化工基礎實驗教學改革的實踐與探索

【摘 要】與基礎化學實驗相比較，化工基礎實驗的產生主要是源于化工生產過程中所出現的工程技術問題，且化工基礎實驗教學的過程中對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，數據的處理具有一定的復雜性，然而由于受到各種因素的影響，使得化工基礎實驗教學的實踐中存在著很多問題。為此，本文在對化工基礎實驗特點和目等方面進行分析的基礎之上，重點對化工基礎實驗教學的改革對策進行了探究，為化工實驗課程的改革提供參考。

【關鍵詞】化工基礎 實驗教學 改革 對策

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）35-0051-03

化工基礎實驗與基礎化學實驗是兩個不同的概念，化工基礎實驗是我國高?；瘜W專業的學生進行實踐學習的重要課程之一?；せA實驗的有效教學一方面能夠引導學生擬定實驗方案、設計實驗步驟、合理處理實驗數據、規范使用設備儀器以及準確分析實驗結果，另一方面還有利于學生綜合運用知識能力和解決實際工程問題能力的培養。在經濟水平不斷提高的現代社會，市場對于人才的需求發生了極大的改變，在一定程度上促使了化工基礎實驗教學的改革，努力培養應用型化學人才已經成為高校應用化學專業的教學目標，因此必須要將其放在教學改革的重要位置之上。

一 化工基礎實驗教學的特點

化工基礎實驗與基礎化學實驗具有本質上的區別，它是屬于工程實驗的范疇?；せA實驗教學具有一定的實踐性、創造性、直觀性和綜合性，是理科化學專業工程技術教育的一個重要環節，具有以下幾方面的特點：

第一，對象的復雜性?；せA實驗教學的對象是化工生產過程中的工程技術問題，或者是化學反應過程中的工藝問題，其中所涉及的變量復雜多樣，因此完成實驗所需的工作量也是比較大的。

第二，方法的特殊性。由于化工基礎實驗過程中的變量較多，如果采用常規的單因素試驗方法，無法實現對每一個變量的分析研究，因此需要采用特殊的實驗方法和數據處理方法來實現對過程的簡化。

第三，儀器的生產性?；せA實驗教學中所使用的實驗裝置通常是比較大型的綜合裝置，與工業生產的實際情況非常接近，也可以說是化學工業生產過程的一個縮影。

二 化工基礎實驗教學的現狀分析

在市場經濟環境和社會就業形勢發生巨大改變的時代，我國大力推進教育教學改革，要求高?；瘜W專業的教學必須要同時考慮學生技能培養和未來就業路徑。然而分析一些學?；せA實驗教學的現狀，發現了以下幾方面的實際問題：

第一，對課程的重視程度不夠。在很多高校化學專業教學中，對于化工基礎實驗課程的重視程度還遠遠不夠是普遍存在的一個問題，甚至課程開展的主要目的仍然是培養初高中化學教師，因此使得學生對于化工基礎實驗課程的學習也缺乏積極主動性。

第二，基礎設施投入力度不足?；せA實驗課程對于設備儀器等基礎設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基礎設施，導致儀器設備較為簡單，現有的儀器設備與生產實際相脫節，只能僅僅配合原理的驗證。

第三，教學模式較為落后?？偨Y現階段的高校化工基礎實驗的教學模式，通常都是教師將儀器設備調試好之后由學生進行按部就班的實驗和完成實驗報告，使得學生在實驗過程中沒有充分思考的機會，實驗技能和創新思維的培養受到了極大的限制。

三 化工基礎實驗教學改革的探索研究

化工基礎實驗作為一種工程實驗，是教學結構中極其重要的組成部分，與理論教學、畢業設計共同構成了一個有機整體，是化學學科的靈魂和精髓之所在。且具有其他教學所不具備的獨特功能和作用，因此高校開展化工基礎實驗教學改革應從以下幾個方面進行著手：

1.教學觀念的轉變

化工基礎實驗作為一種綜合性的化學化工類專業教學，要求學生必須具有扎實的理論知識和實驗技能，同時還要具備分析和解決實際化工生產過程中所出現的一般技術問題的能力，特別是具備化工生產、科研、設計以及管理等方面的綜合能力。因此，轉變化工基礎實驗教學的觀念主要應該明確以下幾方面的目標：（1）化工基礎實驗教學的首要目標是保證學生能夠充分地利用所學知識去分析實驗過程中出現的各種現象和問題，使得學生具備解決一般技術性問題的能力;（2）化工基礎實驗教學要從實際的生產要求出發，通過對學生的訓練，為其將來從事科研工作奠定堅實的基礎;（3）學生通過學習能夠對實驗數據進行科學合理的分析和處理，提高學生組織報告和編寫報告的能力。

2.教學內容的優化

綠色化學是可持續發展戰略的必然要求，化工基礎實驗教學改革也應該緊緊圍繞這一時代發展要求，在設計實驗的時候要把握綠色化原則：（1）將實驗內容盡量綠色化，盡可能地減少有毒、有害物質的排放;（2）將對環境友好的反應和技術引入到化工基礎實驗教學內容當中，如膜分離技術、超臨界技術等;（3）采用系列實驗法，以降低對藥品的消耗。例如，在教學中可以設計以下實驗：利用15%乙醇通過“篩板精餾或填料精餾制備95%乙醇”之后，將95%乙醇作為原料應用于“共沸精餾或萃取精餾制備無水乙醇”當中，再將無水乙醇應用于“反應精餾制備乙酸乙酯”實驗中，最后將備乙酸乙酯使用在“粗乙酸乙酯精制無水乙酸乙酯”的實驗當中。

3.教學方法的改革

第一，創設問題情境。分析和解決問題的能力是建立在豐富的基礎知識之上的，要求教師在化工基礎實驗教學中藥引導學生對隱藏在背后的問題進行挖掘，給予學生充分自由的想象空間。例如，在板式精餾塔實驗教學中，教師首先可以提出以下幾個問題：（1）全回流的概念、特點以及在生產實際中的意義是什么;（2）塔釜加熱量對于精餾操作的參數會產生怎樣的影響;（3）如何判斷塔的操作已經達到了穩定的狀態。通過對問題的分析和討論，將學生的注意力集中到實驗教學的重點內容上，激發了學生主動學習的興趣。

第二，細化實驗流程。化工基礎實驗教學中所涉及的實驗裝置主要包括了對溫度、壓強、功率等物理參數的測定;風機、泵、高壓鋼瓶等操作安全的防范等。一旦操作不當，不僅會造成設備儀器的損壞，甚至還會威脅到學生的生命健康，因此教師要重視對試驗流程的細化，培養學生安全生產的意識。例如，在流體阻力的實驗教學中，由于管路、閥門和測點較多，首先要讓學生掌握基本原理，如在對管內流動阻力進行研究的時候要想改變流速，只需要改變測量段的距離;其次明確實驗中的注意事項，如在啟動泵時應先關閉出口閥等。

第三，領悟儀器設計思想。化工基礎實驗教學中涉及對壓力、流量、壓差等基本物理量的測量，學生對于儀表的使用仍然只是停留在僅會讀數的階段，而對于儀器的設計思想仍然理解不夠，因此要求化工基礎實驗教學改革必須要滲透儀器的設計思想教育，從而規范學生正確測量和讀數的行為。例如，測量壓力的方法主要包括了彈性變形法、電測壓力法和液柱法，而液柱差壓力計按照結構劃分還包括了倒U形管壓差計、U形管雙指示壓差計等，且在固定床與流化床、離心泵性能實驗中所使用的儀器是不同的。

4.考核標準的重構

考核是衡量課程教學質量的重要指標，也是教學活動的重要環節，因此在化工基礎實驗教學改革也要建立合理、公正的考核和評價體系，且還要注重學習態度、方法和能力等方面的培養，進一步強化學生綜合素質和創新能力的考查，以實現學生各方面的協調發展。例如，在對考核模式進行設計的時候，可以分成30%的平時成績、40%的操作成績以及30%的實驗理論考試成績，以切實提高人才培養的質量。

四 結束語

綜上所述，隨著社會經濟的迅速發展及我國教育制度的不斷完善，化工人才在我國社會發展中所占比例越來越大，強化高?；と瞬排囵B，已成為當前高校教育發展中急需完善的問題之一?；せA實驗課程是實現化學理論科學和實際應用相互連接的一個重要橋梁，隨著我國市場人才需求結構的變化和教育教學改革進程的不斷深入，高校已經徹底轉變了化工基礎實驗教學的次要地位，通過不斷的探索與實踐，在轉變教學觀念、創新教學方法、優化教學內容等方面進行了改革，將實驗教學與日常生活相結合，不僅提高了學生對化工基礎實驗課程的學習積極主動性，而且還使得學生綜合素質能力水平得到了提高，教學改革的效果已經得到了充分的肯定。

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〔責任編輯：林勁、李婷婷〕