化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)改革的實踐與探索

【摘 要】與基礎(chǔ)化學(xué)實驗相比較，化工基礎(chǔ)實驗的產(chǎn)生主要是源于化工生產(chǎn)過程中所出現(xiàn)的工程技術(shù)問題，且化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)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(shù)據(jù)的處理具有一定的復(fù)雜性，然而由于受到各種因素的影響，使得化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)的實踐中存在著很多問題。為此，本文在對化工基礎(chǔ)實驗特點和目等方面進行分析的基礎(chǔ)之上，重點對化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)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(guān)鍵詞】化工基礎(chǔ) 實驗教學(xué) 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(chǔ)實驗與基礎(chǔ)化學(xué)實驗是兩個不同的概念，化工基礎(chǔ)實驗是我國高校化學(xué)專業(yè)的學(xué)生進行實踐學(xué)習(xí)的重要課程之一。化工基礎(chǔ)實驗的有效教學(xué)一方面能夠引導(dǎo)學(xué)生擬定實驗方案、設(shè)計實驗步驟、合理處理實驗數(shù)據(jù)、規(guī)范使用設(shè)備儀器以及準確分析實驗結(jié)果，另一方面還有利于學(xué)生綜合運用知識能力和解決實際工程問題能力的培養(yǎng)。在經(jīng)濟水平不斷提高的現(xiàn)代社會，市場對于人才的需求發(fā)生了極大的改變，在一定程度上促使了化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)的改革，努力培養(yǎng)應(yīng)用型化學(xué)人才已經(jīng)成為高校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的教學(xué)目標，因此必須要將其放在教學(xué)改革的重要位置之上。

一 化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)的特點

化工基礎(chǔ)實驗與基礎(chǔ)化學(xué)實驗具有本質(zhì)上的區(qū)別，它是屬于工程實驗的范疇。化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)具有一定的實踐性、創(chuàng)造性、直觀性和綜合性，是理科化學(xué)專業(yè)工程技術(shù)教育的一個重要環(huán)節(jié)，具有以下幾方面的特點：

第一，對象的復(fù)雜性。化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)的對象是化工生產(chǎn)過程中的工程技術(shù)問題，或者是化學(xué)反應(yīng)過程中的工藝問題，其中所涉及的變量復(fù)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(chǔ)實驗過程中的變量較多，如果采用常規(guī)的單因素試驗方法，無法實現(xiàn)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(shù)據(jù)處理方法來實現(xiàn)對過程的簡化。

第三，儀器的生產(chǎn)性。化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)中所使用的實驗裝置通常是比較大型的綜合裝置，與工業(yè)生產(chǎn)的實際情況非常接近，也可以說是化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程的一個縮影。

二 化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀分析

在市場經(jīng)濟環(huán)境和社會就業(yè)形勢發(fā)生巨大改變的時代，我國大力推進教育教學(xué)改革，要求高校化學(xué)專業(yè)的教學(xué)必須要同時考慮學(xué)生技能培養(yǎng)和未來就業(yè)路徑。然而分析一些學(xué)校化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)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(xué)專業(yè)教學(xué)中，對于化工基礎(chǔ)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(yǎng)初高中化學(xué)教師，因此使得學(xué)生對于化工基礎(chǔ)實驗課程的學(xué)習(xí)也缺乏積極主動性。

第二，基礎(chǔ)設(shè)施投入力度不足。化工基礎(chǔ)實驗課程對于設(shè)備儀器等基礎(chǔ)設(shè)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(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，導(dǎo)致儀器設(shè)備較為簡單，現(xiàn)有的儀器設(shè)備與生產(chǎn)實際相脫節(jié)，只能僅僅配合原理的驗證。

第三，教學(xué)模式較為落后。總結(jié)現(xiàn)階段的高校化工基礎(chǔ)實驗的教學(xué)模式，通常都是教師將儀器設(shè)備調(diào)試好之后由學(xué)生進行按部就班的實驗和完成實驗報告，使得學(xué)生在實驗過程中沒有充分思考的機會，實驗技能和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)受到了極大的限制。

三 化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)改革的探索研究

化工基礎(chǔ)實驗作為一種工程實驗，是教學(xué)結(jié)構(gòu)中極其重要的組成部分，與理論教學(xué)、畢業(yè)設(shè)計共同構(gòu)成了一個有機整體，是化學(xué)學(xué)科的靈魂和精髓之所在。且具有其他教學(xué)所不具備的獨特功能和作用，因此高校開展化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)改革應(yīng)從以下幾個方面進行著手：

1.教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變

化工基礎(chǔ)實驗作為一種綜合性的化學(xué)化工類專業(yè)教學(xué)，要求學(xué)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(chǎn)過程中所出現(xiàn)的一般技術(shù)問題的能力，特別是具備化工生產(chǎn)、科研、設(shè)計以及管理等方面的綜合能力。因此，轉(zhuǎn)變化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)的觀念主要應(yīng)該明確以下幾方面的目標：（1）化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)的首要目標是保證學(xué)生能夠充分地利用所學(xué)知識去分析實驗過程中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象和問題，使得學(xué)生具備解決一般技術(shù)性問題的能力;（2）化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)要從實際的生產(chǎn)要求出發(fā)，通過對學(xué)生的訓(xùn)練，為其將來從事科研工作奠定堅實的基礎(chǔ);（3）學(xué)生通過學(xué)習(xí)能夠?qū)嶒灁?shù)據(jù)進行科學(xué)合理的分析和處理，提高學(xué)生組織報告和編寫報告的能力。

2.教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化

綠色化學(xué)是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求，化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)改革也應(yīng)該緊緊圍繞這一時代發(fā)展要求，在設(shè)計實驗的時候要把握綠色化原則：（1）將實驗內(nèi)容盡量綠色化，盡可能地減少有毒、有害物質(zhì)的排放;（2）將對環(huán)境友好的反應(yīng)和技術(shù)引入到化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)內(nèi)容當中，如膜分離技術(shù)、超臨界技術(shù)等;（3）采用系列實驗法，以降低對藥品的消耗。例如，在教學(xué)中可以設(shè)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(yīng)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(yīng)用于“反應(yīng)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(xué)方法的改革

第一，創(chuàng)設(shè)問題情境。分析和解決問題的能力是建立在豐富的基礎(chǔ)知識之上的，要求教師在化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)中藥引導(dǎo)學(xué)生對隱藏在背后的問題進行挖掘，給予學(xué)生充分自由的想象空間。例如，在板式精餾塔實驗教學(xué)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(chǎn)實際中的意義是什么;（2）塔釜加熱量對于精餾操作的參數(shù)會產(chǎn)生怎樣的影響;（3）如何判斷塔的操作已經(jīng)達到了穩(wěn)定的狀態(tài)。通過對問題的分析和討論，將學(xué)生的注意力集中到實驗教學(xué)的重點內(nèi)容上，激發(fā)了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣。

第二，細化實驗流程。化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)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(shù)的測定;風(fēng)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(shè)備儀器的損壞，甚至還會威脅到學(xué)生的生命健康，因此教師要重視對試驗流程的細化，培養(yǎng)學(xué)生安全生產(chǎn)的意識。例如，在流體阻力的實驗教學(xué)中，由于管路、閥門和測點較多，首先要讓學(xué)生掌握基本原理，如在對管內(nèi)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(yīng)先關(guān)閉出口閥等。

第三，領(lǐng)悟儀器設(shè)計思想。化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)中涉及對壓力、流量、壓差等基本物理量的測量，學(xué)生對于儀表的使用仍然只是停留在僅會讀數(shù)的階段，而對于儀器的設(shè)計思想仍然理解不夠，因此要求化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)改革必須要滲透儀器的設(shè)計思想教育，從而規(guī)范學(xué)生正確測量和讀數(shù)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(jié)構(gòu)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(gòu)

考核是衡量課程教學(xué)質(zhì)量的重要指標，也是教學(xué)活動的重要環(huán)節(jié)，因此在化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)改革也要建立合理、公正的考核和評價體系，且還要注重學(xué)習(xí)態(tài)度、方法和能力等方面的培養(yǎng)，進一步強化學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的考查，以實現(xiàn)學(xué)生各方面的協(xié)調(diào)發(fā)展。例如，在對考核模式進行設(shè)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(yǎng)的質(zhì)量。

四 結(jié)束語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展及我國教育制度的不斷完善，化工人才在我國社會發(fā)展中所占比例越來越大，強化高校化工人才培養(yǎng)，已成為當前高校教育發(fā)展中急需完善的問題之一。化工基礎(chǔ)實驗課程是實現(xiàn)化學(xué)理論科學(xué)和實際應(yīng)用相互連接的一個重要橋梁，隨著我國市場人才需求結(jié)構(gòu)的變化和教育教學(xué)改革進程的不斷深入，高校已經(jīng)徹底轉(zhuǎn)變了化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)的次要地位，通過不斷的探索與實踐，在轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念、創(chuàng)新教學(xué)方法、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容等方面進行了改革，將實驗教學(xué)與日常生活相結(jié)合，不僅提高了學(xué)生對化工基礎(chǔ)實驗課程的學(xué)習(xí)積極主動性，而且還使得學(xué)生綜合素質(zhì)能力水平得到了提高，教學(xué)改革的效果已經(jīng)得到了充分的肯定。

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〔責(zé)任編輯：林勁、李婷婷〕