浅谈化工原理实验教学中学生能力的培养

【摘要】在“新工科”建设大背景下，结合自身教学实践，探讨化工原理实验课程中学生的能力培养，主要包括工程观念、动手能力、综合分析和创新能力的培养，寻找适合应用型人才培养的教学方法和策略，以期提高化工原理实验教学质量的效果。

【关键词】化工原理实验 学生能力 培养 应用型人才

【基金项目】长江师范学院校级科研启动项目：《基于磺酰胺烯丙基正离子参与的环加成反应研究》（2017KYQD123）。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）07-0145-01

化工原理实验是化工、制药类工科专业的一门重要的实践必修课程，是加深理论知识、培养学生实际动手能力的关键环节。化工原理实验与化工原理理论课程是同步进行的，每一个实验内容与理论课程中的化工单元操作相对应，但最好是在理论课程结束后开展实验，二者相辅相成。目前各个高校开展的化工原理实验主要内容包括：流体流动阻力的测定、离心泵性能曲线的测定，恒压过滤实验，对流传热系数的测定，吸收分离实验，精馏分离实验，干燥速率曲线测定等。其根本目的是让学生巩固和加深对化工生产中各单元操作原理的理解和掌握，更重要的是培养工程意识，让学生树立工程观念[1-2]，结合具体实验现象，将各单元操作理论与实践结合起来，从而提高学生动手、分析以及解决实际工程问题的能力，并最终培养学生的创新能力，探寻适合应用型人才培养的教学方法和策略，以期提高化工原理实验教学质量的效果。

1.工程观念的培养

化工原理实验不同于其他基础课程的实验，属于工程实验范畴，是化工及相关学科的重要实验课。学生工程观念的形成和培养对其顺利走上专业岗位有重要作用。在实验开展过程中，主要从几方面着手提高学生的工程观念培养。第一，改进和整合现有实验资源，补充购置新的装置，增加设备的数量，逐步完善实验教学设备的配备，在实验装置中体现工程特点。比如在流量、温度和压力的测定时，采用与工业上常用的仪器仪表、现代化测量技术和智能显示技术。第二，改进实验教学方法，在教学中渗透工程理念。从工业生产实际问题引入，由实验设备的操作原理抽提出对应单元操作的核心，着重描述过程的规律全面分析过程的影响因素，引导学生主动思考需要记录哪些数据，预测实验可能的结果以及实验过程中需要注意的事项等。第三，结合学生课外兴趣，建设开放实验室。近年来，教育部高等学校化工类专业教学指导委员会和中国化工教育协会主办了高等学校大学生化工实验大赛，为推动高等学校化工类专业“新工科”建设，为培养化工类专业大学生的工程理念提供了很好的机会。学生在教师指导下，对提出的实验要求制定实验方案，依托化工原理实验平台，自主完成实验，有利于强化学生独立工作的培养，养成良好的科研习惯[3]。

2.学生动手能力的培养

化工原理实验是一门实践类的课程，需要动手操作实验装置，调节参数并完成实验报告。而传统的教学方法往往都是以教师为主体，指导老师照本宣科，简单示范实验设备操作流程，学生照着老师的操作实验即可，导致学生动手机会少，甚至部分学生始终旁观，无所事事。因此，需要对实验教学方法进行改进，加强实验过程管理，才能有助于学生实践能力的提升。首先，必须保证实验场地和仪器设备满足实验需求。学生自主分组，每组人数不超过5人，分工协作，在实验过程中通过合作互助提升学生的工程大局意识[4]；其次，改变传统教学方式，由教师主讲转变为学生自主实验，实现“老师讲解五分钟，学生动手两小时”。由学生预习并讨论后动手操作，教师在旁边指导答疑。最后，实验过程若有设备损坏或故障，可由教师指导学生自己找出故障和原因，并由学生自己讨论解决，并作为实验的一部分进行考核。

3.综合分析能力的培养

实验结束后，对采集的实验数据的处理是实验环节中比较关键的一步，是整个实验过程结果的体现。学生需要对记录的数据进行分析，结合理论知识通过公式计算，图线拟合并完成实验报告。一方面，实验完成后，可以要求学生在实验室立即进行数据处理，写出具体计算过程，得到初步的实验结果，经由指导老师检查通过后方能离开。这样有利于避免出现学生数据处理过程完全雷同的现象[5]；另一方面，指导老师可以在实验结束后，以随机的方式抽取两位学生再独立操作实验装置一次，采取1-2组实验数据即可，考查学生对实验技能的掌握程度，同时提问实验注意事项，锻炼学生分析问题的能力。

4.创新能力的培养

站在学生的角度上，化工原理实验教学必须保证各实验项目的结构更加合理化，坚持学生立场，学生参与和学生评价，以提高学生的实践能力。在实验教学过程中，教師要充分以学生为主体，将实验和实际生产结合起来，使实验内容更加具体，激发学生的学习欲望；例如，在做两组分气体吸收时，要让学生思考在工业上用如何实现水吸收氨气的工艺流程，与实验室设备有何不同等，带动学生认真思考。会思考的学生才会做实验，只有通过思考后才能对实验内容有更深的理解，才可能完成对实验设备、对化工生产的有效设计和创新。

在实验教学过程中，大学生的培养注重的是思维方式及动手能力的培养。对于化工原理实验课程，主要包括对学生的工程理念、实践操作能力、综合分析问题的能力和创新思维的能力的培养。注重培养学生工程观念，锻炼学生工程实践动手能力，加强学生主动学习和分析问题的能力，学会使用各种方式方法达到自己设计目标。积极推进大学应用型人才的培养，全面提高教学质量。

参考文献：

[1]李惠成，张兵，武芸.改革化工原理实验教学 树立学生工程观点[J].广东化工，2016（15）：259-260.

[2]黄灵芝，李丽峰，吴道新，等.化工原理教学中工程意识和能力的培养[J].广州化工，2018（6）：152-153.

[3]戴益民，李浔，张跃飞.基于创新与实践能力培养的化工原理实验研究性教学模式的探索与实践[J].化工高等教育，2012（6）：31-34.

[4]卿大咏，吴洋，董军，等.新工科背景下的《化工原理实验》教学模式的改革与探索[J].广州化工，2017（24）：188-190.

[5]王贝，王仲.化工原理实验教学改革之如何以学生为主体[J].广东化工，2018（5）：263-264.

作者简介：

贾乾发（1988-），男，博士研究生，主要研究方向为绿色化学、化学工程。