面向應用的能源化學工程專業實驗教學改革探索

李冬 黑進倉 郭偉 李樂 唐惠明

（新疆大學，新疆 烏魯木齊 830046）

能源化學工程作為化學的一門重要分支學科，是掌握煤炭、石油及天然氣綜合利用、了解新能源和可再生能源、實現能源科學利用和可持續發展的重要科學技術的基礎。它利用化學與化工的理論和技術來解決能量轉換、能量儲存及能量傳輸問題。欽州學院作為首批全國應用技術大學（學院）聯盟成員單位，大力實施了應用型人才培養模式和課程教學的改革。在學校轉型為應用型大學的背景下，能源化學工程專業實驗教學改革迫在眉睫。

一、能源化學化工實驗教學中心的發展

能源化學化工實驗教學面向我校煤化工、應用化學、礦物加工、化工裝備與控制、生物工程、能源材料、環境測繪和地球化學等專業,覆蓋面廣,涉及人多。為了滿足教學要求,同時強調實踐教學的重要性和教學資源共享,1997年我校整合無機化學、有機化學、物理化學、分析化學和化工五個實驗室,成立了服務學校多專業的“化學化工實驗教學中心”;2001年學校把煤基能源化學工程、地球化學、瓦斯化學與檢測、環境化學等多個實驗教學實驗室和部分理論課整合到能源化學化工實驗中心去,使之成為學校批準建設的多學科、綜合性、大平臺實驗教學示范中心,同時被納入學校“211工程”建設之中。

二、能源化學工程專業實驗教學改革措施

（一）緊跟行業發展動態，優化實驗項目

能源化工專業實驗開設初期，驗證性和演示性實驗項目較多，部分實驗項目與人才培養方向有一定的差距。經拓展和更新，優化后的實驗項目如表1所示。綜合性和設計性實驗項目占比超過60%，教學實驗項目設計及安排趨于合理，符合我校應用型人才培養目標。具體的改革措施包括以下幾方面。

1.調整實驗內容，增加綜合性和設計性實驗

為適應能源化工行業發展對應用型人才的需求，培養學生分析和解決問題的能力，我們刪除了部分基礎性實驗，增加了綜合性和設計性實驗，從而提高了實驗項目的應用性和實用性。5個綜合性實驗均與能源化工行業相關，其中“石腦油熱裂解制烯烴”涉及石油化工行業，“一氧化碳變換反應實驗”涉及煤化工行業，“光催化分解水制氫實驗”涉及新興能源化工行業。綜合性實驗還包括2個仿真實驗，是為了讓學生通過實驗操作，模擬典型的煤與石油化工行業中工廠的工藝流程。3個設計性實驗項目均為經典的工業催化內容，要求學生以小組為單位，查閱相關文獻，設計詳細的實驗方案，篩選出可行的方案并完成實驗。在實驗過程中，教師只起監督和引導作用。這樣可以增強學生的團隊協作意識，培養學生的創新能力。

2.強化“工程化”的實驗項目

能源化工專業實驗教學環節的重點在于讓學生綜合運用專業知識設計實驗過程，學習探索能源化工相關問題的基本方法，并利用工程思維分析及解決實驗過程中出現的問題。當前的教學體系缺乏對學生工程意識和應用能力的培養，無法滿足企業對高質量應用型高級人才的需求。針對上述問題，我校能源化工專業實驗盡可能從驗證性實驗向創新性、綜合性實驗轉型，表1中“能源催化轉化”與“工業催化”實驗項目共6個實驗，用24節課完成，都涉及了工程性的實驗，可使學生得到較為全面的工程實踐訓練。此外，2個仿真實驗教學中讓學生模擬操作工廠的工藝流程，進一步提升了工程教學的層次與水平。

（二）專業實驗與教師的科研相結合

高校教師具有教學與科研的雙重任務，二者相互促進。在專業實驗教學中，我們充分結合教師的科研方向，把部分實驗分配給有科研條件的教師，讓教師的課題組與實驗室一起承擔專業實驗教學任務，且每個課題組負責不同的實驗項目，這樣有利于教師將新知識及科研成果引入教學，以便不斷更新實驗內容。“光催化分解水制氫實驗”“生物乙醇脫水制備乙烯實驗”及“乙苯脫氫制苯乙烯實驗”均為教師結合自己的科研方向設置的實驗項目，學生可在其科研實驗室里完成。這樣可以充分利用實驗室資源，在實驗教學經費有限的條件下提高實驗室的利用率。另外，參與教師的科研項目可以促進學生對本專業知識的理解，激發學生的學習熱情，有利于學生科研能力的提高和創新能力的培養，有助于提高能源化工專業實驗的教學水平。

（三）優化實驗教學過程

我校能源化工專業實驗設備在數量上沒有優勢。為了讓每位學生都能動手參與實驗，我們靈活進行實驗安排，實行分班、分組教學，根據儀器數量安排每組學生的人數。如仿真實驗為單人操作，可靈活安排時間；“γ－Al2O3催化劑的制備及成形”實驗不受儀器限制，可安排單人實驗；“能源催化轉化”及“工業催化”項目實驗安排3～4名學生為一組，以保證每個學生都有機會動手操作。產物分析實驗操作時間較短，難點在于學生對分析方法的理解，因此，該實驗安排學生獨立進行采樣分析，以保證每位學生得到自己的實驗數據，而不是一組學生對相同的實驗數據進行處理。實驗數據不同必然導致不同的實驗結果，這也就避免了學生相互抄襲實驗報告。

結語

在學校向應用型轉變的背景下，面對能源化學工程專業實驗教學改革，教師應該不斷提高自身的實踐教學能力，使實驗教學工作與時俱進。本次實驗教學改革調動了學生的積極性和主動性，提高了學生分析和解決問題的能力，增強了其觀察能力、動手能力和創新能力等綜合素質，有利于推動能源化工專業的發展。