開放式化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究

李　鵬（天津大學(xué)仁愛學(xué)院化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)中心，天津 301636）

開放式化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究

李鵬
（天津大學(xué)仁愛學(xué)院化學(xué)化工實(shí)驗(yàn)中心，天津 301636）

作為一種新型的教學(xué)模式，開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)在我國目前正處于研究摸索階段。實(shí)行開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以為學(xué)生的創(chuàng)造力提供發(fā)展平臺(tái)，同樣對(duì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量是一種提升，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)自身潛能的不斷發(fā)揮。在此，我們依據(jù)化工原理實(shí)驗(yàn)為開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索的的平臺(tái)，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行開放性的設(shè)置，探討了化工原理開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐過程。

開放實(shí)驗(yàn)；創(chuàng)新才能；科學(xué)素質(zhì)

1　開放式化工原理實(shí)驗(yàn)的重要性

在社會(huì)步入21世紀(jì)以來，隨著教育改革的不斷進(jìn)行，很多學(xué)校對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容都進(jìn)行了很大的改變，修訂實(shí)驗(yàn)教學(xué)，很大程度上對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了減少，加大了綜合性的實(shí)驗(yàn)案例。化工原理實(shí)驗(yàn)又包括傳熱學(xué)、體力學(xué)等，每個(gè)大的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包含許多的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在進(jìn)行開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，可以加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ⑶覍?duì)學(xué)生的“創(chuàng)新能力”和“科學(xué)能力”都能得到很大的訓(xùn)練，達(dá)到資源共同利用，提升教學(xué)效果和實(shí)驗(yàn)儀器的使用率。

“開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)”以及“課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)”兩者間的不同就是教學(xué)思想和教學(xué)方法的不同，后者主要體現(xiàn)了老師的“教導(dǎo)”，以及老師對(duì)學(xué)生的開導(dǎo)和引導(dǎo)，這種教學(xué)方法在我國持續(xù)時(shí)間久遠(yuǎn)，這種傳統(tǒng)的教學(xué)制度已經(jīng)很成熟，而后者則是主導(dǎo)以學(xué)生為主，表明學(xué)生在學(xué)習(xí)中的重要性，展示著學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力以及學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，但是這種教學(xué)方式卻并沒有被延續(xù)，甚至在很多地方這種教學(xué)理念還比較模糊。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容方式眾多，可以有驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[1]。

基于化工原理實(shí)驗(yàn)的開課時(shí)間比較晚，與學(xué)生之前所學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)境有著很大的差距，化工原理實(shí)驗(yàn)有著很清晰的“工程特性”，實(shí)驗(yàn)在對(duì)學(xué)生的工程裝置、操作進(jìn)程等有著引導(dǎo)的作用，同時(shí)對(duì)學(xué)生的分析能力、洞察能力、完成工程的實(shí)踐內(nèi)容等問題上起到了培養(yǎng)的作用，同時(shí)使學(xué)生的基礎(chǔ)教學(xué)向著工程教學(xué)起到了連接的作用。基于實(shí)驗(yàn)過程中設(shè)置的影響，學(xué)生人數(shù)至少3～6人一組，有的項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)則需要更多的學(xué)生進(jìn)行參與，這樣就導(dǎo)致很多學(xué)生沒有了操作實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，致使這部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作能力差，實(shí)驗(yàn)技能會(huì)受到影響。然而，另一部分學(xué)生則實(shí)驗(yàn)技能得到了很大的提升，對(duì)實(shí)驗(yàn)研究更加具有興趣，參與更多的實(shí)驗(yàn)。面對(duì)上述情況，開放式實(shí)驗(yàn)研究可以為學(xué)生提供一個(gè)自主以及個(gè)性的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)平臺(tái)，開放式實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)，以學(xué)生為本，考慮了學(xué)生的個(gè)性和能力水平，應(yīng)對(duì)不同程度的學(xué)生進(jìn)行不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，這對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量有很大的提升，同樣使學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性都得到了很大提升，使得孩子們的學(xué)習(xí)能力以及創(chuàng)新能力得到很大的提高。

2　開放式化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐

開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)課程的體制進(jìn)行了綜合的考慮，使學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能得到全面的提高，使教學(xué)內(nèi)容變得科學(xué)、合理。基于此，開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的形式也是眾多的。在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，不斷地進(jìn)行開拓和延伸。在最近幾年測(cè)定流化床床層壓降和氣速的變化曲線、中空纖維超濾膜分離實(shí)驗(yàn)等很多實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)包括了演示性、驗(yàn)證性、綜合性以及設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)。演示性實(shí)驗(yàn)的選材是與生活關(guān)聯(lián)的設(shè)備進(jìn)行的，比如旋風(fēng)分離器實(shí)驗(yàn)、20萬t合成氨生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)等，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)對(duì)象一般都是以基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的，目的是為了學(xué)生基礎(chǔ)理論知識(shí)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能的了解，比如流體流動(dòng)阻力實(shí)驗(yàn)里，“測(cè)定流體在湍流情況下，光滑管的摩擦系數(shù)（λ）和雷諾準(zhǔn)數(shù)（Re）的關(guān)系曲線圖”就是一個(gè)很好的實(shí)驗(yàn)。在不改變流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行了“粗糙管的λ與Re關(guān)系曲線的測(cè)定”的實(shí)驗(yàn)，同樣進(jìn)行了與湍流相對(duì)應(yīng)的層流情況下“光滑管的λ與Re的關(guān)系曲線測(cè)定的實(shí)驗(yàn)，這種不同類型的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)習(xí)生們對(duì)于流體流動(dòng)阻力實(shí)驗(yàn)更加的了解。設(shè)計(jì)性與綜合性的實(shí)驗(yàn)則是眾多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行聯(lián)合，老師給出實(shí)驗(yàn)要求，學(xué)會(huì)自主進(jìn)行完成。比如在傳熱實(shí)驗(yàn)里[2]，大綱的要求是測(cè)出光滑管和波紋管的總傳熱系數(shù)就可以。我們基于對(duì)傳熱操作的重視，開展了“測(cè)定空氣在圓形光滑管和波紋管中湍流流動(dòng)時(shí)的給熱準(zhǔn)數(shù)方程式”這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，老師要講授對(duì)流熱傳的重心就是求算對(duì)流傳熱膜系數(shù)（α），基于在實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中干擾α的原因很多，因此計(jì)算α非常難，現(xiàn)階段運(yùn)用最多的就是因次分析法把多種因素構(gòu)成許多無因次準(zhǔn)數(shù)，在利用實(shí)驗(yàn)確認(rèn)這些系數(shù)間的關(guān)系，就可以得出許多的α方程式。在對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的不斷開拓下，讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)的重要性。

3　結(jié)語

“開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)”是以學(xué)生為主，表明學(xué)生在學(xué)習(xí)中的重要性，展示著學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力以及學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，但是這種教學(xué)方式并沒有被延續(xù)，甚至在很多地方這種教學(xué)理念還比較模糊。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容方式眾多，可以有驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

[1] 胡秀英，鄭純智.開放式化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2011，（01）：111-113.

[2] 袁志國，劉有智，李同川.化工原理實(shí)驗(yàn)開放式教學(xué)探索與實(shí)踐[J].廣東化工，2011，（03）：207-208.

Open Chemical Engineering Experiment Teaching Model

Li Peng

As a new teaching mode，open experimental teaching research in China is currently in the exploratory stage.The implementation of open experimental teaching can provide a platform for the development of students' creativity，the same quality of teaching is a kind of experiment to enhance and strengthen the students their potential to continue to play.Here，we based chemical principle[][]experiments Open Experimental Teaching of the platform，the experimental content open set，discusses the principles of open chemical experiment teaching practice.

opening experiment；to innovation；Scientific Literacy

TQ0-4

A

1003-6490（2016）03-0141-01

2016-03-18

李鵬（1987—），男，天津人，助理實(shí)驗(yàn)師，主要從事現(xiàn)代儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)、儀器設(shè)備與庫房的管理工作。