化工原理實踐教學提高學生綜合素質的探索與思考

郭玉高 劉秀軍 盧素敏 管山 張慶印

作者簡介：郭玉高（1976-），男，漢族，河北文安人，天津工業大學副教授，博士，研究方向：化學工程。

摘要：為適應培養化工專業應用型人才的大趨勢，對化工原理課程的實踐教學存在的問題進行了總結，并有針對性的從授課方式、仿真配套、綜合實驗、設計過程、成果形式、展現方式、評價手段等多方面提出解決方案，提高學生包括積極動手、自主思考、設計能力、展現自我等在內的多方面綜合素質。

關鍵詞：化工原理；實踐教學；綜合素質

中圖分類號：TQ0-4文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2016）10-0109-01

化工原理課程是化工與制藥類、環境與安全類、輕工紡織食品類及其相近專業培養體系中非常重要的一門技術基礎課，其理論授課、實驗教學、課程設計等三個教學環節相輔相成，理論課起到了夯實基礎知識、深化理論認知的作用，由實驗教學和課程設計兩個環節構成的實踐教學部分是對理論課的印證與豐富。而目前由于諸多影響因素的限制，使得大學生“就業難”成為一種常態，與之相對應的則是用人單位的“用工荒”，產生“用工荒”撞上“就業難”局面的原因之一就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，要求具有承上啟下作用的化工原理實踐課程不僅要傳授學生相關設備的工作原理及結構，而且要提高學生動手能力、自主思考、展現自我等多方面的綜合素質。

一、化工原理實踐教學存在的問題

（一）驗證性實驗，缺乏主動思考

由于歷史原因，化工原理實驗均以驗證性實驗為主，學生照本宣科的按照實驗教材進行預習、寫預習報告、課堂上進行實驗操作、課后完成實驗數據處理和實驗報告，最后教師給出評價即可完成實驗。由于實驗目的、意義、原理、儀器設備等都已明確給出，學生失去了深入思考的興趣；而實驗數據處理和實驗報告的撰寫是在課下完成，缺少了有效的監督，學生也就減少了能動的思考，師生缺乏了交流與溝通，使實驗效果大打折扣。

（二）設備套數少，實驗效果參差不齊

由于空間和資金限制，實驗設備的臺套數往往不能滿足每個同學都有均等的動手參與實驗過程的機會，同學的實驗分工不同，加上個別同學具有偷懶的想法，導致實際訓練內容和實驗效果會不盡如人意。

（三）學生成績考核存在困難

本科生標準班為每班30人，即便是我們分成兩個大組進行實驗，由2名實驗教師同時指導學生實驗，但由于每名學生在實驗過程出現的問題千差萬別，每位教師的精力是有限的，在課堂上要對每一名學生進行客觀公正的評價不現實，往往根據實驗報告給出最終成績，導致部分學生缺乏上課動力。

（四）課程設計內容缺乏變化

從目前各高校的設計題目來看，無外乎是精餾塔、吸收塔、換熱器和蒸發器等幾種常見工業設備的設計，各專業學生設計題目也是大同小異。有些題目相近的學生組只是部分同學進行了設計計算和設備選型，其他同學則會選擇抄近路了；更有甚者，有些學生會在互聯網上搜索相近的設計文件進行修改甚者抄襲，這不可能起到培養學生工程設計能力和提高綜合素質的作用。

二、化工原理實踐教學改革措施

（一）實驗講解，巧用動畫

將生動逼真的動畫素材貫穿于所有單元操作實驗教學，充分展示化工設備及其操作過程。使復雜的化工裝置結構及原理直觀化，學生理解更為深刻，既增加了學生的學習興趣，也提高了實驗教學的效果。

（二）仿真配套，虛實結合

通過自編或購置的虛擬實驗軟件對學生進入實驗室前進行訓練，虛擬實驗包括認識儀表、操作規程、實驗操作。由于虛擬實驗的裝置圖像、操作結果和數據均來自于真實的實驗，能更好的配合現有的實驗操作過程，實現虛擬化工實驗與實驗實際操作有機結合，使同學們的操作效率更高，有更多機會動手進行實驗操作、研究實驗和深入討論，提高學生自主動手、自發思考和團結協作的綜合素質，同時，也能在一定程度上解決實驗設備緊張的問題。

（三）重視過程，量化考核

為全面反映學生的實驗技能，對實驗成績的考核，我們在小班教學的基礎上采取分項記分的方式，實驗成績分別從實驗預習情況、實驗操作、回答問題、實驗結果、實驗報告等幾個方面綜合評定實驗課成績，實現“過程結果并重”。實驗預習部分要抓住重點，格式上體現“精、簡”，預習成績占實驗成績的20%。實驗操作是學生動手能力的真實體現，在實驗成績考核中占有較大的比重，為40%。實驗報告根據不同內容撰寫實驗報告或小論文。使學生從寫作能力、綜合應用知識能力和科研能力等各方面獲得訓練。

（四）綜合實驗，多面發展

設立精餾綜合實驗，讓學生在既定范圍內自主選擇實驗體系、分離條件、測定方法等關鍵步驟以及如何實現安全實驗，使其了解化工設計實驗的基本過程、培養動手能力和操作技能、樹立安全意識、提高分析問題和解決問題的能力，對調動學生的主動性及創新意識起到了積極作用，收到了較好的教學效果。

（五）強化設計，提高效果

課程設計是一個總結性的教學環節，在化工原理課程設計中，我們除了強調豐富選題內容和方式、培訓指導教師等應對策略外，還從設計單位聘請有經驗的高級設計工程師為同學授課和解惑，并鼓勵學生使用計算機輔助軟件（如AutoCAD、Aspen Plus，ProⅡ等），使學生感到他們的工作既具有挑戰，也有的放矢，設計出自己獨特的作品，并以課程答辯的形式來展示自己的設計思路。

三、結論

化工原理實踐教學在本科院校人才培養的重要性毋庸置疑，因此，我們從授課方式、仿真配套、綜合實驗、設計過程、成果形式、展現方式、評價手段等多方面提出解決方案，全方位提高學生的綜合素質。

（作者單位：天津工業大學環境與化學工程學院）

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