淺談化工原理實驗教學中學生能力的培養

【摘要】在“新工科”建設大背景下，結合自身教學實踐，探討化工原理實驗課程中學生的能力培養，主要包括工程觀念、動手能力、綜合分析和創新能力的培養，尋找適合應用型人才培養的教學方法和策略，以期提高化工原理實驗教學質量的效果。

【關鍵詞】化工原理實驗 學生能力 培養 應用型人才

【基金項目】長江師范學院校級科研啟動項目：《基于磺酰胺烯丙基正離子參與的環加成反應研究》（2017KYQD123）。

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）07-0145-01

化工原理實驗是化工、制藥類工科專業的一門重要的實踐必修課程，是加深理論知識、培養學生實際動手能力的關鍵環節。化工原理實驗與化工原理理論課程是同步進行的，每一個實驗內容與理論課程中的化工單元操作相對應，但最好是在理論課程結束后開展實驗，二者相輔相成。目前各個高校開展的化工原理實驗主要內容包括：流體流動阻力的測定、離心泵性能曲線的測定，恒壓過濾實驗，對流傳熱系數的測定，吸收分離實驗，精餾分離實驗，干燥速率曲線測定等。其根本目的是讓學生鞏固和加深對化工生產中各單元操作原理的理解和掌握，更重要的是培養工程意識，讓學生樹立工程觀念[1-2]，結合具體實驗現象，將各單元操作理論與實踐結合起來，從而提高學生動手、分析以及解決實際工程問題的能力，并最終培養學生的創新能力，探尋適合應用型人才培養的教學方法和策略，以期提高化工原理實驗教學質量的效果。

1.工程觀念的培養

化工原理實驗不同于其他基礎課程的實驗，屬于工程實驗范疇，是化工及相關學科的重要實驗課。學生工程觀念的形成和培養對其順利走上專業崗位有重要作用。在實驗開展過程中，主要從幾方面著手提高學生的工程觀念培養。第一，改進和整合現有實驗資源，補充購置新的裝置，增加設備的數量，逐步完善實驗教學設備的配備，在實驗裝置中體現工程特點。比如在流量、溫度和壓力的測定時，采用與工業上常用的儀器儀表、現代化測量技術和智能顯示技術。第二，改進實驗教學方法，在教學中滲透工程理念。從工業生產實際問題引入，由實驗設備的操作原理抽提出對應單元操作的核心，著重描述過程的規律全面分析過程的影響因素，引導學生主動思考需要記錄哪些數據，預測實驗可能的結果以及實驗過程中需要注意的事項等。第三，結合學生課外興趣，建設開放實驗室。近年來，教育部高等學校化工類專業教學指導委員會和中國化工教育協會主辦了高等學校大學生化工實驗大賽，為推動高等學校化工類專業“新工科”建設，為培養化工類專業大學生的工程理念提供了很好的機會。學生在教師指導下，對提出的實驗要求制定實驗方案，依托化工原理實驗平臺，自主完成實驗，有利于強化學生獨立工作的培養，養成良好的科研習慣[3]。

2.學生動手能力的培養

化工原理實驗是一門實踐類的課程，需要動手操作實驗裝置，調節參數并完成實驗報告。而傳統的教學方法往往都是以教師為主體，指導老師照本宣科，簡單示范實驗設備操作流程，學生照著老師的操作實驗即可，導致學生動手機會少，甚至部分學生始終旁觀，無所事事。因此，需要對實驗教學方法進行改進，加強實驗過程管理，才能有助于學生實踐能力的提升。首先，必須保證實驗場地和儀器設備滿足實驗需求。學生自主分組，每組人數不超過5人，分工協作，在實驗過程中通過合作互助提升學生的工程大局意識[4]；其次，改變傳統教學方式，由教師主講轉變為學生自主實驗，實現“老師講解五分鐘，學生動手兩小時”。由學生預習并討論后動手操作，教師在旁邊指導答疑。最后，實驗過程若有設備損壞或故障，可由教師指導學生自己找出故障和原因，并由學生自己討論解決，并作為實驗的一部分進行考核。

3.綜合分析能力的培養

實驗結束后，對采集的實驗數據的處理是實驗環節中比較關鍵的一步，是整個實驗過程結果的體現。學生需要對記錄的數據進行分析，結合理論知識通過公式計算，圖線擬合并完成實驗報告。一方面，實驗完成后，可以要求學生在實驗室立即進行數據處理，寫出具體計算過程，得到初步的實驗結果，經由指導老師檢查通過后方能離開。這樣有利于避免出現學生數據處理過程完全雷同的現象[5]；另一方面，指導老師可以在實驗結束后，以隨機的方式抽取兩位學生再獨立操作實驗裝置一次，采取1-2組實驗數據即可，考查學生對實驗技能的掌握程度，同時提問實驗注意事項，鍛煉學生分析問題的能力。

4.創新能力的培養

站在學生的角度上，化工原理實驗教學必須保證各實驗項目的結構更加合理化，堅持學生立場，學生參與和學生評價，以提高學生的實踐能力。在實驗教學過程中，教師要充分以學生為主體，將實驗和實際生產結合起來，使實驗內容更加具體，激發學生的學習欲望；例如，在做兩組分氣體吸收時，要讓學生思考在工業上用如何實現水吸收氨氣的工藝流程，與實驗室設備有何不同等，帶動學生認真思考。會思考的學生才會做實驗，只有通過思考后才能對實驗內容有更深的理解，才可能完成對實驗設備、對化工生產的有效設計和創新。

在實驗教學過程中，大學生的培養注重的是思維方式及動手能力的培養。對于化工原理實驗課程，主要包括對學生的工程理念、實踐操作能力、綜合分析問題的能力和創新思維的能力的培養。注重培養學生工程觀念，鍛煉學生工程實踐動手能力，加強學生主動學習和分析問題的能力，學會使用各種方式方法達到自己設計目標。積極推進大學應用型人才的培養，全面提高教學質量。

參考文獻：

[1]李惠成，張兵，武蕓.改革化工原理實驗教學 樹立學生工程觀點[J].廣東化工，2016（15）：259-260.

[2]黃靈芝，李麗峰，吳道新，等.化工原理教學中工程意識和能力的培養[J].廣州化工，2018（6）：152-153.

[3]戴益民，李潯，張躍飛.基于創新與實踐能力培養的化工原理實驗研究性教學模式的探索與實踐[J].化工高等教育，2012（6）：31-34.

[4]卿大詠，吳洋，董軍，等.新工科背景下的《化工原理實驗》教學模式的改革與探索[J].廣州化工，2017（24）：188-190.

[5]王貝，王仲.化工原理實驗教學改革之如何以學生為主體[J].廣東化工，2018（5）：263-264.

作者簡介：

賈乾發（1988-），男，博士研究生，主要研究方向為綠色化學、化學工程。