提高化工原理实验课程教学质量的改革与实践

提高化工原理实验课程教学质量的改革与实践
【摘要】为了提高化工原理实验课程的教学质量，本文从实验内容、教学方法和考核办法等方面阐述在教学中的改革尝试。

并提出了强化创新教育，深化实验内容体系；注重能力培养，改革教学方法和转变思维模式，革新考核办法的观点。

【关键词】化工原理；实验教学；教学方法
化工原理实验课程在高素质化工人才的培养过程中起着重要的作用。

它能够引导学生从实验方案拟定、实验步骤设计、实验流程装配、实验数据处理和实验结果讨论等一系列的环节，巩固和强化所学的化工原理理论知识，培养和提高分析、解决工程实际问题的能力以及进行科学研究工作的素质和能力，开发学生的创新意识和创新能力[1-6]。

天津工业大学的化工原理实验课程是面向化学工程与工艺、应用化学、材料等专业学生开设的。

原来开设的化工原理实验虽然可以保证实验教学的水平和质量达到全国高校化工原理课程教学指导委员会的要求，但实验均属于验证型，在调动学生的学习主动性、积极性方面以及开拓创新思维和创造能力的培养方面略有不足。

几年来，在化工原理实验课程教学改革中我们重点强调了对学生创造力和素质的培养，在实验内容深化探索、教学方法的创新以及考核办法的改革方面进行了教学改革实践，取得了较好的教学效果。

一、强化创新教育，深化实验内容体系
强调把对学生科学素质、创新能力的培养与开发贯穿于实验教学的全过程。

把建立在对实验装置进行实际操作，全面观察，归纳结果的单元操作实验，目的是培养学生解决工程问题的实际创新能力。

传统的验证、单调型的实验已远远不能适应高科技人才的培养要求。

我校化工原理实验室经过改造，在实验装置中大量引入传感器、信号处理及自控仪器仪表设备，并具有计算机过程仿真，数据在线采集和控制的功能。

设备的更新加深了学生对实践环节的理性认识，提高其动手能力、专业兴趣和工程意识，了解现代化工的内涵。

由于实验装置功能的高科技化，可集实验、研究、开发为一体。

实验的内容可多样化，可为不同层次的学生开出不同的实验。

既可以开出教学大纲要求的基本实验，同时还可以开出设计型、综合型、研究型的实验项目。

因此，在新编的实验教材中对传统的化工原理实验内容进行了扩展，以精馏实验和干燥实验为例：
精馏实验
传统内容：全回流及部分回流下全塔效率的测定。

深化内容：
1.不同进料浓度对操作条件和分离能力的影响；
2.不同回流比对操作条件和分离能力的影响；
3.不同进料位置对操作条件和分离能力的影响；
4.不同进料量对全塔效率及产品质量的影响；
5.测定全回流和部分回流条件下的全塔效率、单板效率和塔体浓度(温度) 分布。

干燥实验
传统内容：恒定干燥条件下干燥速率曲线的测定。

扩展内容：
1.流化曲线的测定；
2.确定干燥介质的操作流速范围；
3.气流速度对物料干燥速率曲线的影响；
4.空气温度对物料干燥速率曲线的影响。

通过以上实验内容的扩展，将学生的动手能力、分析、解决工程问题的主导思想溶入设计型、综合型、研究型实验中，目的是促进学生提前进入主动实践阶段，以高起点的实验内容达到对学生创新能力培养的目标。

二、注重能力培养，改革教学方法
实验教学方法是决定实验教学质量的重要因素。

为此，我们进行了如下实验教学改革：
1.完全开放实验室，确保学生独立实验。

实验室进行全天开放，学生可以根据个人需要，自行安排实验时间；同时，增加实验分组，保证所有实验项目都达到每个学生拥有一套实验仪器和装置，促使每个学生务必独立完成实验操作。

在实验过程中，要求学生根据实验要求和任务，自己设计实验方案独立进行组装流程，实验准备、测定、数据处理，直到实验方法和实验条件的选择等整个实验过程；而教师则积极为学生创造动手机会，发现问题及时指导，在具体实验操作上对学生加强实验技能规范化训练，调动学生的积极性，变被动学习为主动学习。

2.加强团结合作，养成良好的科研习惯。

现今的科技进展日新月异，一个综合性的科研项目可以在短短几年甚至几个月之内完成，单凭一个科研工作者的单打独斗是不可能的，必须组建科研团队合作完成，这就需要科研工作者具有较强的协调能力和团队合作精神。

大学期间既是学生能力培养的黄金阶段，又是学生性情塑造的关键时期。

实验过程中，我们注重合作能力的培养，刻意要求学生在短时间内完成一些难度较大的实验，鼓励学生自由组建团队合作完成。

比如：在干燥实验中，同学们分工合作9人一大组，每人负责一组数据的采集，相互合作，资源共享，在规定的时间内顺利地完成了实验。

由此，既锻炼了学生的实验技能，又兼顾了学生的协调能力和团队合作精神，为学生今后的科研工作打下坚实的基础。

三、转变思维模式，革新考核办法
考核是对教学成绩的检查和量化，正确的考核方式可以促进学生的学习热情，反之将挫伤学生的学习积极性，变主动的学习为被动地应付。

过去的考核模式基本是教师划范围，学生背内容，造成试卷答得头头是道，实际应用起来一塌糊涂的尴尬局面。

为此，我们摒弃传统应试教育的观念，在专业实验的考核中废除了笔试，采用了新的考核办法：即学生抽签选题，确定题目后在预设的20分钟时间里学生可以查阅自带的相关资料，但不可与他人交流，之后给出答案。

考试内容可包含试验方案设计，流程组装、实验条件选择、实验中常见故障排除等。

这种不强调用书本知识来考评学生，而以基础知识、实践能力、创新能力，结合学生平时表现出的分析与解决问题能力、动手能力等综合评价学生的考试形式客观上起到了在教学环节中抑制消极作用，充分发挥积极作用的效果，完全遵循了素质教育规律的要求。

实践证明，以上专业实验教学改革有利于调动学生的主动性、积极性，提高学生的观察能力、动手能力、创新能力和工作能力等综合素质，有利于推动化学工程与工艺学科的发展。

今后，我们仍将锲而不舍地努力进行实验的创新与改革，为我国的现代化建设培养更多、更好的化工人才。