非常接近，也可以說(shuō)是化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的一個(gè)縮影。

二 化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀分析

在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境和社會(huì)就業(yè)形勢(shì)發(fā)生巨大改變的時(shí)代，我國(guó)大力推進(jìn)教育教學(xué)改革，要求高?；瘜W(xué)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)必須要同時(shí)考慮學(xué)生技能培養(yǎng)和未來(lái)就業(yè)路徑。然而分析一些學(xué)校化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)了以下幾方面的實(shí)際問(wèn)題：

第一，對(duì)課程的重視程度不夠。在很多高?；瘜W(xué)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中，對(duì)于化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的重視程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠是普遍存在的一個(gè)問(wèn)題，甚至課程開(kāi)展的主要目的仍然是培養(yǎng)初高中化學(xué)教師，因此使得學(xué)生對(duì)于化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)也缺乏積極主動(dòng)性。

第二，基礎(chǔ)設(shè)施投入力度不足?；せA(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程對(duì)于設(shè)備儀器等基礎(chǔ)設(shè)施的要求是比較高的，但是很多高校往往不能投入大量的資金去建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，導(dǎo)致儀器設(shè)備較為簡(jiǎn)單，現(xiàn)有的儀器設(shè)備與生產(chǎn)實(shí)際相脫節(jié)，只能僅僅配合原理的驗(yàn)證。

第三，教學(xué)模式較為落后。總結(jié)現(xiàn)階段的高?；せA(chǔ)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，通常都是教師將儀器設(shè)備調(diào)試好之后由學(xué)生進(jìn)行按部就班的實(shí)驗(yàn)和完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，使得學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有充分思考的機(jī)會(huì)，實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)受到了極大的限制。

三 化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索研究

化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)作為一種工程實(shí)驗(yàn)，是教學(xué)結(jié)構(gòu)中極其重要的組成部分，與理論教學(xué)、畢業(yè)設(shè)計(jì)共同構(gòu)成了一個(gè)有機(jī)整體，是化學(xué)學(xué)科的靈魂和精髓之所在。且具有其他教學(xué)所不具備的獨(dú)特功能和作用，因此高校開(kāi)展化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行著手：

1.教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變

化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)作為一種綜合性的化學(xué)化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)，要求學(xué)生必須具有扎實(shí)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，同時(shí)還要具備分析和解決實(shí)際化工生產(chǎn)過(guò)程中所出現(xiàn)的一般技術(shù)問(wèn)題的能力，特別是具備化工生產(chǎn)、科研、設(shè)計(jì)以及管理等方面的綜合能力。因此，轉(zhuǎn)變化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的觀念主要應(yīng)該明確以下幾方面的目標(biāo)：（1）化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的首要目標(biāo)是保證學(xué)生能夠充分地利用所學(xué)知識(shí)去分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象和問(wèn)題，使得學(xué)生具備解決一般技術(shù)性問(wèn)題的能力;（2）化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要從實(shí)際的生產(chǎn)要求出發(fā)，通過(guò)對(duì)學(xué)生的訓(xùn)練，為其將來(lái)從事科研工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);（3）學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)能夠?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的分析和處理，提高學(xué)生組織報(bào)告和編寫(xiě)報(bào)告的能力。

2.教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

綠色化學(xué)是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求，化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革也應(yīng)該緊緊圍繞這一時(shí)代發(fā)展要求，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候要把握綠色化原則：（1）將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容盡量綠色化，盡可能地減少有毒、有害物質(zhì)的排放;（2）將對(duì)環(huán)境友好的反應(yīng)和技術(shù)引入到化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容當(dāng)中，如膜分離技術(shù)、超臨界技術(shù)等;（3）采用系列實(shí)驗(yàn)法，以降低對(duì)藥品的消耗。例如，在教學(xué)中可以設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)：利用15%乙醇通過(guò)“篩板精餾或填料精餾制備95%乙醇”之后，將95%乙醇作為原料應(yīng)用于“共沸精餾或萃取精餾制備無(wú)水乙醇”當(dāng)中，再將無(wú)水乙醇應(yīng)用于“反應(yīng)精餾制備乙酸乙酯”實(shí)驗(yàn)中，最后將備乙酸乙酯使用在“粗乙酸乙酯精制無(wú)水乙酸乙酯”的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中。

3.教學(xué)方法的改革

第一，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境。分析和解決問(wèn)題的能力是建立在豐富的基礎(chǔ)知識(shí)之上的，要求教師在化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中藥引導(dǎo)學(xué)生對(duì)隱藏在背后的問(wèn)題進(jìn)行挖掘，給予學(xué)生充分自由的想象空間。例如，在板式精餾塔實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師首先可以提出以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）全回流的概念、特點(diǎn)以及在生產(chǎn)實(shí)際中的意義是什么;（2）塔釜加熱量對(duì)于精餾操作的參數(shù)會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響;（3）如何判斷塔的操作已經(jīng)達(dá)到了穩(wěn)定的狀態(tài)。通過(guò)對(duì)問(wèn)題的分析和討論，將學(xué)生的注意力集中到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容上，激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣。

第二，細(xì)化實(shí)驗(yàn)流程?；せA(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所涉及的實(shí)驗(yàn)裝置主要包括了對(duì)溫度、壓強(qiáng)、功率等物理參數(shù)的測(cè)定;風(fēng)機(jī)、泵、高壓鋼瓶等操作安全的防范等。一旦操作不當(dāng)，不僅會(huì)造成設(shè)備儀器的損壞，甚至還會(huì)威脅到學(xué)生的生命健康，因此教師要重視對(duì)試驗(yàn)流程的細(xì)化，培養(yǎng)學(xué)生安全生產(chǎn)的意識(shí)。例如，在流體阻力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于管路、閥門(mén)和測(cè)點(diǎn)較多，首先要讓學(xué)生掌握基本原理，如在對(duì)管內(nèi)流動(dòng)阻力進(jìn)行研究的時(shí)候要想改變流速，只需要改變測(cè)量段的距離;其次明確實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，如在啟動(dòng)泵時(shí)應(yīng)先關(guān)閉出口閥等。

第三，領(lǐng)悟儀器設(shè)計(jì)思想?；せA(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中涉及對(duì)壓力、流量、壓差等基本物理量的測(cè)量，學(xué)生對(duì)于儀表的使用仍然只是停留在僅會(huì)讀數(shù)的階段，而對(duì)于儀器的設(shè)計(jì)思想仍然理解不夠，因此要求化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革必須要滲透儀器的設(shè)計(jì)思想教育，從而規(guī)范學(xué)生正確測(cè)量和讀數(shù)的行為。例如，測(cè)量壓力的方法主要包括了彈性變形法、電測(cè)壓力法和液柱法，而液柱差壓力計(jì)按照結(jié)構(gòu)劃分還包括了倒U形管壓差計(jì)、U形管雙指示壓差計(jì)等，且在固定床與流化床、離心泵性能實(shí)驗(yàn)中所使用的儀器是不同的。

4.考核標(biāo)準(zhǔn)的重構(gòu)

考核是衡量課程教學(xué)質(zhì)量的重要指標(biāo)，也是教學(xué)活動(dòng)的重要環(huán)節(jié)，因此在化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革也要建立合理、公正的考核和評(píng)價(jià)體系，且還要注重學(xué)習(xí)態(tài)度、方法和能力等方面的培養(yǎng)，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的考查，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生各方面的協(xié)調(diào)發(fā)展。例如，在對(duì)考核模式進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以分成30%的平時(shí)成績(jī)、40%的操作成績(jī)以及30%的實(shí)驗(yàn)理論考試成績(jī)，以切實(shí)提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

四 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展及我國(guó)教育制度的不斷完善，化工人才在我國(guó)社會(huì)發(fā)展中所占比例越來(lái)越大，強(qiáng)化高校化工人才培養(yǎng)，已成為當(dāng)前高校教育發(fā)展中急需完善的問(wèn)題之一?；せA(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程是實(shí)現(xiàn)化學(xué)理論科學(xué)和實(shí)際應(yīng)用相互連接的一個(gè)重要橋梁，隨著我國(guó)市場(chǎng)人才需求結(jié)構(gòu)的變化和教育教學(xué)改革進(jìn)程的不斷深入，高校已經(jīng)徹底轉(zhuǎn)變了化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的次要地位，通過(guò)不斷的探索與實(shí)踐，在轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念、創(chuàng)新教學(xué)方法、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容等方面進(jìn)行了改革，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與日常生活相結(jié)合，不僅提高了學(xué)生對(duì)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)積極主動(dòng)性，而且還使得學(xué)生綜合素質(zhì)能力水平得到了提高，教學(xué)改革的效果已經(jīng)得到了充分的肯定。

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〔責(zé)任編輯：林勁、李婷婷〕