新認證模式下燃氣實驗室改革探索與實踐

鞠睿 張志遠 楊俊峰

摘?要：高等院校實驗教學和實驗室建設的水平，是培養人才、體現學校綜合實力的重要標志。本文對燃氣實驗教學改革和實驗室建設方面的有關問題進行了深入探索，總結了實踐經驗，為實驗教學改革和實驗室建設提供了重要的參考。

關鍵詞：燃氣實驗室;實驗教學;改革

隨著高校“雙一流”建設的啟動以及各專業新認證的要求，高等院校不僅要在學科建設方面下足工夫，而且要突出教育教學和人才培養。實驗教學是本科生和研究生教學工作的重點，實驗室建設是完成實驗教學和科研工作的保障。實驗教學和實驗室建設工作是評估大學教學質量和人才培養的重中之重，因此，高等學校必須高度重視實驗教學的改革與實驗室建設。[1-3]

一直以來，各學科實驗教學內容彼此相互獨立，而且通常與相應理論課同步開設，常常造成內容和方法的低水平同層次重復。傳統實驗教學模式培養出來的大學生，實驗、實踐技能相對薄弱，分析和解決問題的能力也較差。所以原有的教育模式已很難適應當前社會發展的需要。[4-5]這就要求轉變教育觀念，對實驗教學體系進行重組和拓展。

1 現狀分析

燃氣實驗室現有燃燒和輸配方面的多種教學實驗設備，雖然目前實驗項目能夠滿足教學要求，但由于專業建設周期短，每年投入的資金有限，存在實驗內容及項目較為分散，缺乏規模化、綜合化等問題。[6-7]具體表現如下：

（1）目前的實驗裝置大部分是小型單知識點實驗，由于實驗裝置的階段性升級，造成個別實驗知識點上的重復性。例如，燃氣輸配中涉及燃氣表校正實驗與燃氣測試技術中流量測定實驗基本類似、水力工況測定實驗與流體力學實驗基本相同。

（2）根據所學課程，課內實驗項目多，但各實驗項目間聯系性幾乎沒有，對學生綜合實踐能力的培養不利。例如，學生學習了燃氣輸配燃氣表校正實驗，再進行燃燒實驗的時候，涉及燃氣表相關的操作時，不能將之前所學的內容融入到新的實驗中。

（3）實驗項目間存在交互性，個別實驗項目設置不合理，具有優化空間。例如：有配氣項目，有燃氣組分測定項目，有燃燒性能測試項目等。以前這些實驗項目都是單獨建設的，單獨進行實驗，實驗效益低下。

（4）學生缺乏對實驗的積極性和主動性。創新精神的缺乏往往導致學生缺乏對新知識、新方法探究的積極性和主動性，抱著上完課，修到學分即可的心理，導致學生基礎操作不扎實，對一些原理、技術、方法一知半解，更談不上獨立設計并完成某個設計性、研究性實驗了。

2 實驗室改革特色

隨著后續專業認證等工作的進行，實驗室規模化、模塊化、專業化等是實驗室建設發展的方向和目標。[8]本著該目標，項目研究特色在于：

（1）不增加投資，在現有投資及實驗室條件下，通過合理調配各種實驗項目，優化實驗資源，實現實驗效益最大化。

（2）基于各類教改項目研究成果，結合大學生創新實驗及實驗室開放等因素，建立模塊化實驗平臺，實現實驗平臺的靈活性、綜合性、清晰性。

（3）針對本專業有28學時實驗課的特點，打破實驗項目的單一性，建立綜合性實驗項目，并修改現有實驗指導書，形成模塊化綜合性實驗。梳理后我專業實驗環節，合理調整了實驗項目內容。所有實驗項目按演示性、驗證性、綜合性、設計性、研究性分成五類。各專業實驗項目的演示性、驗證性類型比例不超過20%，綜合性、設計性實驗項目比例不低于70%。

結合城建類院校特點及燃氣工程系的發展立足點，可以在以后的實驗室建設中向上游發展，開設城市燃氣輸配、燃燒及檢測方面的實驗。最終建設成一套擁有行業特色的能夠反映從運輸、加工處理及應用的完整的燃氣實驗系統平臺。不但達到全國建筑環境與設備工程指導委員會對燃氣方向實驗條件的基本要求，而且建成城建類院校特色的標桿性燃氣實驗室。

3 專業實驗項目的構建

3.1 混配調整燃氣置換性實驗裝置的功能開發

通過購置的全自動動態配氣系統，可實現各種氣體間的混配實驗，讓學生了解氣體混配成分、比例對混合氣置換性的影響。針對該裝置，研究如下：如何利用該實驗裝置為燃燒應用相關實驗配制原料氣，增強其他實驗的目的性。同時，通過其他實驗反過來驗證混合配氣的置換性效果。利用燃氣實驗檢測平臺檢測配氣后的混合氣成分，評價配氣裝置的混氣質量，為后續實驗提供更準確的參數依據。

3.2 燃氣實驗檢測平臺構建

利用今年購置的氣相色譜儀，與實驗室現有的燃燒效率分析儀、濕式燃氣流量計及溫度、壓力測量儀表相結合，構建集氣體成分分析、物性參數檢測、狀態參數測定等功能于一身的檢測平臺。

3.3 燃氣配氣實驗綜合平臺構建

①氣相色譜儀擁有氣體組成成分分析功能，能夠有效測定氣體中的各組分成分。其本身便可以對不同組成的燃氣進行理論上的氣質分析，與現有的氣體相對密度計、水流式熱量計測試系統結合，能夠對各種氣源從組成上進行定量的氣質分析和比較。

②色譜儀應用于現有燃氣引射器實驗裝置，改造現有引射器實驗裝置，在出口位置設置氣體取樣點，測定混合氣的成分。能夠更直觀準確地反映引射器的運行和調節特性。

③氣相色譜儀和燃燒相關實驗裝置整合，在燃氣預混空氣后設混合氣的取樣點，加入氣體組分對燃燒性能影響的測定。氣相色譜儀完善了燃氣實驗中的一個重要方面，增加各實驗深度和廣度，將以往單純的認識性實驗，變為能夠從多個方面進行深入分析，兼顧認識和科學研究的教學實驗。理論綜合實驗平臺構架如圖1所示。

3.4 燃燒綜合實驗平臺構建

燃氣實驗室雖現有部分燃燒實驗設備，但所能涉及的實驗內容較為表面，形式比較分散，無法深入有聯系地了解燃燒的各種特性。新購置的燃燒綜合實驗臺，不僅能夠增加部分實驗項目，而且可以加強了各燃燒特性實驗之間的關聯性。與檢測系統中的氣相色譜儀、燃燒效率分析儀及氣源置換性實驗裝置結合，能夠有目的地反映不同氣質燃氣的燃燒特性，滿足教學的同時，也能夠為大學生創新性實驗研究及自主設計實驗開發提供支持。理論燃燒綜合實驗平臺構架如圖2所示。

4 結語

實驗教學改革與實驗室建設的成效可以反映出大學教學質量的高低。在現有實驗條件下，優化實驗方案及配置，建立燃氣實驗室綜合實驗平臺。在精簡實驗學時的基礎上，充分挖掘現有實驗條件，實現教學實驗的效益最大化。讓學生從單一知識點的實驗學習，提升到綜合性實驗研究，并利于實驗裝置的開放性及實踐性，不斷地探索實驗教學改革措施，努力建設高水平的實驗室，為地方高等教育事業的改革與發展貢獻力量。

參考文獻：

[1]夏琍.地方本科高校轉型：訴求、困境及路徑選擇[J].應用型高等教育研究，2020（02）：7-14.

[2]王玉亮.應用型本科高校實踐教學管理探索與實踐[J].智庫時代，2019（49）：99-100.

[3]林龍生.高校實驗室安全管理現狀分析與對策探究[J].福建電腦，2018，34（10）：167-168.

[4]王桂芳，李恒軍.高校實驗室管理的現狀分析與改革對策研究[J].教育教學論壇，2017（19）：19-20.

[5]王繼征.改進高校實驗室管理工作的思考[J].東方企業文化，2014（2）：144.

[6]彭春元，林遠煌，許顯堅，等.高校實驗室管理工作的改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2011，30（6）：355-358.

[7]周慧杰，郭玲.高校實驗室管理中問題分析與改革對策[J].課程教育研究，2019（13）：9-10.

[8]余玉婷.地方普通本科院校應用學科建設探析[J].應用型高等教育研究，2018（04）：6-10.

項目編號：2019年河南城建學院教學改革項目（J2019118）

作者簡介：鞠睿（1982—?），男，漢族，黑龍江齊齊哈爾人，碩士，講師，主要研究方向為燃氣燃燒與應用。