化工分离工程教学改革刍议

2013-09-05李沙沙周丹红房爱东

宿州学院学报 2013年9期

关键词：宿州化工应用型

李沙沙,刘超,周丹红,房爱东

1.宿州学院化学与生命科学学院,安徽宿州,234000;2.宿州学院信息工程学院,安徽宿州,234000

化工分离工程教学改革刍议

李沙沙1,刘超1,周丹红1,房爱东2

1.宿州学院化学与生命科学学院,安徽宿州,234000;2.宿州学院信息工程学院,安徽宿州,234000

根据应用型化学工程与工艺专业特点以及现在用人单位对工科学生的基本要求,对化工分离工程课程教学过程中存在的不足进行了思考,并提出了教改建议。以培养应用型人才为目的,提高学生分析问题和解决问题的能力,着重从教学与专业实验相结合、教学与科研实验相结合以及教学与生产实习相结合三个方面进行改革。在与专业实验相结合方面,要精选实验项目,优化实验内容,并重视实验的每一环节;在与科研实验相结合方面,要适时引入最新的科研成果;在与生产实习相结合方面,要善于将仿真实验与生产实际相结合,同时要让学生在实习基地进行真实的生产,从而达到教学目标。

化工分离工程;教学改革;应用型

化工分离工程是化学工程与工艺专业非常重要的一门专业课,也是化学工程学科的一个重要分支,它是根据分离过程的基本原理以及从科学实验或实际生产中得到的有关分离数据,研究化学工业生产中多组分混合物分离过程的学科[1]。化工分离工程所研究的主要内容是以多组分物系为对象,密切结合工程实际,研究传质分离过程中的平衡分离过程,它需要以物理化学、化工热力学和化工原理为理论基础,对化工生产中常见的分离方法做进一步的研究和讨论。教学目标是使学生能够掌握生产中各种分离单元的基本理论、设计计算,提高学生的分析、解决分离技术中工程实际问题的能力。

针对目前的工程教育背景,注重提高学生的应用能力已成为工科专业教育教学的主要任务之一。从这一任务出发,结合化学工程与工艺的专业特点,笔者在教学过程中,从教学与专业实验相结合、教学与科研实验相结合以及教学与生产实习相结合三个方面进行了探讨,以期提高学生的应用能力。

1 教学与专业实验相结合

实验教学是大学教育教学体系中的重要组成部分,在高校培养应用型人才中起到了举足轻重的作用。实验教学在加强学生对理论知识的理解、提高学生的动手能力、拓展学生的创新思维、激发学生的学习兴趣、增强学生的创新技能等方面所起到的作用,是其他任何教学方式无法取代的。化工分离实验课是分离理论与生产实践相结合的一门课程,对于分离实验的操作、有关数据的处理以及对工业生产实践和科研的指导,都具有重要的意义。因此,为了增强学生的动手能力、创新能力以及整体素质等,对化工分离实验课的改革提出以下建议。

1.1 精选实验项目,优化实验内容

化工分离工程是一门实践性非常强的课程,如果仅依靠教师的理论教学,学生难以留下较深的印象,容易造成理论教学与实践应用相脱节,因此,该课程教学应同步开设相应的专业实验课。尤其是课程中的一些重要知识点,如吸附、特殊精馏中的萃取精馏和恒沸精馏、新方法中的膜分离技术、超临界萃取技术等,在讲授相应的理论内容时,都应开设相应的实验,在巩固学生所学理论知识的同时,培养学生的实验技能。化工分离工程课程一般只安排 54个学时,要在所有的分离单元教学中,都开设相应的实验课是不现实的,因此,笔者建议开设以下 5个实验(表 1)。

1.2 强化指导,重在实验过程

为达到实验教学巩固理论知识、培养学生实验技能的教学目标,教师应在实验教学过程中加强指导,重视实验的每一环节、每一步骤,让学生在实验过程中掌握实验技术,培养实际动手能力。

表1 化工分离工程实验

(1)教师在上实验课之前,要先做预实验,检验仪器是否正常,并且写出完整的实验报告,对实验中的重点及难点问题及时记录、分析,对实验中可能出现的问题有解决预案。

(2)要求学生在做实验之前,熟练掌握相应的理论知识,并结合实验教材认真预习实验内容,且要撰写完整的预习报告,预习报告经指导老师检查合格后才能做实验,做到实验之前有准备。

(3)在实验过程中,教师要严格要求学生按照实验步骤进行操作,且认真记录仪表上显示的数据;同时,还要认真检查学生实验数据的合理性,引导学生对一些无规律性或者没有重复性的数据及时进行分析,找出原因,并提出解决方案,重新完成实验。

(4)实验完成后,要求学生撰写实验报告。学生在实验报告中,应将实验过程中记录的原始数据、遇到的问题、观察到的实验现象详细地表达出来,且要对实验数据进行处理;同时,对处理后的数据与理论值进行比较,说明结果的异同,并作出详细的解释;对实验过程中出现的误差也要进行分析和思考,探讨如何提高实验的测量精度。教师要认真批阅学生的实验报告,并在下次开课之前对前一次的实验进行点评。

理论教学与实验教学相结合,不仅可以帮助学生掌握所学的知识点,还能培养学生的实际动手能力[2]。

2 教学与科研实验相结合

教学中,教师可以根据教学进度,在讲授相关知识点时,把自己的科研实验引入教学,这样,可以大大地提高学生的学习兴趣。例如,在讲到特殊精馏时,可以将最新的有关催化精馏等方面的科研成果引入到教学中,并结合自己的科研,引导学生思考催化精馏和反应精馏的联系与区别,并组织学生探讨催化精馏实验的优缺点。

另外,教师还可以组织有兴趣的同学参与到教师的科研实验中来,让学生自己查阅相关文献资料,独立设计实验并完成实验。例如,在学习离子液体萃取技术时,可以把学生分成若干组,指导学生用离子液体萃取技术分离有重金属污染的废水中的镍和铜。学生根据教师的指导与要求,积极主动地查阅相关文献资料,确定实验计划,设计实验方案,并完成实验研究,撰写论文式实验报告。学生在完成此项实验过程中,深刻领会了离子液体分离技术的要领,学会了独立思考,实验设计能力和实际动手能力也得到了提高[3]。

3 教学与生产实习相结合

对于应用型本科院校而言,要培养出现代应用型人才,生产实习是必不可少的实践性教学环节;同时,这也是社会发展和工业生产对新型人才所提出的客观要求。生产实习可以加强学生对理论知识的理解,增强学生对所学专业的感性认识[4]。但是,如何提高生产实习的质量已成为实践教学教学中的重要课题。在此,笔者提出以下建议,供同行参考。

3.1 仿真实验与生产实习相结合

利用计算机模拟工厂真实的操作环境,建立仿真实训室,对学生进行仿真实训,使学生在进厂之前能熟练掌握操作要点、参数调节等。例如,对于精馏塔的操作,学生在仿真实验中已注意到只有回流罐和塔釜的液位稳定以后,才能采出物料,这样,在进行生产实习时,就能把指导老师讲解的每一个分离单元操作与仿真实验一一对应起来,不仅认识深刻而且操作熟练,生产实习的质量大大提高。

3.2 建立专业对口、长期稳定的校外实习基地

对于企业而言,学生进入企业进行生产实习,存在技术泄密、安全事故、影响生产等风险,因此,企业对于接纳学生生产实习的态度一直不积极、不主动[5]。为此,笔者认为:学校在校企合作中,要加大投入,借助企业中的资源优势,建立专业对口、长期稳定的实习基地,为学生的生产实习提供良好的平台,只有这样,才能保证生产实习能顺利进行,进而提高生产实习的质量,达到生产实习的教学目的[6-7]。

4 结束语

化工分离工程是一门理论性和工程应用性都比较强的课程,建议在以后的教学中把“课堂教学—专业实验—科学研究—生产实习”融入整个教学过程中,注重培养学生的综合能力,以符合社会对应用型人才提出的要求。化工分离工程是一门不断发展、不断注入新方法的学科,在今后的教学中,还需要教师加深对化工分离工程的研究与学习,及时掌握最新科技信息,且不断总结自己的教学经验,才能不断提升教学质量,培养出更多的应用型人才。

[1]宋华,陈颖.化工分离工程 [M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2003:244-257

[2]刘小珍.应用技术型化工本科工程能力训练体系的研究与实践[J].化工高等教育 ,2009(1):34-37

[3]吕华,刘玉民,席国喜.化工分离工程教学改革与探讨 [J].广州化工,2010,38(3):200-202

[4]赵万红.关于化工工艺课程教学改革的几点思考[J].淮阴工学院学报,2003,12(2):74-75

[5]张宏.化工生产实习教学模式探讨 [J].青海大学学报:自然科学版,1999,17(6):79-83

[6]赫文秀,王亚雄.化学工程与工艺专业认识实习的探索与实践 [J].化工时刊,2010,24(3):70-71

[7]李录平,张拥华.基于工程意识和能力培养的理工院校实践教学改革与探索[J].黑龙江教育,2010(4):77-79

G642.0

1673-2006(2013)09-0124-03

10.3969/j.issn.1673-2006.2013.09.035

2013-07-25

宿州学院教学研究项目“`工程教育’背景下化学工程与工艺本科专业实践教学中的问题与对策”(szxyjyxm201227);安徽省教育厅教学研究项目“注重 CAD能力培养的化工专业实践教学研究”(20101077)。