三個 “三分之一”構(gòu)筑化工專業(yè)實驗教學(xué)體系
——以黔南民族師范學(xué)院為例

張杰，路小彬，代紅鏡，徐平，邢焰，鄒洪濤

（1.黔南民族師范學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院，貴州 都勻 558000；2.貴州省普通高等學(xué)校磷石膏綜合利用工程研究中心，貴州 都勻 558000）

當(dāng)前實驗教學(xué)改革的方向是培養(yǎng)學(xué)生新工科背景下的核心素養(yǎng)以及虛擬仿真實驗教學(xué)的手段運用［1-3］。黔南民族師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院作為地方師范類院校，高度重視實驗教學(xué)，始終把實驗教學(xué)改革作為學(xué)校教育教學(xué)改革的重點內(nèi)容之一。以貴州省實驗教學(xué)示范中心為平臺，經(jīng)過這幾年的探索，構(gòu)建 “系統(tǒng)化，三結(jié)合、三個三分之一”為主線的三維實驗教學(xué)課程體系，緊緊抓住能力培養(yǎng)這個核心，注重學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新精神及創(chuàng)新能力培養(yǎng)的現(xiàn)代實驗教學(xué)理念和實驗教學(xué)新模式。

1 實驗項目設(shè)置原則

實驗項目是工程實踐能力、創(chuàng)新精神及創(chuàng)新能力培養(yǎng)的中心載體，因此實驗項目設(shè)置合理與否，設(shè)置的科學(xué)與否，設(shè)置的系統(tǒng)與否直接關(guān)系到實驗教學(xué)的成效，關(guān)系到我們的人才培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度。

1.1 實驗項目設(shè)置要結(jié)合國家教育部教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

《化工類國家教育部教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》是化工類專業(yè)人才培養(yǎng)指導(dǎo)類文件，也是化工類人才培養(yǎng)的質(zhì)量保障體系，更是化工類專業(yè)人才培養(yǎng)的規(guī)范類文件，各個高校化工類專業(yè)人才培養(yǎng)都應(yīng)該遵循的最低標(biāo)準(zhǔn)。因此實驗項目設(shè)置要結(jié)合 《化工類國家教育部教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的人才培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用物理、數(shù)學(xué)、化學(xué)的基本原理和有關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決復(fù)雜的工程應(yīng)用問題［4］。

1.2 實驗項目設(shè)置要結(jié)合人才培養(yǎng)的目標(biāo)

黔南民族師范學(xué)院化工專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是立足貴州，面向全國，服務(wù)于民族文化傳承和創(chuàng)新，服務(wù)于地方經(jīng)濟社會和化工行業(yè)發(fā)展。培養(yǎng)掌握化工過程及裝備的基本原理和規(guī)律，具備新產(chǎn)品開發(fā)、工藝過程與設(shè)備設(shè)計、系統(tǒng)優(yōu)化、生產(chǎn)管理和科學(xué)研究的能力，具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識和較強的實踐能力，能在化工、能源、環(huán)保、材料以及生物等相關(guān)領(lǐng)域從事生產(chǎn)運行與技術(shù)管理、工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、科學(xué)研究等工作的高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才。結(jié)合培養(yǎng)目標(biāo)我們設(shè)置了對應(yīng)化工3D仿真實訓(xùn)，化工設(shè)備3D仿真拆裝，精餾設(shè)計及運行，磷尾礦處理綜合設(shè)計等，主要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，科學(xué)思維及工程實踐能力，這些項目的設(shè)置充分的體系了化工專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合的地方經(jīng)濟主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)磷化工的人才培養(yǎng)目標(biāo)［5］。

1.3 實驗項目設(shè)置要結(jié)合人才培養(yǎng)的特色

人才培養(yǎng)既要具有普適性，每個學(xué)校也要有的人才培養(yǎng)的特色。走特色培養(yǎng)道路是專業(yè)發(fā)展的必然趨勢。黔南民族師范學(xué)院化工專業(yè)人才培養(yǎng)要突出磷化工的專業(yè)特色，而在實驗項目是突出磷化工特色人才培養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此化工專業(yè)實驗項目設(shè)置上更應(yīng)該突出磷化工這一特色。為了充分對接地方經(jīng)濟的社會需求，將教師的磷化工相關(guān)的最新研究成果設(shè)置為實驗項目。我們設(shè)計了磷尾礦處理綜合設(shè)計實驗，磷石膏在聚丙烯材料的應(yīng)用，聚合物基磷石膏混凝土的制備等項目，充分的體現(xiàn)了本專業(yè)的磷化工特色［6］。

2 實驗項目設(shè)置系統(tǒng)性

2.1 實驗教學(xué)目標(biāo)與人才培養(yǎng)方案的目標(biāo)相統(tǒng)一

在人才培養(yǎng)目標(biāo)確定后，就應(yīng)該有若干課程體系來細(xì)分人才培養(yǎng)的目標(biāo)，哪些課程培養(yǎng)什么人才培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)該是一一對應(yīng)的關(guān)系。而實驗教學(xué)的目標(biāo)是人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要組成部分，因此要系統(tǒng)的考慮每個實驗項目對人才培養(yǎng)目標(biāo)的貢獻(xiàn)以及人才培養(yǎng)目標(biāo)的鍥合度。將實驗教學(xué)目標(biāo)與人才培養(yǎng)目標(biāo)放在一起統(tǒng)籌考慮，最大化的實驗教學(xué)的初衷。

2.2 學(xué)生發(fā)展能力與教師業(yè)務(wù)拓展相統(tǒng)一

實驗教學(xué)的目標(biāo)就是培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力，創(chuàng)新思維能力及解決問題能力，這與學(xué)生的今后發(fā)展是密切相關(guān)的。而教師的教學(xué)科研是教師成長，業(yè)務(wù)拓展的重要內(nèi)容。在學(xué)校有限的資源的條件下，將學(xué)生能力發(fā)展與教師業(yè)務(wù)拓展相統(tǒng)一是當(dāng)前學(xué)校發(fā)展的重要思路，也是教學(xué)和科研相互兼顧的重要舉措。因此在學(xué)生能力發(fā)展培養(yǎng)上，要和教師的教學(xué)科研投入結(jié)合起來，形成相輔相成的統(tǒng)一性。

2.3 實驗水平和學(xué)科發(fā)展相統(tǒng)一

目前學(xué)校將化學(xué)學(xué)科作為校級一流學(xué)科來建設(shè)，投入了將近800萬來建設(shè)師資隊伍，實訓(xùn)平臺搭建，學(xué)院網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)，教學(xué)平臺建設(shè)，課程平臺建設(shè)等。學(xué)科發(fā)展有了大幅度的提高。但是目前現(xiàn)有的實驗室的實驗水平還僅停留在20年前的水平，顯然與目前的學(xué)科發(fā)展水平不太適應(yīng)，因此，要提高目前實驗水平，必然現(xiàn)有的加熱方式，還停留在酒精燈加熱，測pH值還在用pH試紙，滴管還在用膠頭滴管，目前大多學(xué)校已經(jīng)采用油浴水浴及更先進更安全的加熱，測pH值用pH計，膠頭滴管采用一次性的等等。因此，實驗室實驗水平要和學(xué)科發(fā)展步調(diào)一致，統(tǒng)籌發(fā)展。

3 三個三分之一設(shè)置實驗項目

實驗項目的設(shè)置核心是培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力，創(chuàng)新思維能力，解決問題的能力。因此要結(jié)合培養(yǎng)方案的培養(yǎng)目標(biāo)來設(shè)置實驗項目［7］。

3.1 第一個三分之一——基礎(chǔ)性實驗

基礎(chǔ)性實驗也就是我們常說的驗證型實驗。主要為知識性實驗，基本操作性實驗。我們這里說的三分之一是指學(xué)時和學(xué)分占總試驗的三分之一。減少原有實驗項目設(shè)置，整合所有專業(yè)實驗項目，把有些實驗項目 （原有的）動畫視頻放到QQ群課下或者理論課一起學(xué)習(xí)。實驗項目要具有代表性及典型性，基本涵蓋四大基礎(chǔ)化學(xué)的實驗內(nèi)容及知識點。

3.2 第二個三分之一——綜合型專業(yè)實驗

現(xiàn)有化工原理、化工儀表等課程的實驗項目，要整合現(xiàn)有實驗項目，挖掘現(xiàn)有實驗項目，向綜合型、應(yīng)用型轉(zhuǎn)變。抓好化工原理實驗競賽平臺。利用現(xiàn)有化工原理課程設(shè)計，向化工原理實驗+企業(yè)項目模式轉(zhuǎn)變，企業(yè)參與到化工設(shè)計，化工教學(xué)中來，抓緊時間做好金工實訓(xùn)平臺，虛擬仿真平臺。目前我校有化工原理3D虛擬仿真實訓(xùn)平臺和化工設(shè)備3D拆裝實訓(xùn)平臺。

3.3 第三個三分之一——創(chuàng)新型、探究性實驗

主要以大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練，大學(xué)生化工設(shè)計大賽，化工車、互聯(lián)網(wǎng)+項目，教師科研項目為載體，大力加強學(xué)生的工程實踐能力和工程思維，創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。充分利用現(xiàn)有大精餾實驗平臺，開放實驗室，教師科研實驗室，貴州省普通高等學(xué)校工程研究中心及重大實驗室。目前我校學(xué)生大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目120多項，其中國家級項目20多項，省級項目100多項，共發(fā)表學(xué)術(shù)論文80多篇。還有很多學(xué)生參加教師的科研項目，學(xué)生的創(chuàng)新思維，創(chuàng)新實訓(xùn)能力得到了大幅度的提高。

4 存在問題

4.1 經(jīng)費投入有待提高

作為師范院校轉(zhuǎn)型的應(yīng)用型專業(yè)，化學(xué)工程與工藝專業(yè)在學(xué)生的基礎(chǔ)教學(xué)設(shè)施，教學(xué)設(shè)備教學(xué)平臺都存在嚴(yán)重不足，目前我校化學(xué)工程與工藝專業(yè)每屆學(xué)生在50人左右，按照教育部的有關(guān)文件規(guī)定，化工原理實驗設(shè)備應(yīng)該4人一套，而目前化工原理實驗室的設(shè)備僅僅一套，并且實驗設(shè)備種類比較基礎(chǔ)，很難滿足新工科背景下的工程教學(xué)要求。另外學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)意識不強，認(rèn)為化工專業(yè)是個燒錢的專業(yè)，加上學(xué)校的辦學(xué)經(jīng)費本身就緊張，這些也限制了對教學(xué)設(shè)施的經(jīng)費投入。因此，對實驗教學(xué)設(shè)備的投入有待加強和提高。

4.2 實驗室實訓(xùn)平臺建設(shè)有待加強

目前學(xué)校有化學(xué)相關(guān)的貴州省教育廳科研平臺6個，貴州省省級教學(xué)示范中心1個，相比于專業(yè)建設(shè)初期，實驗室實訓(xùn)平臺有的大幅度提高，但是實訓(xùn)平臺的水平僅限于實驗水平，與工程技術(shù)結(jié)合緊密的 “工廠式”實訓(xùn)及工程實訓(xùn)平臺相對缺失，與工程教育認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)還相差甚遠(yuǎn)。因此學(xué)院提出了省內(nèi)優(yōu)勢資源共享，與貴州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院簽訂協(xié)議，結(jié)成幫扶對子，加強學(xué)生的工程實訓(xùn)能力培養(yǎng)。另外學(xué)校各方面籌措資金建設(shè)了黔南民族師范學(xué)院實訓(xùn)大樓，這必將提升我校的實驗室實訓(xùn)平臺建設(shè)。

4.3 實驗教學(xué)隊伍有待優(yōu)化

實驗教學(xué)師資隊伍是實驗教學(xué)的主力軍，決定著實驗教學(xué)的水平和質(zhì)量。因此建設(shè)一支高水平的實驗教學(xué)隊伍是非常重要的。目前實驗教師隊伍兼職實驗教學(xué)隊伍，他們主要是從事理論教學(xué)，實驗教學(xué)僅僅是他們工作一部分。另外學(xué)校在全職實驗教學(xué)隊伍的編制上還沒有放開，引進人員主要是理論課教師。目前主要是專職實驗教學(xué)隊伍缺乏，特別是工程師欠缺，要工程師參與設(shè)計實驗項目。

4.4 實驗教學(xué)研究課題偏少

教學(xué)研究是提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段。實驗教學(xué)同樣離開教學(xué)研究。目標(biāo)我校的教學(xué)研究主要針對于課題教學(xué)，而實驗教學(xué)研究相對較少。針對這個現(xiàn)象，筆者這幾年申報的課題主要基于實驗教學(xué)的研究，比如基于廢棄化工設(shè)備的機械實訓(xùn)平臺的構(gòu)建，金工實訓(xùn)平臺搭建等，通過這樣的實驗教學(xué)研究，提高學(xué)生動手能力，思維能力，最終實現(xiàn)工程實踐能力培養(yǎng)。近年來學(xué)校的政策有也鼓勵教師從事實驗教學(xué)研究，目前在實驗教學(xué)隊伍中基本上形成了良好的實驗教學(xué)研究的良好氛圍。

5 結(jié)論

針對我校的化工專業(yè)實驗項目現(xiàn)狀，分析了實驗項目設(shè)置原則，項目設(shè)置是系統(tǒng)工程，提出了三個三分之一構(gòu)筑化工專業(yè)的實驗教學(xué)體系，為提高我校的化工專業(yè)工程實踐能力，創(chuàng)新思維能力及解決問題能力的培養(yǎng)指明的方向。