楊連利 王云芳 楊振 張衛(wèi)紅

(咸陽(yáng)師范學(xué)院化學(xué)系 陜西咸陽(yáng)712000)

化工原理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的改革與實(shí)踐*

楊連利 王云芳 楊振 張衛(wèi)紅

(咸陽(yáng)師范學(xué)院化學(xué)系 陜西咸陽(yáng)712000)

化工實(shí)驗(yàn)室是幫助學(xué)生鞏固理論知識(shí)，掌握化工實(shí)驗(yàn)操作技能，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際，綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的重要基地。本文主要介紹化工原理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中的一些新舉措。

化工原理課是應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)主干基礎(chǔ)課。該課程的主要任務(wù)是介紹流體流動(dòng)、傳熱、傳質(zhì)的基本原理及主要單元操作的典型設(shè)備構(gòu)造、操作原理、計(jì)算及選型。通過(guò)該門(mén)課程的學(xué)習(xí)，可以增強(qiáng)學(xué)生工程觀念，培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的能力［1］?；ぴ韺?shí)驗(yàn)室是幫助學(xué)生鞏固所學(xué)理論知識(shí)，掌握化工實(shí)驗(yàn)操作技能，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際，綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的重要基地。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的情況，直接關(guān)系著人才的培養(yǎng)［2］。為了適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的需要，我校對(duì)非師范類(lèi)專(zhuān)業(yè)提出了“高標(biāo)準(zhǔn)、高水平”的要求，在此要求下，我們應(yīng)化教研室全體教師在了解當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教改動(dòng)向，學(xué)習(xí)兄弟院校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我院特點(diǎn)，精心設(shè)計(jì)工作方案，為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量創(chuàng)造了條件。下面談?wù)勎覀冊(cè)诨?shí)驗(yàn)室建設(shè)中的一些經(jīng)驗(yàn)。

1 高素質(zhì)教師隊(duì)伍是建設(shè)現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室的保證

化工實(shí)驗(yàn)室建設(shè)涉及化工、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、儀表自動(dòng)化等多方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。因此，要建設(shè)適應(yīng)21世紀(jì)發(fā)展的實(shí)驗(yàn)室，必須有一支高素質(zhì)的師資隊(duì)伍，其成員既要有豐富的知識(shí)、技術(shù)、能力和經(jīng)驗(yàn)，又要具備很強(qiáng)的事業(yè)心和團(tuán)隊(duì)精神。我們教研室按照“數(shù)量保證、結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)過(guò)硬、整體優(yōu)化”的方針進(jìn)行師資隊(duì)伍建設(shè)，現(xiàn)擁有博士3名、碩士3名、學(xué)士1名，其中具有高級(jí)職稱(chēng)者3名，中級(jí)職稱(chēng)者4名。大家發(fā)揮了良好的團(tuán)隊(duì)精神，相互協(xié)調(diào)、集思廣益、取長(zhǎng)補(bǔ)短，保證了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的良好進(jìn)行。

2 建立綠色化工的思維方式

化學(xué)教育工作者應(yīng)具有綠色化學(xué)的思想，具備一定的對(duì)“三廢”進(jìn)行控制和治理的能力，多開(kāi)設(shè)綠色化實(shí)驗(yàn)，注重培養(yǎng)學(xué)生建立綠色化學(xué)思想，加強(qiáng)學(xué)生的綠色意識(shí)。另外，實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)對(duì)常用試劑尤其是有毒有害物質(zhì)的毒性、危害性參數(shù)和毒性、危害性作用機(jī)理以及防治方法建立數(shù)據(jù)庫(kù)，這對(duì)學(xué)生環(huán)境意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是非常必要的［3-4］。又如吸收實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)從當(dāng)前環(huán)境污染的嚴(yán)重性及環(huán)境保護(hù)的迫切性出發(fā)，指出吸收實(shí)驗(yàn)的重要性，指導(dǎo)學(xué)生用綠色環(huán)保型的水吸收CO2實(shí)驗(yàn)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水吸收氨氣實(shí)驗(yàn);在測(cè)定吸收系數(shù)時(shí)用現(xiàn)代分析手段氣相色譜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的酸堿滴定法。

3 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與科研及生產(chǎn)相結(jié)合

近年來(lái)，應(yīng)化教研室每一位任課教師、實(shí)驗(yàn)員都積極參加校外實(shí)習(xí)，進(jìn)行科學(xué)研究，這樣既能促進(jìn)教師學(xué)術(shù)水平和業(yè)務(wù)能力的提高，也使教師能及時(shí)掌握學(xué)科發(fā)展最新動(dòng)態(tài)，了解社會(huì)和用人單位對(duì)人才培養(yǎng)的最新要求，從而及時(shí)調(diào)整教學(xué)大綱。另外，校外實(shí)習(xí)、科研工作也使教師接觸到一批既有理論知識(shí)又具備豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家、學(xué)者及技術(shù)人員，他們對(duì)我們化工實(shí)驗(yàn)室建設(shè)提出了很多合理化建議，這些建議拉近了實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)實(shí)際的距離，培養(yǎng)了學(xué)生化學(xué)工程、環(huán)保及節(jié)能意識(shí)，使教學(xué)、科研和生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合。

4 運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的直觀性和生動(dòng)性

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是“預(yù)習(xí)→動(dòng)手操作→數(shù)據(jù)記錄→數(shù)據(jù)處理→寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告”，模式單一，難激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣。對(duì)此我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室建設(shè)中逐步引入計(jì)算機(jī)仿真，通過(guò)仿真技術(shù)，在計(jì)算機(jī)上表現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)規(guī)律，從而把復(fù)雜、抽象的教學(xué)信息轉(zhuǎn)化為學(xué)生易于接受的信號(hào)。使學(xué)生能更好地預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，把握實(shí)驗(yàn)過(guò)程及方法，獲得更多的知識(shí)與信息［5-6］。計(jì)算機(jī)仿真對(duì)于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、加強(qiáng)學(xué)生理論知識(shí)的掌握和運(yùn)用、提高學(xué)生工程應(yīng)用能力有較大的促進(jìn)作用。

5 確保實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練要求和先進(jìn)性的統(tǒng)一

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外很多院校都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到化工實(shí)驗(yàn)的根本目的是加強(qiáng)理論知識(shí)和工程原則的教學(xué)，重視試驗(yàn)技巧和測(cè)試技術(shù)的訓(xùn)練以及現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)、信息的傳輸和交叉［7-8］。因此，我們建設(shè)化工實(shí)驗(yàn)室時(shí)也遵循了這些原則。我們嘗試分層次開(kāi)設(shè)化工原理實(shí)驗(yàn)，既有常規(guī)驗(yàn)證理論的內(nèi)容，如雷諾實(shí)驗(yàn)，機(jī)械能轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)和泵的特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)等，又有綜合開(kāi)發(fā)及研究型實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，如篩板精餾塔操作及塔板效率測(cè)定的實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)新型傳質(zhì)分離技術(shù)的膜分離實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)綠色環(huán)保型及現(xiàn)代氣相色譜應(yīng)用技術(shù)的水吸收CO2實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)既可通過(guò)手動(dòng)操作，也可通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行過(guò)程模擬。這樣，不僅有利于學(xué)生學(xué)習(xí)基本知識(shí)，也有利于擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面。

6 創(chuàng)建開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)室

傳統(tǒng)的化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是以教師為核心，教師大包大攬，學(xué)生只是按照教師設(shè)計(jì)好的步驟進(jìn)行，難以激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。在當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中，我們注重突出學(xué)生的主導(dǎo)地位，盡可能地給學(xué)生提供展示自己的平臺(tái)。學(xué)生自己通過(guò)資料室及網(wǎng)絡(luò)查資料，利用實(shí)驗(yàn)仿真軟件及網(wǎng)站教學(xué)輔導(dǎo)等熟悉儀器設(shè)備，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)方案，掌握實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等。這些措施使實(shí)驗(yàn)教學(xué)變成積極、主動(dòng)、靈活的互動(dòng)過(guò)程。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式導(dǎo)致學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少，針對(duì)此狀況，我們嘗試加大學(xué)生可選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)時(shí)間的彈性，在學(xué)期初將能進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、時(shí)間及儀器、設(shè)備、指導(dǎo)教師等情況向?qū)W生公布，允許學(xué)生打破班級(jí)和專(zhuān)業(yè)的界限，根據(jù)各自的學(xué)習(xí)進(jìn)度、要求和興趣，確定實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容及時(shí)間。實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開(kāi)放，針對(duì)課堂上講過(guò)的理論和概念，學(xué)生可以課后去實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行驗(yàn)證，以加深對(duì)課堂內(nèi)容的消化和理解。

7 開(kāi)展學(xué)生科技活動(dòng)

開(kāi)展學(xué)生科技活動(dòng)是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重要方面，是課堂教學(xué)和書(shū)本知識(shí)的補(bǔ)充和延伸。組織學(xué)生開(kāi)展科技活動(dòng)，既能幫助學(xué)生復(fù)習(xí)、記憶、理解、應(yīng)用課本知識(shí)，又能加強(qiáng)各學(xué)科間的互相聯(lián)系、互相滲透，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力和聯(lián)系實(shí)際能力，還能開(kāi)闊學(xué)生眼界，擴(kuò)大知識(shí)面，形成勇于探索未知領(lǐng)域的個(gè)性［8-9］。如我們把科研課題“無(wú)機(jī)/有機(jī)復(fù)合膜的研制、性能及應(yīng)用”與化工原理的膜分離實(shí)驗(yàn)相聯(lián)系，還組織學(xué)生幫助開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)仿真軟件等。這些措施不僅增進(jìn)了學(xué)生對(duì)化工專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)熱情，提高了獨(dú)立工作能力，也為實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和科技開(kāi)發(fā)做出了貢獻(xiàn)。

8 結(jié)束語(yǔ)

隨著實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作的進(jìn)行，我們?cè)谠O(shè)施及管理方面已經(jīng)形成了自己的特色，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的深入創(chuàng)造了良好的條件，同時(shí)也為科研工作積累了經(jīng)驗(yàn)。但實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期艱巨的工作，其成功來(lái)自各方面的共同努力，既離不開(kāi)學(xué)校職能部門(mén)正確決策的制定，也離不開(kāi)廣大師生的積極參與。要確保工作順利進(jìn)行，學(xué)校還必須建立相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制，保證全體師生以開(kāi)拓創(chuàng)新的精神和飽滿的工作熱情使化工實(shí)驗(yàn)室為培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型化工人才創(chuàng)造條件。

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咸陽(yáng)師范學(xué)院教改項(xiàng)目(200802036)