應用型人才為導向的化工原理實(shí)驗教學(xué)改革探究

化工原理是化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎課，旨在培養學(xué)生對“單元操作”的認識，作為學(xué)生后續學(xué)習化學(xué)反應工程、化工熱力學(xué)、化工工藝學(xué)、分離工程等專(zhuān)業(yè)課程的基礎?；ぴ韺?shí)驗作為化工原理課程的重要組成部分，是促使學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，深化理論知識理解和應用的一門(mén)重要實(shí)驗教學(xué)課程?；瘜W(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)作為典型的工科專(zhuān)業(yè)，所培養學(xué)生主要針對從事化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)的企業(yè)，如石油化工、煤化工、精細化工、制藥等領(lǐng)域內的企業(yè)。而該類(lèi)企業(yè)的加工生產(chǎn)過(guò)程都離不開(kāi)“單元操作”。尤其是在服務(wù)地方經(jīng)濟方面，以礦石等資源加工利用為主的地方型企業(yè)通常需要大量的工科型人才促進(jìn)自身發(fā)展，因此，化工原理實(shí)驗課程的教學(xué)質(zhì)量顯得愈發(fā)重要。目前各大院校開(kāi)展的化工原理實(shí)驗教學(xué)內容主要包括：“洞道干燥實(shí)驗”、“篩板精餾塔實(shí)驗”、“液-液轉盤(pán)萃取實(shí)驗”、“填料塔氣體吸收實(shí)驗”、“流體流動(dòng)阻力的測定”、“離心泵特性曲線(xiàn)的測定”、“板框過(guò)濾機過(guò)濾常數的測定”、“套管換熱器中傳熱給熱系數的測定”等。這些基礎性實(shí)驗主要是常規的驗證性實(shí)驗，以幫助學(xué)生更好地理解化工原理課程中的部分原理和結論，同時(shí)掌握化工生產(chǎn)過(guò)程中“單元操作”的基本方法。因此，如何在校內通過(guò)化工原理實(shí)驗教學(xué)過(guò)程促進(jìn)學(xué)生的思考能力和動(dòng)手能力，啟發(fā)學(xué)生工程概念，激發(fā)學(xué)生創(chuàng )新意識是需要在化工原理實(shí)驗教學(xué)中反復思考的問(wèn)題，也是化工原理實(shí)驗教學(xué)改革的主要目標。
1、以解決問(wèn)題的模式培養學(xué)生思考能力
化工原理實(shí)驗主要是常規的驗證性實(shí)驗，學(xué)生根據已有實(shí)驗方案進(jìn)行實(shí)驗操作，一般實(shí)驗結果與預期基本相符。但在該過(guò)程中，學(xué)生只是依照實(shí)驗步驟進(jìn)行操作，缺乏獨立思考能力。若以在實(shí)驗操作過(guò)程中出現的問(wèn)題為引導，由學(xué)生對出現的問(wèn)題進(jìn)行解決，則能夠較好的培養學(xué)生的思考能力并能將學(xué)生所學(xué)知識真正做到學(xué)以致用。例如，在“篩板塔精餾實(shí)驗中”，指導教師可調節出精餾塔的“干板”、“淹塔”等情況，然后讓學(xué)生根據所學(xué)理論知識進(jìn)行問(wèn)題判斷并使操作恢復正常。在學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗裝置操作時(shí)，面對裝置在運行過(guò)程中出現的問(wèn)題予以分析和解決，不僅能夠加深學(xué)生對相關(guān)問(wèn)題的印象，而且能夠有效培養學(xué)生的思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，真正做到學(xué)以致用，學(xué)有所用。
2、在教學(xué)環(huán)節中建立工程概念
化工原理實(shí)驗是學(xué)生今后在企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中進(jìn)行鍛煉的一個(gè)開(kāi)端。實(shí)驗室的“單元操作”裝置具有結構簡(jiǎn)單、易操作、反應靈敏的特點(diǎn)，雖然與實(shí)際“單元操作”裝置還有較大的距離，但已經(jīng)能夠幫助學(xué)生建立起實(shí)際“單元操作”裝置的概念進(jìn)而建立工程概念。在此基礎上，指導教師可根據各單元操作的特點(diǎn)結合具體實(shí)驗裝置進(jìn)行引導。例如，教師可結合當地生產(chǎn)企業(yè)特點(diǎn)，進(jìn)行實(shí)地考察，采集必要的生產(chǎn)數據。在進(jìn)行化工原理實(shí)驗教學(xué)時(shí)，將實(shí)驗具體裝置與企業(yè)生產(chǎn)相結合，對比實(shí)驗裝置和實(shí)際生產(chǎn)裝置的物料處理量、產(chǎn)品生產(chǎn)量、流體輸送量等具體工藝參數，使學(xué)生對工程概念有初步的認識。
3、化工原理實(shí)驗與學(xué)生創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)訓練計劃項目相結合
近年來(lái)，各高校都在開(kāi)展大學(xué)生創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)訓練計劃項目，旨在培養學(xué)生創(chuàng )新意識、創(chuàng )業(yè)精神和創(chuàng )業(yè)能力，促進(jìn)創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)教育與專(zhuān)業(yè)教育相融合，不斷提高人才培養質(zhì)量和就業(yè)質(zhì)量。由于化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)是一門(mén)與工業(yè)生產(chǎn)緊密結合、實(shí)驗課程與理論課程互為支撐的工科學(xué)科，因此，在大學(xué)生創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)訓練計劃項目的開(kāi)展中，該專(zhuān)業(yè)學(xué)生一般是以創(chuàng )新項目為主。因此，指導老師可結合實(shí)驗室化工原理實(shí)驗，組織學(xué)生根據自己感興趣的單元操作進(jìn)行實(shí)驗的創(chuàng )新性設計，裝置的創(chuàng )新性改革等，充分啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng )新性和積極性，有效培養學(xué)生的思考能力和動(dòng)手能力。
4、利用現代化教學(xué)手段進(jìn)一步增加學(xué)生認知
關(guān)于“單元操作”有較多的動(dòng)畫(huà)解析及小視頻，其中包括“單元操作”工作原理演示，如精餾塔和吸收塔的內部傳質(zhì)過(guò)程；相關(guān)設備的內部結構演示，如換熱器的內部構造及冷熱流體的流動(dòng)方式等。此外，在操作過(guò)程中的異常情況也可以動(dòng)畫(huà)的形式直觀(guān)地展現出來(lái)。這些動(dòng)畫(huà)及視頻能夠幫助學(xué)生更好的理解工藝過(guò)程，對“單元操作”有更加直觀(guān)的認識，再結合化工原理實(shí)驗中具體的實(shí)驗裝置和親手操作，學(xué)生的理解和認知也必將更為具體和深刻。
5、建立專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗教師隊伍
目前的化工原理實(shí)驗課程，一般是將學(xué)生按“單元操作”裝置個(gè)數分成若干小組，由化工原理理論課程教師進(jìn)行指導，實(shí)驗人員在設備具體操作中進(jìn)行輔助。這種情況下，往往是一個(gè)教師負責多個(gè)單元操作，難以做到教學(xué)的針對性、有效性、深入性?？梢越⒁恢?zhuān)業(yè)的針對化工原理實(shí)驗“單元操作”的教師隊伍，每個(gè)教師負責一個(gè)“單元操作”，從實(shí)驗預習開(kāi)始到后的數據處理過(guò)程都由該教師負責。教師可預先在團隊內分享各自所負責實(shí)驗內容的整體設計、思路和特點(diǎn)，以供大家相互借鑒和交流，互為促進(jìn)，從而使化工原理實(shí)驗教學(xué)質(zhì)量切實(shí)得以提高。
6、結論
在化學(xué)工程教育專(zhuān)業(yè)的背景下，理論聯(lián)系實(shí)際顯得尤為重要。同時(shí)，這也對高校在學(xué)生的培養環(huán)節方面提出了更高的要求。在以應用型人才為導向的化工原理實(shí)驗教學(xué)改革探究中，需要通過(guò)相關(guān)指導教師的合理設計和有力引導來(lái)強化學(xué)生的思考能力、培養學(xué)生的動(dòng)手能力、啟發(fā)學(xué)生工程概念。而以解決問(wèn)題的模式培養學(xué)生思考能力，在教學(xué)環(huán)節中建立工程概念，與學(xué)生創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)訓練計劃項目相結合，增加教學(xué)手段多樣性，建立專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗教師隊伍等措施可作為化工原理實(shí)驗教學(xué)改革中的內容，從而切實(shí)有效地進(jìn)一步提高化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)人才培養質(zhì)量。