開放式化工原理實驗教學模式研究

李　鵬（天津大學仁愛學院化學化工實驗中心，天津 301636）

開放式化工原理實驗教學模式研究

李鵬
（天津大學仁愛學院化學化工實驗中心，天津 301636）

作為一種新型的教學模式，開放式實驗教學在我國目前正處于研究摸索階段。實行開放式實驗教學可以為學生的創造力提供發展平臺，同樣對實驗的教學質量是一種提升，加強了學生對自身潛能的不斷發揮。在此，我們依據化工原理實驗為開放式實驗教學模式探索的的平臺，對實驗內容進行開放性的設置，探討了化工原理開放式實驗教學的實踐過程。

開放實驗；創新才能；科學素質

1　開放式化工原理實驗的重要性

在社會步入21世紀以來，隨著教育改革的不斷進行，很多學校對實驗教學模式和教學內容都進行了很大的改變，修訂實驗教學，很大程度上對驗證性實驗內容進行了減少，加大了綜合性的實驗案例。化工原理實驗又包括傳熱學、體力學等，每個大的實驗項目包含許多的實驗內容。在進行開放式實驗教學時，可以加強學生的實驗能力，并且對學生的“創新能力”和“科學能力”都能得到很大的訓練，達到資源共同利用，提升教學效果和實驗儀器的使用率。

“開放式實驗教學”以及“課堂實驗教學”兩者間的不同就是教學思想和教學方法的不同，后者主要體現了老師的“教導”，以及老師對學生的開導和引導，這種教學方法在我國持續時間久遠，這種傳統的教學制度已經很成熟，而后者則是主導以學生為主，表明學生在學習中的重要性，展示著學生的自主學習的能力以及學生的創新能力培養，但是這種教學方式卻并沒有被延續，甚至在很多地方這種教學理念還比較模糊。開放式實驗教學的教學內容方式眾多，可以有驗證性、設計性等實驗項目[1]。

基于化工原理實驗的開課時間比較晚，與學生之前所學習的實驗學習環境有著很大的差距，化工原理實驗有著很清晰的“工程特性”，實驗在對學生的工程裝置、操作進程等有著引導的作用，同時對學生的分析能力、洞察能力、完成工程的實踐內容等問題上起到了培養的作用，同時使學生的基礎教學向著工程教學起到了連接的作用。基于實驗過程中設置的影響，學生人數至少3～6人一組，有的項目實驗則需要更多的學生進行參與，這樣就導致很多學生沒有了操作實驗的機會，致使這部分學生實驗動手操作能力差，實驗技能會受到影響。然而，另一部分學生則實驗技能得到了很大的提升，對實驗研究更加具有興趣，參與更多的實驗。面對上述情況，開放式實驗研究可以為學生提供一個自主以及個性的實驗學習平臺，開放式實驗的特點，以學生為本，考慮了學生的個性和能力水平，應對不同程度的學生進行不同的實驗內容，這對實驗教學質量有很大的提升，同樣使學生的學習熱情和積極性都得到了很大提升，使得孩子們的學習能力以及創新能力得到很大的提高。

2　開放式化工原理實驗教學的實踐

開放式實驗教學對課程的體制進行了綜合的考慮，使學生的實驗技能得到全面的提高，使教學內容變得科學、合理。基于此，開放式實驗教學內容的形式也是眾多的。在現有的實驗基礎上，不斷地進行開拓和延伸。在最近幾年測定流化床床層壓降和氣速的變化曲線、中空纖維超濾膜分離實驗等很多實驗。這些實驗包括了演示性、驗證性、綜合性以及設計性的實驗。演示性實驗的選材是與生活關聯的設備進行的，比如旋風分離器實驗、20萬t合成氨生產實驗等，驗證性實驗的實驗對象一般都是以基礎實驗進行的，目的是為了學生基礎理論知識、基礎實驗技能的了解，比如流體流動阻力實驗里，“測定流體在湍流情況下，光滑管的摩擦系數（λ）和雷諾準數（Re）的關系曲線圖”就是一個很好的實驗。在不改變流動狀態時，進行了“粗糙管的λ與Re關系曲線的測定”的實驗，同樣進行了與湍流相對應的層流情況下“光滑管的λ與Re的關系曲線測定的實驗，這種不同類型的實驗，使學習生們對于流體流動阻力實驗更加的了解。設計性與綜合性的實驗則是眾多的實驗項目進行聯合，老師給出實驗要求，學會自主進行完成。比如在傳熱實驗里[2]，大綱的要求是測出光滑管和波紋管的總傳熱系數就可以。我們基于對傳熱操作的重視，開展了“測定空氣在圓形光滑管和波紋管中湍流流動時的給熱準數方程式”這兩個實驗。在實驗中，老師要講授對流熱傳的重心就是求算對流傳熱膜系數（α），基于在實驗進程中干擾α的原因很多，因此計算α非常難，現階段運用最多的就是因次分析法把多種因素構成許多無因次準數，在利用實驗確認這些系數間的關系，就可以得出許多的α方程式。在對實驗項目的不斷開拓下，讓學生了解實驗的重要性。

3　結語

“開放式實驗教學”是以學生為主，表明學生在學習中的重要性，展示著學生的自主學習能力以及學生的創新能力培養，但是這種教學方式并沒有被延續，甚至在很多地方這種教學理念還比較模糊。開放式實驗教學的教學內容方式眾多，可以有驗證性、設計性等實驗項目。

[1] 胡秀英，鄭純智.開放式化工原理實驗教學模式研究[J].實驗科學與技術，2011，（01）：111-113.

[2] 袁志國，劉有智，李同川.化工原理實驗開放式教學探索與實踐[J].廣東化工，2011，（03）：207-208.

Open Chemical Engineering Experiment Teaching Model

Li Peng

As a new teaching mode，open experimental teaching research in China is currently in the exploratory stage.The implementation of open experimental teaching can provide a platform for the development of students' creativity，the same quality of teaching is a kind of experiment to enhance and strengthen the students their potential to continue to play.Here，we based chemical principle[][]experiments Open Experimental Teaching of the platform，the experimental content open set，discusses the principles of open chemical experiment teaching practice.

opening experiment；to innovation；Scientific Literacy

TQ0-4

A

1003-6490（2016）03-0141-01

2016-03-18

李鵬（1987—），男，天津人，助理實驗師，主要從事現代儀器分析實驗教學、儀器設備與庫房的管理工作。