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谈《化工原理》实验教学中学生实践能力的培养
作者：代 辉
关键词：化工原理；实验教学；实践能力
《化工原理》作为化工及相关专业学生必修的专业基础课，是一门工程观念很强的课程，同时，它又是化学工程与工艺、应用化学、生物工程、食品科学与工程、制药工程、环境工程、轻化工程、化工机械等专业的技术基础课。依据现今企业单位对工程类人才的要求，《化工原理》课程的教学目的是在化工生产过程的组织、基本理论及过程分析、设备原理和构造、工程设计方法以及单元操作运行情况等方面让学生得到全面的综合训练，以达到培养学生相应的分析和解决工程实际问题能力的目的。
《化工原理》实验教学是培养学生实践能力的一个关键环节，目的是在学生掌握基本原理的基础上着重培养学生的操作能力、观察能力、分析问题和解决问题能力，使学生具有独立获取知识，应用知识的能力。本文就化工原理教学中实验教学这个实践性较强的教学环节对如何培养学生实践能力进行详细阐述。
化工原理实验的重要性《化工原理》实验课的内容涉及化工生产工程中的各种单元，要求学生必须运用所学理论知识去分析操作变量和设备因素对化工过程及其质量指标的影响，学生应学会正确判断故障和排除故障，学会设计实验并指导科学研究和生产。《化工原理》实验课与基础课实验的最大区别是接近工程实际。通过对设备的操作和仪表的使用，学生从具体的感性认识上升到理论的高度，实践能力逐步养成和提高，这对今后的专业课学习以及毕业后工作中应对各种挑战都具有积极作用。
实验模式与内容的改革 《化工原理》实验的内容要紧跟时代步伐，及时调整和增加新的实验内容，让学生掌握与自身专业密切相关的实验内容，了解最新的化工科技动态。传统的《化工原理》实验，很多都存在局限于验证原理、单纯掌握操作技术以及依附于理论课程的情况，实验的单一性、验证性不利于学生创新能力的培养和实践能力的提高。因此，应改革实验模式，改革实验教学内容，使之与实际应用更接近。通过实验对学生进行实验思路、实验设计、实验技能、实验数据处理以及发现问题、处理问题等实践能力的全面训练，并在此基础上培养学生的自主意识和创新能力，让他们充分发挥主观能动性。例如，近年来开发的传热综合实验，除了可定量测定套管式换热器内对流给热系数α与总传热系数K外，还可以进行传热过程强化的研究，以及比较换热器水平放置与垂直放置两种不同情况下换热过程的差异，后者有实际的工程意义。联机精馏实验所提供的实验内容更加丰富，除可作普通—特性、常压—减压、连续—间歇、板式塔—填料塔精馏外，还可通过计算机或控制器实现对实验过程的数据采集和控制。学生可根据自己的掌握知识程度和兴趣自行选择，内容可多可少，可深可浅。
注重实验前的预习报告如果没有进行预习，实验时学生就会不知所措，既不能完成实验任务，又不能掌握应该掌握的实验知识。因此，在实验前，应要求学生进行预习并完成预习报告。在实验前一周，教师带领学生到实验室，重点让学生看懂实验流程，熟悉所使用的仪表、仪器，让学生有感性认识。在此基础上，教师强调重点预习的实验原理，仪表、仪器使用方法，实验操作要点，注意事项及实验思考题，要求学生以实验小组为单位，集体讨论、制定实验方案，画好记录实验数据所需的表格。从而活跃化工原理实验教学的气氛，让学生在讨论中进行探索，在交流中相互促进。此外，还可借助教学课件进行实验仿真操作。这样预习起来，学生对实验的印象更深刻，预习效果更好。
实验过程中学生实践操作能力的培养在实验安排上，应从简单到复杂，从基本的实验操作单元到综合性的实验，使学生的实践能力得到逐步提高。如把管道、泵等单元操作的实验安排在前面，精馏、干燥、吸收等安排在后面。这样，学生先学会了泵的相关操作后，在其他综合性的实验中就可以较轻松地运用。综合实验是由若干个实验操作单元构成的，每个实验操作单元又包含若干单项操作。学生通过多层次的有效练习，可逐步形成并熟练掌握实验技能。实验过程中要着重培养学生的基本测试技术和典型仪器设备的操作能力，要求学生能够熟练地操作常用仪器和典型设备，培养学生独立操作能力与良好的实验操作习惯。对实验中的各步操作，要求学生做到既知其然，又知其所以然，鼓励学生对不合理的地方进行改进，若学生改进得合理，便采纳，这将极大地激发学生的学习兴趣。在实验课上，指导教师应做好实验操作演示，强调实验操作规程和仪器、仪表的正确使用。同时，把实验内容与理论教学、实际生产紧密结合起来，介绍该实验在实际工业生产中的作用和在各个相关行业的应用，让学生在以后的相关专业学习中能够运用到这些实验知识内容。在实验过程中，注意提醒学生认真观察实验现象，把握每个实验操作步骤的时间，做好实验现象和数据的记录。有些化工基础实验，教师要做大量的准备工作，如调试设备、配制试剂、准备原料等。在准备实验的过程中有一些内容很重要，也很有意义，往往是学生非常感兴趣的内容，教师可根据具体情况留出一部分准备工作由学生动手完成，这样学生就可以得到更多动手操作的机会，学到更多的工程知识，从而提高他们的实践能力。
实验后的总结实验后，学生运用课堂所学的理论知识解析实验现象，熟练地运用列表法、图示法和模型法等方法进行数据处理，对实验结果进行科学处理，分析实验成功与失败的原因，得出最终结论，并根据实验结论写一份系统的实验报告。实验报告的书写是一项重要的基本技能训练，它不仅是对每次实验的总结，更重要的是可以初步培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达能力，是论文写作的基础。因此，参加实验的每位学生均应及时地、认真地书写实验报告。实验报告要求内容实事求是，分析全面具体，文字简练通顺，书写清楚整洁。化工原理实验报告可以采用“小论文”的形式来写，但不要求形式一致，应给学生思考、选择的空间。实验报告由教师详细审阅，在报告后写上评分和评语。评语作为一种简单有效的书面交流，可以肯定学生的实验，表扬其出色之处，委婉地指出不足的地方。这样，学生既知道自己的不足之处并积极改正，又不会受到打击，产生消极厌学情绪。
实验考核实验考核是实验教学的重要环节，也是检查和提高实验教学效果的重要手段。通过考核，一方面能够反映实验课程的教学水平、教学效果及学生掌握基本知识和技能的情况，另一方面可以督促学生重视实验课程的学习和技能训练。单凭实验报告考核计分的方法已适应不了当今培养高素质化工人才的需要。为了确保学生实践动手能力、创新能力的培养，可采用口试、考察、评阅、笔试等多种考核方法，并制定相应的评分细则，建立起全方位的考核体系。通过口试，让学生回答装置结构、流程、操作、原理等实验相关问题，以便了解学生的实验预习、实验准备情况。考察，即在实验过程中考察学生的操作情况、数据获得情况、仪器仪表的使用情况、故障排除情况等，以了解学生实验的真实情况（包括实验数据的来源，学生的动手能力、解决问题的能力），从而使评定的成绩尽可能和学生的真实实验情况相吻合。评阅则是教师通过评阅实验报告检查学生实验的结果是否正确、数据处理是否科学、解释是否合理，以及掌握学生回答思考题的情况，据此做出相应成绩的评定。笔试即在整个化工原理实验结束时，教师根据实验的重点和难点出一定数量的考题，让学生笔答，并给出相应的成绩。这几项的比例各有侧重，和传统的考核方法比，成绩侧重口试和考察，从而在成绩评定上保证学生的实验主体地位，发挥他们主观能动性，提高学生发现和解决问题的能力，有利于学生创新能力的培养和提高。
参考文献：
[1]于凤文，许轶，沈绍传，等.改革考试方法 加强素质教育——化工原理考试改革的初步尝试[J].化工高等教育，2004，21（3）：81-83.
[2]唐酞峰.化工原理实验教学存在的问题及对策[J].攀枝花学院学报，2005，22（5）：78-79.
作者简介：
代辉（1973—），男，湖南南县人，广东省南方高级技工学校讲师，研究方向为化学工程职业教育。