新工科背景下化工专业化工原理实验教学改革的研究与探索

2019-01-24，，，

山东化工 2019年1期

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(吉林化工学院石油化工学院，吉林吉林 132022)

化学工程与工艺专业高等教育为化工、炼油、冶金、能源、轻工、医药等部门，在工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面培养了大量的工程技术人才，为国家经济建设做出了巨大贡献。目前，为了主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略，教育部积极推进新工科建设[1]。在当前新工科的背景下，化学工程与工艺专业传统的实验教学模式，己不能适应当前社会及高等工程教育自身发展的需要。因此，需要围绕实验体制、实验模式和实验内容等进行一系列改革[2]。

实验教学是学校培养学生实践和科研能力等综合素质的重要环节，是应用型大学实施素质教育不可分割的重要内容。我校作为地方型本科高校，以培养应用型人才为己任，积极向应用型高等学校转型，重点对实验教学进行深化改革。同时，作为以工科为主的院校，在当前“新工科”形式下，更应该以此为发展契机，加强实验教学的创新和升级，不断创新人才培养的教育模式，以满足当今社会对实用创新人才的需求[3]。

1 当前化工原理实验课程的突出问题

1.1 教学模式问题

化工原理实验课程与理论课程不同步，或超前或滞后，严重影响理论指导实践。传统的实验课堂，学生通过老师对实验目的、流程的讲解，依据课本上操作步骤进行操作，对实验过程中出现问题或异常现象无法分析和做出相应的处理，心理上过于依赖老师，造成学生接受性学习，无法培养学生独立分析观察问题的能力，无法培养学生的工程观念。

1.2 学习积极性问题

每次实验之前，学生不会主动去预习整个实验流程，进入实验室后对实验目的、原理、过程一无所知。同时，绝大部分学生重理论轻实践，认为实验过程根本不重要，实验结束后能够会处理实验报告就可以。在具体分组实验过程中，由于实验台套数的限制，一般是每组4人团队合作，使得部分同学有等靠心理，不认真进行实验，实验过程敷衍了事。

1.3 考核制度问题

目前我校还是采用传统的考核方式，实验报告作为主要的考核依据。由于当前生师比较高，不能充分考核到每个学生的操作能力，同时实验报告重复率较高，根据实验报告成绩不能很好地反映学生具体的实验过程，因此，单凭一纸报告书不能全面反映问题[4]。

2 化工原理实验课程改革的思考和设计

2.1 整合实验教学内容，训练学生工程思维

现行的实验内容见表1。

表1 实验教学内容

通过修改实验学时分配，将仿真实验并入流体流动阻力测定实验等实验过程，仿真实验不单独分配学时；同时增加泵拆装训练实验，要求每个学生动手拆泵装泵，认识各种化工用泵的内外部结构。经整合后，按专业功能将实验内容分为4个教学层次：训练实验、基础实验、综合性实验、设计性实验，如图1所示。

图1 实验层次结构图

常规精馏实验是在一定回流比下测定精馏塔的全塔效率，通过改进，要求学生会分析塔内的温度、浓度变化及分离要求一定时回流比的选择，以考察回流比对分离效果的影响。经过上述安排和整合，基本上化工过程常用的单元操作学生都能得到训练，并且从易到难，学生的实验技能逐步增强，工程观点逐步树立[5]。

2.2 改进实验教学方法，实施多层次教学

2.2.1 实行开放式实验教学，变被动参与为主动探讨

将实验课程时间安排由预先排课变为预约实验，在学完实验课程相关的理论知识后，实验教师自主安排实验时间，改变理论课与实验课不同步现象，达到理论联系和指导实践的目的。实验室预约开放，保证每组实验人数不多于3人，实验中彼此协调合作，每个同学充分参与到实验操作和报告处理过程。

改变传统的教学模式，实验操作部分由学生团队合作完成。每个学生通过课前预习和仿真实验了解实验流程，分组讨论实验原理、操作步骤及注意事项等，分工协作完成实验。如果实验过程有设备损坏或故障，由教师指导学生自己找出故障和原因，实验过程出现的各种问题都由学生自己讨论解决，并作为实验的一部分进行考核。

2.2.2 利用设备模型和实物辅助教学

将实验相关的设备模型、各种废旧化工设备(包括废弃的管件、阀门、泵、塔件、换热器等)陈列于实验室的展示区。通过对化工设备的直观感性认识，可以提高学生学习兴趣，理论内容也更易于理解。比如空气对流传热系数测定实验采用的设备是套管式换热器，通过讲解陈列的列管换热器和板式换热器模型，让学生对不同换热器的结构及换热过程有更直观认识和比较。同时利用现有大型中试设备，让学生绘制工艺流程，认识单元操作设备。

2.3 加强实验过程管理，规范考试考核标准

传统的实验成绩考核主要是依据实验报告给出，而实验操作过程成绩的比重较小，同时实验报告抄袭现象十分严重，甚至每组所有同学的实验报告几乎雷同，使得实验成绩不能真实客观的反应学生对实验过程的认识和掌握。为全面反映学生的学习情况和实践技能，采取分项考核记分的方式，综合评定学生各个实验环节的成绩[6]，尤其突出实验过程的表现成绩比例。