魏 竭 易美桂 程遠貴 王袁隆

(四川大學化學工程學院，四川成都，610065)

化工原理是高?；ゎ惗鄠€專業(yè)工程教育認證的必須課，擔負著由理論到工程、由基礎到專業(yè)的橋梁和紐帶作用[1，2]，對化工及相近學科的發(fā)展有著重要支撐作用。從2017年開始的全國大學生化工實驗大賽是教育部高等學校化工類專業(yè)教學指導委員會與中國化工教育協(xié)會聯(lián)合主辦的一項賽事，涵蓋了化工原理理論、化工單元仿真操作和化工原理實驗三部分，是對學生綜合素質(zhì)的一次全面檢驗。該項賽事不僅給高校化工類專業(yè)的學生提供了很好的動手實踐機會和交流學習平臺，提升了學生的綜合素質(zhì)，而且為各參賽院校教師提供了一個相互交流學習的平臺，有效地促進了化工原理理論和實踐教學改革[3-8]，對化工類專業(yè)核心課程教學質(zhì)量的提高具有重要意義。

從首屆全國大學生化工實驗大賽開始，四川大學便積極響應，組隊參賽，并取得了較優(yōu)異的成績。通過化工實驗大賽，我們發(fā)現(xiàn)了學生在理論知識運用、實踐動手及臨場應變能力等方面存在不足。為此，四川大學化學工程學院本著“以賽促建、以賽促教、賽教融合”的思路，通過改進化工原理實驗設備、優(yōu)化化工原理實驗教學內(nèi)容、加強師資隊伍建設、構建課堂與社團相結合的教學模式以及組織校級化工實驗大賽等方式，力爭為學生提供一流的實踐平臺，強化學生的工程實踐能力。

1 改進化工原理實驗設備，優(yōu)化實驗教學內(nèi)容

實驗室裝置設備是化工原理實驗開設的基礎。作為一門基礎工程性實驗，四川大學化學工程學院的化工原理實驗面向化工、生工、制藥和高分子等專業(yè)上千名學生開設，學院十分重視相關實驗室及實驗設備的建設，經(jīng)過多年的持續(xù)建設，已建成流體力學實驗裝置、傳熱實驗裝置、精餾實驗裝置、吸收實驗裝置和干燥實驗裝置等數(shù)十套，且所有實驗設備均為自主研發(fā)。

在參賽過程中，通過參觀各高校化工原理實驗設備及與各參賽隊伍指導教師之間的交流研討，我們也意識到已有實驗設備在遠程控制、測量精度等方面有待改進。近年來，學院以雙一流建設及化工實驗大賽為契機，對化工原理實驗設備進行了升級改造，并依托新建的卓越工程師訓練中心，力爭為學生提供一流的實驗實踐教學平臺，如淘汰了老舊的吸收實驗設備，新建了吸收-解吸實驗裝置，并配套了自動滴定儀測定水相中CO2的含量，以提高檢測精度；傳熱實驗裝置中每個換熱器均換為了卡套連接，方便更換拆卸換熱器，通過拆卸過程提高學生的實際動手能力[9]；同時逐步對現(xiàn)有實驗設備進行自動化控制改造，使之達到可遠程實驗的水平；增加了實驗設備臺套數(shù)，擴大了實驗室容量，既為化工實驗大賽的順利開展提供了保障，也為學生的課程設計、畢業(yè)設計等提供了良好的實踐平臺。

除了實驗設備的升級改造外，我們對實驗教學內(nèi)容也進行了拓展。重點是在原有的動手實驗操作的基礎上增加了化工原理仿真實驗，將仿真模擬與實驗操作相結合，讓學生能夠更好地認識化工單元操作的特點與結構；此外，將化工單元仿真、實驗仿真等內(nèi)容與教學實驗裝置聯(lián)系起來，實現(xiàn)化工原理教學“虛實結合”的目標，不僅提升了實驗教學的效果，同時還加深了學生對單元操作不同工況的理解，為實現(xiàn)解決復雜工程問題能力的人才培養(yǎng)目標提供幫助。

2 提升師資隊伍的綜合能力

化工實驗大賽涉及到理論、實驗及仿真三方面的內(nèi)容，是對學生理論知識運用能力及實踐動手能力的綜合考察，這就要求競賽指導教師不僅要具有較好的理論知識水平，而且還需要具有較強的實踐能力和協(xié)調(diào)組織能力[4]。為此，學院以具有豐富教學經(jīng)驗的《化工原理》課程教師為班底，通過以老帶新的方式，組建了一支老中青結合的指導教師團隊。

為提升教師的綜合能力，學院一方面鼓勵任課教師積極參與化工實驗大賽的指導，并帶隊參賽，通過競賽發(fā)現(xiàn)自身的不足，同時利用化工實驗大賽搭建的平臺，與各參賽高校的教師互相交流，借鑒先進的教學理念，促進化工原理教學質(zhì)量的提升；另一方面，為加強任課教師的理論和實踐綜合能力的提升，學院打破了以往的理論課與實驗課分別由不同教師擔任的情況，鼓勵化工原理的理論任課教師也參與到實驗教學。目前已有多位中青年教師既擔任化工原理理論課的教學又擔任實驗課的教學，這既有利于教師本身綜合實踐能力的提升，同時也能通過實驗課程更好地考察學生們運用理論所學知識解決實際問題的能力，及時了解學生對理論知識的掌握及運用情況，并以此為基礎促進化工原理理論及實踐教學改革。除此以外，學院還鼓勵任課教師積極參加全國化工原理課程教學研討暨師資培訓會議等，通過會議交流及培訓，了解國內(nèi)各高校的化工教育動態(tài)，學習先進的教學方法，提升自身的教學綜合能力。

3 課堂與社團相結合，拓展實踐空間

化工原理是一門實踐性很強的基礎課程，雖然該門課和實際生活聯(lián)系較緊，但由于學生往往缺乏工程知識，聽起課來感覺枯燥、空洞，難以掌握[10]；作為化工原理課程體系中重要的實踐環(huán)節(jié)，化工原理實驗課由于實驗學時數(shù)等的限制，實驗過程中往往是教師講，學生照方案執(zhí)行，有限的實驗室資源、教學空間及時間不利于學生進行實驗的拓展和延伸，也不利于學生自主學習和個性化的發(fā)展[11]。針對上述問題，四川大學化學工程學院根據(jù)不同專業(yè)和不同層次學生的需求，通過新增選修課和成立化工原理研學社，構建了課堂與社團相結合的模式，課內(nèi)外結合，為同學們提供更多的學習實踐資源和空間。

從2019年開始，我院便連續(xù)開設了化工實驗大賽培訓選修課，該門課程將化工原理理論、實驗及仿真相結合，主要面向的是有化工原理理論和實驗操作基礎，且有意參加化工實驗大賽或是深入學習化工原理相關知識的同學，不分專業(yè)及年級。在正式開課之前，任課教師們會首先調(diào)研下同學們想要鞏固的知識點或是感興趣的工程問題，然后再有針對性地進行備課，在鞏固已學基礎知識的同時重點拓寬化工原理知識的深度和寬度，培養(yǎng)學生應用化工原理相關理論知識解決實際工程問題的能力。實驗部分采取任務驅(qū)動的方式，由教師提出實驗任務及相關要求，學生自主組隊設計方案并完成實驗，既充分鍛煉了學生的創(chuàng)新實踐能力，又培養(yǎng)了學生的團隊協(xié)作精神。連續(xù)兩年的教學實踐表明：該課程提高了同學們對化工原理基礎知識的理解與應用，同時也為有志于繼續(xù)深造的同學提供了一個提前復習專業(yè)課程的好機會。

課外，學院專門成立了化工原理研學社，將學有余力且對工程問題感興趣的同學匯聚到社團，加強交流溝通。社團一方面根據(jù)調(diào)研收集同學們感興趣的問題，邀請專業(yè)老師開展相關講座，為同學們答疑解惑；同時也共享成員或是老師們推薦的學習資料。另一方面，社團組織同學們積極參與科研工作，申報大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗項目等，為同學們提供更多的實踐動手機會；同時也積極組織策劃校內(nèi)化工實驗大賽等活動，激發(fā)同學們對化工原理相關知識的學習熱情。

4 組織校級化工實驗大賽，激發(fā)學生的工程實踐創(chuàng)新熱情

由于化工實驗大賽的賽制規(guī)則，每年能進入賽區(qū)決賽乃至全國總決賽階段的隊伍有限(目前，西南賽區(qū)每所高校不超過3支隊伍進入賽區(qū)決賽；賽區(qū)決賽后推薦到全國總決賽的每個學校不超過1支隊伍)，大部分同學只能參加僅有理論競賽板塊的西南賽區(qū)初賽。為了提高競賽的影響力，吸引更多的同學參加化工實驗大賽，激發(fā)其工程實踐創(chuàng)新熱情，同時也讓更多同學得到理論、仿真和實驗的全方位訓練，我院依托化工原理教研室和工程實驗教學中心組織籌辦了全校范圍的化工實驗競賽，吸引了我?；瘜W工程學院、高分子科學與工程學院及輕工科科學與工程等學院的百余位同學參加。

在2019年我校舉辦首屆校級化工實驗大賽后，參加化工實驗大賽西南賽區(qū)初賽的同學從2018年的39名增加到了54名，學生們的參賽成績也明顯提高。在2019年的西南賽區(qū)決賽中，參賽團隊除獲得了賽區(qū)特等獎、一等獎外，還在實驗、理論及仿真各個單項上都取得了不錯的成績，分別獲得賽區(qū)實驗單項獎、理論單項獎及仿真單項獎。在全國總決賽中，2017年獲得了總決賽二等獎，2018年及2019年連續(xù)兩年都獲得了總決賽一等獎的好成績。實踐表明：校級化工實驗大賽的舉辦，不僅吸引了更多同學關注全國大學生化工實驗大賽，為后續(xù)的賽區(qū)及全國大賽優(yōu)秀參賽同學的選拔奠定了基礎，更是促進了同學們工程素養(yǎng)和團隊協(xié)作能力的提升。

5 結語

作為新工科建設的重要舉措，全國大學生化工實驗大賽不僅培養(yǎng)了學生實踐創(chuàng)新能力，也檢驗了各高校的化工理論與實踐教學水平，為各高校搭建了相互交流學習的平臺，有利于化工類教學質(zhì)量的提高[3]。四川大學化學工程學院以化工實驗大賽為契機，總結經(jīng)驗教訓，積極探索促進化工原理及其實驗等化工類專業(yè)核心基礎課程教學質(zhì)量提高的方法。通過優(yōu)化改進化工原理實驗設備及實驗教學內(nèi)容、加強師資隊伍建設、構建課內(nèi)外結合教學模式等方式，對化工原理實踐教學體系進行了改革探索，取得了較好的教學效果。今后將依托學科競賽等平臺，借鑒各高校先進的教學理念及實驗設備等，不斷深入化工原理等核心基礎課程的實踐教學改革，培養(yǎng)適應新經(jīng)濟和新工業(yè)發(fā)展需要的復合型化工人才。