趙業(yè)軍，韋詠平，張淑珍

(1.武漢東湖學(xué)院生命科學(xué)與化學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430212;2.武漢青江化工股份有限公司，湖北武漢 430081)

化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是我院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)、掌握和運(yùn)用化工基礎(chǔ)理論知識(shí)必不可少的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，它屬于工程實(shí)驗(yàn)范疇，具有典型的工程特點(diǎn)，擔(dān)負(fù)著由理論到工程 、由基礎(chǔ)到專業(yè)的橋梁作用;對(duì)學(xué)生的業(yè)務(wù)素質(zhì)和工程能力的培養(yǎng)起著舉足輕重的作用［1，2］。我們?cè)诨せA(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，針對(duì)化工原理課程的教學(xué)特點(diǎn)以及教學(xué)過(guò)程中面臨的問(wèn)題，結(jié)合我院實(shí)際情況，通過(guò)對(duì)同行經(jīng)驗(yàn)的借鑒［3］、以及學(xué)習(xí)工廠工藝規(guī)程，對(duì)如何提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量做了一些思考。

1 按工廠操作規(guī)程，編寫實(shí)驗(yàn)講義

化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與其他化學(xué)實(shí)驗(yàn)(如有機(jī)和無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)等)不同，它的特點(diǎn)是具有工藝性和工程性，多數(shù)學(xué)生第一次接觸工程裝置的實(shí)驗(yàn)，剛進(jìn)人實(shí)驗(yàn)室對(duì)于所看到的裝置往往會(huì)感到新鮮又覺(jué)得無(wú)從下手。實(shí)驗(yàn)室剛建成時(shí)，我們選擇了國(guó)內(nèi)某著名高校出版的實(shí)驗(yàn)教材。但在實(shí)驗(yàn)課程開(kāi)設(shè)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)該教材較為簡(jiǎn)略，注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)，而對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的開(kāi)、停和正確操作步驟較少提及，學(xué)生在操作過(guò)程中對(duì)各種錯(cuò)誤操作行為及其后果缺乏正確認(rèn)識(shí)。而在工廠工藝管理中，任一系統(tǒng)、單元操作，都有明確詳細(xì)的操作規(guī)程以避免錯(cuò)誤操作行為帶來(lái)的嚴(yán)重后果。因此我們針對(duì)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)裝置和開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編寫實(shí)驗(yàn)講義，借鑒工廠的操作規(guī)程，突出實(shí)驗(yàn)裝置的開(kāi)停車操作、正確操作要點(diǎn)、錯(cuò)誤操作行為可能引起的后果以及異常現(xiàn)象的原因分析和處理方法等，讓學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前通過(guò)預(yù)習(xí)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范有足夠的認(rèn)識(shí)。

2 強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，重點(diǎn)讀懂實(shí)驗(yàn)裝置流程

實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)有利于學(xué)生復(fù)習(xí)課堂教學(xué)已經(jīng)學(xué)過(guò)的理論知識(shí)，同時(shí)有利于鍛煉學(xué)生邏輯思維和構(gòu)思組織能力。化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與化工原理實(shí)驗(yàn)大同小異，我們要求學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前一定要對(duì)實(shí)驗(yàn)講義進(jìn)行認(rèn)真的預(yù)習(xí)，了解實(shí)驗(yàn)所要驗(yàn)證的理論知識(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置工藝流程圖有充分的認(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)和操作步驟做簡(jiǎn)要的了解。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，對(duì)照工藝流程圖逐一查明實(shí)驗(yàn)裝置的每一部分，分清楚管線走向，熟悉實(shí)驗(yàn)流程，按照講義熟悉操作步驟，對(duì)于裝置中一些閥門的開(kāi)關(guān)和注意事項(xiàng)要完全掌握，不明白的要請(qǐng)教老師。

3 按模擬工廠操作規(guī)定程序進(jìn)行規(guī)范操作

盡管我們編寫了實(shí)驗(yàn)講義，強(qiáng)調(diào)預(yù)習(xí)的重要性，但仍有部分學(xué)生沒(méi)有認(rèn)真讀懂實(shí)驗(yàn)流程，想當(dāng)然進(jìn)行操作。針對(duì)這種情況，我們要求每次實(shí)驗(yàn)前學(xué)生就自己實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況講述本次實(shí)驗(yàn)的目的、原理和實(shí)驗(yàn)操作，老師予以補(bǔ)充，同時(shí)借鑒化工企業(yè)員工培訓(xùn)熟悉流程的做法——“摸管子”法［4］，引導(dǎo)學(xué)生沿著工藝管線實(shí)地踏勘工藝節(jié)點(diǎn)設(shè)備，分辨物料走向以及主輔管道，從而真正弄清楚實(shí)驗(yàn)工藝流程。執(zhí)行此步驟時(shí)為保證學(xué)生安全，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)開(kāi)始前斷電。學(xué)生“摸管子”完成后才給實(shí)驗(yàn)裝置送電。

為讓學(xué)生了解不良操作行為可能帶來(lái)的后果，在實(shí)驗(yàn)講解的過(guò)程中注意引入實(shí)際例子。比如讓學(xué)生測(cè)量離心泵在出口閥門全關(guān)和全開(kāi)狀況下啟動(dòng)離心泵的功率，比較兩種情況下功率的差異，并結(jié)合教師在工廠的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)用數(shù)據(jù)說(shuō)明離心泵開(kāi)閥啟動(dòng)可能引起電機(jī)負(fù)荷過(guò)大使電機(jī)燒毀。

4 注重?cái)?shù)據(jù)的記錄與分析

在連續(xù)生產(chǎn)的工廠中，操作人員必須定時(shí)記錄生產(chǎn)報(bào)表，這些數(shù)據(jù)往往對(duì)生產(chǎn)狀況有極大的指導(dǎo)作用，尤其是在生產(chǎn)不正常原因分析時(shí)舉足輕重。但學(xué)生不會(huì)有這方面的認(rèn)識(shí)，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，學(xué)生往往只記錄與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理相關(guān)的數(shù)據(jù)，對(duì)其他的數(shù)據(jù)視而不見(jiàn)。因此在做自控精餾實(shí)驗(yàn)時(shí)，要求學(xué)生從全回流開(kāi)始，必須每半小時(shí)記錄每一塊塔板的溫度，并要求學(xué)生結(jié)合t-x-y相圖對(duì)上述溫度進(jìn)行分析。通過(guò)分析，學(xué)生發(fā)現(xiàn)在其他條件不變時(shí)，在全回流、最佳進(jìn)料位置進(jìn)料和非最佳進(jìn)料位置進(jìn)料三種情況下，每次記錄的溫度從第一塊塔板往下逐板升高，說(shuō)明從塔頂?shù)剿p質(zhì)組分含量逐板下降，而重質(zhì)組分含量逐板升高;同時(shí)比較三種情況下第一塊塔板的溫度，發(fā)現(xiàn)非最佳進(jìn)料位置進(jìn)料溫度最高，最佳進(jìn)料位置進(jìn)料溫度次之，而全回流溫度最低，這些數(shù)據(jù)說(shuō)明同等情況下，全回流分離效果最好，而非最佳進(jìn)料位置進(jìn)料分離效果最差。這些都是學(xué)生在理論課中學(xué)過(guò)的內(nèi)容，現(xiàn)在通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到證實(shí)，加深學(xué)生對(duì)理論的理解。繼而引申說(shuō)明，對(duì)于連續(xù)生產(chǎn)的化工廠，保持規(guī)范的記錄，一旦數(shù)據(jù)與正常操作的數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，就可以迅速判斷數(shù)據(jù)不正常的原因并采取相應(yīng)的處理措施。學(xué)生由此也深刻體會(huì)數(shù)據(jù)記錄的必要性。

5 鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題積極思索

在自控過(guò)濾實(shí)驗(yàn)中，原電動(dòng)控制工藝流程如圖1所示。

圖1 自控過(guò)濾電動(dòng)控制工藝示意圖

由于電動(dòng)控制閥在使用過(guò)程中出現(xiàn)故障而且短時(shí)間不能修復(fù)，學(xué)生詢問(wèn)實(shí)驗(yàn)該如何做。老師鼓勵(lì)學(xué)生集思廣益，讓他們動(dòng)腦筋考慮有沒(méi)有好的解決方法。終于有學(xué)生說(shuō)將電動(dòng)閥拆掉，只保留一股管道，用手動(dòng)控制球閥開(kāi)啟度一樣可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。按照這個(gè)思路進(jìn)行管道改造后，實(shí)驗(yàn)得以順利進(jìn)行。

6 不可忽視“跑、泡、滴、漏”帶來(lái)的后果

在工廠運(yùn)行過(guò)程中，“跑、泡、滴、漏”往往隱藏著重大的安全、環(huán)保、設(shè)備隱患，在實(shí)驗(yàn)中，絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)是用水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很少注意“跑、泡、滴、漏”可能帶來(lái)的后果，即使老師再三強(qiáng)調(diào)學(xué)生也往往不以為然。但有一次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生報(bào)告離心泵壓力突然上下波動(dòng)較大且達(dá)不到規(guī)定流量?，F(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)地面有積水，詢問(wèn)原因被告知有一處連接軟管一直在滴水但不影響實(shí)驗(yàn)。繼續(xù)問(wèn)學(xué)生是否檢查循環(huán)水箱的水位，學(xué)生說(shuō)開(kāi)實(shí)驗(yàn)前認(rèn)真檢查過(guò)液位正常，泵運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常與循環(huán)水箱水位應(yīng)該沒(méi)有關(guān)系。老師分析離心泵壓力突然上下波動(dòng)較大且達(dá)不到規(guī)定流量，這是典型的氣縛現(xiàn)象，根本癥結(jié)在于泵出口管道漏水使循環(huán)水箱液位下降致使液位低于泵進(jìn)口管道。學(xué)生檢查水箱液位果如老師所講，按程序停泵后向循環(huán)水箱加水、泵排氣后再啟動(dòng)恢復(fù)正常。學(xué)生通過(guò)這一事例不僅學(xué)習(xí)了離心泵氣縛及處理，也認(rèn)識(shí)到了“跑、泡、滴、漏”可能帶來(lái)的嚴(yán)重后果，對(duì)“跑、泡、滴、漏”現(xiàn)象必須加以重視。

7 結(jié)語(yǔ)

不斷改進(jìn)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，是提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的重要手段。我們?cè)诮鼛啄甑膶?shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中，通過(guò)借鑒工廠操作規(guī)程方式，引導(dǎo)學(xué)生規(guī)范操作，培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)，使教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合素質(zhì)都得到了一定的提高。如何進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，需要我們繼續(xù)去研究和探索。

［1］倪獻(xiàn)智，鮑 猛，牟 宗.解析工程實(shí)驗(yàn)的巧妙性，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)術(shù)研究能力［J］.化工高等教育，2009(4):50-52.

［2］劉玉花.淺談《化工原理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革［J］.科技信息，2011，19:189.

［3］張佳麗，儀桂云.科學(xué)方法在《化工原理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的應(yīng)用［J］.河南化工，2011，28(5):59-61.

［4］葛業(yè)君.化工原理實(shí)驗(yàn)“準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)”教學(xué)法探索與實(shí)踐［J］.廣州化工，2010，38(11):228-229.