基于專業認證引領下的化工原理實驗教學改革

朱兆友　馬藝心　于聰　王英龍

摘要：化工原理實驗是化學工程與工藝等工科專業培養學生的創新思維和實踐能力的重要環節。基于專業認證的能力要求，進行化工原理實驗教學改革，完善實驗教學大綱和充實實驗項目內容，建設實驗教學網站，探索科學的考評系統，建立化工原理實驗教學新體系，全面提高動手能力、分析解決問題的能力、工程能力和創新能力等。

關鍵詞：化工原理實驗教學改革；教學新體系；教學網站；工程能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）10-0273-02

開展工程教育專業認證是規范我國高等學校工程教育專業、提高工程教育質量的重要舉措。青島科技大學化學工程與工藝專業于2013年10月接受并通過了工程教育專業認證，作為化工專業本科生的骨干課程與重要的工程實踐能力培養環節，化工原理實驗受到專家組的充分肯定與高度重視。針對實驗過程中普遍存在的學生主動性不高、學習興趣不濃、動手能力不強、依賴教師程度高、創新能力和獨立實驗能力差的現象，結合工程教育專業認證10條標準要求，對實驗課程的實驗項目、實驗內容、教學方法、學生實驗操作、實驗報告、考核方法等，要求對照認證標準10條要求，對實驗教學體系進一步充實完善，構建新的教學體系。

一、基于專業認證的能力要求，完善實驗教學大綱和充實實驗項目內容

化工原理實驗是一門工程實驗課程，主要研究化工生產中的工程技術問題，其實驗設備和操作流程接近于工業生產實際情況[1]。化工原理實驗是學生初次接觸工程裝置，如何上好實驗課，講解哪些內容，這是實驗指導老師必須認真思考的問題[2-3]。我校在實驗教學改革中不斷改進教學大綱體系，采用理論與實踐相結合的方法，循序漸進地培養學生解決實際問題的能力，全面提高學生的綜合能力，持續培養優質人才，有效發揮實驗教學示范中心作用，推動國家級實驗教學示范中心向更高水平發展。

化工原理中過濾、萃取、蒸發在工業上也是重要的單元操作，為提高學生的綜合能力，促進實驗教學與工程實際相結合。項目組成員前往華東理工大學、天津大學等高校進行了學術交流，學習了其先進的實驗教學方法和思想觀念。搜集了關于實驗教學改革的相關資料，從高校教學工作的整體出發，處理好理論講授與實踐訓練的結合、教學與科研的結合，將實驗室建設與實驗課程體系建設有機結合起來。將工程實踐問題融入教學實踐，增加了關于過濾、萃取、蒸發的實驗課程，豐富了實驗教學體系，使之更加有利于提高學生綜合素質。為完善和豐富實驗教學體系，提高學生的實驗興趣、實驗積極性以及動手操作能力，在現有化工原理實驗課時的基礎上，結合學校的整體教學工作和教學進度安排情況，適當地增加化工原理實驗課時，并安排關于過濾、萃取、蒸發的實驗。并在課余時間開放化工原理實驗室，由學生提前預約實驗時間，在遵守實驗室安全制度和相關老師負責監督指導的前提下完成實驗。

項目基于專業認證的能力要求，以實際工程中的精餾單元操作為主導，構建實驗教學新大綱，將傳統化工原理實驗內容中物理量的測量、流體力學實驗、傳熱實驗、換熱器傳熱系數測定、管路設計與安裝實驗、精餾綜合實驗有機結合，循序漸進地培養學生的理論知識與實踐結合的能力和解決實際工程問題能力，完善實驗教學大綱并充實實驗項目內容，加強化工單元過程基本理論的考核指標，形成一套完整的教學大綱體系。該體系將實驗教學規范化、模式化，建立了理論知識與專業認證所要求的10種能力之間的支撐度關聯矩陣，明確了每個實驗的教學目的，以堅實的理論基礎做后盾，對實踐教學發揮有效的指導作用。

二、實驗教學網站的建成與利用

隨著網絡技術和計算機的高速發展，信息化給化學實驗教學帶來了新挑戰，主要表現在教學的方式、實驗的方式、實驗的內容、實驗的結果、實驗儀器及輔助設備等諸多方面。實驗教學網站建設旨在引導學生掌握基本實驗技能和方法，通過具體實驗設計及其過程，充分體會實驗與其所學各科的結合和應用，從而激發學生的學習興趣和實踐動手能力，培養學生的創新意識和創新能力。實驗中心建設要運用科學的實驗管理理念，使用先進的教學方法，采用現代化的信息技術等手段來提高實驗教學水平和擴大實驗中心影響，因此，實驗中心網站建設成為了實驗中心建設的一個重要環節[4-6]。

建設網站基本原則如下：（1）實現有形網絡體系和無形網絡體系的有機結合，利用管理思想與技術相融合的理念，把實驗中心網站建設成最先進的計算機教學網絡技術平臺。（2）提供信息量大、內容豐富的教學內容以滿足不同級別、不同層次學生的需要以及個別化學習的需要。（3）實驗中心網站主要是為化工原理實驗教學服務，目的在于提高學生的學習興趣，培養學生的創新意識，提高學生的動手實踐能力。（4）運用模塊化能大大提高系統的可管理性和可維護性，既方便管理和維護，又能使網站導航清晰明確，方便訪問者操作[7]。（5）要把網站運行過程中平穩運行問題、系統和信息安全問題也納入管理基本原則。

以實際工程中的精餾單元操作為主導，設置實驗室實驗裝置的仿真實驗軟件，以一種可視化、動態化、間接接觸化的方式培養學生的理論知識與實踐結合的能力和解決實際工程問題能力。這樣傳統古板、枯燥、抽象的被動學習立馬轉換成靈活、有趣、生動的主動學習，大大激發了學生的積極性和行動力，提高了學生面對實驗中出現的問題的主動執行力。

總之，優秀的實驗教學大綱、實驗項目內容，豐富的教學資源，可以激發學生學習的主觀能動性。以課程教學引導學生學習，提高學生自主學習意識，理解和掌握化工原理理論知識；以實驗教學鍛煉和提高學生的實踐操作能力。堅持在專業認證的指導下，采用理論與實踐相結合的教學方法，穩步漸進地提高學生的綜合水平。在理論教學方面，教師對實驗的原理進行透徹分析的同時，激發學生求知欲，讓學生積極主動地對現有實驗提出自己的見解，此外，講解實驗儀器和設備的構造，使學生在更深層次上提高實驗技能；在實驗教學方面，從學生的實踐動手能力到數據分析處理能力，都緊扣專業認證的思想，嚴格對學生進行專業化培養，從而提升學生的工程意識、工程能力、創新能力、實踐能力、科研能力等綜合素質，以提高學生的就業競爭能力。

參考文獻：

[1]龍能兵，舒杰，李天華，董友仁.分層次、自選式“化工原理實驗”教學模式研究[J].寧波大學學報：教育科學版，2017，（02）：114-117.

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[3]顧曉利.“化工原理”教學應重視工程觀念的培養[J].中國林業教育，2008，（04）：42-44+24.

[4]張妙瑜.電子實驗中心網站建設與教學信息化進程[J].陜西師范大學學報：自然科學版，2007，（S2）：193-194.

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[7]陳凱，王漢兵，劉輝宇，徐友青.基于多虛擬平臺的計算機網絡綜合實驗教學系統設計[J].現代教育技術，2015，（07）：107-112.