理科化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究及其探索

王衛(wèi)兵(運(yùn)城學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系，山西 運(yùn)城 044000)

1 引言

化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)的重要組成部分。作為一門獨(dú)立的專業(yè)實(shí)踐課程，化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、材料化學(xué)等專業(yè)必修的一門專業(yè)核心課，主要讓學(xué)生掌握三傳一反的基本理論、掌握常見的化工設(shè)備儀器的使用方法與技能為主要教學(xué)目標(biāo)[1-2]。化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是理科化學(xué)類專業(yè)人才培養(yǎng)方案中重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)對(duì)象是化工設(shè)備中常出現(xiàn)的的工程技術(shù)問(wèn)題，設(shè)計(jì)的變量較多，而且實(shí)驗(yàn)方法和數(shù)據(jù)處理也比較特殊。除了采用正交設(shè)計(jì)和均勻設(shè)計(jì)等試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法來(lái)減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)外，有時(shí)還需要采用數(shù)學(xué)模型法或量綱分析法等工程研究方法對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)化[3-4]。

2 國(guó)內(nèi)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

2.1 目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍存在的問(wèn)題

由于許多地方院校實(shí)驗(yàn)條件有限，化工實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量不多，每套實(shí)驗(yàn)設(shè)備人數(shù)較多。因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中只能采用老師先講解然后學(xué)生分組大循環(huán)，老師巡視解決問(wèn)題。 許多學(xué)生化工實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容過(guò)于簡(jiǎn)單，寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，只是把記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，沒有很好地運(yùn)用所學(xué)的原理對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理的解釋，大部分沒有寫實(shí)驗(yàn)結(jié)論。化工儀器設(shè)備大部分是離心泵與管路，許多院校對(duì)這些設(shè)備缺乏必要的維護(hù)與管理，導(dǎo)致這些設(shè)備在使用中常常容易出現(xiàn)故障。

目前學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的比重較低。在理科的化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，有普遍的重理論而輕實(shí)踐的現(xiàn)象。就各大高校所選做的項(xiàng)目來(lái)講，多數(shù)為國(guó)際前沿的科研項(xiàng)目或?qū)嶒?yàn)儀器昂貴的項(xiàng)目。

2.2 存在問(wèn)題的分析

化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)這門課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。對(duì)于理科學(xué)習(xí)化工技術(shù)的學(xué)生來(lái)講，是有別于工科學(xué)生。工科院校的培養(yǎng)目標(biāo)主要是培養(yǎng)操作性較強(qiáng)的工程技術(shù)人員；理科院校的培養(yǎng)目標(biāo)不僅是掌握基本理論知識(shí)，而且還注重于理論與實(shí)踐的結(jié)合。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，仍有一些學(xué)生盡管提前預(yù)習(xí)過(guò)了，但面對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)會(huì)手足無(wú)措，更多的學(xué)生會(huì)把實(shí)驗(yàn)當(dāng)做是一件枯燥無(wú)味的任務(wù)來(lái)做，而對(duì)實(shí)驗(yàn)操作和原理不求甚解。這些其實(shí)都是學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)化工實(shí)驗(yàn)課程的不了解所導(dǎo)致的，除了學(xué)生方面，在學(xué)校的硬件設(shè)施方面也存在一些問(wèn)題，國(guó)內(nèi)各大高校并不能做到開設(shè)大綱要求的所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

3 運(yùn)城學(xué)院化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍存在的問(wèn)題及改革措施

3.1 存在的問(wèn)題及分析

運(yùn)城學(xué)院化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室所開設(shè)項(xiàng)目相對(duì)不多。由于學(xué)院化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備較少，目前共開設(shè)有十個(gè)項(xiàng)目。分別是：離心泵實(shí)驗(yàn)；液-液熱交換實(shí)驗(yàn)；板式塔實(shí)驗(yàn)；伯努利實(shí)驗(yàn)；連續(xù)精餾實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)、間歇精餾實(shí)驗(yàn)、裸管實(shí)驗(yàn)、停留時(shí)間分布實(shí)驗(yàn)、管路阻力實(shí)驗(yàn)。相對(duì)于其他大型院校來(lái)說(shuō)，學(xué)院化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室所開設(shè)的項(xiàng)目不多，而且實(shí)驗(yàn)設(shè)備規(guī)模過(guò)小，會(huì)造成學(xué)生對(duì)其他實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目理論與實(shí)際操作比較生疏，在每年的全國(guó)化工實(shí)驗(yàn)大賽和繼續(xù)深造過(guò)程中，競(jìng)爭(zhēng)力會(huì)比其他院校有所遜色。

由于實(shí)驗(yàn)儀器資金投入相對(duì)不足，現(xiàn)有的大型儀器設(shè)備缺少專業(yè)的保養(yǎng)，檢修困難。儀器設(shè)施的保障是實(shí)驗(yàn)課程理論應(yīng)用于實(shí)際的基礎(chǔ)，陳舊的設(shè)備會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)結(jié)果存在的偏差變大，儀器缺少保養(yǎng)和檢修在影響教學(xué)的同時(shí)，也會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)人員產(chǎn)生一定的危險(xiǎn)。

化工實(shí)驗(yàn)沒有使用合適的正規(guī)實(shí)驗(yàn)教材。由于全國(guó)各出版社所出版的實(shí)驗(yàn)教材與所購(gòu)買的儀器不匹配，目前所使用的授課教材是化工教研室自編的實(shí)驗(yàn)講義。

無(wú)生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這一點(diǎn)也是國(guó)內(nèi)各大理科院校存在的通病。通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的培訓(xùn)，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣；使學(xué)生了解常見的大型化工設(shè)備的結(jié)構(gòu)與形貌；有助于學(xué)生了解主要的工藝參數(shù)的自動(dòng)化控制情況；能使學(xué)生更好地訓(xùn)練職業(yè)崗位所需要的各種生產(chǎn)技能與技術(shù)。

3.2 化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)改革具體方案和目標(biāo)

針對(duì)上述問(wèn)題，提出了四點(diǎn)改革措施的方案以供參考。具體如下：

(1) 參照我國(guó)其他院校課程改革后所開設(shè)的項(xiàng)目，以及本地企業(yè)的發(fā)展需要來(lái)增設(shè)學(xué)院化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，著重培養(yǎng)當(dāng)?shù)仄髽I(yè)單位所缺少的和國(guó)家急需的專業(yè)型人才，加強(qiáng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)方面的學(xué)習(xí)力度。

(2)根據(jù)新開設(shè)的項(xiàng)目來(lái)引進(jìn)新的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，對(duì)原有的設(shè)備進(jìn)行維修和替換。堅(jiān)決杜絕在試驗(yàn)中可能引發(fā)的非人為隱患，在資金允許的情況下最好能做到定期的更換和保養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)建立儀器設(shè)備使用和維修保養(yǎng)方面的規(guī)章制度。

(3)根據(jù)現(xiàn)有的儀器設(shè)備說(shuō)明書與實(shí)驗(yàn)講義，化工教研室組織教師編寫一部適合的化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教材。對(duì)于自己所編寫的教材，學(xué)院的老師及學(xué)生可以更好掌握其中的知識(shí)和重點(diǎn)，大大加強(qiáng)所學(xué)知識(shí)的牢固程度，并且教師在授課方面也會(huì)輕松很多，此外也可以參考其他各院校化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的開設(shè)情況及所選用的教材。

(4)在學(xué)院的化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程中增加生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目。生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)主要的目的就是培養(yǎng)定向人才，這一點(diǎn)與第一條的觀念不謀而合。生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目主要培養(yǎng)的是人才的隱性知識(shí)，包括一些工作經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作能力，突發(fā)事件應(yīng)變能力以及社會(huì)中的人際交往能力等[5]。建議學(xué)院對(duì)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行開放，要求每個(gè)化學(xué)類專業(yè)的學(xué)生在完成本學(xué)年的學(xué)習(xí)之前必須自主設(shè)計(jì)完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。

4 結(jié)論

隨著我國(guó)國(guó)力的日益強(qiáng)大，作為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)支柱—化工產(chǎn)業(yè)也在穩(wěn)步興旺，逐漸追趕上了國(guó)際水平。但是由于中國(guó)的發(fā)展較晚以及地區(qū)發(fā)展不平均等其他一些原因，國(guó)家的化工生產(chǎn)水平與國(guó)際還有一定的差距[6]。目前全國(guó)范圍內(nèi)的高校都在進(jìn)行著化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革，化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程項(xiàng)目旨在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維，開發(fā)學(xué)生的研究能力和自主創(chuàng)新能力[7]。

在改革過(guò)程中，學(xué)校應(yīng)以學(xué)生為中心，來(lái)進(jìn)行教學(xué)硬件、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段以及考核方法上的改革。在改革完成之后，化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)當(dāng)具有綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性三個(gè)方面的特點(diǎn)。在近幾年的發(fā)展中，學(xué)院的化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目改革已經(jīng)取得了很多成果，相信在今后的日子里，學(xué)院將進(jìn)一步完善在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教材建設(shè)等各方面的改革，將化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成為學(xué)院的優(yōu)秀教學(xué)資源，讓全校師生共享化工基礎(chǔ)知識(shí)的大平臺(tái)。