導(dǎo)語(yǔ)：化工原理實(shí)驗(yàn)課程改革與探索一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

［摘要］基于工程認(rèn)證，結(jié)合化工原理實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn)，相應(yīng)改革措施相繼實(shí)施，包括創(chuàng)新教學(xué)模式和方法、工程觀點(diǎn)強(qiáng)化、綜合實(shí)驗(yàn)技能強(qiáng)化、實(shí)驗(yàn)安全知識(shí)強(qiáng)化及考核方式改革等?；ぴ韺?shí)驗(yàn)與科學(xué)研究相結(jié)合，有助于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、以工程理念解決問(wèn)題的能力，提高學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用能力。

［關(guān)鍵詞］工程教育；化工原理實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革

化工原理實(shí)驗(yàn)課程是一門(mén)與工程技術(shù)密切相關(guān)的實(shí)踐性基礎(chǔ)課程，屬于工程實(shí)驗(yàn)范疇。該課程涉及大量的工程實(shí)際問(wèn)題和數(shù)據(jù)處理問(wèn)題，一個(gè)實(shí)驗(yàn)涉及一個(gè)完整的單元操作，而多個(gè)單元操作就組成了化工生產(chǎn)過(guò)程，因此該課程具有很強(qiáng)的工程性和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、科研能力及工程素養(yǎng)非常重要［1－3］。工程教育認(rèn)證起源于20世紀(jì)30年代的美國(guó)，目前是國(guó)際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，其中涉及的教育理念主要有三方面：一是以學(xué)生為中心；二是以學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向；三是堅(jiān)持持續(xù)改進(jìn)［4］。我國(guó)于2005年啟動(dòng)了工程教育專業(yè)認(rèn)證，我校高分子專業(yè)和化學(xué)工程與工藝專業(yè)接受了認(rèn)證。作為具有較強(qiáng)工程理念的核心骨干課程之一，化工原理實(shí)驗(yàn)需根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，進(jìn)行必要的改革和調(diào)整。我校實(shí)驗(yàn)室教研組根據(jù)化學(xué)工程與工藝專業(yè)培養(yǎng)方案的要求，針對(duì)授課過(guò)程中存在的學(xué)生課前預(yù)習(xí)效果差、實(shí)驗(yàn)操作過(guò)于依賴教師、創(chuàng)新能力和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力差、實(shí)驗(yàn)安全意識(shí)薄弱等問(wèn)題，結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)及畢業(yè)要求，從創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式、強(qiáng)化科學(xué)研究和工程理念、夯實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)安全知識(shí)基礎(chǔ)、改革考核體制等方面，對(duì)化工原理實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行了改革。

一、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的建立

在建立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的過(guò)程中，我們對(duì)化工原理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了重新規(guī)劃，對(duì)原有老舊設(shè)備進(jìn)行了更新，引進(jìn)了一批綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)備；同時(shí)為實(shí)驗(yàn)室配備了信息化教學(xué)設(shè)施，如在實(shí)驗(yàn)室安裝了投影儀、對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)面及通風(fēng)櫥進(jìn)行了升級(jí)改造等。新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式如圖1所示。圖1新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式以工程教育專業(yè)認(rèn)證為導(dǎo)向，以多媒體為輔助，具有以下特征。1．建立了化工原理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)在線課程。在線課程主要包含實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃O(shè)備結(jié)構(gòu)與流程、設(shè)備操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、數(shù)據(jù)處理及擴(kuò)展閱讀等方面的內(nèi)容。每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)流程及實(shí)驗(yàn)操作都實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)在線預(yù)習(xí)和教材預(yù)習(xí)相結(jié)合。2．實(shí)施提問(wèn)式教學(xué)。教師課前讓學(xué)生分組觀看實(shí)驗(yàn)設(shè)備并討論儀表名稱，思考實(shí)驗(yàn)操作步驟，采用提問(wèn)式教學(xué)，引導(dǎo)并幫助學(xué)生強(qiáng)化對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀表的認(rèn)識(shí)，理解與掌握實(shí)驗(yàn)步驟；通過(guò)講解實(shí)驗(yàn)原理和操作規(guī)程，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)對(duì)突發(fā)事故的能力和解決工程問(wèn)題的能力，真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心、以成果導(dǎo)向教育（OBE）為目標(biāo)的理念式教學(xué)。3．利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。學(xué)生歸納總結(jié)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的規(guī)律，并通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂的形式分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找出不合理的數(shù)據(jù)及其產(chǎn)生原因。4．通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在線討論的形式，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)綜合技能的掌握程度。本教研組還專門(mén)編著了適用于林業(yè)高校的化工原理實(shí)驗(yàn)教材，針對(duì)不同專業(yè)培養(yǎng)要求，設(shè)定不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容；同時(shí)根據(jù)不同專業(yè)學(xué)生需要，適當(dāng)增設(shè)了一些綜合選修實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

二、科學(xué)研究的強(qiáng)化

我們?cè)诨ぴ韺?shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，將一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與實(shí)際化工生產(chǎn)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)具體的案例講解實(shí)驗(yàn)涉及的理論；在工程實(shí)踐過(guò)程中增加了應(yīng)用教學(xué)環(huán)節(jié)，逐步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科研創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，進(jìn)而提高他們學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)他們獨(dú)立思考、分析并解決問(wèn)題的能力。如進(jìn)行流體流動(dòng)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，我們將大組的8人平均分成兩個(gè)小組，讓兩組學(xué)生分別對(duì)光滑管、粗糙管和局部阻力系數(shù)進(jìn)行分工測(cè)試，這樣學(xué)生就有充足的時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理，并分析層流、過(guò)渡流和湍流三種流動(dòng)狀態(tài)下流體阻力大小的影響因素。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生結(jié)合仿鯊魚(yú)皮泳衣設(shè)計(jì)原理，討論湍流減阻的原理，提高科研認(rèn)知水平。又如在洞道干燥實(shí)驗(yàn)中，我們結(jié)合本校林業(yè)特色，引導(dǎo)學(xué)生把洞道干燥實(shí)驗(yàn)應(yīng)用到木材干燥中，將濾布換成薄的小木板，測(cè)試濾布的干燥速率與小木板干燥速率的不同，進(jìn)而分析被干燥物質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)干燥速率的影響，以培養(yǎng)學(xué)生結(jié)合專業(yè)進(jìn)行科研創(chuàng)新的能力和分析及解決問(wèn)題的能力。再如在萃取實(shí)驗(yàn)中，我們拓展了萃取工藝，以仿真實(shí)驗(yàn)的形式讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)溶劑法提取茶多酚的工藝流程，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用能力，以及工程素養(yǎng)和科研水平。此外，我們結(jié)合網(wǎng)絡(luò)在線課程，增設(shè)擴(kuò)展閱讀模塊，向?qū)W生推薦湍流減阻、傳熱、導(dǎo)熱溫度效應(yīng)、木材干燥相關(guān)機(jī)理、林產(chǎn)原料的水蒸氣蒸餾與溶劑提取等相關(guān)內(nèi)容的科技論文，引導(dǎo)學(xué)生注重化工原理理論知識(shí)的應(yīng)用，提高學(xué)生開(kāi)展科技創(chuàng)新和思考工程問(wèn)題的能力。

三、工程觀念的強(qiáng)化

化工原理實(shí)驗(yàn)作為一門(mén)工程性強(qiáng)的必修課程，需要教師從解決實(shí)際工程問(wèn)題的角度出發(fā)，有針對(duì)性地進(jìn)行授課。如在離心泵性能實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們?cè)O(shè)置了一些操作障礙（如氣縛或氣蝕等），讓學(xué)生針對(duì)具體現(xiàn)象找出問(wèn)題所在，并尋找解決問(wèn)題的方法，以培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。此外，實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)了一臺(tái)流體流動(dòng)綜合實(shí)訓(xùn)設(shè)備，可以用來(lái)開(kāi)展化工單元操作實(shí)訓(xùn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)操控設(shè)備中某個(gè)儀表或者改變某個(gè)流程，提高了工程素質(zhì)，鞏固了所學(xué)化工原理基礎(chǔ)知識(shí)，樹(shù)立了工程理念，提升了處理實(shí)際問(wèn)題的能力。

四、綜合實(shí)驗(yàn)技能的提升

我們引入綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)備，開(kāi)展選修實(shí)驗(yàn)，目的是強(qiáng)化學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)技能的培訓(xùn)。如目前大部分萃取實(shí)驗(yàn)都是萃取煤油中的苯甲酸，由于煤油的味道很重，實(shí)驗(yàn)室總是有很強(qiáng)烈的煤油刺激味，我們把該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成選用合適的萃取劑萃取水中的苯酚或重金屬離子。此外在精餾實(shí)驗(yàn)中，除了全回流精餾總塔板效率測(cè)定外，我們讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)精餾流程，完成部分回流單股進(jìn)料或多股進(jìn)料的總塔板效率或單板效率及分離效率的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)技能，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

五、實(shí)驗(yàn)安全知識(shí)的強(qiáng)化

實(shí)驗(yàn)室安全操作是化工原理實(shí)驗(yàn)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，必須得到重視。除了創(chuàng)造安全的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境和制定正確的操作規(guī)程外，教師要特別注重學(xué)生安全意識(shí)的培養(yǎng)，增強(qiáng)其回避不安全因素的能力［5］。如在傳熱綜合實(shí)驗(yàn)中，閥門(mén)的開(kāi)關(guān)順序及狀態(tài)比較復(fù)雜，教師在實(shí)驗(yàn)可采用提問(wèn)和討論的方式，了解學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)操作順序的掌握程度，同時(shí)提前告知學(xué)生可能出現(xiàn)的異常情況，讓學(xué)生討論如何應(yīng)對(duì)。再如精餾實(shí)驗(yàn)中用到可燃物質(zhì)乙醇，教師在實(shí)驗(yàn)前必須讓學(xué)生了解并掌握易燃物質(zhì)的安全使用和操作規(guī)范。我們?cè)诰幹滩臅r(shí)增加了實(shí)驗(yàn)安全知識(shí)的內(nèi)容；在網(wǎng)絡(luò)課程中設(shè)置了安全知識(shí)講座板塊，并增設(shè)了與化工原理密切相關(guān)的安全知識(shí)視頻，同時(shí)在觀看過(guò)程中設(shè)置了安全知識(shí)測(cè)驗(yàn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生理解安全操作的重要性，掌握設(shè)備的安全操作要點(diǎn)；在實(shí)驗(yàn)室配套設(shè)置了醫(yī)療小藥箱，并在每個(gè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)安裝了通風(fēng)櫥和洗眼器。在第一次實(shí)驗(yàn)課時(shí)，授課老師會(huì)先帶領(lǐng)學(xué)生參觀實(shí)驗(yàn)室的整體布局，讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)安全通道及醫(yī)療保健箱的安放位置等，然后再開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。

六、考核方式的改革

化工原理實(shí)驗(yàn)成績(jī)以往主要由學(xué)生的出勤情況得分和實(shí)驗(yàn)報(bào)告得分構(gòu)成?；ぴ韺?shí)驗(yàn)屬于工程技術(shù)范疇，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由學(xué)生分組完成，有些學(xué)生課前不預(yù)習(xí)、課上不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、課后抄寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)考核方式無(wú)法真正體現(xiàn)公平公正，無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生綜合技能的考核。為此，我們改革了考核方式，考核成績(jī)由平時(shí)成績(jī)（20％）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)（40％）和考試成績(jī)（40％）構(gòu)成。平時(shí)成績(jī)考核依據(jù)包括出勤情況、預(yù)習(xí)報(bào)告、課堂提問(wèn)及在線討論、實(shí)驗(yàn)操作四部分，如表1所示。實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)流程圖（要求手繪）、實(shí)驗(yàn)操作步驟、原始實(shí)驗(yàn)記錄和數(shù)據(jù)處理表、數(shù)據(jù)處理過(guò)程、結(jié)果分析和討論思考題等進(jìn)行評(píng)定。數(shù)據(jù)處理由原來(lái)的手工計(jì)算、手工繪圖變?yōu)橛?jì)算機(jī)處理和繪制，且由每組4人分工完成。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，每人針對(duì)自己處理的數(shù)據(jù)，寫(xiě)出數(shù)據(jù)處理過(guò)程，這就避免了同學(xué)之間相互抄襲現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)可以考查學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)繪圖的能力。我們還增加了數(shù)據(jù)結(jié)果分析和討論環(huán)節(jié)，以培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)、撰寫(xiě)科學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告及就復(fù)雜工程問(wèn)題與同行進(jìn)行溝通和交流的能力。實(shí)驗(yàn)考試題型包含選擇、判斷、簡(jiǎn)答和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)4類，實(shí)驗(yàn)儀器儀表的使用和設(shè)備操作規(guī)范等內(nèi)容的比例也加大了。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題主要考查學(xué)生對(duì)理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)操作綜合技能的運(yùn)用，如給出一個(gè)物料，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)原理分析，比較并選出合理的單元操作，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程并進(jìn)行結(jié)果分析。這樣的考核方式有利于學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理、儀表原理及儀器操作規(guī)范，鍛煉思考問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提高工程意識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，為將來(lái)走上工作崗位打好基礎(chǔ)。

七、結(jié)束語(yǔ)

化工原理實(shí)驗(yàn)是一門(mén)重要的理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，對(duì)于學(xué)生工程意識(shí)和實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)非常重要。本文結(jié)合工程認(rèn)證，引入在線課程的建設(shè)與使用，課前預(yù)習(xí)、課中提問(wèn)、課后討論相結(jié)合的教學(xué)模式充分體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的宗旨，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；科學(xué)研究、工程觀念、綜合實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)安全知識(shí)等方面的強(qiáng)化，充分體現(xiàn)了以學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向的OBE理念；同時(shí)考核方式改革有助于培養(yǎng)學(xué)生就復(fù)雜工程問(wèn)題與業(yè)內(nèi)同行溝通和交流的能力，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能、科研能力及綜合素質(zhì)等，體現(xiàn)了持續(xù)改進(jìn)理念。

總之，化工原理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革不但有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和科研興趣，而且能強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力和綜合實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)。在工程認(rèn)證理念的指引下，這門(mén)課程的學(xué)習(xí)還有助于提高學(xué)生的安全意識(shí)，為學(xué)生今后走上科研和工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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作者:程倩 張繼國(guó) 陳欲曉 李勍 單位:東北林業(yè)大學(xué)