談《化工原理》實驗教學中學生實踐能力的培養

摘要：根據社會生產對化工應用型技術人才的要求及化工原理工程應用性強的特點，可通過操作性較強的實驗教學環節培養學生的自主實驗、獨立操作、分析和解決工程問題的實踐能力。

關鍵詞：化工原理；實驗教學；實踐能力

《化工原理》作為化工及相關專業學生必修的專業基礎課，是一門工程觀念很強的課程，同時，它又是化學工程與工藝、應用化學、生物工程、食品科學與工程、制藥工程、環境工程、輕化工程、化工機械等專業的技術基礎課。依據現今企業單位對工程類人才的要求，《化工原理》課程的教學目的是在化工生產過程的組織、基本理論及過程分析、設備原理和構造、工程設計方法以及單元操作運行情況等方面讓學生得到全面的綜合訓練，以達到培養學生相應的分析和解決工程實際問題能力的目的。

《化工原理》實驗教學是培養學生實踐能力的一個關鍵環節，目的是在學生掌握基本原理的基礎上著重培養學生的操作能力、觀察能力、分析問題和解決問題能力，使學生具有獨立獲取知識，應用知識的能力。本文就化工原理教學中實驗教學這個實踐性較強的教學環節對如何培養學生實踐能力進行詳細闡述。

化工原理實驗的重要性《化工原理》實驗課的內容涉及化工生產工程中的各種單元，要求學生必須運用所學理論知識去分析操作變量和設備因素對化工過程及其質量指標的影響，學生應學會正確判斷故障和排除故障，學會設計實驗并指導科學研究和生產。《化工原理》實驗課與基礎課實驗的最大區別是接近工程實際。通過對設備的操作和儀表的使用，學生從具體的感性認識上升到理論的高度，實踐能力逐步養成和提高，這對今后的專業課學習以及畢業后工作中應對各種挑戰都具有積極作用。

實驗模式與內容的改革 《化工原理》實驗的內容要緊跟時代步伐，及時調整和增加新的實驗內容，讓學生掌握與自身專業密切相關的實驗內容，了解最新的化工科技動態。傳統的《化工原理》實驗，很多都存在局限于驗證原理、單純掌握操作技術以及依附于理論課程的情況，實驗的單一性、驗證性不利于學生創新能力的培養和實踐能力的提高。因此，應改革實驗模式，改革實驗教學內容，使之與實際應用更接近。通過實驗對學生進行實驗思路、實驗設計、實驗技能、實驗數據處理以及發現問題、處理問題等實踐能力的全面訓練，并在此基礎上培養學生的自主意識和創新能力，讓他們充分發揮主觀能動性。例如，近年來開發的傳熱綜合實驗，除了可定量測定套管式換熱器內對流給熱系數α與總傳熱系數K外，還可以進行傳熱過程強化的研究，以及比較換熱器水平放置與垂直放置兩種不同情況下換熱過程的差異，后者有實際的工程意義。聯機精餾實驗所提供的實驗內容更加豐富，除可作普通—特性、常壓—減壓、連續—間歇、板式塔—填料塔精餾外，還可通過計算機或控制器實現對實驗過程的數據采集和控制。學生可根據自己的掌握知識程度和興趣自行選擇，內容可多可少，可深可淺。

注重實驗前的預習報告如果沒有進行預習，實驗時學生就會不知所措，既不能完成實驗任務，又不能掌握應該掌握的實驗知識。因此，在實驗前，應要求學生進行預習并完成預習報告。在實驗前一周，教師帶領學生到實驗室，重點讓學生看懂實驗流程，熟悉所使用的儀表、儀器，讓學生有感性認識。在此基礎上，教師強調重點預習的實驗原理，儀表、儀器使用方法，實驗操作要點，注意事項及實驗思考題，要求學生以實驗小組為單位，集體討論、制定實驗方案，畫好記錄實驗數據所需的表格。從而活躍化工原理實驗教學的氣氛，讓學生在討論中進行探索，在交流中相互促進。此外，還可借助教學課件進行實驗仿真操作。這樣預習起來，學生對實驗的印象更深刻，預習效果更好。

實驗過程中學生實踐操作能力的培養在實驗安排上，應從簡單到復雜，從基本的實驗操作單元到綜合性的實驗，使學生的實踐能力得到逐步提高。如把管道、泵等單元操作的實驗安排在前面，精餾、干燥、吸收等安排在后面。這樣，學生先學會了泵的相關操作后，在其他綜合性的實驗中就可以較輕松地運用。綜合實驗是由若干個實驗操作單元構成的，每個實驗操作單元又包含若干單項操作。學生通過多層次的有效練習，可逐步形成并熟練掌握實驗技能。實驗過程中要著重培養學生的基本測試技術和典型儀器設備的操作能力，要求學生能夠熟練地操作常用儀器和典型設備，培養學生獨立操作能力與良好的實驗操作習慣。對實驗中的各步操作，要求學生做到既知其然，又知其所以然，鼓勵學生對不合理的地方進行改進，若學生改進得合理，便采納，這將極大地激發學生的學習興趣。在實驗課上，指導教師應做好實驗操作演示，強調實驗操作規程和儀器、儀表的正確使用。同時，把實驗內容與理論教學、實際生產緊密結合起來，介紹該實驗在實際工業生產中的作用和在各個相關行業的應用，讓學生在以后的相關專業學習中能夠運用到這些實驗知識內容。在實驗過程中，注意提醒學生認真觀察實驗現象，把握每個實驗操作步驟的時間，做好實驗現象和數據的記錄。有些化工基礎實驗，教師要做大量的準備工作，如調試設備、配制試劑、準備原料等。在準備實驗的過程中有一些內容很重要，也很有意義，往往是學生非常感興趣的內容，教師可根據具體情況留出一部分準備工作由學生動手完成，這樣學生就可以得到更多動手操作的機會，學到更多的工程知識，從而提高他們的實踐能力。

實驗后的總結實驗后，學生運用課堂所學的理論知識解析實驗現象，熟練地運用列表法、圖示法和模型法等方法進行數據處理，對實驗結果進行科學處理，分析實驗成功與失敗的原因，得出最終結論，并根據實驗結論寫一份系統的實驗報告。實驗報告的書寫是一項重要的基本技能訓練，它不僅是對每次實驗的總結，更重要的是可以初步培養和訓練學生的邏輯歸納能力、綜合分析能力和文字表達能力，是論文寫作的基礎。因此，參加實驗的每位學生均應及時地、認真地書寫實驗報告。實驗報告要求內容實事求是，分析全面具體，文字簡練通順，書寫清楚整潔。化工原理實驗報告可以采用“小論文”的形式來寫，但不要求形式一致，應給學生思考、選擇的空間。實驗報告由教師詳細審閱，在報告后寫上評分和評語。評語作為一種簡單有效的書面交流，可以肯定學生的實驗，表揚其出色之處，委婉地指出不足的地方。這樣，學生既知道自己的不足之處并積極改正，又不會受到打擊，產生消極厭學情緒。

實驗考核實驗考核是實驗教學的重要環節，也是檢查和提高實驗教學效果的重要手段。通過考核，一方面能夠反映實驗課程的教學水平、教學效果及學生掌握基本知識和技能的情況，另一方面可以督促學生重視實驗課程的學習和技能訓練。單憑實驗報告考核計分的方法已適應不了當今培養高素質化工人才的需要。為了確保學生實踐動手能力、創新能力的培養，可采用口試、考察、評閱、筆試等多種考核方法，并制定相應的評分細則，建立起全方位的考核體系。通過口試，讓學生回答裝置結構、流程、操作、原理等實驗相關問題，以便了解學生的實驗預習、實驗準備情況。考察，即在實驗過程中考察學生的操作情況、數據獲得情況、儀器儀表的使用情況、故障排除情況等，以了解學生實驗的真實情況（包括實驗數據的來源，學生的動手能力、解決問題的能力），從而使評定的成績盡可能和學生的真實實驗情況相吻合。評閱則是教師通過評閱實驗報告檢查學生實驗的結果是否正確、數據處理是否科學、解釋是否合理，以及掌握學生回答思考題的情況，據此做出相應成績的評定。筆試即在整個化工原理實驗結束時，教師根據實驗的重點和難點出一定數量的考題，讓學生筆答，并給出相應的成績。這幾項的比例各有側重，和傳統的考核方法比，成績側重口試和考察，從而在成績評定上保證學生的實驗主體地位，發揮他們主觀能動性，提高學生發現和解決問題的能力，有利于學生創新能力的培養和提高。

參考文獻：

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作者簡介：

代輝（1973—），男，湖南南縣人，廣東省南方高級技工學校講師，研究方向為化學工程職業教育。