化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)改革的研究與實踐

初增澤

摘 要：在我國產(chǎn)學(xué)研一體化的趨勢下，基礎(chǔ)理論扎實、解決問題能力高、創(chuàng)新能力強(qiáng)的復(fù)合型人才是化學(xué)化工行業(yè)未來人才培養(yǎng)的主要方向。傳統(tǒng)化工基礎(chǔ)實驗在教學(xué)中存在一些問題，基于此，研究并實踐運用現(xiàn)代信息技術(shù)來推進(jìn)教學(xué)模式改革，通過將仿真實驗與現(xiàn)場實驗操作相結(jié)合來提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：化工基礎(chǔ)實驗；仿真實驗；教學(xué)模式

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9132（2017）34-0020-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.34.008

一、引言

經(jīng)過近40年的高速發(fā)展，我國當(dāng)前正處于從產(chǎn)業(yè)鏈的中低端向高端制造業(yè)升級的關(guān)鍵時期。世界各主要發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體也面臨著產(chǎn)業(yè)升級的巨大壓力，各國之間技術(shù)競爭愈演愈烈。要在產(chǎn)業(yè)革命中實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級歸根到底要靠人才。如何培養(yǎng)創(chuàng)新型人才從而在未來的競爭中立于不敗之地，是目前各國教育界亟待解決的關(guān)鍵問題。對于高等師范院校的化學(xué)類專業(yè)，為了適應(yīng)我國產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重大需求，應(yīng)該以“厚基礎(chǔ)，寬口徑，有特色，重能力”為辦學(xué)指導(dǎo)思想，培養(yǎng)具有基礎(chǔ)扎實、適應(yīng)面廣、素質(zhì)高、專業(yè)特色技能和創(chuàng)新能力強(qiáng)的專業(yè)人才。實驗教學(xué)是對理論教學(xué)知識的檢驗和應(yīng)用，通過不斷加強(qiáng)和改善實驗教學(xué)內(nèi)容、形式、方法，能夠激勵學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力。

二、化工基礎(chǔ)實驗課的信息化教改方向

《化工基礎(chǔ)實驗》課程與工程應(yīng)用聯(lián)系緊密，是有效連接課堂學(xué)習(xí)和生產(chǎn)實際的紐帶。因此，化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)對于培養(yǎng)優(yōu)秀的化學(xué)化工人才有重要意義。但是，由于真實的化工生產(chǎn)其設(shè)備龐大、技術(shù)難度高、工藝流程復(fù)雜、耗時長、成本高昂，導(dǎo)致實際開設(shè)的化工基礎(chǔ)實驗課程只能安排一些簡縮型驗證性實驗，與生產(chǎn)實際有一定脫節(jié)。而且，傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式已經(jīng)不適用于學(xué)生的創(chuàng)新和技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)。隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，特別是各種仿真計算軟件在化學(xué)工程中的普遍應(yīng)用，傳統(tǒng)的化工行業(yè)逐漸與信息技術(shù)深度融合，結(jié)合了數(shù)值計算高可靠性、海量處理能力和高集成性高等諸多優(yōu)勢，極大地促進(jìn)了行業(yè)的飛速發(fā)展。因此，如何將信息技術(shù)與傳統(tǒng)的化工實驗課程融會貫通，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決實際問題的能力，是目前化工類課程亟待解決的關(guān)鍵問題。

三、教學(xué)改革的具體措施和實踐

（一）轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，改進(jìn)教學(xué)方法

化工實驗操作能力是化學(xué)專業(yè)學(xué)生的關(guān)鍵技能，是培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題能力的重要途徑。但是傳統(tǒng)的教師講解和演示、學(xué)生聽講和練習(xí)的講課方式，很難調(diào)動學(xué)生的積極性，不利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力的提高。此外，傳統(tǒng)化工實驗受到場地和實驗設(shè)備限制，通常采取分批分組輪流操作的模式，而且現(xiàn)場設(shè)備容錯性較差，不利于學(xué)生深度學(xué)習(xí)和熟練掌控。仿真實驗訓(xùn)練平臺依托“化工原理實驗CAI系統(tǒng)”，包括流動阻力、過濾常數(shù)、傳熱系數(shù)、吸收系數(shù)、精餾塔操作等十個實驗。仿真實驗具有安全性好、容錯性高、不限場地和時間等優(yōu)勢。通過充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)等先進(jìn)手段，推動教師從傳統(tǒng)的“如何講解和如何演示”向?qū)W生“如何學(xué)和如何做”的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變。采用仿真模擬軟件，不僅使抽象的教學(xué)內(nèi)容具體化，而且有助于學(xué)生獨立操作、反復(fù)練習(xí)，強(qiáng)化操作技能，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力。

（二）加大設(shè)備投入，提高教學(xué)質(zhì)量

在引入仿真實訓(xùn)平臺的同時，學(xué)校和學(xué)院不斷增加對現(xiàn)場實驗操作教學(xué)的支持力度。為推動教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量，我們更新了化工基礎(chǔ)實驗所需的全部十二套實驗裝置，涵蓋了仿真平臺的全部實驗，以強(qiáng)化學(xué)生實踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，也使得實驗室的規(guī)模和層次得到明顯提升。我們結(jié)合本課程實際，采取仿真模擬和實驗操作相結(jié)合的教學(xué)方式提高教學(xué)質(zhì)量。在實驗前，利用仿真平臺調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，熟悉實驗原理、操作流程和注意事項，并訓(xùn)練學(xué)生運用計算機(jī)的能力。然后，在計算機(jī)模擬的基礎(chǔ)上，學(xué)生再進(jìn)行化工基礎(chǔ)實驗現(xiàn)場操作，進(jìn)一步強(qiáng)化實驗技能，培養(yǎng)解決問題能力和創(chuàng)新能力。

（三）改革考核形式，增強(qiáng)教學(xué)效果

改革前的實驗課采取分組操作，主要根據(jù)課堂表現(xiàn)和實驗報告來評定成績，不能全面反映學(xué)生的實際水平和能力，也不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。因此，我們采取多種手段相結(jié)合的綜合測評的形式，對學(xué)生實驗技術(shù)和應(yīng)用能力進(jìn)行全面評價。具體采用預(yù)習(xí)報告、仿真模擬、實驗操作、實驗記錄、實驗報告和期末動手能力測試來共同考核。預(yù)習(xí)報告主要考查學(xué)生對于實驗原理和實驗內(nèi)容的預(yù)習(xí)情況。仿真模擬主要考查學(xué)生對實驗流程和操作的熟悉情況，掌握實驗的各個環(huán)節(jié)。實驗操作是中心環(huán)節(jié)，考查學(xué)生的動手能力和團(tuán)隊協(xié)作能力。實驗記錄和實驗報告則反映學(xué)生觀察能力、數(shù)據(jù)處理能力和對于實驗原理掌握的深度。最后，期末動手能力測試綜合考查學(xué)生實際的單獨操作設(shè)備的能力和知識的融會貫通能力。改革后的考核方法，通過多方面綜合評定機(jī)制，有利于提高學(xué)生動手能力、觀察和分析能力，并不斷提高創(chuàng)新能力。

四、結(jié)語

目前在我國面臨產(chǎn)業(yè)升級緊迫任務(wù)的時代背景之下，化學(xué)化工行業(yè)對于人才的需求越來越高，具有創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才是人才培養(yǎng)的主要方向。我們從教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變、教學(xué)方式和方法的改進(jìn)以及考核形式等幾方面著手，在化工基礎(chǔ)實驗教學(xué)中將實際操作與仿真軟件相結(jié)合，增強(qiáng)了教學(xué)效果，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

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[ 責(zé)任編輯 杜建立]endprint