地方應(yīng)用型高水平大學(xué)化工原理實(shí)驗教學(xué)的研究

崔秀云　詹益民　佘啟明

【摘 要】創(chuàng)建地方應(yīng)用型高水平大學(xué)，需要加強(qiáng)應(yīng)用型課程的建設(shè)，著力培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力?；ぴ韺?shí)驗是化工類專業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐能力的重要基礎(chǔ)課程。本文以黃山學(xué)院為例，從提高學(xué)生主動學(xué)習(xí)能力的角度，在教學(xué)設(shè)計、教學(xué)過程、考核方式等方面對化工原理實(shí)驗教學(xué)的改革進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】應(yīng)用型；化工原理實(shí)驗；工藝流程；教學(xué)研究

【Abstract】Create a local application oriented high level university， the need to strengthen the construction of application oriented curriculum， to cultivate students' practice ability and innovation ability. The experiment of chemical engineering principle is an important basic course of chemical engineering students' engineering practice ability. Taking Huangshan University as an example， from the perspective of improving students' active learning ability， to reform the experimental teaching of chemical engineering principle in teaching design， teaching process and evaluation methods of.

【Key words】Application； Chemical engineering principles； Technological process； Teaching research

2014年7月，黃山學(xué)院被安徽省教育廳、財政廳確定為地方應(yīng)用型高水平大學(xué)建設(shè)單位。圍繞學(xué)校的辦學(xué)定位，化學(xué)化工學(xué)院的人才培養(yǎng)目標(biāo)是高素質(zhì)應(yīng)用型、技能型人才，為達(dá)成這一目標(biāo)必須加強(qiáng)應(yīng)用型課程的建設(shè)，著力培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)造能力?；ぴ韺?shí)驗教學(xué)對于工科學(xué)生工程素養(yǎng)及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有重要作用。[1]化工原理實(shí)驗同基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗課程不同，具有明顯的工程特點(diǎn)。[2]化工原理實(shí)驗課作為化工原理課程體系中的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，基本任務(wù)是使學(xué)生深入理解并鞏固化工原理課程的基本內(nèi)容和理論，掌握一定的實(shí)際操作技能，鍛煉解決工程實(shí)際問題的能力，并通過對實(shí)驗現(xiàn)象和過程數(shù)據(jù)的觀察、采集、處理、分析、討論，鍛煉獨(dú)立思考和解決工程問題的能力。[2，3] 化工原理實(shí)驗是我校化學(xué)化工學(xué)院化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)、制藥工程和材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐能力的重要基礎(chǔ)課程。本文為提高學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識，就化工原理實(shí)驗的教學(xué)進(jìn)行探討。

1 本院化工原理實(shí)驗課程概況

本院化工原理實(shí)驗共有36學(xué)時，其中理論課3學(xué)時，實(shí)踐33學(xué)時。理論課主要將化工原理實(shí)驗與其他基礎(chǔ)實(shí)驗課的區(qū)別介紹清楚，介紹化工原理預(yù)習(xí)實(shí)驗要求，操作要求，安全要求和實(shí)驗報告要求，化工原理裝置控制軟件和數(shù)據(jù)處理軟件的使用。

實(shí)踐實(shí)驗包括10個，其中包括流體流動阻力的測定，離心泵特性曲線的測定，水蒸汽給熱系數(shù)的測定，洞道干燥實(shí)驗，液-液萃取實(shí)驗，填料塔吸收體積系數(shù)的測定，恒壓過濾實(shí)驗，板式塔（填料塔）精餾實(shí)驗，流化床干燥實(shí)驗，膜分離實(shí)驗。每個實(shí)驗均有6套設(shè)備，均為浙江中控設(shè)備有限公司生產(chǎn)。

2 培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力

2.1 學(xué)生分組

化工原理實(shí)驗所用設(shè)備體積龐大，占地面積廣，很難做到一人一套實(shí)驗設(shè)備。[4]因此我們將學(xué)生可以分為12人一大組，每2-3人一套設(shè)備。以確保每位同學(xué)都能有動手的機(jī)會，同時還培養(yǎng)工程操作中的團(tuán)隊精神。

2.2 課前預(yù)習(xí)

學(xué)生可以通過預(yù)習(xí)分析實(shí)驗原理、實(shí)驗裝置、設(shè)計實(shí)驗步驟，真正地理解實(shí)驗，做到脫離實(shí)驗教材順利做實(shí)驗，以備在實(shí)驗中發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，檢驗數(shù)據(jù)的合理性，提高實(shí)驗效果，增強(qiáng)學(xué)生的設(shè)計能力。[5]因此課前預(yù)習(xí)非常重要。以吸收實(shí)驗為例，學(xué)生應(yīng)熟悉實(shí)驗采用水吸收空氣和二氧化碳混合氣體中的二氧化碳，在進(jìn)塔混合氣體流量和組成均不變的情況下，通過加大水量，測定進(jìn)出塔氣體組成。學(xué)生應(yīng)掌握吸收的原理、應(yīng)熟悉隨著水量的加大，吸收效果會越來越好，出塔氣體組成會隨著水量的加大而減小。學(xué)生還應(yīng)熟悉流程圖中的各個設(shè)備。對本實(shí)驗要采集的原始數(shù)據(jù)，如空氣的溫度、吸收劑水的溫度、混合氣體的流量和單位、吸收劑水的流量、進(jìn)塔氣體組成、出塔氣體組成，進(jìn)行列表。水流量由0.3m3/h增加到0.4m3/h，再增加到0.5m3/h。

2.3 熟悉工藝流程，提問并講解

工藝流程的熟悉可以有助于學(xué)生了解和掌握實(shí)驗中可能遇到的安全隱患和處理方法，而且在熟悉工藝的過程中通過提問激發(fā)學(xué)生思考問題的能力。讓學(xué)生從理清化工原理管路開始學(xué)習(xí)工藝流程的控制，為以后走上工作崗位，熟悉車間流程、設(shè)計車間流程打下較好的基礎(chǔ)。以吸收實(shí)驗為例，學(xué)生對吸收實(shí)驗工藝流程分析完后，以提問的形式開始詳細(xì)講解，比如混合罐的作用是什么？混合氣體沿著哪條管道從塔的哪里進(jìn)入吸收塔，又從塔的哪里出吸收塔？氣體進(jìn)塔前的管道為什么設(shè)置成倒U型結(jié)構(gòu)？水從哪里進(jìn)入吸收塔，又從哪里出吸收塔？液封的作用是什么？液封旁邊的兩個閥門該怎樣控制？出塔氣體的閥門為什么不能全開？通過這些問題的提問和解答將整個的吸收裝置的每一條管路介紹清楚。

2.4 動手操作和數(shù)據(jù)處理

為培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力，教師對實(shí)驗的每一個項目只強(qiáng)調(diào)該實(shí)驗項目存在的安全隱患和實(shí)驗過程中應(yīng)該注意的問題，讓學(xué)生在操作中發(fā)現(xiàn)問題，提出問題并解決問題。以吸收實(shí)驗為例，操作前教師講解鋼瓶的使用和需要注意的問題，以免發(fā)生危險，還需講解塔底液封的安全性。在實(shí)驗過程中學(xué)生按照預(yù)習(xí)過程中自己設(shè)計的實(shí)驗步驟進(jìn)行操作，手動調(diào)節(jié)氣體流量和液體流量，學(xué)習(xí)各種閥門的調(diào)節(jié)。當(dāng)學(xué)生在操作過程中遇到問題，應(yīng)讓學(xué)生先自己思考，試著自己解決問題。若實(shí)驗中沒有問題出現(xiàn)，可以制造些實(shí)驗故障讓學(xué)生解決。如把出塔氣體閥門開大，學(xué)生在使用氣相色譜測定二氧化碳含量時有可能測定不出來，讓學(xué)生自己解決問題。實(shí)驗過程中學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)設(shè)計在一定范圍內(nèi)采集數(shù)據(jù)。實(shí)驗結(jié)束后，學(xué)生采用數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得出實(shí)驗圖表進(jìn)行分析。特別要求學(xué)生找出實(shí)驗結(jié)果數(shù)據(jù)中變化的規(guī)律。

3 化工原理實(shí)驗考核

化工原理實(shí)驗總成績包括提問成績占20%，操作成績占40%，實(shí)驗報告成績占40%。

提問成績是在講解過程中根據(jù)每位學(xué)生的回答情況給出相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。

操作成績是根據(jù)每位學(xué)生在實(shí)驗過程中的實(shí)際操作能力和組員相互間的合作能力。

實(shí)驗報告要求：每個實(shí)驗主要包括8項內(nèi)容，一是，實(shí)驗?zāi)康模欢?，?shí)驗原理；三是，實(shí)驗裝置，要求必須手繪，不得打印粘貼；四是，實(shí)驗步驟，要求必須按照實(shí)驗實(shí)際操作步驟寫；五是，粘貼實(shí)驗表格和圖；六是，計算示例；七是，實(shí)驗結(jié)果分析與討論；八是，思考題。這八項內(nèi)容整體考察學(xué)生對裝置實(shí)驗的掌握程度、繪圖能力以及數(shù)據(jù)處理能力，缺一不可。

4 總結(jié)

對于工程實(shí)踐性特點(diǎn)明顯的化工原理實(shí)驗課程的教學(xué)，直接關(guān)系到學(xué)生主動學(xué)習(xí)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，是學(xué)生將來從事相關(guān)工作的工程技能基礎(chǔ)，我們應(yīng)不斷地優(yōu)化教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，加強(qiáng)對化工設(shè)備、管路流程的掌握能力，對實(shí)驗數(shù)據(jù)的分析處理能力，以及化工軟件的使用能力，為我國化工行業(yè)培養(yǎng)一批優(yōu)秀專業(yè)技術(shù)人才。

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