李朋娜,王留昌
(西安文理學院 化學工程學院, 陜西 西安 710065)
隨著化學工業的飛速發展和學科建設的日益完善,化學工程學的基礎教學日益引起了人們的重視,化學工程學是建立在實驗基礎上的學科,它不僅有完整的理論體系,而且具有一些獨特的實驗研究方法[1-2]?;せA教學除了較為系統的基礎理論講授外,實驗教學也是一項必不可少的實踐性環節?;せA實驗是我校非化工專業-應用化學專業的一門專業基礎實驗課,是整個化工基礎教學的有機組成部分。它使應用化學專業學生在化工基礎理論學習的基礎之上,結合實驗能夠更好地將理論與實踐有機結合,進一步驗證、深化理論知識,提高動手操作能力[3-5]。同時,使非化工專業學生建立起化工專業術語及概念,增強化工意識。
我校現開設的化工基礎實驗課程在大學的第五學期,即大三上學期。所用教材為我?;瘜W工程與工藝教研室自編講義,并配套相關的實驗報告冊,所用儀器設備以浙江中控技術股份有限公司的化工成套設備為主。每學期從流量計的校核、流體流動阻力測定、離心泵特性曲線的測定、空氣-蒸汽對流給熱系數測定、填料塔吸收實驗、填料塔性能實驗、流化床干燥、洞道干燥、多釜串聯反應器混合性能測定、膜分離實驗、篩板塔精餾實驗、單級反應釜性能實驗中選取開設8個實驗。經過近幾年的實驗教學,取得了一定的教學成果,但是教學過程當中存在的問題也非常突出。
每個實驗,每組學生在操作過程或者實驗報告中都會或多或少出現操作不當、理解不到位等各種問題,有些問題甚至是在每一屆、每一組學生中反復出現。針對這一情況,已有的教材并未及時跟進更新,使得教師需要反復在講解中講授、強調,在占用大量時間的同時,教學效果并不十分理想。
應用化學專業學生由于化工基礎知識薄弱,學習態度普遍浮躁,課前預習不充分。化工裝置比較復雜,實驗流程也長,與學生之前所做的基礎實驗區別較大,很多學生存在畏懼心理,預習也不夠認真,導致現場做實驗時,一味依賴老師講解,實驗做起來也很被動。并且,學生只按照老師的講解要求做出數據,沒有機會發揮自己的主觀能動性,動手能力和科研思維都得不到鍛煉,最終只是機械地得到了所要的實驗數據,很多學生只知其然而不知其所以然,導致實驗教學效果不理想。
同時,我院的《化工基礎》理論教學和實驗教學由不同的教師上課,理論教學和實驗教學安排在同一學期。學期初,就開始安排實驗課,很多實驗內容理論課上還沒有講到,在學生本來學習興趣不高的情況下,面對這種情況,學生的畏學心理更為嚴重,實驗老師上課也較被動。實驗過后,學生對知識點的理解仍然不到位。
化工基礎實驗對數據處理的要求很高,有些實驗,獲取實驗數據容易,但是數據處理很復雜,要求學生對公式要理解透徹,并且單位換算也比較難,導致很多學生實驗報告大范圍抄襲,起不到開設實驗最起碼的目的。
每套裝置只有一套,通常一組學生有6~7人。實驗操作的過程中,往往只有一兩個人動手,其他人沒有動手的機會,思想松散,教師課堂也難掌控,每次都有學生上課看手機、聊天的現象。而且,沒有備用裝置,一旦裝置出現問題,必須及時進行維修,維修不及時直接導致實驗課程中斷現象。
化工基礎實驗是應用化學專業的考試課程,以往考核方式主要由學生預習、實驗報告、課堂表現三部分組成。學生預習報告中一般都照搬實驗講義的內容,實驗報告抄襲現象嚴重,導致這兩部分的成績很難合理給出。同時,由于課堂學生人數多,老師很難對每個學生的課堂表現給出全面客觀的成績[6]。
針對以上存在的問題,我在教學中進行了深入思考,在學院領導的指導和配合下,制定了以下改革措施。
經過總結學生在實驗過程中存在的普遍問題及操作上容易出現的失誤,我們對現有實驗講義進行了重新改編和優化。在每個實驗講義的后面,重點列出了實驗的注意事項,并在相應思考題中也進行了強調,讓學生在課前有針對性地進行預習。
第一,針對學生預習不認真,學習積極性不高的現狀,我們除了要求學生提交書面預習報告外,每一組在開始實驗前,老師都會針對每個學生單獨提問,提問的內容主要側重實驗的注意事項和講義當中的思考題并當場給出預習成績,這樣可以督促學生在課前認真預習,達到預習的效果。同時,8個實驗的教學時間,我們安排了十次課,其中特意拿出兩次課的時間作為理論講座,集中講解實驗的原理、操作、注意事項等,并結合裝置進行現場演示。
第二,實驗教學與以往相比,在時間安排上推遲4周開設,即在學期的第五周才開始實驗課程。這樣學生經過前面四周的理論學習,流體部分的理論已經掌握了,避免了理論和實驗脫節的問題。
第三,實驗報告要求學生單獨處理數據,并且要手動作圖,不允許電腦畫圖,這樣在一定程度上避免了學生復制粘貼他人實驗報告的情況出現。
學院在已有裝置的基礎之上,每套裝置都進行了擴增,保證每3~4人一套裝置,使每個學生都有動手的機會,而且必須每個人都動手相互配合才能完成整個實驗操作過程。學生動手能力和積極性都得到了提高,課堂組織效果日益顯著。
在原有考核方式的基礎上,我們結合學生現狀進行了重新優化。將學生期末成績分為平時成績和考試成績兩部分。平時成績占課程總成績的60%,考試成績占40%。考試內容由學生抽簽決定,每人從開設的8個實驗中抽出一個,教師先進行理論提問,再針對裝置讓學生單獨操作,并根據學生回答問題和操作情況現場給出考試分數。這一方式顯著提高了學生上課的積極性和主動性,教學效果也顯著提高了。
結合應用化學專業化工基礎實驗教學中存在的問題,進行了深入細致的思考,并采取了一系列針對性的改革措施。經過改革后,教學效果明顯,學生的學習積極性和動手能力都得到了很大提高,達到了高校人才培養的目的。
[1] 藍 平,謝 濤,鐘 磊,等.高?;ぴ韺嶒灲虒W的改革[J].廣西民族大學學報:自然科學版,2010(3):97-100.
[2] 趙清華,白薇揚,譚懷琴,等.化工原理實驗教學改革與實踐[J].廣州化工,2012,40(6):146-147.
[3] 王志英,李春利,王洪海.化工原理實驗教學中存在的問題和改革思路[J].河北工業大學成人教育學院學報,2008(4):27-29.
[4] 曾永林,雷存喜,王 鋒.化工原理實驗教學過程中的思考[J].化學工程與裝備, 2009(11):189-191.
[5] 徐高揚.強化實驗教學改善教學效果[J].化工高等教育,2006(1):51-53.
[6] 修乃云.化工原理實驗課成績評價方式的探索[J].化工高等教育,2010(5):67-68.
(本文文獻格式:李朋娜,王留昌.高?;せA實驗教學思考與改革[J].山東化工,2018,47(02):108-109.)