小議化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)路徑范文

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化工原理實(shí)驗(yàn)不僅是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程，也是石油工程、生物工程、食品工程、高分子材料、環(huán)境工程以及造紙工程等許多相關(guān)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程，因此具有專業(yè)普遍性。應(yīng)針對(duì)不同的專業(yè)，依據(jù)專業(yè)特點(diǎn)制訂培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)大綱，設(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；同時(shí)設(shè)置部分開放性自選實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在學(xué)完必做實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，可根據(jù)愛(ài)好興趣選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。化工原理實(shí)驗(yàn)具有工程實(shí)踐性，而實(shí)際化工生產(chǎn)過(guò)程中的問(wèn)題往往是復(fù)雜多變的，分析解決這些問(wèn)題要樹立學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)提出問(wèn)題，進(jìn)而培養(yǎng)其分析、解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力，從而提高學(xué)生綜合素質(zhì)[3]。因此化工原理實(shí)驗(yàn)具有探索啟發(fā)性，教學(xué)過(guò)程應(yīng)以探究教學(xué)模式為主。化工原理實(shí)驗(yàn)設(shè)備近年來(lái)多使用的是大型、多功能性設(shè)備，這為探究式教學(xué)提供了基礎(chǔ)，教師可根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)，確定可進(jìn)行設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題，并結(jié)合所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行選題和分析，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)測(cè)量，最后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析討論。達(dá)到提高學(xué)生素質(zhì)、增強(qiáng)學(xué)生科研能力的目的。

一、注意強(qiáng)化學(xué)生實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)

化工原理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自己動(dòng)手，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，所以預(yù)習(xí)尤其重要。首先，通過(guò)預(yù)習(xí)可以使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃砗蛢?nèi)容有初步的了解。預(yù)習(xí)的重點(diǎn)可要求學(xué)生弄清楚實(shí)驗(yàn)原理；明確實(shí)驗(yàn)任務(wù)，也就是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要測(cè)定并記錄哪些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)又通過(guò)什么方法測(cè)定；初步了解實(shí)驗(yàn)儀器、儀表及設(shè)備的操作方法及注意事項(xiàng)；初步完成實(shí)驗(yàn)后的思考題等。通過(guò)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，可以培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力，提高實(shí)驗(yàn)課效率，提高學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和積極性。其次，學(xué)生在完成預(yù)習(xí)報(bào)告的基礎(chǔ)上，可進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，以進(jìn)一步強(qiáng)化預(yù)習(xí)效果。目前計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，一般的化工原理實(shí)驗(yàn)過(guò)程都有仿真實(shí)驗(yàn)軟件。在實(shí)驗(yàn)操作前讓學(xué)生先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真，可使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置流程、操作步驟以及應(yīng)測(cè)試的數(shù)據(jù)都有切實(shí)的感受，為真正實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。仿真不同于實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，學(xué)生多次重復(fù)進(jìn)行，可強(qiáng)化學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及操作步驟的掌握，有效的改善實(shí)驗(yàn)操作效果。目前的仿真軟件一般都配有操作說(shuō)明，當(dāng)學(xué)生操作錯(cuò)誤，軟件會(huì)給出誤操作的后果以及正確的操作步驟，因此仿真實(shí)驗(yàn)可強(qiáng)化學(xué)生對(duì)儀器設(shè)備操作注意事項(xiàng)的理解。其三，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，先進(jìn)行手動(dòng)處理，再通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件處理，將處理結(jié)果進(jìn)行對(duì)比、分析，找出實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差所在，最后繪制曲線，分析誤差，如此不僅可提高學(xué)生對(duì)三傳理論的理解與應(yīng)用，提高學(xué)生分析問(wèn)題的能力，還可提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)水平。需要注意的是，仿真實(shí)驗(yàn)畢竟不是在設(shè)備上的實(shí)際操作，所以不能完全替代實(shí)際操作。

二、加大開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式依托開放型的實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)資源、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)評(píng)價(jià)等多方面的開放。開放式教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)作用，賦予學(xué)生更大的獨(dú)立性、自主性、探索性，更能充分體現(xiàn)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，使學(xué)生得到了多方面訓(xùn)練，緩解了實(shí)驗(yàn)資源緊張的矛盾，因此開放式化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是必要的，其優(yōu)勢(shì)也是勿容置疑的[4]。開放式化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式首先要建設(shè)有開放的化工原理實(shí)驗(yàn)室。化工原理實(shí)驗(yàn)設(shè)備一般都是大型設(shè)備，投資較大，因此許多大中專業(yè)院校購(gòu)置較少，且多是單臺(tái)(套)。而開放式教學(xué)模式只需增加開放時(shí)間，可很好的解決這個(gè)問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)室的開放不僅是時(shí)間上的開放，從管理和人員配備上也需要要改革。管理上可細(xì)化管理制度，比如貴重儀器的使用，可從預(yù)約、登記、學(xué)習(xí)使用說(shuō)明、操作使用、管理人員檢查登記等方面制定詳細(xì)的管理細(xì)則，以強(qiáng)化管理。化工原理實(shí)驗(yàn)設(shè)備大多占地較大，配備責(zé)任心強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)人員是必需的。另外，開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式還應(yīng)依據(jù)不同的專業(yè)，設(shè)置不同的驗(yàn)證性能實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)等開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；對(duì)同一實(shí)驗(yàn)要根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃，設(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求。對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程，教師可啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。比如板框式過(guò)濾實(shí)驗(yàn)，由于閥門多、管路復(fù)雜、操作麻煩，學(xué)生操作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)無(wú)法正常過(guò)濾或者洗滌等問(wèn)題，教師可引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題，是板框放反了，還是閥門開關(guān)不對(duì)，或者是其他原因。這時(shí)，學(xué)生結(jié)合教材上板框結(jié)構(gòu)方面理論知識(shí)，現(xiàn)場(chǎng)分析，可對(duì)板框的結(jié)構(gòu)有了直觀的理解，充分掌握了板框的工作原理。通過(guò)開放式教學(xué)，學(xué)生分析問(wèn)題能力和創(chuàng)新能力得到了提高。

三、注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

化工原理實(shí)驗(yàn)具有工程實(shí)踐性特點(diǎn)，因此，對(duì)學(xué)生樹立工程實(shí)踐觀念，培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的創(chuàng)新能力，以及學(xué)生理論知識(shí)的綜合運(yùn)用等具有重要意義。化工原理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要以學(xué)生為主體，改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教育模式，樹立“素質(zhì)教育為基本，創(chuàng)新教育為核心”的教育理念。比如增設(shè)仿真實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新型或者研究性等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系，改革實(shí)驗(yàn)運(yùn)行模式、實(shí)驗(yàn)考核等管理制度。創(chuàng)新教育的主體是學(xué)生，但只有創(chuàng)新型的教師才能培養(yǎng)出具有創(chuàng)新能力的學(xué)生。因此注重創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的前提和關(guān)鍵是老師教育觀念的轉(zhuǎn)變。教學(xué)過(guò)程包含著教師的教學(xué)活動(dòng)和學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)，教師的教是為了學(xué)生的學(xué)，學(xué)生的學(xué)又影響著教師的教。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，要強(qiáng)化教師的主導(dǎo)作用，確立學(xué)生的主體地位，采用啟發(fā)式、討論式或者探究式等多種教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、自主性和創(chuàng)造性，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生興趣，激發(fā)他們內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，增加創(chuàng)新意識(shí)[5]。比如離心泵的特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)，教師在講解時(shí)，可邊講解邊操作，不斷調(diào)節(jié)離心泵的流量，讓學(xué)生觀察功率表(或者電流表和電壓表)的變化，進(jìn)而提取問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生為什么啟動(dòng)離心泵時(shí)要關(guān)閉出口閥。不但復(fù)習(xí)了課本上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，也減少了學(xué)生操作過(guò)程中的誤操作(不關(guān)閉出口閥而直接啟動(dòng)離心泵)，有事半功倍的效果。

四、增加自設(shè)計(jì)開放實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生“大工程觀”

上世紀(jì)90年代，國(guó)外首先提出大工程觀。近年來(lái)在國(guó)內(nèi)部分大學(xué)實(shí)施工程教育改革實(shí)踐項(xiàng)目試點(diǎn)。使課程設(shè)置從單一的“工程專業(yè)課程”傳授轉(zhuǎn)變?yōu)椤按蠊こ逃^、大系統(tǒng)觀”為指導(dǎo)的課程架構(gòu)體系。大工程觀要求學(xué)生更加重視工程的系統(tǒng)性和完整性，以及學(xué)生的人文素質(zhì)。而增加自設(shè)計(jì)開放實(shí)驗(yàn)，有助于學(xué)生“大工程觀”的培養(yǎng)。自設(shè)計(jì)開放實(shí)驗(yàn)是在研究性實(shí)驗(yàn)開放環(huán)節(jié)中，鼓勵(lì)學(xué)生利用現(xiàn)有資源，進(jìn)行化工不同單元或多種單元相結(jié)合的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和流程設(shè)計(jì)，進(jìn)一步理解以“三傳理論”為基礎(chǔ)的化工單元操作的相對(duì)獨(dú)立性和綜合性，為后期學(xué)習(xí)“大工程觀”中建立奠定一定的基礎(chǔ)；另外，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)單元操作理論未涉及的單元操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，如新型換熱器、多功能精餾塔等，通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代化工的快速，改革化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量勢(shì)在必行。化工原理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生強(qiáng)化理論知識(shí)，提高工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要途徑。教師要在熟悉化工原理實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)不同專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃要求，設(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)等強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)；通過(guò)建設(shè)開放的化工原理實(shí)驗(yàn)室、設(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等措施，加大開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式；同時(shí)，教學(xué)過(guò)程中要轉(zhuǎn)變觀念，注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。對(duì)化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，應(yīng)采取積極的態(tài)度，探索新的教學(xué)方法，開發(fā)新的教學(xué)模式，體現(xiàn)課程特點(diǎn)，優(yōu)化教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。（本文作者：劉軍海、李志洲、王俊宏、楊海濤、閔鎖田單位：陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院）