理科化工基礎實驗教學改革研究及其探索

王衛兵(運城學院應用化學系，山西 運城 044000)

1 引言

化工基礎實驗是化學基礎課程教學的重要組成部分。作為一門獨立的專業實踐課程，化工基礎實驗是化學、應用化學、材料化學等專業必修的一門專業核心課，主要讓學生掌握三傳一反的基本理論、掌握常見的化工設備儀器的使用方法與技能為主要教學目標[1-2]。化工基礎實驗是理科化學類專業人才培養方案中重要的實踐性教學環節，實驗對象是化工設備中常出現的的工程技術問題，設計的變量較多，而且實驗方法和數據處理也比較特殊。除了采用正交設計和均勻設計等試驗設計方法來減少實驗次數外，有時還需要采用數學模型法或量綱分析法等工程研究方法對實驗過程進行簡化[3-4]。

2 國內化工基礎實驗教學現狀

2.1 目前實驗教學中普遍存在的問題

由于許多地方院校實驗條件有限，化工實驗設備數量不多，每套實驗設備人數較多。因此在實驗教學中只能采用老師先講解然后學生分組大循環，老師巡視解決問題。 許多學生化工實驗報告內容過于簡單，寫實驗報告時，只是把記錄的實驗數據進行簡單處理，沒有很好地運用所學的原理對實驗結果進行合理的解釋，大部分沒有寫實驗結論。化工儀器設備大部分是離心泵與管路，許多院校對這些設備缺乏必要的維護與管理，導致這些設備在使用中常常容易出現故障。

目前學生自行設計實驗的比重較低。在理科的化工基礎實驗教學中，有普遍的重理論而輕實踐的現象。就各大高校所選做的項目來講，多數為國際前沿的科研項目或實驗儀器昂貴的項目。

2.2 存在問題的分析

化工基礎實驗這門課程是一門實踐性很強的學科。對于理科學習化工技術的學生來講，是有別于工科學生。工科院校的培養目標主要是培養操作性較強的工程技術人員；理科院校的培養目標不僅是掌握基本理論知識，而且還注重于理論與實踐的結合。

在實驗過程中，仍有一些學生盡管提前預習過了，但面對實驗裝置時會手足無措，更多的學生會把實驗當做是一件枯燥無味的任務來做，而對實驗操作和原理不求甚解。這些其實都是學生對基礎化工實驗課程的不了解所導致的，除了學生方面，在學校的硬件設施方面也存在一些問題，國內各大高校并不能做到開設大綱要求的所有實驗項目。

3 運城學院化工基礎實驗教學中普遍存在的問題及改革措施

3.1 存在的問題及分析

運城學院化工基礎實驗室所開設項目相對不多。由于學院化工基礎實驗室設備較少，目前共開設有十個項目。分別是：離心泵實驗；液-液熱交換實驗；板式塔實驗；伯努利實驗；連續精餾實驗、雷諾實驗、間歇精餾實驗、裸管實驗、停留時間分布實驗、管路阻力實驗。相對于其他大型院校來說，學院化工基礎實驗室所開設的項目不多，而且實驗設備規模過小，會造成學生對其他實驗項目理論與實際操作比較生疏，在每年的全國化工實驗大賽和繼續深造過程中，競爭力會比其他院校有所遜色。

由于實驗儀器資金投入相對不足，現有的大型儀器設備缺少專業的保養，檢修困難。儀器設施的保障是實驗課程理論應用于實際的基礎，陳舊的設備會使實驗結果與真實結果存在的偏差變大，儀器缺少保養和檢修在影響教學的同時，也會對實驗人員產生一定的危險。

化工實驗沒有使用合適的正規實驗教材。由于全國各出版社所出版的實驗教材與所購買的儀器不匹配，目前所使用的授課教材是化工教研室自編的實驗講義。

無生產實訓實驗項目，這一點也是國內各大理科院校存在的通病。通過實驗實訓項目的培訓，有利于提高學生學習本課程的興趣；使學生了解常見的大型化工設備的結構與形貌；有助于學生了解主要的工藝參數的自動化控制情況；能使學生更好地訓練職業崗位所需要的各種生產技能與技術。

3.2 化工基礎實驗改革具體方案和目標

針對上述問題，提出了四點改革措施的方案以供參考。具體如下：

(1) 參照我國其他院校課程改革后所開設的項目，以及本地企業的發展需要來增設學院化工基礎實驗室項目，著重培養當地企業單位所缺少的和國家急需的專業型人才，加強學生在實驗方面的學習力度。

(2)根據新開設的項目來引進新的實驗儀器設備，對原有的設備進行維修和替換。堅決杜絕在試驗中可能引發的非人為隱患，在資金允許的情況下最好能做到定期的更換和保養。實驗室應建立儀器設備使用和維修保養方面的規章制度。

(3)根據現有的儀器設備說明書與實驗講義，化工教研室組織教師編寫一部適合的化工基礎實驗教材。對于自己所編寫的教材，學院的老師及學生可以更好掌握其中的知識和重點，大大加強所學知識的牢固程度，并且教師在授課方面也會輕松很多，此外也可以參考其他各院校化工基礎實驗課程的開設情況及所選用的教材。

(4)在學院的化工基礎實驗課程中增加生產實訓實驗課程項目。生產實訓實驗主要的目的就是培養定向人才，這一點與第一條的觀念不謀而合。生產實訓項目主要培養的是人才的隱性知識，包括一些工作經驗，現場實際操作能力，突發事件應變能力以及社會中的人際交往能力等[5]。建議學院對化工基礎實驗室進行開放，要求每個化學類專業的學生在完成本學年的學習之前必須自主設計完成一個實驗項目，以此來培養學生的動手能力。

4 結論

隨著我國國力的日益強大，作為國家的經濟支柱—化工產業也在穩步興旺，逐漸追趕上了國際水平。但是由于中國的發展較晚以及地區發展不平均等其他一些原因，國家的化工生產水平與國際還有一定的差距[6]。目前全國范圍內的高校都在進行著化工基礎實驗的教學改革，化工基礎實驗課程項目旨在培養學生創造性思維，開發學生的研究能力和自主創新能力[7]。

在改革過程中，學校應以學生為中心，來進行教學硬件、教學內容、教學手段以及考核方法上的改革。在改革完成之后，化工基礎實驗課程應當具有綜合性、設計性和創新性三個方面的特點。在近幾年的發展中，學院的化工基礎實驗項目改革已經取得了很多成果，相信在今后的日子里，學院將進一步完善在實驗教學內容、教學方法和教材建設等各方面的改革，將化工基礎實驗室建設成為學院的優秀教學資源，讓全校師生共享化工基礎知識的大平臺。