化工教學中工科能力培養的實踐與思考

郭睿 張靜 馬養民

【摘 要】 化工學習的一個重要方式就是實驗教學，同時也是培養學生能力的一個主要途徑，教學實踐的事實告訴我們：實踐教學可以有效提高學生的綜合素質，強化他們的職業能力。作為一名教師，要做到項目選擇合理，準備充分，對于過程進行精心的設計，注重對于操作的指導，對于各項指標進行嚴格考核，從而促使學生能力的全方面提高。

【關 鍵 詞】 化工教學；思考；時間；實踐教學

實踐教學是化工教學的主線，化工專業較高的實踐性要求學生必須具備較高的創新和實踐能力。而目前由于教育體制以及高校擴招等眾多影響因素的限制，使得大學生難就業成為一種常態。尤其全球經濟經歷了2008年危機的沖擊之后，更加劇了大學生就業的嚴峻性。相關數據顯示，有過四成的化工類專業畢業生畢業后無法就業。造成這一局面最主要的原因在于多數大學生實踐經驗及技能缺乏，難以在盡可能短的時間內適應工作的需要。因此，要求化工教學不僅要傳授學生相關機器設備的工作原理及結構，而要注重對學生勞動思維及動手能力的培訓，不斷提供學生結合所學理論運用于實踐的綜合素質和能力。

一、從內容中探究規律性

通過對紛繁復雜的化工生產過程進行觀察和分析能夠了解，化工生產的工藝流程無外乎物理操作加之化學反應，物理操作在化工成產過程中發揮著協助化學反應過程的完成以及對反應物進行分離提取形成產成品的功能。這種諸如對流體進行傳輸、精餾及吸收等的物理操作被稱為化工單元操作，本文重在對這一內容進行深入研究和分析。我們通常會在向學生傳授化工原理時啟發學生在不同的化工過程中運用同一單元操作，如精餾這一單元操作可以運用于石油化工中分離烴類，還可以用于酒精的提純。許多化工生產的過程規律都是相同的。然而，不同的工藝過程又各具特色，雖然蒸發這一單元操作能以同時運用于制堿工業中濃縮苛性鈉溶液以及制糖工業中濃縮糖水，但這兩項工藝流程對蒸發器及操作條件的要求卻大不相同。學生在學習過程中雖然受學時限制，只對某個單元操作的基本原理進行了學習和掌握，但其在實際應用中可以結合不同工藝流程的特性對相關原理進行靈活運用。這種活學活用的思維方式可以將課堂上學到的有限知識充分運用到實際工作中去。

二、對知識進行系統化的總結和概括

表面看來，化工生產中的每個單元操作都是獨立完成，沒有什么相關性，但實際上每一單元操作內部都有著千絲萬縷的聯系。以“傳熱”這一單元操作為例，通過一張網絡圖表將傳熱介質、設備、平均溫差以及總傳熱系數等進行有機組合能有效增強知識的連貫性，方便學生學習和掌握。每個單元操作之間也是密不可分的，用牛頓粘性定律來研究動量傳遞、用傅立葉導熱定律研究熱量傳遞，用費克擴散定律對質量傳遞進行研究，雖然研究主題不同，但是不同定律都是對傳遞過程中現象方程的描述，具有相似的表達形式，并且各定律對對流傳遞問題都有研究。各單元操作通過傳遞過程得以貫穿。各單元操作在傳質中尤其相似，基于基本原理對平衡關系、速率關系、熱量及物料衡算進行討論。諸如這類概括化、類比化的方式可以進一步系統化知識。

三、注重實驗教學的加強和改進

傳統意義上的實驗教學始終是以課程講授為主，多為驗證性實驗，內容過時，缺乏創新，加之落后的實驗手段和儀器設備，極大地限制了對學生實踐及創新能力的培養，教師的授課熱情以及學生的學習熱情都受到很大的影響。要改革化工的實驗教學，必須從根本上對傳統的教學思想進行革新。還要全面改革教師隊伍、教學手段、教學要求、內容以及課程設置等各個方面。所以，全方位地改革化學實驗教學有助于化學教學水平的不斷提升。

我校圍繞化工實驗教學改革開展了“表面化學實驗”“有機合成實驗”及“精化工藝實驗”等實驗教學，明確了化工學科中專業實驗的核心地位，順應了化學學科由分化到綜合的整體走向。對這些實驗教學采用集中時間進行教學實驗的模式，摒棄了傳統分單元實驗的落后模式。這一實驗過程從原料的采用到成品的產出，將工科學習中的化工原理、物化化學以及有機、無機化學的眾多原理基本涵蓋了進來，同時用對元素和結構的鑒定與對反應物性質的測定的相結合，有效地將分析化學與合成化學聯系了起來。學生在這樣的實驗模式下既能更好地掌握化工、物化以及有機、無機化學原理及方法，還能在一定程度上掌握化工生產的基本規律和各個環節，培養了較高的工科實踐能力，從而有效激發學生學習的主動性，提高消化吸收效果。

通過開展集中化專業實驗，學生可以綜合運用各種化學方法和化學工藝獨立完成從準備原料到形成成品的全過程。在實驗中，學生不僅全程實踐課產品由原料到成品的工藝過程，還能借助于各種色譜技術、光譜技術等先進技術和儀器以及物理測定方法分析合成產物的元素、結構及有機官能團。學生必須通過不斷實驗對化學合成技術及操作進行全面掌握，深刻領悟工業化生產中精細化工產品的重要作用，既要強調化學實驗的綜合性，也要注重化學實驗的應用性，促使化工學生進一步理解本專業的專業背景，進而提升學生思想的專業性。

化工學習的一個重要方式就是實驗教學，同時也是培養學生能力的一個主要途徑，教學實踐的事實告訴我們：實踐教學可以有效提高學生的綜合素質，強化他們的職業能力。作為一名教師，要做到項目選擇合理，準備充分，對于過程進行精心的設計，注重對于操作的指導，對于各項指標進行嚴格考核，從而促使學生能力的全方面提高。對于實驗教學要不斷的加強和改進，注重實習基地的建設，將教學和科研始終作為中心，不斷改善教學條件，努力提高教學質量。從而實現學生“基礎過關、專業素質過硬、綜合素質高”的宗旨，為新世紀發展提供高質量人才。■

【參考文獻】

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