淺談化學(xué)工程與工藝專業(yè)實驗整合的策略

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，對化工高級人才的培養(yǎng)模式及質(zhì)量提出了新的挑戰(zhàn)?；瘜W(xué)工程與工藝是一門實踐性極強的工程學(xué)科，專業(yè)實驗教學(xué)環(huán)節(jié)是使學(xué)生實現(xiàn)專業(yè)理論學(xué)習(xí)與實際應(yīng)用有機結(jié)合的重要方式之一，而目前，我國化工專業(yè)實臉教學(xué)體系中不科學(xué)、不盡合理的地方曰漸顯露出來。該文從化工原理實驗、單元合成實驗、精細(xì)化工實驗和化學(xué)反應(yīng)工程實驗等方面進(jìn)行了定位，提出了整合的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：化學(xué)工程與工藝專業(yè)；專業(yè)實驗；整合；改革

化工專業(yè)實驗教育要培養(yǎng)創(chuàng)新人才就必須尊重學(xué)生，以學(xué)生為主體，充分利用各種現(xiàn)代教育手段和技術(shù)，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性，使他們學(xué)會學(xué)習(xí)，具有獲取知識和技能的能力，培養(yǎng)其適應(yīng)能力和工程實踐能力。因此，我們重點加強以下幾個環(huán)節(jié)的整合：

1 加強學(xué)生課前預(yù)習(xí)，提高教學(xué)效果在講解實驗前，檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)報告并提問學(xué)生預(yù)習(xí)和掌握的情況，使每個學(xué)生都能熟悉實驗內(nèi)容和操作步驟，實驗時才能按部就班地進(jìn)行。對預(yù)習(xí)報告不合格、不按要求寫預(yù)習(xí)報告的學(xué)生，暫緩實驗，直到預(yù)習(xí)報告寫合格為止。預(yù)習(xí)報告合格后，在設(shè)備現(xiàn)場對學(xué)生再進(jìn)行一次實驗操作的講解，幫助學(xué)生深化了解設(shè)備操作的過程及操作關(guān)鍵點。

化工專業(yè)實驗是學(xué)生剛開始接觸工程裝置。進(jìn)行實驗時，學(xué)生往往對如何啟動裝置感到無從下手。因此教師可安排現(xiàn)場預(yù)習(xí)課?，F(xiàn)場預(yù)習(xí)就是讓學(xué)生到實驗室對照具體實物進(jìn)行預(yù)習(xí)。預(yù)習(xí)中，學(xué)生要清楚實驗的目的和原理，明確實驗裝置結(jié)構(gòu)、流程；了解實驗操作步驟和注意事項；最后根據(jù)實驗?zāi)康?，結(jié)合理論知識擬定實驗方案；擬定要測取的實驗參數(shù)，設(shè)計出原始數(shù)據(jù)記錄表，并做好實驗小組分工。預(yù)習(xí)后學(xué)生要寫出預(yù)習(xí)報告交給老師審閱，達(dá)到要求后，才能參加實驗。通過現(xiàn)場實驗預(yù)習(xí)，使學(xué)生獲得實驗主動權(quán)，不至于做實驗時，照實驗指導(dǎo)書，照葫蘆畫瓢，這談不上實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。

2 實驗環(huán)節(jié)精心指導(dǎo)，提高動手動腦能力

實驗操作是動手動腦的重要過程。課堂上，教師除了認(rèn)真關(guān)注、指導(dǎo)學(xué)生操作步驟外，根據(jù)每個實驗的重點、難點，精心設(shè)計一些問題，讓學(xué)生帶著問題做實驗，可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，有意識地訓(xùn)練學(xué)生的思考能力。同時，對實驗中的問題，啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生分析解決。培養(yǎng)他們處理實際問題的能力，提高教學(xué)效果。例如：在離心錄性能曲線測定實驗中，重點是離心泉的操作，難點是倒型管的數(shù)據(jù)采攫。為此，可設(shè)計如下幾個問題，觸發(fā)學(xué)生思考、探究。①為什么啟動離心菜要充水灌泵；如果灌水后仍啟動不起來，你認(rèn)為可能是什么原因？②為什么離心粟啟動時要關(guān)閉出口閥門？③為了使結(jié)果圖完整準(zhǔn)確應(yīng)如何測取數(shù)據(jù)點？④若用流量計代替倒型管壓差計進(jìn)行流量測量，對實驗裝置和實驗結(jié)果是否有影響等。學(xué)生通過思考、回答這些問題，明白了離心栗的操作規(guī)則，掌握了實驗技能鞏固了理論知識。特別是對最后一個問題的分析解答更加強了工程觀念，提高理論聯(lián)系實際，分析解決實際問題的能力。因為如果采用流量計測量流量，就要考慮到進(jìn)口效應(yīng)，使測量管道變得很長，這在實驗室是較困難的。同時在管路中增裝了流量計，就會使管路阻力增大，管路的特性曲線變陡，工作點下降，流量變小，即流量的測量范圍變窄，使實驗的難度加大，離心栗的特性曲線繪不完全。反映出在本實驗的裝置中倒型管壓差計是關(guān)鍵部位，它的異常將會給實驗結(jié)果帶來很大的誤差。

3開放實驗室，增加實驗學(xué)習(xí)機會

由于正常實驗課受到實驗室條件和統(tǒng)一課程時間的限制及學(xué)程度的差異。因此，除了保證實驗教學(xué)的時間外應(yīng)該積極創(chuàng)造條件開放實驗室。開放式實驗教學(xué)是轉(zhuǎn)變教育教學(xué)觀念、深化實驗教學(xué)改革、提高實驗教學(xué)質(zhì)量的一項創(chuàng)新工作，是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、創(chuàng)造能力和就業(yè)能力、創(chuàng)業(yè)能力的重要途徑，在高等學(xué)校評估體系中，實驗室開放的程度也是一項重要的評估指標(biāo)之一。

開放式化學(xué)實驗具體主要包括以下方面實行實驗時間的開放：時間的開放就是打破傳統(tǒng)的化工專業(yè)實驗教學(xué)的班級授課制，實驗教學(xué)不再統(tǒng)一安排實驗課表。實驗室定期公布實驗的內(nèi)容、時間、儀器和設(shè)備等基本情況，學(xué)生可以打破班級和專業(yè)的界限，根據(jù)各自的學(xué)習(xí)進(jìn)度、要求和興趣在與指導(dǎo)老師聯(lián)系的前提下，自由安排決定何時在實驗室獨立完成所規(guī)定的內(nèi)容。

（1）實行實驗內(nèi)容的開放：開放式化工專業(yè)實驗打破傳統(tǒng)實驗教學(xué)的局限，引入反映現(xiàn)代化工科技發(fā)展的新知識，新技術(shù)，新實驗方法，以先進(jìn)的實驗教學(xué)內(nèi)容和貼近生活的實驗激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

（2）實行實驗形式的開放：形式的開放就是打破傳統(tǒng)化工專業(yè)實驗講授型實驗教學(xué)模式，在實驗教學(xué)過程中引入計算機多媒體技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬實驗技術(shù)等現(xiàn)代化的教學(xué)手段，促進(jìn)虛擬、仿真實驗。與實際實驗的有機結(jié)合，大大降低實驗教學(xué)的消耗，從而最大限度地提高開放實驗教學(xué)的效果和質(zhì)量。對于實驗時問較長、毒性較大、污染較嚴(yán)重的實驗采用計算機多媒體系統(tǒng)進(jìn)行仿真實驗，把實驗過程清晰地展現(xiàn)給學(xué)生，同時伴隨教師精辟的講解，獲得更好的實驗效果。

（3）實驗考核的開放：對開放式實驗的考核要打破傳統(tǒng)化工專業(yè)實驗考核重在對實驗結(jié)果、實驗數(shù)據(jù)處理的局限。選用靈活的考核方式：實驗筆試、實驗操作、答辯、開卷考試、選做等對學(xué)生進(jìn)行考核；其次利用專業(yè)的化學(xué)軟件將實驗結(jié)果進(jìn)行考核，防止篡改數(shù)據(jù)，考生實驗結(jié)束后立即將數(shù)據(jù)輸入電腦，這樣使成績更加真實和公平。成績由電腦計算給出，大大減輕了教師的工作量。達(dá)到綜合、動態(tài)、真實地評定學(xué)牛實驗成績的目的。

開放實驗室使學(xué)生有更多實驗學(xué)習(xí)機會，同時還能使學(xué)生把精力轉(zhuǎn)移到與專業(yè)有關(guān)的學(xué)習(xí)上來鞏固專業(yè)思想，這對于培養(yǎng)學(xué)生的實驗技能和實驗?zāi)芰Χ计鸬搅撕芎玫拇龠M(jìn)作用。當(dāng)然開放實驗室，儀器設(shè)備折舊、破損會增加，藥品消耗量也會增加，同時還涉及到水電等安全問題，這需要制定嚴(yán)格的實驗室管理條例。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：閆星宇（1983-）男，黑龍江大慶人，研究方向化學(xué)教育、化工工程及工藝、化工安全和應(yīng)急管理。

（作者單位：大慶職業(yè)學(xué)院國家應(yīng)急救援培訓(xùn)演練基地）