《化工儀表及自動化》實驗教學淺探

　　摘 要： 實驗教學是《化工儀表及自動化》課程的重要有機組成，對于學生能力的全面發(fā)展和思維素質的提高具有重要作用。從實驗內容序列化、實驗過程細致化、實驗評價多元化三方面努力，教師可以有效提高實驗教學的成效。
　　關鍵詞： 《化工儀表及自動化》 實驗教學 預習報告
　　
　　《化工儀表及自動化》是一門應用性、實踐性很強的課程，但由于種種原因的限制，學生到生產(chǎn)現(xiàn)場進行儀表控制的操作等實踐的機會有限，因此《化工儀表及自動化》的實驗教學就成為了實踐教學不可或缺的環(huán)節(jié)。如何加強實驗教學，增強學生的動手操作能力、知識和技術應用能力、盡快適應現(xiàn)場的能力，是當前該課程教學中急需解決的主要問題之一。
　　一、實驗內容序列化，完善實驗體系
　　長久以來，實驗課一直被視作課堂教學的補充和附庸，按照教學計劃固定做某幾個實驗（驗證性）是多年來沿用的實驗教學模式，有時甚至為了完成教學進度而放棄了實驗教學，顯然，這已經(jīng)不能適應現(xiàn)代社會對人才動手操作等諸多方面的需求。實驗課應改變依附于課堂教學的傳統(tǒng)模式，逐步建立相對獨立的實驗教學體系。我認為，在合理安排實驗內容的基礎上，將實驗分為基礎實驗、提高實驗、專題研究實驗三個層次和序列，契合當前的教改趨勢，有助于化解目前實驗教學中的矛盾。
　　1.基礎實驗
　　基礎實驗是指傳統(tǒng)的驗證性實驗，重在使學生掌握化工儀表及自動化裝置的作用原理、構成、自動控制的方法，以及完成實驗操作、數(shù)據(jù)處理、儀表的使用等基本訓練，可以使用比較新型的實驗器材以提高實驗的可控性和精確度。比如在“熱電耦校驗”實驗中，用智能型控溫儀替代原控制器，此智能型控制儀的特點是任意設定給定值、控溫時間，數(shù)字顯示，測量準確，控制溫度穩(wěn)定，這樣既解決了原來實驗中升溫慢、控制不穩(wěn)定、測量不精確的弊病，又使學生了解和掌握了較先進的智能溫度控制儀的功能、作用及使用方法。
　　2.提高實驗
　　提高實驗以研究性、綜合性實驗為主，注重培養(yǎng)學生查閱資料、調查研究、設計實驗方案、對實驗過程及結果獨立分析和判斷的能力。綜合性實驗的特征是內容豐富、信息量大，學生可根據(jù)自己的程度和興趣自行選擇，內容可多可少，可深可淺。研究性實驗一般源于兩類，一類屬于著意設置的新實驗；另一類則是對已有的實驗進行擴展、改造，增加其研究性。對此兩類實驗，教師應加強指導和監(jiān)督，并和學生一起分析和商討實驗方案。如溫度變送器校驗實驗，我在與學生探討的基礎上，設計信號源時，沒有采用電位差計這一現(xiàn)成的方法，而是采用了精密電阻箱和恒流給定器等表計，讓學生自己動手組成信號源，同時與其它信號源進行比較，以啟發(fā)學生的創(chuàng)造性思維，提高其在具體情況下運用不同方法解決實際問題的能力。
　　3.專題研究實驗
　　專題研究實驗的目的是讓一部分學生有機會接觸工程或科研實際，參加實驗室建設，培養(yǎng)學生靈活運用所學知識解決實際問題的能力，尤其是創(chuàng)新能力。實驗裝置可直接采用實驗室已有裝置或利用組合式實驗裝置進行搭建，有時則需要自己設計。專題來源于多種渠道：某些科研協(xié)作項目、實驗室世紀課題及學生自帶課題等。實踐表明，專題研究實驗由于其鮮明的背景及實用性，特別能激發(fā)學生的研究興趣和探索熱情。
　　實驗教學的分層次、多樣化，既注重了基礎，又強化了創(chuàng)新；既保證了基本訓練，又注重獨立分析、解決實際問題。針對這三個實驗序列，實驗裝置系列應逐步完善。實驗裝置是教師思想的直觀表述，也是一個實驗室綜合水平的集中體現(xiàn)。實驗裝置的設置既要與本學科的內容及發(fā)展相匹配，又要與人才培養(yǎng)目標相適應。近年來，我們對化工儀表及自動化裝置進行了全面規(guī)劃；逐步淘汰那些舊的內容和裝置，保留典型的驗證性實驗；對原有的舊裝置進行改造、擴展或升級；研制或引進新的研究性、綜合性實驗裝置，等等。顯然，試驗裝置的系列化、多樣化為學生實驗實踐拓展了更多的空間，也為相應的實驗教學內容和方法的改革提供了必要的硬件條件。
　　二、實驗過程細致化，提高實驗效果
　　1.師生共同試做實驗
　　準備實驗是師生共同的事情，除了與學生一起準備實驗器材和用料外，教師可通過指導學生試做實驗的方式為正式教學打下基礎。實踐證明，師生共同準備實驗增加了師生之間交往的頻率和質量，有利于實驗教學的最終成功。通過指導學生試做實驗，教師從中可以預先獲知學生實驗中容易出現(xiàn)的問題，從而通過研究教材、與其他教師探討等方式，尋找解決方案，然后認真書寫教案，梳理實驗的內容和步驟，完善實驗的條件，對操作難點和易出現(xiàn)的問題等做到心中有數(shù)，保證實驗中有難能解、有錯能糾、有問能答。
　　2.指導撰寫預習報告
　　實驗前預習并寫出預習報告，是我在做大多數(shù)實驗前所作的規(guī)定，但只讓學生閱讀文本預習多少有點“隔靴搔癢”的感覺，缺乏具體情境的預習收效甚微，這樣的預習沒有針對性、缺乏深度，導致部分學生抄寫實驗講義作為預習報告，喪失了撰寫預習報告的積極意義。我在布置學生撰寫預習報告后，帶領學生走進實驗室，讓學生一邊閱讀文本，一邊結合實驗儀器儀表寫預習報告。這樣，既提高了預習質量，又讓學生在觀察中鍛煉了發(fā)現(xiàn)問題的能力和互相協(xié)作的能力。為了督促學生有的放矢地預習，我對預習報告作了三方面要求：一是通過預習擬出實驗方案；二是明確實驗注意事項；三是記錄預習中發(fā)現(xiàn)的問題。這樣做，一方面提高了學生對實驗的認識，另一方面我從學生的實驗報告中也能得到有益的啟迪，從而更好地組織實施教學。
　　3.注重實驗流程控制
　　許多實驗課堂存在“一統(tǒng)就死，一放就亂”的問題，為了既能保護學生的積極性，又能保證課堂教學的有序性，我注重對實驗整個流程的指導和控制。一般來說，學生進入實驗室想迫切弄清的是自己在預習中發(fā)現(xiàn)的問題，教師可以首先從問題入手，通過“學生提問—學生解答—教師糾正”和“教師提問—學生解答—教師重點說明”兩種互動模式解決實驗的問題、難點及實驗基礎知識，以使學生在實驗時能集中注意力觀察實驗現(xiàn)象和發(fā)現(xiàn)實驗中的問題。其次，實驗過程中涉及到高難度的操作，教師要先進行示范演示，在此前提下大膽放手，讓學生親自實踐操作。最后，對于實驗中出現(xiàn)的問題及“異常”現(xiàn)象，教師不必先作肯定或否定回答，而應引導學生獨立思考，幫助他們把已學的知識同實際遇到的問題結合起來，訓練他們獨立解決問題的能力。
　　4.合作編寫實驗報告
　　實驗報告是對實驗的回顧、總結，是培養(yǎng)學生進行工作歸納和思維品質提升的重要步驟。我把學生分成小組，讓他們合作完成實驗報告，既調動了學生的積極性，又盡可能多地為學生提供了思維空間。
　　三、實驗評價多元化，發(fā)酵實驗效能
　　1.評價目標多元化
　　結合教學大綱和實驗教學的實際，我按培養(yǎng)目標的主次，細化各得分項目，嚴格劃定各項目得分的比例，即各得分項目的要求，對每個得分項目，按達到不同要求分上、中、下三等給分，最后累計總分，做到量化管理。
　　2.評價方式多元化
　　實驗評價有利于促進教學改進和學生發(fā)展，我在實驗教學中擯棄了應試的某些做法，在一些專業(yè)實驗的考核中不再使用筆試的方式，而是采用了以下一些考核方式：現(xiàn)場口試，方案答辯，試驗報告答辯，等等。不強調用書本知識來考評學生，而以基礎知識、實踐能力、創(chuàng)意能力，結合學生平時表現(xiàn)出的分析與解決問題的能力、動手能力等綜合評價學生的成績。通過這樣的考核方式引導學生去關注自己實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和發(fā)展，提高自己的綜合素質。
　　總之，《化工儀表及自動化》實驗教學對于學生能力的全面發(fā)展和思維素質的提高具有重要作用，教師應加強實驗教學。