打造化学化工实验教学中心品牌，助力一流专业建设*

苏碧云，张新强，贾新刚，宋绍富，黄风林，王文珍，冉良涛

(西安石油大学化学化工学院，陕西 西安 710065)

西安石油大学化学化工实验教学中心始建于1958年的“普通化学实验室”，先后通过原煤炭部“基础实验室达标工程”建设、“教育部本科教学合格评估”和“省教委基础课教学实验室”评估，2003年通过实验室重组和优化成立了化学化工实验教学中心，2013年经陕西省教育厅批复(陕教高[2013]29号)设立省级实验教学示范中心。学校以提升学生综合素质、实践技能和创新精神为出发点[1]，按照“层次有别、配置合理、资源共享”的原则，对生均仪器设备值、百名学生仪器台套数、实验开出率等提出指标要求，有步骤、分阶段地推动省级实验教学示范中心建设。经过建设，中心现有实验教学面积4000 m2，单价1000元以上的各类实验仪器854台套，资产总值2520余万元，设立有基础化学实验室、化工专业基础实验室、化工模拟与仿真实验室、化工、能化、应化、环境四大专业以及普通化学等8大实验室。此外，依托本校分析测试中心、低碳能源中心，工程训练中心以及学院工业催化、能源化工、油田化学等科研实验室，建成坚实的本科生科研训练及工程实践平台。实验教学中心承担着本院4大专业以及本校石油工程、油气储运、资源勘探等32个专业的化学化工类实验课程，同时也是本科毕业论文及大学生课外创新创业实践基地、校内仿真实习基地和课外科技活动的重要场所之一[2]。

化学化工实验教学示范中心以培养“宽口径、厚基础、高素质、重特色，具有创新精神和实践能力的高素质应用型工程技术人才”为目标，树立“学生中心，产出导向，持续改进”的OBE理念[3]，努力探索以基本操作——综合实验——探究创新为主线的人才培养模式和课程体系，以培养学生创新意识与工程实践能力[4]。实验教学中心作为各类学科竞赛以及科研项目的孵化器取得了良好的成绩，近3年来我校学生在全国大学生化工设计竞赛、全国大学生化工实验大赛、大学生创新创业训练计划项目、“互联网+创业大赛”中获得国家级和省部级奖项67人次，公开发表学术论文25篇，获批发明专利5项。化学化工实验教学中心以化学工程与技术省级重点学科为依托，将进一步突出学科方向，加强石油石化特色，积极打造实验教学中心品牌，将其建设成为西北地区具有影响力的示范性实验教学中心，为国家、省级一流专业建设助力添彩。

1 化学化工实验教学中心建设举措

1.1 聚焦学生培养目标，优化实验课程体系

根据《西安石油大学关于加强实践教学工作的决定》，实践体系构建应按照“注重基础、强化训练、加强综合、培养能力”的思想，遵循目标性、系统化、整体化，以及标准化原则。在上述原则指导下，化学化工实验教学中心提出以下三条原则对原有实验课程体系不断优化：①聚焦各专业学生培养目标，以培养学生解决化学化工领域复杂工程问题的能力为导向，建立理论与实践并重的实验课程体系。②按照《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》《工程教育认证标准》《化工与制药类及相关专业补充标准》等标准对实验课程的要求，遵循认知规律并注重课程间的逻辑关系，在原有的四大化学实验——专业基础实验——专业实验的课程体系基础上，逐步整合优化，建立以基本操作——综合实验——探究创新为主线的课程体系。③突出我校石油石化为特色的发展定位，确立基于服务能源和化工行业领域、具有石油石化特色的实验课程体系。例如，为了有效达成学生的培养目标和毕业要求，培养学生工程经济、安全和环保等能力和素质[5]，对化学工程与工艺专业人才培养方案的实验课程体系进行了优化，主要包括：为强化毕业要求4(研究)的支撑力度并提高学生解决复杂工程问题的能力，《化工专业基础实验》课程增加有机混和物分子蒸馏演示实验、洞道干燥速率曲线测定、恒压过滤仿真实验、多效蒸发仿真实验和萃取仿真实验；《化工专业实验》课程通过增加综合型实验“一氧化碳中低温变换”和探究型实验“原油及其馏分油的性能评价”，后者让学生通过原油实沸点蒸馏及系列窄馏分的性质测定规划该原油的加工方案，有效提高研究及工程实践能力。为强化毕业要求6(工程与社会)的支撑力度，将课程《化工安全与环保》由选修课改为必修课，同时在《毕业设计(论文)》的教学大纲中要求学生在毕业设计中增加可行性分析和环境评价。为帮助学生对本专业性质的了解，强化学生工程观念与“责任关怀”意识的培养，增加工程实践类必修课《专业认知实践》。同时，为了凸显我校石油石化特色的发展定位，在化工专业实验课程中增设了“原油及其馏分油的性能评价”和“石油馏分油催化裂化”实验项目。

1.2 以专业认证为契机，建立标准化实验室

我院“化学工程与工艺”专业于2019年6月通过国家工程教育专业认证，全方位引入OBE教育理念并积极落实新版专业人才培养方案。以此为契机，化学化工实验教学中心大力改革取得了良好成效。首先，对实验室面积进行扩建，建成了3000m2的化学基础实验室、化工专业实验室、专业基础实验室以及虚拟仿真实验室，完全满足专业认证标准对生均实验面积的要求；其次，购置补充了一批新型化工教学实验设备，达到了认证标准对生均实验设备台套数的要求；另外，对实验教学中心进行了全面的通排风改造，排风效果达到了专业认证标准；此外，按照认证标准以及相关实验室安全规范，对所有实验室进行标准化改造，安装了应急喷淋装置、应急消防设施、各类安全标识、炉体安全防护罩等安全设施。

除过硬件设施建设，实验教学中心还制定严格的实验室准入制度以及废弃物分类处置规范。每一学年组织学生参加安全培训和实验室安全知识问答，考核合格之后方能进入实验室。此外，通过定期开展安全消防知识讲座、实景消防演练、课前实验安全教育、“红十字”急救培训等活动，不断提高学生的安全意识，使其将安全规范入脑入心。从环保、健康、安全的角度教育学生随意处置危险废弃物可能造成的严重后果，要求学生在实验过程中分类收集或妥善处理各类废弃物，并鼓励废物利用的小创意，小发明。例如硫酸亚铁铵的合成实验中获得的产品可用作开心农场的化肥；水的净化实验中阴离子交换树脂通过再生可进行反复利用。通过以上举措培养学生的绿色科研意识以及科学严谨的实验习惯，为学生从事化学化工类职业习得良好的职业素养。

1.3 培育虚拟仿真实验项目群，打造线上实验课程教学平台

由于线下实验教学在时间、空间、设备、安全性等方面的局限，很多新型实验技术和内容难以引入到本科实验教学中。随着科学技术的发展，虚拟仿真实验为解决这一难题提供了有效途径[6]。虚拟仿真不仅突破了实体实验教学在课时、场地、试剂药品、仪器设备以及实验温度、压力和有毒有害等安全性方面的限制，还实现了虚拟现实模拟、多媒体交叉、人机互动的高度融合[7]。特别是新冠疫情期间学生无法返校进行线下实体实验，远程进行的虚拟仿真可有效解决实验教学的问题。近年来，我院依托化学化工实验教学示范中心积极开发各类虚拟仿真实验项目，目前已获批陕西省化学及化工虚拟仿真实验项目2项，校级项目4项，均已应用到本科生和研究生教学当中，对实验教学的形式拓展、质量提升起到了强有力的推动作用。通过虚拟仿真，学生可以利用人机互动模式在线自主实验，突破实验资源的限制反复练习，提高学习积极性及自主学习能力。虚拟仿真实验与BB网络辅助教学平台等在线教学资源相结合，将进一步拓宽知识平台，提升学生对实验的理解和认知水平。依托中心已建成的化工类虚拟仿真实验教学项目“流体流动综合测定虚拟仿真实验教学平台”、“催化裂化虚拟仿真实习教学项目”以及化学类虚拟仿真实验教学项目“气相色谱/质谱联用仪测定有机混合溶剂”、“基于虚拟仿真技术的X射线衍射原理及应用”，我们拟进一步拓展实验项目系列，培育虚拟仿真实验项目群，以构建“化工原理虚拟仿真实验教学平台”以及“仪器分析虚拟仿真实验教学平台”。在这些教学平台上，学生可以在三维虚拟环境下熟悉各大型仪器的组成构造、工作原理、样品制备、测定流程、数据处理与分析等理论知识和实验操作。

1.4 参与全国大学生化工实验大赛，锻炼队伍，检验成效

实验是一门实践性很强的科目，针对实验课程鲜明的特点，实验教学中心积极改革传统的考核模式，将单一的唯结课考试的“终结评价”改进为兼顾学习态度、预习、操作、实验报告、实验方案设计等环节的“过程性评价”与期末考试等“终结评价”的“形成性评价”考核机制，将“以知识为中心”的考核升级为“知识、能力、素质”的考核。在诸多考核方式中，实验大赛作为检验学习效果的高阶手段，能够很好地检验实验教学成效和学生的综合能力。例如在全国大学生化工实验大赛中，学生要具有较强的适应性和再学习能力，能快速熟悉新设备，摸清实验流程，发挥团队智慧又快又好地完成实验，提交完备规范的实验报告。自2017年举办首届全国大学生化工实验大赛以来，我校连续参赛获得了优异成绩，并于2019年顺利承办了第三届全国大学生化工实验大赛西北赛区决赛，我校参赛队伍获得特等奖和一等奖，在全国总决赛中与64所获得区赛特等奖的高校角逐，获得了国家一等奖的好成绩。通过参加各类赛事很好地锻炼了队伍，提升了水平，也检验了实验教学成效。

2 打造化学化工实验教学中心品牌，助力一流专业建设

近五年来，学校先后投入1500万元对化学化工实验教学中心持续建设，目前中心已建立起系统完善的化学化工实验教学平台，为本学院化学工程与工艺、能源化学工程、应用化学、环境工程专业以及本校石油工程等专业的发展注入巨大活力。特别是对我院化工专业的发展起到极大的支撑作用。依托实验教学示范中心，该专业于2013年获批教育部“卓越工程师教育培养计划”和陕西省“专业综合改革试点”，2017年获批陕西省“一流专业”建设项目，2019年被教育部认定为省级“一流专业”，2019年通过国家工程教育专业认证，2020年获批第二学士学位授权点。化工专业的发展也在不断促进实验教学中心教学项目和信息化手段的质量和水平，使得实验教学条件、实验设备不断改善，大学生科研训练、创新创业项目持续增加，工程实践能力不断提高，近三年本专业一次就业率稳定在95%以上，对吸引优秀生源起到了积极的推动作用。

3 结 语

实验室是实施素质教育，培养学生创新能力和实践能力的重要场所，实验教学示范中心的持续建设成为提高高等教育质量，促进一流专业和一流学科建设的重要组成部分。西安石油大学化学化工实验教学中心将按照新世纪创新人才的培养目标，深化教学改革，紧密结合石油石化特色，构建特色鲜明的实验教学课程体系，探索新的实验教学理念、增加与时俱进的实验内容，使化学化工实验教学水平和硬件设施达到省内领先、在西北地区具有较强辐射作用的示范性实验教学基地。