化工專業實驗教學改革與探索

2018-07-06 14:42 點擊：61

化學工程與工藝專業實驗是高等學校化學工程與工藝專業的重要實驗課，也是綜合運用化工熱力學、化工分離工程、化學反應工程、化工工藝學等專業課程知識的重要課程，是與化工生產實際緊密相關的專業課。化工專業實驗不僅是理論課程的延伸和繼續，也是提高學生實踐能力、工程能力的重要一環。
現在，多數高校都開設化學工程與工藝專業實驗( 或稱為化工專業實驗) ，實驗學時多為48 學時。多數高校都把化學工程與工藝專業實驗分為化學工程與工藝專業實驗( 1) 和化學工程與工藝專業實驗( 2) ，化學工程與工藝專業實驗( 1) 包括化工熱力學實驗、化工分離工程實驗，在大三下學期做實驗，化學工程與工藝專業實驗( 2) 包括化學反應工程實驗和化工工藝學實驗，在大四上學期做實驗。有很多高校對化工專業實驗進行了教學改革與探索。
我校化工實驗中心根據實際情況，結合國家專業認證要求、并以全國工程教育專業認證專家委員會化學工程與工藝專業認證為契機，對化工專業實驗課程進行了改革與探索，把化學工程與工藝專業實驗設置成為四門獨立設課的實驗課、總學時由原來的48 學時提高到64 學時。在課程設置、實驗項目及內容、實驗室和實驗項目建設、實驗管理、實驗教學方法等幾方面進行了教學改革探索。
1 課程設置
我校化工專業實驗初學時是48 學時，不是獨立設課，而是從屬于化工熱力學、化工分離工程、化學反應工程、化工工藝學等四門專業課，實驗主要為相對應的理論課服務，考慮到化工專業實驗內容多，涉及很多其它課程的知識，實踐性強，更主要的是僅僅理論課服務。為強化實驗教學，突出實驗教學重要性，提高學生工程能力和實踐能力，將化工專業實驗從理論課程教學中分出來，單獨設置化工熱力學實驗、化工分離工程實驗、化學反應工程實驗和化工工藝學實驗這門課等四門實驗課，每門實驗課程獨立考核，學時都為16 學時。這樣一來，化工專業實驗課程總學時提高到64 學時。
2 各門實驗課程的實驗項目和內容
為了提高學生的工程能力和實踐能力，在實驗項目和實驗內容方面進行了教學改革，主要是增加綜合性、設計性實驗項目，減少驗證性實驗項目。實驗分為必修實驗和選修實驗，由實驗室根據四門化工專業實驗課程教學大綱要求并實驗室情況安排計劃學時16 學時的實驗項目，同時安排出實驗時間、實驗要求等，學生根據教學計劃和要求到實驗室完成實驗。
化工熱力學實驗項目有無限稀釋活度系數測定、二元氣液相平衡數據測定、制冷/熱泵循環實驗等6 個實驗，詳見表1，其中3 個為必修實驗，其余為選修實驗，學生按照化工熱力學實驗課程要求完成16 學時的實驗。

表1 化工熱力學實驗項目一覽表
化學反應工程實驗項目有填料塔軸向混合特性測定實驗、流化床特性及固體小球對流傳熱系數測定、均相反應器停留時間分布測定等8 個實驗，詳見表2，其中3 個為必修實驗，其余為選修實驗，學生按照化學反應工程實驗課程要求完成16 學時的實驗。

表2 化學反應工程實驗實驗項目一覽表
化工分離工程實驗項目有恒沸精餾實驗、反應精餾實驗、液液傳質系數測定等6 個實驗，詳見表3，其中3 個為必修實驗，其余為選修實驗，學生按照化工分離工程實驗課程要求完成16 學時的實驗。
 
表3 化工分離工程實驗項目一覽表
化工工藝學實驗項目有乙苯脫氫制苯乙烯實驗、離子膜電解實驗、煤油熱裂解制烯烴實驗等7 個實驗，詳見表4，其中3個為必修實驗，其余為選修實驗，學生按照化工工藝學實驗課程要求完成16 學時的實驗。

表4 化工工藝學實驗項目一覽表
3 實驗室和實驗項目建設
實驗室面積和設備臺套數是保證學生保質保量完成實驗的重要硬件條件，實驗室以全國工程教育專業認證專家委員會化學工程與工藝專業認證為契機，加強實驗室建設力度，增加化工專業實驗室面積、增加化工專業實驗項目的臺套數，為化學工程與工藝專業認證提供了硬件保障，同時，每組學生人數少，讓學生有更多機會了解、認識、操作實驗設備，對提高學生的動手能力很有幫助。
其次化工專業實驗適應新要求化工行業趨勢，廣泛采用計算機控制、在線采集數據、自動化控制、觸摸屏操作等，學生從中收獲了很多，還提高了對化工專業實驗的興趣。對典型的化工工藝學實驗項目，擴大實驗設備規模，模擬工廠的開車階段、穩定生產階段、停車階段等操作。使實驗項目和化工生產一線情況更接近，不僅讓學生能夠理解所學的專業理論知識，也開拓了專業視野。為學生將來進入化工企業、適應化工企業生產打好基礎。
另外，對化工專業實驗的安全問題或環保問題，按照全國工程教育專業認證專家委員會化學工程與工藝專業認證對化學工程與工藝專業實驗的三廢處理要求處理，建設相應的通風設施，學校委托專業的三廢處理企業處理回收。學生在做有三廢的實驗時必須按照要求做好防護、安全操作。
4 實驗室管理
首先，在師資配備方面，選派有扎實的化工專業知識，還要有較強的工程能力和專業基礎知識、責任心強、專業能力強的教師擔任指導教師，并且做好預實驗后才能指導實驗。在實驗試劑的使用、回收等方面嚴格登記、安全操作。
其次，記錄學生實驗日志，記錄實驗時學生操作情況、設備情況、試劑的領用消耗情況。
設置學期上，化工熱力學實驗開設在大三上學期、化工分離工程實驗和化學反應工程實驗開設在大三下學期、化工工藝學實驗在大四上學期開設。
另外，在實驗課程考核方面，課程成績采取實驗平時成績和筆試成績相結合的方法，平時成績占60% ～ 70%，筆試成績占30%～ 40%。
5 實驗教學方法
化工專業實驗多數是綜合性實驗和設計性實驗，要求學生提出切實可行的實驗方案，并經過指導教師審核通過后完成實驗。同時，在傳統的實驗教學方法基礎上，增加網絡教學，不僅將實驗文字資料、講解課件、實驗操作指導錄像上網。還建立化工專業實驗仿真模擬軟件、學生可以在線模擬實驗操作、預習。實驗時，指導教師全面指導、檢查實驗中出現的問題，及時指導學生順利完成實驗。
6 結語
化工實驗中心以全國工程教育專業認證專家委員會化學工程與工藝專業認證為契機，通過獨立開設化工熱力學實驗、化工分離工程實驗、化學反應工程實驗和化工工藝學實驗課程，在課程設置、實驗項目建設、實驗室管理以及師資配備等幾方面進行教學改革與探索，對提高實驗課的教學質量、加強學生的專業素質都很有意義，也為學生將來參加工作奠定良好的基礎。