地方應用型高水平大學化工原理實驗教學的研究

崔秀云　詹益民　佘啟明

【摘 要】創建地方應用型高水平大學，需要加強應用型課程的建設，著力培養學生的實踐能力和創新能力?；ぴ韺嶒炇腔ゎ悓I學生工程實踐能力的重要基礎課程。本文以黃山學院為例，從提高學生主動學習能力的角度，在教學設計、教學過程、考核方式等方面對化工原理實驗教學的改革進行探討。

【關鍵詞】應用型；化工原理實驗；工藝流程；教學研究

【Abstract】Create a local application oriented high level university， the need to strengthen the construction of application oriented curriculum， to cultivate students' practice ability and innovation ability. The experiment of chemical engineering principle is an important basic course of chemical engineering students' engineering practice ability. Taking Huangshan University as an example， from the perspective of improving students' active learning ability， to reform the experimental teaching of chemical engineering principle in teaching design， teaching process and evaluation methods of.

【Key words】Application； Chemical engineering principles； Technological process； Teaching research

2014年7月，黃山學院被安徽省教育廳、財政廳確定為地方應用型高水平大學建設單位。圍繞學校的辦學定位，化學化工學院的人才培養目標是高素質應用型、技能型人才，為達成這一目標必須加強應用型課程的建設，著力培養學生的實踐能力和創造能力?；ぴ韺嶒灲虒W對于工科學生工程素養及創新能力的培養具有重要作用。[1]化工原理實驗同基礎化學實驗課程不同，具有明顯的工程特點。[2]化工原理實驗課作為化工原理課程體系中的重要教學環節，基本任務是使學生深入理解并鞏固化工原理課程的基本內容和理論，掌握一定的實際操作技能，鍛煉解決工程實際問題的能力，并通過對實驗現象和過程數據的觀察、采集、處理、分析、討論，鍛煉獨立思考和解決工程問題的能力。[2，3] 化工原理實驗是我?；瘜W化工學院化學工程與工藝、應用化學、制藥工程和材料科學與工程專業學生工程實踐能力的重要基礎課程。本文為提高學生工程實踐能力和創新意識，就化工原理實驗的教學進行探討。

1 本院化工原理實驗課程概況

本院化工原理實驗共有36學時，其中理論課3學時，實踐33學時。理論課主要將化工原理實驗與其他基礎實驗課的區別介紹清楚，介紹化工原理預習實驗要求，操作要求，安全要求和實驗報告要求，化工原理裝置控制軟件和數據處理軟件的使用。

實踐實驗包括10個，其中包括流體流動阻力的測定，離心泵特性曲線的測定，水蒸汽給熱系數的測定，洞道干燥實驗，液-液萃取實驗，填料塔吸收體積系數的測定，恒壓過濾實驗，板式塔（填料塔）精餾實驗，流化床干燥實驗，膜分離實驗。每個實驗均有6套設備，均為浙江中控設備有限公司生產。

2 培養學生主動學習的能力

2.1 學生分組

化工原理實驗所用設備體積龐大，占地面積廣，很難做到一人一套實驗設備。[4]因此我們將學生可以分為12人一大組，每2-3人一套設備。以確保每位同學都能有動手的機會，同時還培養工程操作中的團隊精神。

2.2 課前預習

學生可以通過預習分析實驗原理、實驗裝置、設計實驗步驟，真正地理解實驗，做到脫離實驗教材順利做實驗，以備在實驗中發現異常現象，檢驗數據的合理性，提高實驗效果，增強學生的設計能力。[5]因此課前預習非常重要。以吸收實驗為例，學生應熟悉實驗采用水吸收空氣和二氧化碳混合氣體中的二氧化碳，在進塔混合氣體流量和組成均不變的情況下，通過加大水量，測定進出塔氣體組成。學生應掌握吸收的原理、應熟悉隨著水量的加大，吸收效果會越來越好，出塔氣體組成會隨著水量的加大而減小。學生還應熟悉流程圖中的各個設備。對本實驗要采集的原始數據，如空氣的溫度、吸收劑水的溫度、混合氣體的流量和單位、吸收劑水的流量、進塔氣體組成、出塔氣體組成，進行列表。水流量由0.3m3/h增加到0.4m3/h，再增加到0.5m3/h。

2.3 熟悉工藝流程，提問并講解

工藝流程的熟悉可以有助于學生了解和掌握實驗中可能遇到的安全隱患和處理方法，而且在熟悉工藝的過程中通過提問激發學生思考問題的能力。讓學生從理清化工原理管路開始學習工藝流程的控制，為以后走上工作崗位，熟悉車間流程、設計車間流程打下較好的基礎。以吸收實驗為例，學生對吸收實驗工藝流程分析完后，以提問的形式開始詳細講解，比如混合罐的作用是什么？混合氣體沿著哪條管道從塔的哪里進入吸收塔，又從塔的哪里出吸收塔？氣體進塔前的管道為什么設置成倒U型結構？水從哪里進入吸收塔，又從哪里出吸收塔？液封的作用是什么？液封旁邊的兩個閥門該怎樣控制？出塔氣體的閥門為什么不能全開？通過這些問題的提問和解答將整個的吸收裝置的每一條管路介紹清楚。

2.4 動手操作和數據處理

為培養學生主動學習的能力，教師對實驗的每一個項目只強調該實驗項目存在的安全隱患和實驗過程中應該注意的問題，讓學生在操作中發現問題，提出問題并解決問題。以吸收實驗為例，操作前教師講解鋼瓶的使用和需要注意的問題，以免發生危險，還需講解塔底液封的安全性。在實驗過程中學生按照預習過程中自己設計的實驗步驟進行操作，手動調節氣體流量和液體流量，學習各種閥門的調節。當學生在操作過程中遇到問題，應讓學生先自己思考，試著自己解決問題。若實驗中沒有問題出現，可以制造些實驗故障讓學生解決。如把出塔氣體閥門開大，學生在使用氣相色譜測定二氧化碳含量時有可能測定不出來，讓學生自己解決問題。實驗過程中學生根據預習設計在一定范圍內采集數據。實驗結束后，學生采用數據處理軟件進行數據分析，得出實驗圖表進行分析。特別要求學生找出實驗結果數據中變化的規律。

3 化工原理實驗考核

化工原理實驗總成績包括提問成績占20%，操作成績占40%，實驗報告成績占40%。

提問成績是在講解過程中根據每位學生的回答情況給出相應的分數。

操作成績是根據每位學生在實驗過程中的實際操作能力和組員相互間的合作能力。

實驗報告要求：每個實驗主要包括8項內容，一是，實驗目的；二是，實驗原理；三是，實驗裝置，要求必須手繪，不得打印粘貼；四是，實驗步驟，要求必須按照實驗實際操作步驟寫；五是，粘貼實驗表格和圖；六是，計算示例；七是，實驗結果分析與討論；八是，思考題。這八項內容整體考察學生對裝置實驗的掌握程度、繪圖能力以及數據處理能力，缺一不可。

4 總結

對于工程實踐性特點明顯的化工原理實驗課程的教學，直接關系到學生主動學習和實踐能力的培養，是學生將來從事相關工作的工程技能基礎，我們應不斷地優化教學方法，提高學生的學習主動性，加強對化工設備、管路流程的掌握能力，對實驗數據的分析處理能力，以及化工軟件的使用能力，為我國化工行業培養一批優秀專業技術人才。

【參考文獻】

[1]易均輝，莫惠媚，李燕.高校轉型期化工原理實驗教學改革探討[J].山東化工，2017，46（5）：135.

[2]白凈，高健，任珂，等.五步教學法提高化工原理實驗課程教學質量[J].化工高等教育，2015（6）：67-71.

[3]吳洪特，于兵川.《化工原理實驗》“三層一線”教學體系構建[J].長江大學學報（自然科學版），2009，7（3）：393-396.

[4]劉建軍，徐向陽，馮慶華，等.以精餾為例探索化工原理實驗教學中如何讓提高學生的自主能力[J].高校實驗室工作研究，2015（9）：30-32.

[5]吳彩金，楊勇，胡濤.化工原理實驗預習方法探討[J].實驗技術與管理，2015，32（7：）：210-212.