時(shí)間：2022-04-12 08:53:56
導(dǎo)語：在化工原理實(shí)驗(yàn)論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了一篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
摘 要：化工原理是化工類專業(yè)體系中的核心課程，其在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起著承前啟后的作用，而且對其他專業(yè)課程的學(xué)習(xí)具有重要意義。本文對化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了思考和分析，并在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行了精餾和過濾實(shí)驗(yàn)過程正常使用的若干改進(jìn)，并考察了改進(jìn)后的設(shè)備及實(shí)驗(yàn)過程的效果。
關(guān)鍵詞：化工原理；過程改進(jìn)；精餾；過濾；
一、引言
化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生驗(yàn)證理論知識、加深對化學(xué)工程有關(guān)知識的理解、掌握課程基礎(chǔ)概念、強(qiáng)化工程實(shí)踐能力和建立工程概念必不可少的組成部分。特別是化工類、應(yīng)用化學(xué)類、生物工程、食品工程等專業(yè)學(xué)生將來要從事工程技術(shù)方面的有關(guān)工作，因此具備良好的動(dòng)手能力和分析解決實(shí)際問題能力、創(chuàng)新與實(shí)踐能力是必不可少的。故學(xué)生掌握化工原理單元操作的實(shí)踐能力，建立良好的工程觀念，進(jìn)而提高解決實(shí)際問題的綜合實(shí)踐能力是化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一項(xiàng)重要課題。
針對化工原理實(shí)驗(yàn)過程中常出現(xiàn)的如精餾實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)氣液接觸效果不理想、操作不穩(wěn)定，過濾實(shí)驗(yàn)過程中單位濾漿體積所需時(shí)間過長等問題，本文對這些問題進(jìn)行分析，并在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行了精餾和過濾實(shí)驗(yàn)過程正常使用的若干改進(jìn)，取得良好效果。滿足了基本的教學(xué)和提高學(xué)生對實(shí)際工程問題的分析能力，并加深對工程概念的理解。
二、精餾實(shí)驗(yàn)過程改進(jìn)
精餾實(shí)驗(yàn)是傳質(zhì)操作單元的重要內(nèi)容之一，如何在實(shí)驗(yàn)過程中使設(shè)備處于最佳狀態(tài)，使實(shí)驗(yàn)操作的效果符合實(shí)驗(yàn)要求，給予學(xué)生更感性的認(rèn)識，是值得我們討論的。目前，學(xué)校化工原理實(shí)驗(yàn)中心有四套篩板精餾實(shí)驗(yàn)裝置，所用的連續(xù)精餾塔是天津大學(xué)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心制造的連續(xù)精餾過程控制實(shí)驗(yàn)裝置。該裝置主體是一座由直徑57mm、篩孔直徑10mm的篩孔塔板（共7塊，每塊塔板的開孔率6.6 ）所組成的不銹鋼篩板精餾塔。塔內(nèi)徑為50mm，板間距為100mm，塔高1.5m，銅質(zhì)降液管外徑8mm，塔體部分上下端各裝有一玻璃視盅，用以觀察塔板上的氣液鼓泡接觸情況和回流情況。該裝置主要用途為分離正丙醇和乙醇混合物，具有連續(xù)進(jìn)料、出料，回流比可調(diào)等性能。精餾塔維持最佳狀態(tài)是通過電加熱控制、控制塔內(nèi)壓力、進(jìn)料的量（組分、溫度）、冷凝劑量、回流比等方法實(shí)現(xiàn)。但在目前的實(shí)驗(yàn)設(shè)備中存在如下問題：氣液接觸效果不理想；操作不穩(wěn)定，操作彈性差，常出現(xiàn)爆沸現(xiàn)象。為提高教學(xué)質(zhì)量.我們分析了原因，并采取一些相應(yīng)措施，使實(shí)驗(yàn)效果有了明顯的改善。
（一）原料體系的改進(jìn)
塔在使用一定時(shí)間后，各塊塔板上的傳質(zhì)效果逐步變差，出現(xiàn)氣泡大而且不均勻的現(xiàn)象，有的塔板上鼓泡層很高，有的塔板上鼓泡層很低，學(xué)生在玻璃塔節(jié)中看不到比較正常的氣液接觸現(xiàn)象。因此，我們分析原因，認(rèn)為低級醇類之間表面張力相互接近，而低級醇類和水的表面張力相差兩倍以上，是導(dǎo)致塔內(nèi)各板上鼓泡層高度相差懸殊、操作不易穩(wěn)定的原因之一。此外，由于學(xué)校位處南方，氣候潮濕且空氣濕度大（空氣濕度經(jīng)常達(dá)90%以上），所以估測體系在空氣中吸入一定量的水分。而在原料體系中采樣做氣相色譜分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，分析結(jié)果表明原料體系含水量均在10%左右。從維護(hù)費(fèi)用方面考慮，我們選用干燥劑對原料體系進(jìn)行了干燥，干燥劑選擇原則是要操作簡單，不污染原料體系，同時(shí)可重復(fù)使用。我們嘗試使用了氯化鈣（熔融過的）、活性氧化鋁、硫酸鎂、硫酸銅、分子篩等，這些干燥劑的特點(diǎn)都是吸水能力強(qiáng)、干燥速度快、可烘干再生。通過試驗(yàn)，由于氯化鈣（熔融過的）、活性氧化鋁、硫酸鎂、硫酸銅等干燥劑本身具弱酸堿性或成型性差，均給原料體系帶來少許污染，易于染色，腐蝕設(shè)備，因此，我們選用分子篩，分子篩成型性好，吸水能力強(qiáng)，呈中性，對原料體系不污染、不染色，便于干燥操作，所以我們定期用分子篩對原料體系進(jìn)行干燥，并取得良好效果。
（二）保溫層方面的改進(jìn)
用于教學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備一般希望從啟動(dòng)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)之間的開車時(shí)間越短越好。精餾實(shí)驗(yàn)設(shè)備是利用熱能的設(shè)備，保溫的好壞不僅關(guān)系到能量的節(jié)約與否，而且還涉及到開車時(shí)間的長短，涉及到操作的穩(wěn)定性。原先的保溫措施是在塔柱體纏上低密度石棉，然后在外面包不銹鋼鐵皮，但使用后發(fā)現(xiàn)外層的溫度仍較高，約有70℃左右，散熱量較大。往往塔的下段已產(chǎn)生了液泛現(xiàn)象，而塔的上部溫度仍低于正常值，且持續(xù)時(shí)間較長，要達(dá)到穩(wěn)定，開車時(shí)間很長。我們分析后認(rèn)為，產(chǎn)生上述現(xiàn)象的主要原因是保溫效果不好，使塔下部的熱量過多地散入環(huán)境；而塔內(nèi)上升蒸氣過多、過早地冷凝是引起塔內(nèi)各板上鼓泡層高度相差懸殊、操作不易穩(wěn)定的另一原因。因此，根據(jù)實(shí)驗(yàn)體系和設(shè)備的具體情況，選用既有較小的導(dǎo)熱系數(shù)、又能耐受設(shè)備所要求最高溫度的聚氨酯泡沫塑料作保溫內(nèi)層，外包加厚高密度石棉氈。通過對精餾塔操作系統(tǒng)的上述改進(jìn)，收到了比較好的實(shí)驗(yàn)效果，改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間縮短，塔內(nèi)各板上鼓泡小而均勻。操作范圍變寬，學(xué)生易于操作，在有限的實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，學(xué)生可增加操作參數(shù)的變化次數(shù)，觀察精餾實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和現(xiàn)象，加深理解精餾原理；同時(shí)也獲得了比較準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提高了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的重顯性。利用作圖法求得在一定分離效果時(shí)的理論塔板數(shù)及全塔效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)整理如下，本實(shí)驗(yàn)中實(shí)際塔板數(shù)N=7，實(shí)驗(yàn)中一定回流量下對應(yīng)的塔底輕組分濃度為0.15，塔頂輕組分濃度為0.80，求得的理論塔板數(shù)為5～6，全塔效率為71.5%～85% 。y，x分別為氣液兩相中乙醇摩爾百分?jǐn)?shù)。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，其數(shù)據(jù)的重顯性很好。
三、恒壓過濾實(shí)驗(yàn)過程改進(jìn)
恒壓過濾實(shí)驗(yàn)裝置的懸浮濾漿液為水、碳酸鈣，以紡織狀物為過濾介質(zhì)，采用真空吸濾方式進(jìn)行過濾，過濾推動(dòng)力恒定。在外力的作用下，懸浮液的液相通過介質(zhì)的孔道而固體顆粒被截留下來，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。目前的實(shí)驗(yàn)設(shè)備中存在如下問題，即使在大壓差和低濃度濾漿的條件下，過濾速率依然小，獲得單位濾液體積所需要的時(shí)間長。在使用實(shí)驗(yàn)裝置一段時(shí)間后，在不更換漿液的條件下，在同樣的壓差、攪拌速度、濾漿濃度操作條件下，單位濾漿體積所需時(shí)間過長，就會(huì)影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。分析原因，影響過濾速度的主要因素是壓強(qiáng)差、濾餅厚度、濾餅和懸浮液的特性、懸浮液溫度、過濾介質(zhì)的阻力等。由于實(shí)驗(yàn)條件（如壓差、濾漿濃度、攪拌速度、溫度等）不改變，同時(shí)每次實(shí)驗(yàn)都要求學(xué)生清洗濾餅，依然解決不了單位濾漿體積所需時(shí)間過長的問題，因此我們認(rèn)為隨著實(shí)驗(yàn)操作次數(shù)增加，學(xué)生反復(fù)清洗濾餅的次數(shù)也多，其接觸懸浮液的次數(shù)越來越多。而在正常教學(xué)過程中，多數(shù)學(xué)生用完餐后就急急忙忙來到實(shí)驗(yàn)室，或多或少會(huì)帶進(jìn)一些生物成分（如淀粉、細(xì)菌、食用油等），這些成分會(huì)包覆在碳酸鈣顆粒表面，使顆粒表面被改性，顆粒被乳化而形成膠體，從而改變?yōu)V餅的特性，影響過濾速率。為了節(jié)約費(fèi)用，降低工作強(qiáng)度，減少碳酸鈣懸浮濾漿液更換次數(shù)，我們加入一定量的防止濾渣堆積過于密實(shí)且能使過濾順利進(jìn)行的細(xì)碎程度不同的不溶性惰性材料助濾劑，加入助濾劑后，在過濾同樣濃度的漿液和一定操作壓力下，獲得100ml體積的濾液所需時(shí)間，由原來的5分鐘縮短為2分鐘。通過對過濾實(shí)驗(yàn)過程的改進(jìn)和實(shí)際使用證明，改進(jìn)后學(xué)生易于實(shí)驗(yàn)操作，在有限的實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，更好完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
四、結(jié)語
化工原理日常實(shí)驗(yàn)教學(xué)中涉及的設(shè)備較多，且使用頻率較高，善于發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的問題并及時(shí)改進(jìn)為教學(xué)任務(wù)的順利完成提供了保障。通過對精餾和過濾實(shí)驗(yàn)過程的改進(jìn)，能夠使實(shí)驗(yàn)快速準(zhǔn)確完成的同時(shí)，達(dá)到使學(xué)生掌握并運(yùn)用化工原理課程教學(xué)中的基本理論的目的，互動(dòng)效果較好。
【摘要】本文主要集中分析了化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中的幾個(gè)關(guān)鍵性問題，分析了化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些比較可行的建議和措施，以期可以為化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供參考。
【關(guān)鍵詞】化工原理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；問題
一、前言
目前，化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，還有部分問題注意不夠，導(dǎo)致了化工原理教學(xué)質(zhì)量不高，教學(xué)效果不佳，所以，分析化工原理試驗(yàn)教學(xué)非常有必要，這是提高教學(xué)效果的必要途徑。
二、化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)概述
《化工原理》課程是化學(xué)工程、應(yīng)用化學(xué)、過程裝備與控制、生物工程、環(huán)境工程、高分子等專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課。化工原理課程的主要內(nèi)容是以生產(chǎn)中物理加工過程 為背景，按照其操作原理的共性歸納為若干“單元操作”，主要研究各單元操作的基本原理、典型設(shè)備的原則結(jié)構(gòu)和工藝尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算以及選型。化工原理屬于工 程科學(xué)，用自然科學(xué)的原理考察、解釋和處理工程實(shí)際問題，研究方法主要是理論解析和在理論指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)研究。《化工原理實(shí)驗(yàn)》是配合化工原理課堂理論教學(xué) 設(shè)置的實(shí)驗(yàn)課，運(yùn)用課堂學(xué)過的化工基本理論，通過實(shí)驗(yàn)從實(shí)踐中進(jìn)一步學(xué)習(xí)、掌握和運(yùn)用基本理論，分析實(shí)驗(yàn)過程中的各種現(xiàn)象和問題，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作實(shí) 驗(yàn)設(shè)備的能力，分析、歸納、整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果及撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力，以及嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是的工作作風(fēng)。《化工原理實(shí)驗(yàn)》是培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力、工程實(shí)踐能 力以及創(chuàng)新能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，與理論課具有同等重要的教學(xué)地位。
三、化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的問題
長期以來，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)被固定的模式所束縛，總結(jié)起來存在以下三個(gè)方面的問題：
第一，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一、陳舊。所開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多是長期開設(shè)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)、依附于課堂理論的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，而反映學(xué)科前沿的、有利于學(xué)生創(chuàng)新性思 維的研究性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)少。學(xué)生缺乏對實(shí)驗(yàn)的積極性和興趣，故在實(shí)驗(yàn)中只是機(jī)械地重復(fù)老師剛演示過的步驟，不重視實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)和過程，也不注意操作是 否規(guī)范。
第二，教學(xué)模式單一、陳舊。以往的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是采用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，即由教師組織安排，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室先聽完老師介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)?的、實(shí)驗(yàn)原理、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)步驟以及實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，接著學(xué)生按教師講解的步驟重復(fù)實(shí)驗(yàn)，完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，記錄數(shù)據(jù)，然后按規(guī)定的格式完成實(shí)驗(yàn)報(bào) 告。總的說來就是在統(tǒng)一規(guī)定的實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，在相同的地點(diǎn)，學(xué)生聽相同的講解，做相同的實(shí)驗(yàn)，這樣導(dǎo)致學(xué)生積極性不高，厭學(xué)心理加重；且對于基礎(chǔ)較好的同學(xué) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過于簡單，而對于基礎(chǔ)薄弱的同學(xué)則略顯復(fù)雜。
第三，實(shí)驗(yàn)人數(shù)多，硬件設(shè)備缺乏。由于近幾年的教育擴(kuò)招，使得學(xué)生人數(shù)增多，原本富足的實(shí)驗(yàn)設(shè)備在目前看來顯得有些“捉襟見肘”，這樣做實(shí)驗(yàn)時(shí)就要輪流等待，使得一組實(shí)驗(yàn)做下來所消耗的時(shí)間增長，學(xué)生和教師都有怨言。
四、化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)措施
1、重視理論嚴(yán)謹(jǐn)性同時(shí)注意培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。
理論授課教師同時(shí)也是實(shí)驗(yàn)課教師，可在理論教學(xué)的同時(shí)穿插對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思考和討論。同時(shí)我們應(yīng)該思考如何在化工原理實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，并著重培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維、批判思維和聯(lián)想思維。如在課堂講完離心泵后，向?qū)W生提了一個(gè)問題，離心泵啟動(dòng)后為什么不出水？學(xué)生們有的說汽蝕了，有的說氣縛了，有的說管道進(jìn)了異物堵住了，有的說線路故障，有的說出口閥沒開等等，答案五花八門，有的答案并不牽扯什么高深的理論問題，但在實(shí)際操作中極有可能出現(xiàn)。因此在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生就能很快能理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瓿蓪?shí)驗(yàn)操作。在理論授課的同時(shí)可安排實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)，使學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)時(shí)心中有數(shù)，得心應(yīng)手，這樣才能更好發(fā)揮他們的主動(dòng)性和積極性。這里還有一個(gè)問題值得注意，即在理論課后集中開出實(shí)驗(yàn)好還是上完相關(guān)章節(jié)后及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)？一般認(rèn)為，相對的集中便于實(shí)驗(yàn)室的安排與管理，理論課后及時(shí)做實(shí)驗(yàn)對于學(xué)生來說肯定容易理解一些。我認(rèn)為，在條件允許的前提下，盡可能將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課堂理論在內(nèi)容與時(shí)間上協(xié)調(diào)。畢竟當(dāng)代大學(xué)生要學(xué)的知識很多，不可能在某一門課程上反反復(fù)復(fù)地花時(shí)間。
2、實(shí)驗(yàn)仿真不能取代實(shí)際操作
實(shí)驗(yàn)仿真是近20年來隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的出現(xiàn)而出現(xiàn)的。在降低實(shí)驗(yàn)成本、克服因?qū)嶒?yàn)裝置臺套數(shù)不夠而引起的學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少、改善和加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)等方面，確實(shí)發(fā)揮了不可替代的作用。近年來，一些仿真技術(shù)公司和高校陸續(xù)推出了水平較高的化工原理實(shí)驗(yàn)仿真軟件，它們對化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的貢獻(xiàn)是功不可沒的。當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)仿真不可能完全替代實(shí)際操作，正如多媒體教學(xué)不能完全替代傳統(tǒng)板書授課，那種認(rèn)為讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)上仿真就可避免購置和使用化工原理實(shí)驗(yàn)裝置的想法是錯(cuò)誤的。我認(rèn)為，在實(shí)驗(yàn)操作前讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真，既可以加深他們對理論知識的理解，也可以強(qiáng)化他們對實(shí)驗(yàn)過程和步驟的掌握，以改善實(shí)驗(yàn)操作效果。同時(shí)，對于有特別要求的學(xué)生，也可以為他們提供多次反復(fù)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。目前存在的問題是，現(xiàn)有的軟件往往是針對某一種裝置設(shè)計(jì)和開發(fā)的，普適性不夠，同時(shí)也不能提供給使用者以自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的功能，這樣不僅有礙軟件本身的推廣，而且不利于引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
3、改革實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫形式
實(shí)驗(yàn)報(bào)告是對實(shí)驗(yàn)過程的總結(jié)，是實(shí)踐環(huán)節(jié)中不可缺少的一個(gè)重要組成部分。很多同學(xué)在撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)流于形式，不動(dòng)腦，多數(shù)內(nèi)容可以照抄實(shí)驗(yàn)講義。報(bào)告要真實(shí)反映我們要作什么？怎么作？作的結(jié)果？以及存在的問題。化工原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告要突出工程性及現(xiàn)實(shí)性；要體現(xiàn)出學(xué)生應(yīng)用知識能力、分析問題能力和解決問題能力；體現(xiàn)出創(chuàng)造性和探索性。總體上化工原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告可以采用/小論文/的形式來寫，但不強(qiáng)求一律，給學(xué)生思考、選擇和發(fā)展的空間。學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的設(shè)備，在能達(dá)到教學(xué)大綱規(guī)定的實(shí)驗(yàn)任務(wù)前提下，可根據(jù)自己興趣、愛好自行確定研究重點(diǎn)，自擬題目。同一實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以擬訂不同的題目。由于題目、方案是學(xué)生自己擬定的，增加了實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和興趣，實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量由此得到明顯提高，抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象則可明顯減少。
五、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新
創(chuàng)新能力具有很大作用。但目前化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)方法、技術(shù)上和測試手段上仍有許多問題。教學(xué)方法上，還主要以教師講，學(xué)生照著 做為主，實(shí)驗(yàn)成績?nèi)圆捎脤W(xué)生單純做實(shí)驗(yàn)定成績的教學(xué)模式；測試手段和技術(shù)比較落后，尤其是在運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集、處理和控制方面。為此我們要加 大實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革力度，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新。
1.嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理，實(shí)行結(jié)構(gòu)成績制
教師要認(rèn)真組織好實(shí)驗(yàn)教學(xué)，嚴(yán)格教學(xué)管理，嚴(yán)格考核制度。實(shí)驗(yàn)課采取課前預(yù)習(xí)、現(xiàn)場提問、實(shí)驗(yàn)操作、編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告、期末書面考試的教學(xué)方式， 由以上各環(huán)節(jié)的執(zhí)行情況來全面評定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績，既實(shí)行結(jié)構(gòu)成績制。
2.將計(jì)算機(jī)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)
開發(fā)與實(shí)驗(yàn)裝置相配套的化工原理仿真系統(tǒng)軟件，運(yùn)用仿真實(shí)驗(yàn)的計(jì)算技術(shù)、圖像和圖形技術(shù)，可方便、迅速、形象地再現(xiàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果， 學(xué)生在計(jì)算機(jī)上可完成實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)，提高實(shí)驗(yàn)效率和實(shí)驗(yàn)效果，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，可節(jié)省學(xué)生繁雜和大量重復(fù)性計(jì)算時(shí)間，使學(xué)生有更多時(shí)間和精 力撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，提高實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量。
運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集、處理和控制。現(xiàn)代化工生產(chǎn)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是集成化、大型化和自動(dòng)化，其實(shí) 質(zhì)就是用計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制。我們在有些實(shí)驗(yàn)裝置上采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理和控制，不僅可以模擬實(shí)際生產(chǎn)過程，還可以使學(xué)生對計(jì)算機(jī)在工 程上的應(yīng)用有進(jìn)一步的認(rèn)識。
六、結(jié)束語
綜上所述，化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)教學(xué)過程中，必須要關(guān)注一些比較關(guān)鍵的問題，進(jìn)而提出一些可行的措施來提高化工原理教學(xué)的水平，確保化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量得到提高。
化工原理實(shí)驗(yàn)屬于一種工程性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用于高校輕工化工課課堂教學(xué)，所涉及的領(lǐng)域主要為化學(xué)工程學(xué)以及建立其基礎(chǔ)之上的技工領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)過程中，對學(xué)生的操作能力和分析解析問題的能力會(huì)有一定的考驗(yàn)。因此，化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的優(yōu)劣將會(huì)直接對學(xué)生能力的培養(yǎng)造成影響。目前，我國各技工院校中仍有不少學(xué)校化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)采取的是傳統(tǒng)的教學(xué)模式，傳統(tǒng)教學(xué)模式過于強(qiáng)調(diào)同學(xué)合作和教師主導(dǎo)，對提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果造成阻礙，給學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)帶來不便。
一、開放式化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式概述
時(shí)間開放方面。開放式化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，時(shí)間開放針對的不僅僅是教學(xué)課堂，還包含著課堂之外的時(shí)間。也就是說，實(shí)驗(yàn)室開放的時(shí)間與學(xué)校圖書館無異，由此，每個(gè)學(xué)生都可以在實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)操作和觀察，并沒有嚴(yán)格的時(shí)間限制和約束。這對于任何類型的學(xué)生都很適用。對于那些熱愛學(xué)習(xí)，熱衷于工科實(shí)驗(yàn)和車間作業(yè)實(shí)驗(yàn)的學(xué)生來說，他們可以根據(jù)自己的課程安排來安排自己的實(shí)驗(yàn)；而那對于些實(shí)驗(yàn)?zāi)芰η芳训膶W(xué)生而言，為了保證課前的預(yù)習(xí)質(zhì)量和課后知識的鞏固，也可以根據(jù)自己的時(shí)間來安排實(shí)驗(yàn)，直至達(dá)到自己的理想狀態(tài)。
內(nèi)容開放方面。開放式化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容即實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開放是保障開放式教學(xué)的基礎(chǔ)。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰τ袕?qiáng)弱，知識吸收速度有快慢，另外，學(xué)校學(xué)生的專業(yè)、興趣和能力都會(huì)有所差別，因而，實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上的開放性正好符合了學(xué)生們的需要。教師可以將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行分組，如：基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)等。學(xué)生們可以根據(jù)自己的實(shí)際情況來安排實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這不僅有益于培養(yǎng)學(xué)生對于化工原理實(shí)驗(yàn)和車間實(shí)驗(yàn)操作的興趣，還有助于學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。我們知道，很多的發(fā)明創(chuàng)造及天才般的靈感大多數(shù)都來源于自由實(shí)驗(yàn)的過程中，大多技術(shù)工人車間技術(shù)操作的精煉來源平時(shí)的努力和積累。因此，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的開放實(shí)際上是為學(xué)生們提供了一個(gè)自由發(fā)揮想象力和創(chuàng)新能力的平臺，而對于學(xué)校來說，它可以借此平臺來培養(yǎng)更多多樣化、個(gè)性化的專業(yè)人才。
資源開放方面。開放式化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，資源開放是對開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)一步完善。化工原理實(shí)驗(yàn)范圍廣且過程復(fù)雜，對于儀器設(shè)備和資料教材方面的要求頗多，因此，先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器和全面的資料教材是保證實(shí)驗(yàn)進(jìn)行下去的關(guān)鍵。開放實(shí)驗(yàn)資源，不僅有助于構(gòu)建良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，還有助于學(xué)生自學(xué)能力的提高。
二、開放式化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式方案的探討
做好實(shí)驗(yàn)相關(guān)的準(zhǔn)備工作。開放式化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置為實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行提供了基礎(chǔ)。因此，學(xué)生在開放式化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，就應(yīng)當(dāng)對實(shí)驗(yàn)裝置有一定的了解。了解實(shí)驗(yàn)裝置，不論是對于授課老師還是學(xué)生都有一定的好處。首先，了解實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)，知曉它的操作方法，可以讀取儀表類設(shè)備的數(shù)值，這有利于學(xué)生理解教師講解的實(shí)驗(yàn)過程；再次，對于實(shí)驗(yàn)裝置的了解可以增強(qiáng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性。
在講解實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，可以讓學(xué)生猜想這些儀器設(shè)備各自的功用和效能，或者安排學(xué)生進(jìn)行小組討論，發(fā)表對接下來實(shí)驗(yàn)的看法，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，為接下來的實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。
讓學(xué)生成為課堂的主導(dǎo)者。學(xué)生的求知欲往往會(huì)引導(dǎo)他們積極的探索新事物。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂上，教師處于主導(dǎo)地位，課程內(nèi)容由教師策劃設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)進(jìn)程由教師決定。由此，學(xué)生往往會(huì)在實(shí)驗(yàn)過程中聽任老師的指揮和指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)原理、步驟和結(jié)果以及注意事項(xiàng)并沒有用心的去思考和體會(huì)，最終導(dǎo)致他們完成實(shí)驗(yàn)的目的只是為了取得一個(gè)合格成績。因此，在開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)注意區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)，讓學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)課堂的主導(dǎo)者，來掌控實(shí)驗(yàn)課堂。
讓學(xué)生成為課堂的主導(dǎo)者，有利于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。而且，每個(gè)學(xué)生的能力水平不一致，教師對實(shí)驗(yàn)課堂的控制并不利于學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程的理解和思考，學(xué)生的自主控制正好解決了這一問題。該文原載于中國社會(huì)科學(xué)院文獻(xiàn)信息中心主辦的《環(huán)球市場信息導(dǎo)報(bào)》總第539期2014年第07期-----轉(zhuǎn)載須注名來源如：設(shè)備制冷維修技術(shù)的課堂上，教師提出“為什么目前的一些化工行業(yè)會(huì)應(yīng)用到制冷設(shè)備，如何保證這些化工原料的一直處于常態(tài)，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？”對此，傳統(tǒng)的教學(xué)模式是教師指名學(xué)生回答，或者是老師直接解釋。這并不利于學(xué)生想象力和分析解析問題能力的提高。因此，教師只需要引導(dǎo)學(xué)生“思考――討論――綜合意見――說明理由”即可，如果學(xué)生講解不全面，教師可以適時(shí)來補(bǔ)充。這不僅有利于學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課堂產(chǎn)生興趣，還有利于培養(yǎng)學(xué)生自主思考問題和解決問題的能力。
完善教學(xué)方式。傳統(tǒng)的化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是通過教師講解，輔助資料不外乎課本和參考資料。開放式化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)手段來豐富、完善教學(xué)方法避免這一現(xiàn)狀。如今信息技術(shù)在教育教學(xué)中應(yīng)用普遍，同樣，也可以將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與信息技術(shù)結(jié)合起來。目前較為常用的輔助教學(xué)設(shè)備主要有：幻燈片、實(shí)驗(yàn)錄像、CAI、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。信息技術(shù)的應(yīng)用有助于增強(qiáng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的興趣，同時(shí)也能從多方面來加深學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的理解，從而拓寬知識面。
改變傳統(tǒng)的評價(jià)方式。在化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課成績評定標(biāo)準(zhǔn)主要參考目標(biāo)為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)際上，學(xué)生為了追求高分?jǐn)?shù)，往往會(huì)制作虛假的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。究其原因，還是由于傳統(tǒng)的評價(jià)方法較為關(guān)注學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的整體質(zhì)量和報(bào)告內(nèi)容的完整性，由此，更改數(shù)據(jù)或者是編寫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)成為了學(xué)生為獲取高分而長用的手段。這種結(jié)果的分?jǐn)?shù)并不能呈現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，反映學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和操作能力，因此，改變傳統(tǒng)的評價(jià)方式勢在必行。
可以參照學(xué)校其他科目成績的評定方法，對其完善。首先，將實(shí)驗(yàn)課的成績分成平時(shí)的出勤率、實(shí)驗(yàn)操作能力、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完整性、筆試測試成績，小組評定成績這幾大板塊；再次，根據(jù)每大板塊所能真實(shí)反映學(xué)生綜合能力的程度，來分配比例，如：平時(shí)的出勤率為15%的計(jì)分值。這之中，所要注意的是，學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)的真實(shí)性，上文提到，學(xué)生為了獲得高分?jǐn)?shù)，可能會(huì)編寫數(shù)據(jù)。這種全新的評分機(jī)制就是為了評分公平，因此，為了保障公平，實(shí)驗(yàn)報(bào)告完整性的比例數(shù)值可以稍稍降低；最后，成績的評定應(yīng)當(dāng)脫離全部由教師評定的方式，學(xué)生自己也可以參與到分?jǐn)?shù)評定中來。具體操作時(shí)，可以由實(shí)驗(yàn)小組成員來評定其他成員的成績，而這個(gè)成績所占的比率可以控制在10%左右。
化工原理實(shí)驗(yàn)開放式教學(xué)模式在技工院校中應(yīng)用過程中，其優(yōu)勢明顯，不論是對于教師還是學(xué)生而言，都具有明顯的便利性和輔助功能。因此，解決好化工原理實(shí)驗(yàn)開放式教學(xué)模式運(yùn)行實(shí)踐過程中的問題，便顯得尤為重要了。在運(yùn)行實(shí)踐過程中，想要做好開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師們應(yīng)當(dāng)注意以下幾點(diǎn)：做好實(shí)驗(yàn)相關(guān)的準(zhǔn)備工作、讓學(xué)生成為課堂的主導(dǎo)者、完善教學(xué)方式和改變傳統(tǒng)的評價(jià)方式，只有這樣，才能真正的實(shí)現(xiàn)開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
（作者單位：冷水江市高級技工學(xué)校）
【摘 要】仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種現(xiàn)代化的教學(xué)手段，本文分析了仿真實(shí)驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)指出仿真實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)相結(jié)合，更有利于提高教學(xué)效果和學(xué)生能力的培養(yǎng)。
【關(guān)鍵詞】仿真實(shí)驗(yàn)；化工原理；實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)
化工原理是我校藥物制劑專業(yè)及相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程以化工傳遞過程的基本理論和工程方法論為兩條主線，系統(tǒng)地講授了化工生產(chǎn)過程中常見單元操作的工作原理、相關(guān)設(shè)備的工藝結(jié)構(gòu)和具體的操作過程，在整個(gè)教學(xué)體系中起著承上啟下的重要作用[1-2]。隨著時(shí)代的發(fā)展、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和教育理念的革新，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，對教學(xué)思想、教學(xué)方法和教學(xué)手段提出了全新的要求和挑戰(zhàn)。在這樣的形勢下，化工原理課程傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)手段也在進(jìn)行著新的嘗試與改革，把計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)運(yùn)用于化工原理課程的教學(xué)將成為一種趨勢[3]。
化工仿真實(shí)驗(yàn)利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)建模與仿真技術(shù)，對生產(chǎn)過程系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字仿真，建立虛擬的操作環(huán)境 ，同時(shí)營造類似于工廠控制室的教學(xué)環(huán)境，訓(xùn)練學(xué)生分析問題 、解決問題和故障處理的能力，是一種先進(jìn)的教學(xué)手段。
1 仿真實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)
1.1 直觀性
仿真實(shí)驗(yàn)可以模擬實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)全過程，形象逼真生動(dòng)、簡明易懂，既有科學(xué)性又富有趣味性，便于學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)了解實(shí)驗(yàn)單元的操作方法和操作技巧[4]。通過模擬開車、停車、正常運(yùn)行以及發(fā)生事故時(shí)所涉及的參數(shù)及數(shù)據(jù)的變化，明白正常狀態(tài)、事故發(fā)生狀態(tài)以及事故處理的規(guī)律和方法，加深學(xué)生對化工生產(chǎn)裝置操作過程的了解和對其功能把握，鞏固所學(xué)知識。
1.2 可操作性
由于實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備的規(guī)模及內(nèi)容有限，同時(shí)受教學(xué)時(shí)數(shù)的限制，很多情況下一些實(shí)驗(yàn)被簡化、調(diào)整甚至放棄。有時(shí)某些實(shí)驗(yàn)采取教師演示操作學(xué)生觀看或者幾個(gè)學(xué)生一組的合作實(shí)驗(yàn)，每個(gè)學(xué)生得到單獨(dú)操作練習(xí)的機(jī)會(huì)很少，這樣會(huì)造成學(xué)生對知識點(diǎn)的理解不夠透徹，動(dòng)手能力得不到應(yīng)有的鍛煉，甚至所學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用相脫節(jié)，教學(xué)效果會(huì)受到一定程度的影響。利用仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以在仿真軟件上反復(fù)進(jìn)行設(shè)備的開、停車及事故處理訓(xùn)練，直到操作技能達(dá)到要求，這在實(shí)際生產(chǎn)過程中和實(shí)驗(yàn)室中是難以實(shí)現(xiàn)的。
1.3 安全性
對于化工原理課的一些實(shí)驗(yàn)，學(xué)生由于之前預(yù)習(xí)不充分或者課堂上開小差，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由實(shí)驗(yàn)操作失誤現(xiàn)象，輕則影響整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)度，重則還會(huì)危害教師和學(xué)生的身體健康，造成嚴(yán)重的教學(xué)事故。例如：離心泵的啟動(dòng)或關(guān)停的誤操作會(huì)引起離心泵電機(jī)的燒毀；吸收塔操作失誤則會(huì)引起氨氣泄露等安全事故。在教學(xué)的過程中使用仿真實(shí)驗(yàn)，即使學(xué)生在仿真計(jì)算機(jī)上進(jìn)行誤操作時(shí)也不會(huì)發(fā)生人身危險(xiǎn)，同時(shí)也不會(huì)造成儀器設(shè)備、儀表、元件破壞和環(huán)境污染等經(jīng)濟(jì)損失。
1.4 經(jīng)濟(jì)性
化工原理實(shí)驗(yàn)設(shè)備一般價(jià)格高、體積大，而仿真實(shí)驗(yàn)只需將軟件安裝在電腦上即可運(yùn)行，且在使用過程中，仿真實(shí)驗(yàn)沒有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的日常維護(hù)和實(shí)驗(yàn)藥品的消耗，在達(dá)到了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的同時(shí)，還能減少教學(xué)投資，節(jié)約實(shí)驗(yàn)場地。
2 仿真實(shí)驗(yàn)的不足
任何事物具有雙面性，仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于教學(xué)有利也有弊，在教學(xué)過程中我們發(fā)現(xiàn)了仿真實(shí)驗(yàn)有以下三個(gè)不足之處。
2.1 真實(shí)生產(chǎn)與仿真實(shí)驗(yàn)存在較大差別
仿真實(shí)驗(yàn)操作的模擬性和程序化與生產(chǎn)現(xiàn)場操作的靈活性、不可預(yù)見性還有相當(dāng)?shù)木嚯x。以仿真實(shí)驗(yàn)過程的離心泵操作實(shí)驗(yàn)為例，仿真軟件可以模擬離心泵的操作順序，在操作順序出錯(cuò)時(shí)，軟件會(huì)報(bào)警提示，而在實(shí)際生產(chǎn)過程中，泵在啟動(dòng)前要盤泵，檢查密封裝置及潤滑油的液位等，而仿真系統(tǒng)中這些操作步驟是沒有的。同時(shí)真實(shí)生產(chǎn)過程中存在大量的不可預(yù)見性的問題，需要操作人員憑借豐富的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)迅速反應(yīng)并及時(shí)果斷處理，而仿真實(shí)驗(yàn)只是實(shí)際生產(chǎn)裝置的簡單化處理。
2.2 減少學(xué)生應(yīng)對突發(fā)事件的機(jī)會(huì)
而在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中遇到儀器故障、突發(fā)問題等，會(huì)使學(xué)生增加克服困難的訓(xùn)練機(jī)會(huì)，提高學(xué)生解決問題的能力。而仿真實(shí)驗(yàn)室的條件相對理想，減少了學(xué)生應(yīng)對突發(fā)事件、排除故障及對實(shí)驗(yàn)儀器的常規(guī)檢修的機(jī)會(huì)，又由于仿真實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)也是程序設(shè)置好的，也減少了使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析這一環(huán)節(jié)體驗(yàn)，同時(shí)也減少了對整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的反思及尋找可用的經(jīng)驗(yàn)和過失機(jī)會(huì)。
2.3 不利于學(xué)生安全生產(chǎn)觀念的培養(yǎng)
仿真實(shí)驗(yàn)帶有游戲色彩，學(xué)生在電腦面前通過鼠標(biāo)和鍵盤來操縱生產(chǎn)過程時(shí)沒有壓力，完全可以處于輕松的心理狀態(tài)，操作失誤時(shí)可以通過重新再做來彌補(bǔ)前次操作的過失，很難體會(huì)現(xiàn)場實(shí)際操作的緊張及工作壓力，不利于增強(qiáng)學(xué)生安全生產(chǎn)的高度責(zé)任感、緊迫感。因此，要讓學(xué)生真正掌握化工生產(chǎn)操作技能，了解化工生產(chǎn)安全問題的重要性，提高分析判斷和處理的問題的能力，還必須與實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。
3 結(jié)論
化工仿真和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)相結(jié)合，既可以在仿真中理解所學(xué)的理論知識，又可提高學(xué)生對化工操作的感性認(rèn)識。通過仿真訓(xùn)練與真實(shí)操練有機(jī)結(jié)合，揚(yáng)長避短，既節(jié)省成本，又提升學(xué)生實(shí)際操作能力訓(xùn)練的有效性，更加提高了教學(xué)效果。
摘 要：依靠校園內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，利用計(jì)算機(jī)建模和仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)版的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)表現(xiàn)。既能夠提供教學(xué)信息資源，使學(xué)生在很大程度上對學(xué)習(xí)的時(shí)間、過程和空間具有更多的支配權(quán)，而且能夠?qū)㈧o態(tài)教材轉(zhuǎn)變?yōu)閳D、文、聲、像并茂的動(dòng)態(tài)教材，甚至對因設(shè)備、場地等原因無法開設(shè)的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌颉吧須v其境”地感受實(shí)驗(yàn)過程中的生動(dòng)性和豐富性。
關(guān)鍵詞：化工原理實(shí)驗(yàn) 虛擬教學(xué) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)
自從2002年美國麻省理工大學(xué)（MIT）通過互聯(lián)網(wǎng)全部課程的教學(xué)信息而成為全球共享資源以來，其普遍、快速、交互的特點(diǎn)引起了對知識傳播模式的全新探討，極大地改變了基礎(chǔ)教育領(lǐng)域內(nèi)教與學(xué)的方式、手段和過程。采用基于網(wǎng)絡(luò)（WEB）的虛擬教學(xué)模式來完善、甚至是部分替代傳統(tǒng)的教學(xué)模式，必將成為未來教育的主渠道。從技術(shù)角度看，當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已相當(dāng)成熟，圖像、動(dòng)畫、視頻、音頻等多媒體信號的制作及傳輸方式也是多樣化的。系統(tǒng)運(yùn)行于校園網(wǎng)上，既可用于計(jì)劃性較強(qiáng)的日常教學(xué)，也適用于靈活的培訓(xùn)、輔導(dǎo)講座及師生間交流。近年來，對這一模式在英語課程、計(jì)算機(jī)課程及思政課程教學(xué)中應(yīng)用的研究不斷地深入，但目前應(yīng)用于工程實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)踐則相對寥寥。
《化工原理實(shí)驗(yàn)》課程是一門以培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、創(chuàng)新思維為目標(biāo)，以實(shí)驗(yàn)研究方法處理化學(xué)工程問題為特色的實(shí)踐性課程，是學(xué)習(xí)、掌握和運(yùn)用化工原理理論知識必不可少的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程擔(dān)負(fù)著從理論到工程、從基礎(chǔ)到專業(yè)的橋梁作用，必然要求適應(yīng)時(shí)代的教學(xué)模式與之匹配。目前高校所采用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式多為傳統(tǒng)的、驗(yàn)證性的模式：即實(shí)驗(yàn)中采用分組實(shí)驗(yàn)的形式，教師講解實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)后由學(xué)生采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)課后整理后上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式導(dǎo)致學(xué)生機(jī)械地循序操作，而且由于受到場地和實(shí)驗(yàn)裝置的限制，很難實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)人獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的目的。另外《化工原理實(shí)驗(yàn)》中，介質(zhì)在密閉的管道或塔器內(nèi)進(jìn)行傳質(zhì)傳熱過程，無法觀察到實(shí)際的過程變化或產(chǎn)生故障的情況，這些因素都不可避免地剝奪了學(xué)生思考的權(quán)利。除此之外，作為工程實(shí)驗(yàn)，要花大量的時(shí)間在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)上，但如果碰到設(shè)備出現(xiàn)問題，將直接影響實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展；作為對實(shí)踐環(huán)節(jié)的總結(jié)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)課程的重要組成部分，也是評判學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的依據(jù)。但在實(shí)際的教學(xué)當(dāng)中，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告單純是數(shù)據(jù)的整理，且容易抄襲。對于報(bào)告中體現(xiàn)的較大誤差甚至是失敗的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生得到的只是一個(gè)成績，而沒有修正或改進(jìn)的實(shí)踐機(jī)會(huì)。為建立《化工原理實(shí)驗(yàn)》教學(xué)的基礎(chǔ)性、綜合性、自主性、創(chuàng)新性相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，鼓勵(lì)學(xué)生選擇、自學(xué)、嘗試、乃至允許失敗并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，鞏固課堂教學(xué)知識點(diǎn)，彌補(bǔ)課堂教學(xué)的盲點(diǎn)，基于WEB的《化工原理實(shí)驗(yàn)》開放式虛擬教學(xué)的探討勢在必行。
1 《化工原理實(shí)驗(yàn)》開放式虛擬教學(xué)模式的主題模塊
順應(yīng)科技教育的趨勢，我們提出了以《化工原理實(shí)驗(yàn)》教學(xué)過程的設(shè)計(jì)及學(xué)習(xí)資源的利用為特征，以信息庫的建立及實(shí)驗(yàn)CAI的網(wǎng)絡(luò)化作為整個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)核心的模式，組建包括資源創(chuàng)作、視頻教學(xué)、多媒體課件的教學(xué)信息庫，實(shí)現(xiàn)《化工原理CAI》仿真的網(wǎng)絡(luò)化，開發(fā)綜合學(xué)習(xí)、資源、評估及信息交流的教學(xué)平臺體系。通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通的PC機(jī)，學(xué)生不僅可使用模擬軟件搭建的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，根據(jù)實(shí)訓(xùn)的要求，任意時(shí)段、任意次數(shù)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)練習(xí)，而且能夠利用多媒體通訊技術(shù)構(gòu)造的學(xué)習(xí)環(huán)境，進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻點(diǎn)播教學(xué)、多媒體個(gè)別化交互式網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)等教學(xué)活動(dòng)。以此為主旨的主體模塊為：
1.1 網(wǎng)絡(luò)化仿真實(shí)驗(yàn)平臺
基于WEB的實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)的開發(fā)。東華大學(xué)的《化工原理實(shí)驗(yàn)》現(xiàn)為上海市精品課程，自主研制的《化工原理CAI》以其三維立體界面、逼真的動(dòng)態(tài)效果、切合教材的操作流程，以及方便的操作界面等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)在《化工實(shí)驗(yàn)原理》課堂教學(xué)中使用，教學(xué)效果良好。但由于其必需以軟件的形式單獨(dú)安裝在每臺電腦中，無法進(jìn)行使用者個(gè)體間的交流，也無法在沒有購買或安裝此軟件的學(xué)生個(gè)人電腦中使用，限制了在實(shí)驗(yàn)室外的使用條件。因此，將流程仿真、動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)過程通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、數(shù)字壓縮技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的融合交叉，制作成適用于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)是迫切的需求，是虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。在虛擬的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生們可以再現(xiàn)和模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)生和發(fā)展的條件、現(xiàn)象，直觀清晰生動(dòng)地為學(xué)生提供大量的感性材料來驗(yàn)證課堂理論講授的內(nèi)容。對于難做的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而不受時(shí)間、場地、安全等實(shí)際實(shí)驗(yàn)條件的限制。實(shí)驗(yàn)報(bào)告可以用小論文的形式，運(yùn)用課堂教學(xué)的理論知識、學(xué)生自身實(shí)踐的數(shù)據(jù)成果，允許學(xué)生在仿真實(shí)驗(yàn)中模擬錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)條件及操作下的異常現(xiàn)象和可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)事故，鼓勵(lì)他們勇于實(shí)踐、不怕失敗、善于從成功與失敗中吸取經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)和促進(jìn)學(xué)生的語言知識、邏輯思維能力和概括能力。不僅能夠最大限度地利用各種教學(xué)資源；能夠?qū)崿F(xiàn)任何學(xué)生、在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、從任何實(shí)驗(yàn)章節(jié)開始實(shí)踐；而且可以使教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全方位的交流，最大范圍的教學(xué)資源共享，大大地提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效率。
1.2 虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理
打破許多實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置還停留在把書本上的文字直接上傳到網(wǎng)上的方式，建立和完善“數(shù)據(jù)庫”服務(wù)體系。不僅局限于教學(xué)大綱，教學(xué)日歷，教案等文字資料，還應(yīng)以流媒體信息模式以在線播放或下載播放提供教室講課錄像、聲音、圖像等，豐富教材內(nèi)容。將錄制好的視訊影片剪輯安排，結(jié)合Flash動(dòng)畫等形式，針對教學(xué)內(nèi)容，以不同的教學(xué)策略提出問題來啟發(fā)、促進(jìn)與引導(dǎo)討論。數(shù)據(jù)庫的建設(shè)是一個(gè)長期的過程，需要該實(shí)驗(yàn)課程的專業(yè)教師和技術(shù)人員共同開發(fā)，結(jié)合傳統(tǒng)的網(wǎng)頁資源及預(yù)錄的視頻播放，充分調(diào)動(dòng)人的多種感官，以達(dá)到良好的教學(xué)效果。
2 基于WEB的開放式虛擬教學(xué)模式應(yīng)用于《化工原理實(shí)驗(yàn)》的教學(xué)體會(huì)
無論對學(xué)生還是老師來說，虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是新體驗(yàn)，不僅在形式上，也將是在思想上的一次創(chuàng)新。建立網(wǎng)絡(luò)交互體系，將教學(xué)過程中教師與學(xué)生的交流形式網(wǎng)絡(luò)化，延伸課堂教學(xué)的空間和時(shí)間，密切師生之間的交流也是本項(xiàng)目的關(guān)鍵之處，可以通過BBS主題討論和與師生間的電子郵件在線非實(shí)時(shí)答疑，構(gòu)建民主平等的新型師生關(guān)系與和諧愉快的心理氛圍。在此兩項(xiàng)基礎(chǔ)之上，建立討論答疑及考試系統(tǒng)。提供練習(xí)、作業(yè)、考試等多種試卷類型，以滿足不同用戶考試、學(xué)習(xí)、培訓(xùn)、競賽的應(yīng)用需要。學(xué)生可以查看自己的成績和答卷，參照設(shè)定的正確答案和答案要點(diǎn)說明，了解自己的知識盲區(qū)，有效地提高在教學(xué)上的應(yīng)用效果。同時(shí)，教師的角色不再單純地作為知識的傳播者，而是從“教”到“導(dǎo)”。引導(dǎo)學(xué)生高效率地學(xué)習(xí)，掌握學(xué)習(xí)策略，培養(yǎng)學(xué)生自我調(diào)節(jié)、自我監(jiān)控等能力，形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。只要在有網(wǎng)絡(luò)的地方，就能夠成為真實(shí)意義上的開放實(shí)驗(yàn)室.虛擬實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)勢是硬件設(shè)備無法可比的，但也不可忽視它的局限性，畢竟是一個(gè)模擬的環(huán)境，對那些在處理硬件設(shè)備是還有很多細(xì)節(jié)問題上要同學(xué)們反復(fù)練習(xí)、熟練操作；在教學(xué)過程中應(yīng)該要靈活運(yùn)用虛擬實(shí)驗(yàn)室和教學(xué)實(shí)驗(yàn)室之間的互補(bǔ)，虛實(shí)結(jié)合、取長補(bǔ)短，為學(xué)生們進(jìn)行更高層次的學(xué)習(xí)提供良好的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)的環(huán)境。
【摘 要】為了提高學(xué)生動(dòng)手能力，對鞏固與加深課堂知識的理解， 列舉了化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的幾個(gè)問題，提出了一些解決方法
【關(guān)鍵詞】化工原理；實(shí)驗(yàn)；教學(xué)；方法
素質(zhì)教育是高校21世紀(jì)人才培養(yǎng)的方向， 教育的重點(diǎn)向能力素質(zhì)培養(yǎng)轉(zhuǎn)化。只有具有較強(qiáng)實(shí)際工作能力和創(chuàng)新能力的人才， 才能適應(yīng)社會(huì)的需求， 化解社會(huì)就業(yè)的競爭壓力。陜西科技大學(xué)是工科院校， 培養(yǎng)的是應(yīng)用型人才， 大部分的畢業(yè)生將直接面向生產(chǎn)一線， 從事現(xiàn)場的生產(chǎn)、技術(shù)、管理工作。 作為化工類及其相近專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課， 化工原理課程的建設(shè)和改革一向受到各相關(guān)學(xué)校及院系的高度重視。從見諸公開發(fā)表的教學(xué)研究論文到各地各院校的精品課程名單上， 都可以看出化工原理課程的重要地位和建設(shè)水平。在構(gòu)成化工原理課程的三大教學(xué)環(huán)節(jié)中， 化工原理實(shí)驗(yàn)起著驗(yàn)證理論、結(jié)合科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)際、培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的重要作用。實(shí)驗(yàn)課與理論課是相輔相成的，是提高學(xué)生動(dòng)手能力的一重要環(huán)節(jié)，是對課堂知識的一種鞏固與加深。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)該把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、理論課教學(xué)和工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)緊密結(jié)合起來，要使學(xué)生所學(xué)的理論知識能夠通過實(shí)驗(yàn)加以檢驗(yàn)，而且要讓學(xué)生能夠?qū)W到化工生產(chǎn)過程中一些常用單元操作的操作過程，掌握一些常用設(shè)備的使用方法，使其動(dòng)手能力得到初步的訓(xùn)練，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣，以適應(yīng)化工企業(yè)中的基本生產(chǎn)過程，為學(xué)生今后的發(fā)展打下一定的基礎(chǔ)。 因此我們在重視理論教學(xué)的同時(shí)， 需進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)工作的改革[ 1] ， 用科學(xué)態(tài)度對待和重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)， 提高實(shí)驗(yàn)課程的地位。從目前我校化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐來看， 學(xué)生雖能在老師的指導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)課程的基本操作及對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理， 但仍存在以下不足： 1 實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容和操作主要靠教師在實(shí)驗(yàn)室講解和演示， 多數(shù)學(xué)生僅照葫蘆畫瓢， 簡單動(dòng)手，基本不動(dòng)腦， 有些學(xué)生做完后仍是茫然，更不要奢談創(chuàng)新； 2 部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容枯燥乏味，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)?zāi)康男圆幻鞔_和不感興趣， 做實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)為缺乏積極性、主動(dòng)性； 3 實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫流于形式。 針對以上不足， 為提高實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量，筆者對以下幾方面進(jìn)行了一些思考。
1 重視理論嚴(yán)謹(jǐn)性同時(shí)注意培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。
理論授課教師同時(shí)也是實(shí)驗(yàn)課教師， 可在理論教學(xué)的同時(shí)穿插對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思考和討論。同時(shí)我們應(yīng)該思考如何在化工原理實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力， 并著重培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維、批判思維和聯(lián)想思維。如在課堂講完離心泵后，向?qū)W生提了一個(gè)問題，離心泵啟動(dòng)后為什么不出水？學(xué)生們有的說汽蝕了，有的說氣縛了，有的說管道進(jìn)了異物堵住了，有的說線路故障，有的說出口閥沒開等等，答案五花八門，有的答案并不牽扯什么高深的理論問題，但在實(shí)際操作中極有可能出現(xiàn)。 因此在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)中， 學(xué)生就能很快能理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?完成實(shí)驗(yàn)操作。在理論授課的同時(shí)可安排實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)， 使學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)時(shí)心中有數(shù)， 得心應(yīng)手，這樣才能更好發(fā)揮他們的主動(dòng)性和積極性。這里還有一個(gè)問題值得注意， 即在理論課后集中開出實(shí)驗(yàn)好還是上完相關(guān)章節(jié)后及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)？ 一般認(rèn)為， 相對的集中便于實(shí)驗(yàn)室的安排與管理， 理論課后及時(shí)做實(shí)驗(yàn)對于學(xué)生來說肯定容易理解一些。我認(rèn)為， 在條件允許的前提下，盡可能將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課堂理論在內(nèi)容與時(shí)間上協(xié)調(diào)。畢竟當(dāng)代大學(xué)生要學(xué)的知識很多， 不可能在某一門課程上反反復(fù)復(fù)地花時(shí)間。
2 實(shí)驗(yàn)仿真不能取代實(shí)際操作
實(shí)驗(yàn)仿真是近20年來隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的出現(xiàn)而出現(xiàn)的。在降低實(shí)驗(yàn)成本、克服因?qū)嶒?yàn)裝置臺套數(shù)不夠而引起的學(xué)生動(dòng)手機(jī)會(huì)少、改善和加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)[ 2] 等方面， 確實(shí)發(fā)揮了不可替代的作用。近年來， 一些仿真技術(shù)公司和高校陸續(xù)推出了水平較高的化工原理實(shí)驗(yàn)仿真軟件， 它們對化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的貢獻(xiàn)是功不可沒的。當(dāng)然， 實(shí)驗(yàn)仿真不可能完全替代實(shí)際操作， 正如多媒體教學(xué)不能完全替代傳統(tǒng)板書授課，那種認(rèn)為讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)上仿真就可避免購置和使用化工原理實(shí)驗(yàn)裝置的想法是錯(cuò)誤的。我認(rèn)為， 在實(shí)驗(yàn)操作前讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真， 既可以加深他們對理論知識的理解， 也可以強(qiáng)化他們對實(shí)驗(yàn)過程和步驟的掌握， 以改善實(shí)驗(yàn)操作效果。同時(shí)， 對于有特別要求的學(xué)生， 也可以為他們提供多次反復(fù)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。目前存在的問題是， 現(xiàn)有的軟件往往是針對某一種裝置設(shè)計(jì)和開發(fā)的， 普適性不夠， 同時(shí)也不能提供給使用者以自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的功能， 這樣不僅有礙軟件本身的推廣， 而且不利于引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
3 改革實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫形式
實(shí)驗(yàn)報(bào)告是對實(shí)驗(yàn)過程的總結(jié)， 是實(shí)踐環(huán)節(jié)中不可缺少的一個(gè)重要組成部分。很多同學(xué)在撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)流于形式，不動(dòng)腦， 多數(shù)內(nèi)容可以照抄實(shí)驗(yàn)講義。 報(bào)告要真實(shí)反映我們要作什么？ 怎么作？ 作的結(jié)果？ 以及存在的問題。化工原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告要突出工程性及現(xiàn)實(shí)性； 要體現(xiàn)出學(xué)生應(yīng)用知識能力、分析問題能力和解決問題能力； 體現(xiàn)出創(chuàng)造性和探索性。總體上化工原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告可以采用/小論文/ 的形式來寫， 但不強(qiáng)求一律， 給學(xué)生思考、選擇和發(fā)展的空間。學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)， 根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的設(shè)備，在能達(dá)到教學(xué)大綱規(guī)定的實(shí)驗(yàn)任務(wù)前提下， 可根據(jù)自己興趣、愛好自行確定研究重點(diǎn)， 自擬題目。同一實(shí)驗(yàn)， 學(xué)生可以擬訂不同的題目。由于題目、方案是學(xué)生自己擬定的， 增加了實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性和興趣， 實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量由此得到明顯提高， 抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象則可明顯減少[3-5]。
4 結(jié)論：
本文就常見于化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的幾個(gè)問題提出了我自己的看法。實(shí)際上， 類似的問題也存在于其他專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課及其實(shí)驗(yàn)室中。提高學(xué)生動(dòng)手能力，對鞏固與加深課堂知識的理解，提高教學(xué)質(zhì)量， 培養(yǎng)高素質(zhì)人才， 是非常重要的。
摘 要：化工原理是化工專業(yè)學(xué)生的一門重要基礎(chǔ)課程，而化工原理實(shí)驗(yàn)室化工原理課程中的一個(gè)版塊。教授化工原理實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠更加有效地掌握化工原理知識，培養(yǎng)自己的創(chuàng)新、思考和實(shí)踐能力。在化工原理教學(xué)的過程中，使用實(shí)驗(yàn)裝置能夠把課程變得更加生動(dòng)形象，學(xué)生也更加容易理解知識，有利于學(xué)生形成工程觀念。
關(guān)鍵詞：化工原理 實(shí)驗(yàn)裝置 應(yīng)用
化工原理實(shí)驗(yàn)是化工專業(yè)學(xué)生必修的一門課程，這門課程和其它的實(shí)驗(yàn)課不一樣。化工原理實(shí)驗(yàn)室化工原理課程中的一個(gè)版塊，它較為注重實(shí)踐和工程觀念的培養(yǎng)。化工原理實(shí)驗(yàn)的工程性質(zhì)明顯，學(xué)科綜合性較強(qiáng)。它是對課程上理論教學(xué)的補(bǔ)充，而且還能夠培養(yǎng)學(xué)生的工程觀，拓展知識面。
為了適應(yīng)新時(shí)代下人才培養(yǎng)的要求，這些年學(xué)校一直積極開展教學(xué)改革，探索學(xué)生能力培養(yǎng)和提升的途徑。實(shí)驗(yàn)教學(xué)部能夠只鞏固學(xué)習(xí)過的理論知識，還需要培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。這就要求我們進(jìn)行工程化教育，也就是把人才培養(yǎng)的目標(biāo)安排到教學(xué)中，在教學(xué)過程中體現(xiàn)出工程的特色。
化工原理實(shí)驗(yàn)裝置體積大，投資資金多，而且很多會(huì)受到場地等因素的限制，學(xué)校一般會(huì)開設(shè)化工原理仿真實(shí)驗(yàn)課程，通過計(jì)算機(jī)模擬真實(shí)的化工原理實(shí)驗(yàn)。學(xué)生能夠了解實(shí)驗(yàn)步驟等，顯著提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力。但是計(jì)算機(jī)仿真存在一定的缺陷，比如說無法進(jìn)行手動(dòng)操作，學(xué)生的實(shí)踐能力無法得到實(shí)訓(xùn)。因此學(xué)校研究設(shè)計(jì)了小型的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)合仿真軟件使用，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的理解變得清晰透徹[1]。
一、化工原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置現(xiàn)狀
學(xué)校在早些年前就開設(shè)了化工原理，其中也包括化工原理實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置制造的時(shí)間較早，大部分裝置已經(jīng)老化。學(xué)校擴(kuò)大招生，實(shí)驗(yàn)人數(shù)和課時(shí)增加，原先的實(shí)驗(yàn)裝置已經(jīng)無法承受長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ话悖瑢?shí)驗(yàn)設(shè)備經(jīng)常出故障，如果不及時(shí)更換，設(shè)備維修的費(fèi)用大幅度增加。學(xué)生進(jìn)行化工原理實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，只是簡單地完成預(yù)先設(shè)定的流程，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最終完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。完成報(bào)告的時(shí)候，如果得到與書本不一致的結(jié)論，學(xué)生一般會(huì)把問題歸結(jié)到實(shí)驗(yàn)儀器老化。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生觀察、分析和解決問題的能力無法得到鍛煉，自然學(xué)生的創(chuàng)新意識也無法得到增強(qiáng)。化工原理教學(xué)模式陳舊固定，一般都是一些演示及驗(yàn)證性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，無法鍛煉學(xué)生的能力，學(xué)生的工程觀念也無法得到培養(yǎng)，背離了化工原理教學(xué)的目標(biāo)。因此我們需要進(jìn)行“以化工原理基礎(chǔ)知識為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和工程觀念為目的”的教學(xué)改革。
二、化工原理實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新
實(shí)驗(yàn)裝置能夠檢驗(yàn)學(xué)生的操作能力，豐富他們的知識體系。每一套實(shí)驗(yàn)裝置都是工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備、流程的縮小版，應(yīng)該結(jié)合化工、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)等專業(yè)知識，不能夠簡單作為化工現(xiàn)象的演示。學(xué)校要把培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念和創(chuàng)新能力作為要求，設(shè)計(jì)制造有代表性的實(shí)驗(yàn)裝置。學(xué)校在建設(shè)典型實(shí)驗(yàn)裝置，應(yīng)該注重實(shí)驗(yàn)裝置的綜合性和先進(jìn)性。實(shí)驗(yàn)裝置也需要與工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備相一致，在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置基礎(chǔ)上運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)，使用計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)裝置的工作。這樣學(xué)生不僅能夠通過實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)基本操作，而且還能夠掌握處理工程問題的方法。學(xué)生使用計(jì)算機(jī)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這樣就能夠把實(shí)驗(yàn)過程和工業(yè)生產(chǎn)聯(lián)系起來[2]。
目前化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在技術(shù)和測試方法上都存在很大的問題，特別是使用計(jì)算機(jī)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和控制，所以我們需要加大改革的力度，對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新。
首先，老師需要制定嚴(yán)格的教學(xué)管理考核制度。提醒學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程之前做好預(yù)習(xí)工作，做實(shí)驗(yàn)的過程中進(jìn)行提問，最后還需要提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。其次，把計(jì)算機(jī)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。開發(fā)一套和學(xué)校實(shí)驗(yàn)裝置匹配的仿真軟件，通過仿真實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的再現(xiàn)。學(xué)生可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行預(yù)習(xí)，這樣可以大大提高實(shí)驗(yàn)的效率。學(xué)生也能夠通過計(jì)算機(jī)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這樣就能夠節(jié)約大幅度計(jì)算時(shí)間，學(xué)生就能夠把精力集中在報(bào)告撰寫上。把計(jì)算機(jī)用到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和實(shí)驗(yàn)控制。現(xiàn)代的化工生產(chǎn)的特點(diǎn)是大型化和自動(dòng)化，化工生產(chǎn)的實(shí)質(zhì)是使用計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)過程， 這樣不僅能夠讓學(xué)生真實(shí)地感受工業(yè)中的化工生產(chǎn)過程，而且還能夠了解計(jì)算機(jī)在工程中的使用[3]。
三、綜合性實(shí)驗(yàn)裝置的應(yīng)用
在化工生產(chǎn)中，離心泵一直被用來進(jìn)行液體的傳輸。離心泵的操作也被視為化工生產(chǎn)中的基本操作。在化工原理教學(xué)中，液體的傳輸是典型的傳遞過程，它是化工原理課程中最為基礎(chǔ)的部分，主要研究的是單元操作。科學(xué)技術(shù)在不斷進(jìn)步，各行各業(yè)都已經(jīng)開始使用計(jì)算機(jī)，化工過程中也得到大幅度使用計(jì)算機(jī)。在設(shè)計(jì)開發(fā)流體流動(dòng)阻力及離心泵的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)過程中，需要引入計(jì)算機(jī)過程模擬、再現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及傳輸和控制技術(shù)，使用信號傳感器來傳輸信號。
原先測定阻力的裝置只能夠簡單地測定直管的阻力，一根光滑，一根粗糙。離心泵測定泵的特定曲線也只能測定一臺定時(shí)的離心泵，測量的數(shù)據(jù)誤差比較大。以前通過溫度計(jì)測定溫度，壓力表和真空表測定壓力真空度。而新的阻力和泵聯(lián)合使用裝置，能夠測定一臺泵的特性曲線，也能夠測定兩臺泵的特定曲線。
測定液體阻力的時(shí)候，可以通過這套裝置在線采集數(shù)據(jù)，比如壓力、溫度等。設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置流程清楚，設(shè)備減小而又具有代表性，能夠大幅度減輕人力消耗，實(shí)驗(yàn)室的裝置也能夠變得功能更加全面，性能完全優(yōu)于單一的實(shí)驗(yàn)裝置。在化工原理教學(xué)中使用實(shí)驗(yàn)裝置，這不僅能夠豐富教學(xué)的內(nèi)容，而且還能夠讓學(xué)生掌握書本之外的知識。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易形成工程觀念，視野得到開拓[4]。
四、結(jié)束語
化工原理的工程性質(zhì)很強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)能夠很好地培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念。使用綜合性的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行教學(xué)，能夠加深學(xué)生對課本知識的理解，進(jìn)一步拓寬知識面。借助綜合性的實(shí)驗(yàn)裝置教學(xué)，實(shí)驗(yàn)的效率得到提高，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也得到激發(fā)。裝置設(shè)計(jì)過程中大幅度采用信息化和數(shù)字化裝置，這樣測定的數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。教師在教授化工原理實(shí)驗(yàn)時(shí)，保證效率的同時(shí)變得更為輕松。綜合實(shí)驗(yàn)裝置的使用，課堂質(zhì)量和效率得到改善，也進(jìn)一步促進(jìn)了化工原理教學(xué)改革的深入[5]。
作者簡介：南京化工技師學(xué)院 江蘇省南京市 姓名林瑜（出生年-月）1966年9月；，性別男 ，民族漢，籍貫福建福清 ，學(xué)歷本科 ，職稱 講師 ，研究方向 化工工藝專業(yè)化工原理課程。
摘要：采用Visual Basic開發(fā)了基于Windows平臺下的化工原理傳熱實(shí)驗(yàn)仿真CAI課件，該課件具有簡單的人機(jī)對話窗口，仿真過程中的關(guān)鍵操作步驟會(huì)自動(dòng)提示學(xué)生操作；實(shí)踐證明該系統(tǒng)能夠讓學(xué)生更加深刻地了解傳熱實(shí)驗(yàn)，縮短了實(shí)際操作時(shí)間，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：化工原理；實(shí)驗(yàn)仿真；對流傳熱
化工原理實(shí)驗(yàn)是化工原理課程教學(xué)中的重要一環(huán)，屬于工程實(shí)驗(yàn)范疇，它采用自然科學(xué)的原理和工程實(shí)驗(yàn)方法來解決化工及相關(guān)領(lǐng)域的工程實(shí)際問題。因理論研究跟不上生產(chǎn)發(fā)展的速度，有些重要數(shù)據(jù)的獲得依賴實(shí)驗(yàn)手段，如求熱量傳遞中的傳熱系數(shù)等。隨著高校的擴(kuò)招，部分院校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上存在實(shí)驗(yàn)設(shè)備、場地或經(jīng)費(fèi)不足等問題，使學(xué)生動(dòng)手的機(jī)會(huì)少不利于加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解和動(dòng)手能力的提高。為此我們開發(fā)了對流給熱系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)仿真，以便學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程獲得直接的感性體驗(yàn)，尤其對實(shí)驗(yàn)步驟和操作程序產(chǎn)生深刻的印象。
一、仿真系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的選擇
早期的仿真軟件大多是基于DOS操作系統(tǒng)，由于開發(fā)工具復(fù)雜、計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)不完善，致使某些化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件存在容易死機(jī)，界面不友好等缺點(diǎn)[1]。目前，仿真軟件的開發(fā)通常有2種方式[2-4]：一是應(yīng)用可視化開發(fā)語言工具如：Microsoft公司的Visual C++和Visual Basic以及Borland公司的C++Builder和Delphi等。二是應(yīng)用多媒體合成平臺，如Macromedia公司的Authorware[5]等。VB采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法（OOP），在整個(gè)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)完成之后，還可編譯生成可執(zhí)行文件（.EXE）脫離VB環(huán)境，因此本課件選用VB作為化工原理實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)軟件的開發(fā)環(huán)境。
二、仿真系統(tǒng)的制作過程
對流給熱系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)是用蒸汽和空氣在套管換熱器中逆流換熱，蒸汽壓力和空氣流量均可調(diào)節(jié)，空氣進(jìn)出口溫度、空氣流量、蒸汽壓力、蒸汽進(jìn)口溫度、換熱器壁面溫度為測量值。
三、結(jié)論
1.選擇Visual Basic開發(fā)的基于Windows操作系統(tǒng)的化工原理對流給熱系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)仿真軟件，作為化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔助教學(xué)手段，可以直觀地展示對流給熱系數(shù)測定實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行過程，有助于學(xué)生加深對傳熱實(shí)驗(yàn)的理解。
2.在軟件的開發(fā)過程中，充分利用Visual Basic中的Timer計(jì)時(shí)器通過編程來控制畫圓、畫線等來解決設(shè)計(jì)中的動(dòng)畫效果，也達(dá)到了令人滿意的效果。
3.該軟件具有實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)必備的基本功能，應(yīng)用實(shí)踐表明：該仿真軟件能夠滿足輔助教學(xué)的要求，具有一定的推廣價(jià)值。
【摘要】目前化工原理課程存在內(nèi)容陳舊、教學(xué)方法單一、手段落后等問題。為符合勞動(dòng)力市場對人才的要求，在化工原理教學(xué)中應(yīng)精選教材內(nèi)容、因材施教；加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)能夠適應(yīng)現(xiàn)代化化工技術(shù)要求的專門人才。
【關(guān)鍵詞】化工原理 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新 課程改革
為深化教學(xué)改革，加強(qiáng)課程建設(shè)，適應(yīng)我國社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代化建設(shè)對職業(yè)技術(shù)人才的需求，全面提高教學(xué)質(zhì)量，是我們每位教師所面臨的一項(xiàng)重要課題。
化工原理（又稱單元操作）是實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，也是一門主干課程，是用自然科學(xué)的基本原理來分析和處理化工生產(chǎn)中的物理過程。化工原理既包括理論教學(xué)又包括實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)兩個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，在化工及相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)中起著舉足輕重的作用。筆者認(rèn)為，要培養(yǎng)高素質(zhì)的職業(yè)技術(shù)人才，應(yīng)從這類實(shí)踐性很強(qiáng)的課程作為教學(xué)改革的突破口。化工原理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，主要應(yīng)從以下幾方面著手：
一、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新
創(chuàng)新能力具有很大作用。但目前化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)方法、技術(shù)上和測試手段上仍有許多問題。教學(xué)方法上，還主要以教師講，學(xué)生照著做為主，實(shí)驗(yàn)成績?nèi)圆捎脤W(xué)生單純做實(shí)驗(yàn)定成績的教學(xué)模式；測試手段和技術(shù)比較落后，尤其是在運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集、處理和控制方面。為此我們要加大實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革力度，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新。
1.嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理，實(shí)行結(jié)構(gòu)成績制
教師要認(rèn)真組織好實(shí)驗(yàn)教學(xué)，嚴(yán)格教學(xué)管理，嚴(yán)格考核制度。實(shí)驗(yàn)課采取課前預(yù)習(xí)、現(xiàn)場提問、實(shí)驗(yàn)操作、編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告、期末書面考試的教學(xué)方式， 由以上各環(huán)節(jié)的執(zhí)行情況來全面評定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績，既實(shí)行結(jié)構(gòu)成績制。
2.將計(jì)算機(jī)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)
開發(fā)與實(shí)驗(yàn)裝置相配套的化工原理仿真系統(tǒng)軟件，運(yùn)用仿真實(shí)驗(yàn)的計(jì)算技術(shù)、圖像和圖形技術(shù)，可方便、迅速、形象地再現(xiàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生在計(jì)算機(jī)上可完成實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)，提高實(shí)驗(yàn)效率和實(shí)驗(yàn)效果，同時(shí)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，可節(jié)省學(xué)生繁雜和大量重復(fù)性計(jì)算時(shí)間，使學(xué)生有更多時(shí)間和精力撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，提高實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量。
運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集、處理和控制。現(xiàn)代化工生產(chǎn)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是集成化、大型化和自動(dòng)化，其實(shí)質(zhì)就是用計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制。我們在有些實(shí)驗(yàn)裝置上采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理和控制，不僅可以模擬實(shí)際生產(chǎn)過程，還可以使學(xué)生對計(jì)算機(jī)在工程上的應(yīng)用有進(jìn)一步的認(rèn)識。
二、教學(xué)內(nèi)容改革
對于中職學(xué)校學(xué)生，本門課教學(xué)內(nèi)容多，教師要精選授課內(nèi)容，加強(qiáng)對單元操作和基礎(chǔ)理論共性的分析。同時(shí)要注重理論聯(lián)系實(shí)際，這樣有利于提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力；對于教材中散、亂、雜的內(nèi)容，教師要仔細(xì)歸納， 為學(xué)生理清思路，突出主線；另外教學(xué)內(nèi)容要更新，教師可利用講座或其它形式向?qū)W生介紹當(dāng)代化工最新進(jìn)展，如膜分離技術(shù)、熱板換熱器、靜態(tài)混合等內(nèi)容，使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸更多技術(shù)發(fā)展的新成果，擴(kuò)大學(xué)生的知識面。
三、教學(xué)方法改革
1.因材施教、分層教學(xué)
學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)成績有差異，學(xué)習(xí)興趣也有所不同，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的這些差異因材施教，對學(xué)習(xí)成績較差的學(xué)生，教師應(yīng)個(gè)別輔導(dǎo)，幫助他們掌握已學(xué)內(nèi)容。對學(xué)習(xí)成績優(yōu)秀的學(xué)生，有條件的可舉辦加強(qiáng)班，該班的授課主要以多媒體課件為主，增加課容量，增加新的知識點(diǎn)，采用啟發(fā)式教學(xué)，加強(qiáng)教師與學(xué)生教學(xué)中的研討，積極引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，注意學(xué)生綜合能力、創(chuàng)新能力、工程能力的培養(yǎng)。分層次教學(xué)，對于成績差的學(xué)生把教學(xué)內(nèi)容做的簡單些，容易理解，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中能體會(huì)到快樂。對學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生，可利用第二課堂，教師幫助他們選擇題目或?qū)W生根據(jù)自己興趣選題，可利用學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的儀器、設(shè)備，在教師指導(dǎo)下完成一些實(shí)驗(yàn)研究、產(chǎn)品開發(fā)或設(shè)計(jì)一些綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增進(jìn)學(xué)生對本專業(yè)的熱愛，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的工作能力。
2.習(xí)題課與作業(yè)布置
對每章的重點(diǎn)內(nèi)容，教師通過習(xí)題課及布置適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)，可強(qiáng)化教學(xué)效果。對本門課中講解的各種單元操作的計(jì)算方法以及一些工程實(shí)際問題，主要以習(xí)題形式出現(xiàn)，這樣可以幫助學(xué)生復(fù)習(xí)、理解、鞏固和運(yùn)用所學(xué)知識，獨(dú)立解決工程問題。對典型的單元操作過程，教師還可布置1-2個(gè)綜合性強(qiáng)、結(jié)合工程實(shí)際的獨(dú)立課外作業(yè)，使學(xué)生從查找數(shù)據(jù)、確定計(jì)算方法、過程計(jì)算、對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析等方面得到鍛煉，提高學(xué)生的綜合能力和工程能力。
3.加強(qiáng)認(rèn)識實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)
認(rèn)識實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)對化工原理課程的學(xué)習(xí)有一定的促進(jìn)作用，是對課堂教學(xué)的一種補(bǔ)充。為提高認(rèn)識實(shí)習(xí)教學(xué)效果，避免學(xué)生到工廠去走過場，教師可在實(shí)習(xí)前，利用多媒體課件進(jìn)行演示教學(xué)，將單元操作過程在課堂上先演示，讓學(xué)生到生產(chǎn)現(xiàn)場后進(jìn)行比較，加深學(xué)生對單元操作過程的理解和認(rèn)識，使本門課的教學(xué)不再抽象。
四、教學(xué)手段的改革
傳統(tǒng)的化工原理教學(xué)，教師僅用粉筆、黑板和教師的語言表達(dá)教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方式抽象、靜止、平面，費(fèi)時(shí)費(fèi)事，這對于實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，教學(xué)效果不理想。運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)手段，采用多媒體技術(shù)的活動(dòng)視頻、圖像、動(dòng)畫等手段進(jìn)行教學(xué)，可以形象逼真地重現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)和設(shè)備操作現(xiàn)象，使得抽象概念簡單化，復(fù)雜結(jié)構(gòu)直觀化，在課堂上就可以給學(xué)生一種很強(qiáng)的實(shí)物感，課堂內(nèi)容既生動(dòng)又豐富。同時(shí)通過采用多媒體技術(shù)輔助教學(xué)，促進(jìn)了教學(xué)內(nèi)容的更新和發(fā)展，增大了課堂信息量，使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸更多技術(shù)發(fā)展的新成果，擴(kuò)大了學(xué)生的知識面。
總之，提高教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵方面是建設(shè)好課程，本文就化工原理課程建設(shè)從內(nèi)容的改革、教材體系的更新、教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面進(jìn)行了探討，并采取相應(yīng)措施，取得了一定的成效。
[摘要]文章分析了現(xiàn)有化工原理實(shí)驗(yàn)課程存在的問題，通過對明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒓訌?qiáng)實(shí)驗(yàn)師資建設(shè)、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和引進(jìn)仿真軟件、增設(shè)綜合性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)等方面的改革提出一些建議，希望能夠提高化工原理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果和教學(xué)水平。
[關(guān)鍵詞]化工原理實(shí)驗(yàn) 教學(xué)改革 應(yīng)用能力 創(chuàng)新能力
《高等教育法》明確指出：高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高級專門人才。化工專業(yè)的主干課程——化工原理，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。化工原理實(shí)驗(yàn)是理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)化工專業(yè)大學(xué)生應(yīng)用基礎(chǔ)理論知識分析研究生產(chǎn)實(shí)際問題的能力，進(jìn)行工程師基本訓(xùn)練的基礎(chǔ)課程。如何使學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)中，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維和工程實(shí)踐的能力，是化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重點(diǎn)。筆者根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革進(jìn)行了一些探索。
一、傳統(tǒng)化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足之處
傳統(tǒng)的化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式已經(jīng)沿用數(shù)十年，不能很好的適應(yīng)現(xiàn)代化工教學(xué)要求，它的主要不足之處主要包括以下幾點(diǎn)：
（一）教學(xué)目的主要是驗(yàn)證經(jīng)典理論。傳統(tǒng)的化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容取決于化工原理理論課所學(xué)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)定及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評定固定而死板。教師對學(xué)生成績評定時(shí)，主要依據(jù)最終實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容是否充實(shí)，特別注重測量結(jié)果的準(zhǔn)確度，往往忽視實(shí)驗(yàn)的操作過程。這樣做的結(jié)果就是容易導(dǎo)致學(xué)生認(rèn)為只要寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告就行，不親自動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，只是更改或抄襲他人數(shù)據(jù)，應(yīng)付了事。
（二）教師實(shí)踐能力有待提高。很多化工實(shí)驗(yàn)課程的授課教師都是學(xué)校畢業(yè)后即從事化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)，對化工生產(chǎn)實(shí)踐缺乏了解，而化工恰恰是以實(shí)踐為基礎(chǔ)的學(xué)科。這就導(dǎo)致了許多教師對化工實(shí)驗(yàn)本身理解不深，每次講課都是照本宣科，對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維和工程實(shí)踐的能力有很大的限制作用。
（三）教學(xué)方式陳舊，實(shí)驗(yàn)效果差。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式是教師預(yù)先調(diào)試好實(shí)驗(yàn)設(shè)備，學(xué)生實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，然后教師講解實(shí)驗(yàn)原理、步驟、注意事項(xiàng)，介紹實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備及使用方法，最后由學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師全程指導(dǎo)學(xué)生完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程。在這種實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生處于被動(dòng)地位，學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性思維無法調(diào)動(dòng)，導(dǎo)致學(xué)生對指導(dǎo)教師的依賴性大。
（四）實(shí)驗(yàn)設(shè)備老舊，導(dǎo)致運(yùn)行成本高，困難大。隨著科技的發(fā)展及計(jì)算機(jī)應(yīng)用的日益廣泛，化工生產(chǎn)的設(shè)備和條件發(fā)生了根本性變化，但很多化工原理實(shí)驗(yàn)室沿用幾十年前的設(shè)備，自動(dòng)化水平很低，操作的工作量大且危險(xiǎn)，導(dǎo)致學(xué)生對參加化工生產(chǎn)產(chǎn)生抵觸情緒。同時(shí)由于實(shí)驗(yàn)班級和課時(shí)的增加，原有實(shí)驗(yàn)設(shè)備所需實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長，長時(shí)間滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，再加上學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的欠缺，使設(shè)備不能保證正常工作。
二、化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革措施
（一）分析課程狀況，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹；ぴ韺?shí)驗(yàn)課程的主要目的是：以培養(yǎng)和提高學(xué)生的工程概念及綜合素質(zhì)為目標(biāo)，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革中，引入現(xiàn)代化的教學(xué)理念和教學(xué)手段[4]。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容上注重學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，教師對學(xué)生成績評定要從實(shí)驗(yàn)的全過程入手，全面合理設(shè)置學(xué)生的評分標(biāo)準(zhǔn)。真正培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
（二）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資隊(duì)伍的建設(shè)。化工原理實(shí)驗(yàn)室涉及化工、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、儀表自動(dòng)化等多方面的專業(yè)知識。這就要求實(shí)驗(yàn)教師在具有較強(qiáng)理論知識的同時(shí)有較強(qiáng)的動(dòng)手能力，對儀器設(shè)備、儀表設(shè)備等能夠熟練的操作，進(jìn)而確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行。這就要求教師必須經(jīng)常下到工廠(或者參與學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí))，以及盡量從事化工類課題的研究和開發(fā)，不斷提高自身的工程水平。在講授實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師就可以實(shí)際工程為例，將理論知識融合到工程實(shí)際當(dāng)中，在實(shí)驗(yàn)過程中遇到問題及時(shí)解決，有利于學(xué)生綜合能力的提高。
（三）改變陳舊教學(xué)方式，增加綜合性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。將一些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成綜合性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，以激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造意識。比如，傳熱過程被廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)過程中，因此，換熱器的計(jì)算及傳熱系數(shù)的測定就成了化工原理實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的，只是讓學(xué)生了解換熱器的結(jié)構(gòu)、選型，學(xué)會(huì)測定總的傳熱系數(shù)，由于與生活實(shí)踐沒有聯(lián)系，學(xué)生印象不深。為了加強(qiáng)對學(xué)生思維能力的培養(yǎng)，將實(shí)驗(yàn)?zāi)康母臑椤澳硴Q熱器的設(shè)計(jì)、選型及參數(shù)計(jì)算”。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生考慮影響傳熱的因素，在給定要求的前提下要求學(xué)生自己查閱相關(guān)資料、擬定實(shí)驗(yàn)方案，測定和分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，形成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，教師要嚴(yán)格把關(guān)，嚴(yán)謹(jǐn)分析實(shí)驗(yàn)方案的可行性，之后方可開始實(shí)驗(yàn)。
（四）改進(jìn)設(shè)備和引入仿真實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求對原有設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)和引進(jìn)高水平實(shí)驗(yàn)設(shè)備。當(dāng)代化工產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)是以科技為先導(dǎo)的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)[3]。隨著化工技術(shù)不斷更新，整個(gè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化程度很高。這就要求在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對原有設(shè)備的進(jìn)行改進(jìn)，一般主要側(cè)重于引進(jìn)先進(jìn)的檢測儀表和手段，特別是可運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制并可在線數(shù)據(jù)采集的設(shè)備，提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)過程的自動(dòng)化程度。
為更好的完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，可引進(jìn)“化工原理”實(shí)驗(yàn)仿真軟件。在實(shí)驗(yàn)室新的設(shè)備中引進(jìn)實(shí)驗(yàn)仿真軟件，通過仿真技術(shù)，在計(jì)算機(jī)上全面形象表現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)過程、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。對于調(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。
三、總結(jié)
社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展需要大批的應(yīng)用型人才，所以應(yīng)用性較強(qiáng)的化工原理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革勢在必行。通過以上改革措施，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及綜合應(yīng)用水平，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，為當(dāng)今化工企業(yè)輸送兼具應(yīng)用與創(chuàng)新能力的化工工程師類人才打下良好的基礎(chǔ)。
摘要：在Windows操作系統(tǒng)下，聯(lián)合應(yīng)用功能強(qiáng)大的C#語言和Flash軟件，開發(fā)化工原理實(shí)驗(yàn)仿真和數(shù)據(jù)模擬處理系統(tǒng)，具有快速、簡單、人機(jī)交互，真實(shí)模擬實(shí)驗(yàn)步驟等特點(diǎn)。本文論述了開發(fā)仿真系統(tǒng)的方法及其應(yīng)用于化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢，指出在化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展仿真實(shí)驗(yàn)將成為教學(xué)改革的新方向。
關(guān)鍵詞：仿真系統(tǒng)；化工原理；編程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)
化工原理課程的實(shí)踐教學(xué)涉及化工生產(chǎn)中的單元操作，由于實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備和教學(xué)時(shí)數(shù)的限制，難以做到以學(xué)生為主體，學(xué)生動(dòng)手能力訓(xùn)練效果不佳。將實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)過程及數(shù)據(jù)處理與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，通過計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)裝置的仿真操作軟件是一個(gè)很好的教學(xué)輔助手段，能夠很好地彌補(bǔ)實(shí)踐教學(xué)中的不足。Flash動(dòng)畫具有體積小、表現(xiàn)力強(qiáng)、支持音頻、交互性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)演示或多媒體光盤的制作。Flash使用ActionScript語句，增強(qiáng)了對于交互事件的動(dòng)作控制，使用戶可以更精確、更容易地控制動(dòng)畫的播放。Flash軟件傾向于簡潔漂亮的動(dòng)畫過程，可以實(shí)現(xiàn)許多人機(jī)交互特效，但進(jìn)行復(fù)雜的模擬過程和數(shù)據(jù)處理就力不從心了。以C#語言結(jié)合動(dòng)畫軟件Flash，可開發(fā)出一種形象逼真、操作簡潔的化工原理仿真軟件。
一、化工原理仿真系統(tǒng)的制作
化工原理實(shí)驗(yàn)包括流體流動(dòng)阻力測定、離心泵性能測定、傳熱、精餾、吸收與解吸、干燥、萃取等基本單元操作，分別由不同的儀器儀表和管道組合而成。在仿真軟件中，把各種設(shè)備和管道用flash畫出，再根據(jù)每一套裝置流程圖的要求，以真實(shí)、立體的效果來實(shí)現(xiàn)。
1.整體結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)的開發(fā)過程分為三個(gè)階段：實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)過程及數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)處理。前兩個(gè)階段在Flash動(dòng)畫制作軟件上完成，第三階段在Visual Studio 2005軟件開發(fā)工具上完成，并且使用Access數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲與交換。
2.仿真系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。在計(jì)算機(jī)模擬化工原理實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要通過動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型來模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作，該模型主要包括實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、素材演示、仿真操作、數(shù)據(jù)處理、考題測試、幫助功能等內(nèi)容。下面以離心泵性能測定為例詳細(xì)說明仿真系統(tǒng)的制作過程。在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段與實(shí)驗(yàn)開始階段的Flash動(dòng)畫的制作過程中，考慮到實(shí)驗(yàn)步驟有先后，以及更好地做到人機(jī)交互，必須使用專門為Flash腳本開發(fā)的ActionScript語言。如點(diǎn)擊水泵開啟按鈕必須在閥門開啟以后才能啟動(dòng)，直至水灌滿后，才可以點(diǎn)擊關(guān)閉水泵按鈕。為了使實(shí)驗(yàn)更具有真實(shí)性，需設(shè)置閥門的流量控制，分為10個(gè)級別，可以逐漸增大或減小。運(yùn)用Visual Studio. Net開發(fā)環(huán)境編寫C#程序，可以通過拖動(dòng)添加組件，并自動(dòng)生成組件需要的代碼。在制作化工原理實(shí)驗(yàn)?zāi)M課件時(shí)，可通過Visual Studio 屬性窗口設(shè)置各種開發(fā)元素屬性如外觀、名稱等，且屬性窗口中顯示的內(nèi)容，隨著選擇開發(fā)元素的不同而動(dòng)態(tài)改變。利用Visual Studio“工具箱”，可以向應(yīng)用程序添加標(biāo)準(zhǔn)控件。在設(shè)置好窗體和控件后，利用Visual Studio的代碼編輯器編寫程序代碼。在命令窗口中，可以直接輸入并執(zhí)行各種命令，調(diào)試應(yīng)用程序，并通過在即時(shí)窗口的命令行中輸入表達(dá)式或變量名，可以得到它們的值。編寫程序過程中，難免會(huì)遇到一些錯(cuò)誤，開發(fā)人員需要對應(yīng)用程序進(jìn)行調(diào)試，查找錯(cuò)誤的根源，以期達(dá)到設(shè)計(jì)要求。離心泵性能測定實(shí)驗(yàn)涉及到流體流動(dòng)、水泵運(yùn)轉(zhuǎn)、儀表變化、閥門打開或關(guān)閉等動(dòng)作，在仿真系統(tǒng)中通過Flash動(dòng)畫來實(shí)現(xiàn)這些動(dòng)作的動(dòng)態(tài)效果，使整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程表現(xiàn)得更加真實(shí)。用Flash中的按鈕實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫交互效果，控制整個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作并對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，同時(shí)將數(shù)據(jù)傳入C#，由C#對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行讀寫操作，然后作出離心泵特性曲線圖。
3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生及處理。化工原理實(shí)驗(yàn)過程中往往要測定溫度、壓強(qiáng)、濃度、流速等數(shù)據(jù)，同時(shí)必須對這些參數(shù)進(jìn)行整理和分析，并運(yùn)用相關(guān)的理論公式進(jìn)行計(jì)算，才能達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)期目的。化工原理實(shí)驗(yàn)實(shí)測數(shù)據(jù)多，繪圖耗時(shí)費(fèi)力，計(jì)算公式復(fù)雜，有時(shí)甚至需要進(jìn)行迭代計(jì)算，借助計(jì)算機(jī)輔助程序可圓滿解決這些問題。在仿真軟件中，通過C#語言設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)處理程序。根據(jù)各化工單元操作理論建立數(shù)學(xué)模型，使仿真數(shù)據(jù)在實(shí)際操作的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生，以保證每個(gè)學(xué)生在進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)即使初始條件相同，也不會(huì)得到完全相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，更接近真實(shí)操作狀況。試驗(yàn)完成后，點(diǎn)擊“記錄數(shù)據(jù)”按鈕，計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，并在后臺進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，然后根據(jù)預(yù)先輸入的計(jì)算公式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理后被保存到Access數(shù)據(jù)庫中，再通過調(diào)用，將數(shù)據(jù)輸出在DataGridView進(jìn)行顯示，或據(jù)此數(shù)據(jù)繪制實(shí)驗(yàn)曲線。
二、操作過程及功能概述
主界面使用Visual Studio C#中的窗體，通過添加菜單欄來控制試驗(yàn)的選擇。其特點(diǎn)是方便、簡單易用，更重要的是為今后仿真系統(tǒng)的逐步完善提供了空間。首先水泵的開關(guān)按鈕是不可用的，必須在打開閥門以后，才能啟動(dòng)水泵。當(dāng)水泵與閥門同時(shí)啟動(dòng)后，便開始灌水，在這期間禁用系統(tǒng)中所有的按鈕。待灌水過程結(jié)束，先關(guān)閥門再關(guān)水泵。點(diǎn)擊“開始實(shí)驗(yàn)”按鈕，可以開啟下一個(gè)界面繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。先打開水泵，然后打開閥門，通過閥門調(diào)節(jié)流量級別，儀表數(shù)值會(huì)隨之變化。點(diǎn)擊“記錄數(shù)據(jù)”按鈕，將儀表的數(shù)值記錄在數(shù)據(jù)庫中。當(dāng)數(shù)據(jù)記錄完畢，點(diǎn)擊“查看數(shù)據(jù)”按鈕，屏幕上顯示10組數(shù)據(jù)以及由公式計(jì)算得出的“揚(yáng)程”、“有效功率”、“效率”數(shù)值。點(diǎn)擊“繪圖”按鈕，可直接繪制出H-Q、P-Q及η-Q三條特性曲線。無論是實(shí)驗(yàn)結(jié)束還是中途關(guān)閉實(shí)驗(yàn)窗體，都將出現(xiàn)一個(gè)對話框以提示實(shí)驗(yàn)者“是否保存當(dāng)前數(shù)據(jù)？”操作者可根據(jù)提示對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行取舍。
集合Flash動(dòng)畫和C#語言優(yōu)點(diǎn)開發(fā)的化工原理實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)，具有界面直觀、操作簡單、支持人機(jī)交互、占用空間小等特點(diǎn)，能顯著提高化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，減少實(shí)驗(yàn)設(shè)備投資和損壞，降低實(shí)驗(yàn)投入成本，避免實(shí)驗(yàn)事故的發(fā)生。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，特別是計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)在化工教學(xué)過程中的應(yīng)用，使學(xué)生接觸了一種全新的實(shí)驗(yàn)手段，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，使學(xué)生創(chuàng)新意識得到培養(yǎng)，從而提高了整體教學(xué)質(zhì)量。
作者簡介：臧紅霞（1970-），女，邢臺學(xué)院生物·化學(xué)系，講師，工程師，畢業(yè)于同濟(jì)大學(xué)化學(xué)系應(yīng)用化學(xué)專業(yè)。
摘要：化工原理實(shí)驗(yàn)屬于專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課，它是化工原理理論的重要補(bǔ)充、輔助、驗(yàn)證和深化；它是實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中的重要組成部分；它是將理論與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀摩、分析、討論來培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題和解決問題的能力。筆者結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，從“課堂教學(xué)方法改革、學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)、規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告”三個(gè)方面淺談了自己的看法，以提高化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)的技能型、實(shí)用型人才。
關(guān)鍵詞：化工原理；教學(xué)體會(huì)；實(shí)驗(yàn)
一、課堂教學(xué)方法改革，學(xué)生畫、學(xué)生做、學(xué)生講、互相問答
在我們傳統(tǒng)的教學(xué)中，總是老師先講，講完后，學(xué)生按照老師講解的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、工藝流程、操作步驟來獲取數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)，學(xué)生簡單、重復(fù)、機(jī)械化的操作著。筆者初步的探索是將本校石油化工系10級煤化工班分成兩組，第一組采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，第二組采用筆者提出的“學(xué)生畫、學(xué)生做、學(xué)生講、互相問答”的教學(xué)方式。
1.學(xué)生畫。學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室，我可以先讓學(xué)生將實(shí)驗(yàn)裝置的構(gòu)造、設(shè)備結(jié)構(gòu)、工藝流程、物料走向等用紙畫出來。通過畫圖使學(xué)生對裝置有個(gè)短暫的熟悉過程，有一定的感性認(rèn)識，然后再來認(rèn)識、了解設(shè)備的名稱和結(jié)構(gòu)，設(shè)備的型號、位號、檢測控制點(diǎn)、工藝參數(shù)等。畫完后，老師在課堂及時(shí)做講評并將成績納入到現(xiàn)場操作成績中。
2.學(xué)生做。放開手、大膽讓學(xué)生帶著問題去操作。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，先不要講解、做演示，否則學(xué)生就會(huì)不思考、不觀察，完全是老師牽著他們的鼻子走，這樣也調(diào)動(dòng)不起他們的主動(dòng)性、積極性和對學(xué)習(xí)的興趣。但是實(shí)驗(yàn)老師放手不能放眼，放手不是放縱，要勤于觀察，允許失誤、失敗，發(fā)現(xiàn)學(xué)生操作有誤及時(shí)去糾正，并理論解釋。在學(xué)生操作中，我們可以在他們操作到不正常的現(xiàn)象或后果時(shí)，先讓學(xué)生在裝置上直接觀察錯(cuò)誤操作的現(xiàn)象或后果，然后解釋為什么會(huì)有這種現(xiàn)象和后果，讓學(xué)生在糾正錯(cuò)誤中學(xué)習(xí)正確的操作步驟。在操作中，我們也可以故意設(shè)置障礙來鍛煉他們分析問題、解決問題的能力。比如在板式精餾塔的操作及其性能的評定實(shí)驗(yàn)中，我們想知道什么是泡沫夾帶，老師可以將裝置的正常狀態(tài)調(diào)為泡沫夾帶不正常的現(xiàn)象，然后讓學(xué)生來觀察現(xiàn)象、分析原因，再讓學(xué)生將不正常的現(xiàn)象調(diào)成正常現(xiàn)象。通過這樣，學(xué)生就知道哪種現(xiàn)象是泡沫夾帶，為什么會(huì)有這種現(xiàn)象，如何解決此現(xiàn)象了。只有這樣才能加強(qiáng)學(xué)生對理論知識的理解，對正確操作的記憶，同時(shí)也加強(qiáng)了他們的動(dòng)手操作能力。
3.學(xué)生講。通常在課堂上是老師講、學(xué)生聽，這在一定程度上限制了學(xué)生的個(gè)性發(fā)展。我們?yōu)槭裁床粐L試讓學(xué)生來講，老師來聽，讓學(xué)生當(dāng)一當(dāng)老師（尤其實(shí)驗(yàn)課）呢。同學(xué)在講解的過程中既鍛煉了他們的口頭表達(dá)能力，又熟悉了裝置的結(jié)構(gòu)、工藝流程、操作步驟等。所以在職業(yè)技能資格考試中或?qū)嶒?yàn)成績中我們完全可以加上口試成績。不論是在同學(xué)們的操作中，還是在講解的過程中，我們一定要多鼓勵(lì)、多肯定他們，激發(fā)他們對實(shí)驗(yàn)課的興趣，對學(xué)習(xí)的興趣。
4.互相問答。實(shí)驗(yàn)老師可以提一些如何改進(jìn)裝置的工藝、裝置設(shè)備在設(shè)計(jì)中有什么弊端等相關(guān)知識的問題，從而提高他們的想象力和創(chuàng)新力。當(dāng)然老師也可以詢問學(xué)生老師在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法中存在哪些問題和不足，以便老師改正，提高教學(xué)質(zhì)量與效果。學(xué)生也可以提一些問題讓老師或?qū)W生來答，互相提問，互相回答。師生共同總結(jié)、歸納，得出正確解答，師生彼此都有了進(jìn)步和提高。
通過兩種教學(xué)模式，最后發(fā)現(xiàn)前一組學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中不積極、不主動(dòng)，缺乏學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思想，動(dòng)手能力弱。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，在操作方面還不規(guī)范、不熟悉，理論知識的理解程度不深等。而第二組采用“學(xué)生畫、學(xué)生做、學(xué)生講、互相問答”融為一體的教學(xué)模式后，實(shí)驗(yàn)效果、學(xué)生綜合素質(zhì)有了明顯的提高和改善。
二、規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)報(bào)告本是實(shí)驗(yàn)過程的總結(jié)，但是在批改的過程中，我發(fā)現(xiàn)有一些學(xué)生不假思考地將實(shí)驗(yàn)講義的內(nèi)容抄一遍，記錄的數(shù)據(jù)都是自己編的，更嚴(yán)重的是相互抄襲，實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容一模一樣，這純屬于應(yīng)付、走形式，導(dǎo)致老師批改時(shí)也沒有心勁。針對這種情況，我認(rèn)為首先要提高實(shí)驗(yàn)報(bào)告在實(shí)驗(yàn)成績和化工原理整個(gè)課程成績中的比例。實(shí)驗(yàn)報(bào)告也可以納入到職業(yè)技能考試中，也可以定期舉行實(shí)驗(yàn)報(bào)告展評等方法來讓學(xué)生在思想上重視實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的操作步驟，我們讓學(xué)生用自己的話將實(shí)驗(yàn)操作過程做一總結(jié)、概括。對于數(shù)據(jù)處理方面，我們在上課期間，將學(xué)生記錄完的原始數(shù)據(jù)及時(shí)核對并簽字，同時(shí)指定某同學(xué)分開處理數(shù)據(jù)（實(shí)驗(yàn)一組中有3~4個(gè)人，記錄的數(shù)據(jù)一樣），學(xué)生上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)必須將原始數(shù)據(jù)一并上交。實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，我們鼓勵(lì)學(xué)生寫一些老師在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、裝置工藝流程、設(shè)計(jì)等存在的問題，自己有什么好的意見和建議及心得體會(huì)。只有這樣學(xué)生才會(huì)對實(shí)驗(yàn)報(bào)告重視、認(rèn)真，才能達(dá)到編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的重要性和必要性，只有這樣老師才能更有利于反省自己、提高自己、完善自己。
三、學(xué)生輔助教學(xué)
我校實(shí)驗(yàn)老師在承擔(dān)大量的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)時(shí)，還要負(fù)責(zé)分管教室的衛(wèi)生，設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)，有機(jī)、無機(jī)、分析實(shí)驗(yàn)還要提前做準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，這無形中占用了老師大量的時(shí)間，一天下來老師筋疲力，也影響備課、講課。針對這種情況，我們可以鼓勵(lì)和選拔在校品學(xué)兼優(yōu)、素質(zhì)比較高的學(xué)生來輔助教學(xué)，讓學(xué)生來負(fù)責(zé)教室的衛(wèi)生、設(shè)備的清洗與日常保養(yǎng)，對于一些簡單的設(shè)備故障、磨損，也完全讓學(xué)生去修理，準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)也可以讓學(xué)生提前幫老師去準(zhǔn)備，如配溶液、清洗試管等。這樣不僅豐富了學(xué)生的知識，提高了他們的動(dòng)手能力及綜合素質(zhì)，也給老師擠出來了不少時(shí)間，老師可以利用這些時(shí)間認(rèn)真的去備課、講課、搞科研。當(dāng)然為了能讓這些學(xué)生更有積極心、責(zé)任心，學(xué)校在這些學(xué)生入黨、就業(yè)、評優(yōu)等方面應(yīng)優(yōu)先考慮。
四、結(jié)束語
以上就是針對多年來我在化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題提出了自己的幾點(diǎn)體會(huì)。希望高等院校加強(qiáng)化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，不斷改進(jìn)教學(xué)方法，樹立學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的主體地位，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，從而提高化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，培養(yǎng)合格的高等技術(shù)應(yīng)用型、技能型人才。
作者簡介：朱對虎（1983-），男，陜西米脂人，銀川科技職業(yè)學(xué)院石油化工系助教，主要從事化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。
摘要：為了實(shí)現(xiàn)民辦院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)，以化工原理實(shí)驗(yàn)為例，從實(shí)驗(yàn)室管理、實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與拓展、實(shí)驗(yàn)要求等方面進(jìn)行創(chuàng)新教學(xué)改革與實(shí)踐。
關(guān)鍵詞：民辦院校；化工原理實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；人才培養(yǎng)
民辦院校近幾年實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展，它的出現(xiàn)為我國實(shí)現(xiàn)大眾高等教育做出了貢獻(xiàn)。民辦高校作為后勁力量要想縮短與老資歷公辦院校的差距，要想提高其競爭力，在人才培養(yǎng)方面一定要有自己的鮮明特色，更應(yīng)該以社會(huì)和市場的需求為導(dǎo)向，在注重基礎(chǔ)理論的同時(shí)，以培養(yǎng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的應(yīng)用型人才為目標(biāo)。化工原理是化工類相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程，是一門以單元操作為主要內(nèi)容的工程技術(shù)課，課程重視實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)方法和手段將書本知識實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。本文探討以人才培養(yǎng)目標(biāo)為方向標(biāo)，對化工原理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革與實(shí)踐探索。
一、采用先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室管理方式，輔助教改的進(jìn)行
實(shí)驗(yàn)室的管理必須要有嚴(yán)格的規(guī)章制度，它是協(xié)調(diào)各方面工作的依據(jù)，也是保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行的條件。如確定“儀器設(shè)備損壞、丟失賠償制度”，“設(shè)備定期維護(hù)制度”等，學(xué)校專門配備儀器設(shè)備維修人員，以免請外面專家維修耽誤教學(xué)時(shí)間等等。實(shí)驗(yàn)室印發(fā)實(shí)驗(yàn)室安全手冊（其中注明儀器設(shè)備的保養(yǎng)和維護(hù)常識），發(fā)放到每個(gè)實(shí)驗(yàn)教師和學(xué)生手中，加強(qiáng)教師和學(xué)生對儀器的全面認(rèn)識。
二、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)
改變以往教師溝通較少的局面，調(diào)動(dòng)實(shí)驗(yàn)課老師的積極性，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，集體做預(yù)備實(shí)驗(yàn)，集體討論，有條件的話可以集體校外進(jìn)修或參觀實(shí)習(xí)。鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員上實(shí)驗(yàn)課，提高實(shí)驗(yàn)課質(zhì)量。讓理論課老師來上實(shí)驗(yàn)課，雖然理論上了解比較透徹，但有時(shí)因上理論課課時(shí)過多，投入實(shí)驗(yàn)課精力有限；再加上若一個(gè)人全部講完整個(gè)學(xué)期的實(shí)驗(yàn)，面對眾多儀器的操作與維護(hù)勢必有點(diǎn)力不從心，而實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員長期在實(shí)驗(yàn)室工作，對化工儀器設(shè)備了解較多，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題了解比較全面，所以不妨大量鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員上實(shí)驗(yàn)課。這樣無論從人員層次、結(jié)構(gòu)梯隊(duì)，還是研究領(lǐng)域上都得到了互補(bǔ)，創(chuàng)造了一個(gè)全新且又有潛力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。
三、結(jié)合實(shí)際情況，選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并拓展
為了提高學(xué)生的動(dòng)手能力，為了今后從事研發(fā)或生產(chǎn)操作打下良好的基礎(chǔ)，需要開設(shè)仿真實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。若按教育部文件的要求，以上“三型”實(shí)驗(yàn)應(yīng)在學(xué)科基礎(chǔ)上占到70%以上，這勢必要求改革，從以往化工原理實(shí)驗(yàn)為課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，改為單獨(dú)設(shè)課，且學(xué)時(shí)數(shù)也應(yīng)該相應(yīng)增加。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面，增設(shè)實(shí)驗(yàn)課題，同時(shí)將傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行拓展，例如，以往離心泵實(shí)驗(yàn)只是進(jìn)行離心泵特性曲線的測定等，拓展后要求學(xué)生進(jìn)行離心泵工作點(diǎn)的確定與流量調(diào)節(jié)機(jī)理的研究，同時(shí)進(jìn)行離心泵性能與轉(zhuǎn)速關(guān)系的比例定律對離心泵效率的研究。通過這一系列操作，讓學(xué)生了解了企業(yè)主要的生產(chǎn)流程，鍛煉了他們的動(dòng)手能力。結(jié)合學(xué)生的興趣與要求，在課余時(shí)間開放實(shí)驗(yàn)室[1]。實(shí)驗(yàn)室可以購置一些演示儀，例如雷諾演示儀、伯努利演示儀等；可以購買一些化工原理教學(xué)模型，這樣學(xué)生就可以較靈活的利用自己的課余時(shí)間選擇學(xué)習(xí)；還可以將教師的科研課題分為子課題同實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，提高學(xué)生的科研能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)為了突出理論教學(xué)與實(shí)際工程和社會(huì)應(yīng)用相結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生暑期參與社會(huì)實(shí)踐，聯(lián)系對口企業(yè)讓學(xué)生實(shí)地參觀與實(shí)際上崗操作，讓學(xué)生真正的長見識、增才干。
四、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)理念，與時(shí)俱進(jìn)
1.PBL教學(xué)法。PBL（Problem-Based Learning）教學(xué)法，打破教師傳統(tǒng)的教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主的“提出問題―查找資料―討論研究―總結(jié)反思”探究式教學(xué)模型[2]。以往授課大部分時(shí)間都是教師在主講，學(xué)生則盲目地聽，機(jī)械地操作一遍，收不到很好的效果。改革后，授課教師于下課前提出下節(jié)課實(shí)驗(yàn)的相關(guān)問題，學(xué)生課后查閱相關(guān)文獻(xiàn)，教師在下節(jié)課做實(shí)驗(yàn)前請學(xué)生回答，督促了學(xué)生自主學(xué)習(xí)；做實(shí)驗(yàn)時(shí)，對學(xué)生容易忽視的地方教師適當(dāng)進(jìn)行針對性的引導(dǎo)；等做完實(shí)驗(yàn)后，組織學(xué)生分組進(jìn)行交流、討論，然后教師帶著同學(xué)們一起小結(jié)。
2.綠色化學(xué)理念。綠色化學(xué)核心是從源頭上防止污染[3]，所以在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)手段、實(shí)驗(yàn)方法等方面考慮對環(huán)境減少污染。我校推廣使用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，節(jié)約藥品減少對環(huán)境污染；降低藥品的濃度并注意尾氣的吸收，妥善處理實(shí)驗(yàn)的廢棄物。例如做完吸收實(shí)驗(yàn)后，滴定分析用到的試劑帶來的Ba+，以免重金屬污染，實(shí)驗(yàn)操作完后立刻處理。
五、強(qiáng)化對學(xué)生的要求，提高實(shí)驗(yàn)成效
1.實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。化工原理實(shí)驗(yàn)具有工藝性和工程性，學(xué)生接觸到這種工程裝置的實(shí)驗(yàn)，如果不預(yù)習(xí)，往往不知如何下手，面對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無從分析，所以教師一定要嚴(yán)格檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)報(bào)告，強(qiáng)調(diào)不預(yù)習(xí)就不上崗操作。并且要求學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)擬定詳細(xì)完整的實(shí)驗(yàn)方案，不能只停留于以往的簡單抄寫實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等，而是通過擬定實(shí)驗(yàn)方案，理順實(shí)驗(yàn)思路，懂得實(shí)驗(yàn)順序，以免做實(shí)驗(yàn)時(shí)盲目得不知所措。
2.實(shí)驗(yàn)分工和操作。改變以往3~4人一組的狀況，采取循環(huán)式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即將學(xué)生分成A、B兩個(gè)組交替循環(huán)做實(shí)驗(yàn)，每組兩人成立實(shí)驗(yàn)小分隊(duì)，二人操作相互配合，不再是以往眾人旁觀的場景。課后分工查閱文獻(xiàn)，進(jìn)行討論式分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，然后共同完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，此法避免了相互抄實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)象，同時(shí)節(jié)約時(shí)間查文獻(xiàn)。小組分工做實(shí)驗(yàn)既提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作技能，加強(qiáng)了學(xué)生的主動(dòng)性與合作精神，又提高了儀器的利用率。
3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告不能僅限于對實(shí)驗(yàn)儀器的列舉、實(shí)驗(yàn)步驟的記錄、數(shù)據(jù)的采集、思考題的解答等，一定要嚴(yán)格要求學(xué)生詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提醒學(xué)生寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告跟預(yù)習(xí)報(bào)告不一樣，不是簡單的抄書，而是做實(shí)驗(yàn)的一種回憶。另外還要舉例詳細(xì)描述數(shù)據(jù)的處理過程，并且引導(dǎo)學(xué)生以小論文的形式分析和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
4.合理公正地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考評。我校化工原理實(shí)驗(yàn)成績是平時(shí)實(shí)驗(yàn)操作占70%，期末成績占30%，其中平時(shí)成績由預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分決定，這種措施加大了對學(xué)生平時(shí)的考核力度，督促了學(xué)生平時(shí)主動(dòng)的參與操作。另外期末成績用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告和大作業(yè)代替以往的試卷考核，避免了學(xué)生機(jī)械記憶的缺點(diǎn)，加強(qiáng)了學(xué)生實(shí)踐綜合應(yīng)用的能力。
通過對我校化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐，促進(jìn)了學(xué)生主動(dòng)探索分析和解決實(shí)際問題的能力，提高了學(xué)生動(dòng)手操作和團(tuán)隊(duì)合作能力，學(xué)生的就業(yè)競爭力明顯加強(qiáng)，為他們今后更快更好適應(yīng)社會(huì)奠定了好的基礎(chǔ)。
基金項(xiàng)目：武漢市教學(xué)研究項(xiàng)目（2009K117）；武漢生物工程學(xué)院校級教學(xué)研究項(xiàng)目（2009J19）
摘要：化工原理實(shí)驗(yàn)是《化工原理》理論課程的實(shí)踐課，是學(xué)生將課堂掌握的工程方法付諸于動(dòng)手、思考的不可缺少的良好的平臺。隨著化學(xué)工業(yè)的迅猛發(fā)展，化工原理實(shí)驗(yàn)課程體系、教學(xué)方法及教學(xué)內(nèi)容需不斷進(jìn)行更新、改進(jìn)、創(chuàng)新。.職業(yè)院校化工專業(yè)不僅要培養(yǎng)能生產(chǎn)、懂生產(chǎn)人才，更要注重培養(yǎng)具有科研能力的復(fù)合型人才。致力于發(fā)展好化工原理實(shí)驗(yàn)是有利于貫穿化工專業(yè)各門基礎(chǔ)，更有助于培養(yǎng)學(xué)生工程思維及科研能力。以下就目前職業(yè)院校化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，提出若干觀點(diǎn)并進(jìn)行探索.
關(guān)鍵詞：化工原理實(shí)驗(yàn)；化學(xué)工業(yè)；工程思維；教學(xué)改革
伴隨著21世紀(jì)工業(yè)化的進(jìn)程，化工類企業(yè)的數(shù)量也逐漸增多，這樣就更好為化工類專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)提供了更多更好的平臺。《化工原理》是一門化工類專業(yè)綜合性的課程，涉及到的實(shí)驗(yàn)原理也是極為豐富，化學(xué)工業(yè)的發(fā)展離不開實(shí)驗(yàn)的研究，實(shí)驗(yàn)在工程領(lǐng)域具有舉足輕重的作用，為了適應(yīng)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，學(xué)生不僅要在實(shí)驗(yàn)中掌握基本簡單的操作，更要學(xué)習(xí)設(shè)備的原理。為了培養(yǎng)知識廣且具有科研創(chuàng)新能力的化學(xué)專業(yè)人才，化工原理實(shí)驗(yàn)課程體系和教學(xué)方法及教學(xué)內(nèi)容需得到適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的同步創(chuàng)新.而對于工科職業(yè)院校來說，形勢較更為緊迫。改革創(chuàng)新后的課程體系應(yīng)適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)與掌握，具有開放性和包容性，這對于實(shí)驗(yàn)課程的改革是一個(gè)不小的“任務(wù)”。只有做到這些，化工原理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)才能不局限與培養(yǎng)學(xué)生的操作技能，更可以提高學(xué)生創(chuàng)新科研能力，拓寬學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，從而有利于化工專業(yè)學(xué)生的就業(yè)，促進(jìn)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展。以下總結(jié)在化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一些經(jīng)驗(yàn)，對這一課程教學(xué)問題進(jìn)行一些簡單的探討。
一、化工原理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)有教學(xué)問題
1.1學(xué)生積極性不高。
部分學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)化工原理實(shí)驗(yàn)僅僅滿足生產(chǎn)中的一些簡單操作技能，不必要更深層次去了解實(shí)驗(yàn)的設(shè)備和實(shí)驗(yàn)原理；化工原理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容均為配合理論教學(xué)的單元操作來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，大大限制在滿足課堂教學(xué)、了解單元操作原理、熟悉操作技術(shù)等方面，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不但不能得到提高而且偏離了實(shí)驗(yàn)所要培養(yǎng)復(fù)合型人才的目標(biāo)。
1.2教學(xué)方法、內(nèi)容相對滯后。
基本上所有的化工專業(yè)各門課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法如出一轍，采用一直以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，即教師在實(shí)驗(yàn)室中先將需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)備和相關(guān)儀器擺放整齊，學(xué)生不加思考地進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，將從未進(jìn)行過本次實(shí)驗(yàn)且未見過實(shí)驗(yàn)設(shè)備的情況下寫下預(yù)習(xí)報(bào)告上交，再接著學(xué)生按照教師在黑板上書寫好的實(shí)驗(yàn)步驟和方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，很明顯，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生該想的要做的，大部分已經(jīng)被教師給“扼殺”了，只能被動(dòng)地接受，這樣下來，學(xué)生連最基本的操作技能都無法掌握，更談不上要培養(yǎng)科研和創(chuàng)新的能力了，很大程度上束縛了學(xué)生對新事物新知識解讀和吸收的能力。
二、化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思路
2.1改變按部就班的傳統(tǒng)教學(xué)模式，明確培養(yǎng)目標(biāo) 。
化工原理實(shí)驗(yàn)屬于工科化學(xué)工程領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)，而工程涉及的都是實(shí)際生產(chǎn)的情況，因生產(chǎn)中往往出現(xiàn)的問題都是復(fù)雜多樣的，需要有清晰的工程觀點(diǎn)才能迎刃而解，所以在培養(yǎng)目標(biāo)上與其他基礎(chǔ)化學(xué)課程有很大不同，著重于培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際生產(chǎn)中的工程思維、創(chuàng)新和改造的能力及深刻的安全觀點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)，是其他課程實(shí)驗(yàn)所不及的，所以在教學(xué)過程中要明確學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，切切實(shí)實(shí)地訓(xùn)練學(xué)生在實(shí)際生產(chǎn)操作時(shí)解決方方面面問題的能力。所以，在教學(xué)方法上要及時(shí)創(chuàng)新，例如，教師在實(shí)驗(yàn)課開始時(shí)，應(yīng)以學(xué)生為主體，利用現(xiàn)有的先進(jìn)的多媒體投影，先聯(lián)系現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)際生產(chǎn)中對應(yīng)的設(shè)備對學(xué)生進(jìn)行圖例講解，用讓學(xué)生對工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備有了感性的認(rèn)識后再安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，開拓了學(xué)生視野，學(xué)生通過相互討論來完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后讓每位學(xué)生寫下總結(jié)要點(diǎn)、經(jīng)驗(yàn)，在理論課堂上再進(jìn)行一輪討論，相互分享所學(xué)，相互促進(jìn)，完成化工原理實(shí)驗(yàn)課培養(yǎng)人才的目標(biāo)。
2.2改進(jìn)化工原理實(shí)驗(yàn)裝置。
化工原理實(shí)驗(yàn)原有的都是實(shí)體設(shè)備，實(shí)驗(yàn)設(shè)備占地面積大，每個(gè)單元操作實(shí)驗(yàn)往往僅配套1―3套實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)室面積很有限，每次只能安排1―3組學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，若要安排完全部學(xué)生都完成實(shí)驗(yàn)，就明顯增大了實(shí)驗(yàn)的周期性，也無法保證集體討論的效果，實(shí)驗(yàn)的效果很顯然不夠直觀和充分。如果引進(jìn)dcs（集散控制系統(tǒng)）仿真軟件，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中定能收到事半功倍的效果，這樣一名學(xué)生就可面對一臺計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，這樣就大大縮短了實(shí)驗(yàn)周期，同時(shí)可以解決試驗(yàn)裝置占地大的問題，同時(shí)可以讓更多的學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)中來，學(xué)生在試驗(yàn)中能更加直觀更加清晰地感受生產(chǎn)工藝的設(shè)備，更有效率地完成實(shí)驗(yàn)，理解并掌握在課堂理論學(xué)習(xí)中得到知識，增強(qiáng)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際的能力，大大提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)課上學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣，收到立竿見影的效果。 引進(jìn)新設(shè)備，學(xué)生理解、分析、解決問題的能力得到了釋放，開拓了學(xué)生在理論聯(lián)系實(shí)際的思維，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也拓寬了知識視野。
2.3拓寬化工原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，注重工程觀點(diǎn)的培養(yǎng)。
化工原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不能再由教師去主導(dǎo)，這樣會(huì)嚴(yán)重削弱學(xué)生的積極性，學(xué)生工程觀點(diǎn)的培養(yǎng)是對化工過程工藝體系的培養(yǎng)，要豪不放松地對學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格要求。教師課堂教學(xué)講解并開展課堂實(shí)驗(yàn)過程演示，演示不能過于具體，學(xué)生到達(dá)實(shí)驗(yàn)室后憑借回憶―分析―判斷自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟是為了提高學(xué)生對實(shí)驗(yàn)把控的綜合能力；實(shí)驗(yàn)過程中培養(yǎng)學(xué)生自行貫穿整個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，獨(dú)立建立實(shí)驗(yàn)流程，實(shí)驗(yàn)步驟如果錯(cuò)誤，有時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響和干擾實(shí)驗(yàn)過程，最終影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生在分析實(shí)驗(yàn)步驟利弊后，再去施行先做什么后做什么，這樣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生思考能力、創(chuàng)新能力以及解決實(shí)驗(yàn)問題的能力培養(yǎng)就顯而易見了。
三、化工原理實(shí)驗(yàn)應(yīng)加大實(shí)驗(yàn)投資和實(shí)驗(yàn)管理
為了適應(yīng)職業(yè)院校發(fā)展及學(xué)生就業(yè)的工作適應(yīng)性，化工原理實(shí)驗(yàn)設(shè)施的不斷完善是關(guān)鍵因素，這關(guān)系到本門實(shí)驗(yàn)?zāi)芊駥?shí)現(xiàn)持續(xù)教學(xué)成功。學(xué)生思考、創(chuàng)新、聯(lián)系實(shí)際、科研的保障都依賴于實(shí)驗(yàn)室，因此實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)應(yīng)放置到更高的發(fā)展戰(zhàn)略地位，且應(yīng)努力建設(shè)成一個(gè)學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)成果的平臺，這樣的平臺使得學(xué)生能更好地發(fā)揮創(chuàng)造力，在競爭中增加學(xué)習(xí)動(dòng)力，學(xué)生在大膽實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)合作、分享成果的過程中各方面的能力都得到了發(fā)揮和鍛煉，因此，實(shí)驗(yàn)室的持續(xù)打造也是打造學(xué)生持續(xù)進(jìn)步保證。持續(xù)的投資不是要一步到位，即使實(shí)驗(yàn)室的投資不大，獲得設(shè)備的資源也很有限，只要科學(xué)管理，優(yōu)化資源配置，也能收到理想的效果。
總而言之，化工原理實(shí)驗(yàn)室的教育設(shè)施不能停留在“不變”的局限中，應(yīng)盡力完善，設(shè)施投入與管理體系的完善要做到同步，使得實(shí)驗(yàn)室建設(shè)做到投入少，效益大的效果。
總而言之，化工原理實(shí)驗(yàn)室存在問題將隨著課程發(fā)展體系的需要、實(shí)驗(yàn)室設(shè)施更新需要、科研發(fā)展的需要而不斷出現(xiàn)，這些問題都等待著教育者去研究和解決，我們將繼續(xù)深入地研究，努力為學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)早更優(yōu)越的條件。
摘 要: 本文作者闡述了化工原理實(shí)驗(yàn)的重要性,介紹了在教學(xué)過程采用注重預(yù)習(xí)、規(guī)范操作、書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告三步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法。在此基礎(chǔ)上本文作者指出:將仿真試驗(yàn)引入課堂,可以提高教學(xué)教學(xué)效果,改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法。
關(guān)鍵詞: 職業(yè)教育 《化工原理》實(shí)驗(yàn)課 教學(xué)方法
職業(yè)教育的宗旨是為就業(yè)服務(wù),職業(yè)技術(shù)教育的目標(biāo)是為就業(yè)市場輸送合格的勞動(dòng)力,職業(yè)教育訓(xùn)練的課程內(nèi)容都應(yīng)該圍繞著人才市場的供求信息來制定。我校是以化工專業(yè)為示范專業(yè)的一所職業(yè)技術(shù)學(xué)校,學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)方向主要是我市工業(yè)園區(qū)的各類化工企業(yè)。現(xiàn)代化工企業(yè)需要的是具有技術(shù)性人才,職業(yè)學(xué)校是培養(yǎng)技能型人才的重要場所。作為職業(yè)學(xué)校,我們必須為企業(yè)培養(yǎng)出不但具有理論和一定的專業(yè)知識,而且具有一定的實(shí)際操作技能的學(xué)生。《化工原理》是化工類專業(yè)的主干課程之一,該課程是一門以典型的單元操作為主要內(nèi)容,以傳遞過程和研究方法論為主線的工程技術(shù)基礎(chǔ)課,在整個(gè)教學(xué)體系中起著由理及工的橋梁作用。
可以毫不夸張地說,化工技術(shù)工作者無論是從事化工過程的開發(fā)、設(shè)計(jì)還是生產(chǎn),都必然而且經(jīng)常會(huì)遇到各種單元操作問題,因此必須熟練掌握化工原理的基本概念、基本知識和基本方法。《化工原理》要求學(xué)生必須熟練了解各種單元操作及其設(shè)備的原理,而化工原理實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)、掌握和運(yùn)用化工原理理論知識必不可少的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。化工原理實(shí)驗(yàn)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課,與課堂教學(xué)相互銜接,構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體。化工原理實(shí)驗(yàn)不同于基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)之處在于所面對實(shí)際問題的錯(cuò)綜復(fù)雜性:物料千變?nèi)f化,設(shè)備形式大小各異,等等。所以化工原理實(shí)驗(yàn)屬于工程實(shí)驗(yàn)范疇,擔(dān)負(fù)著由理論到工程、由基礎(chǔ)到專業(yè)的橋梁作用。由于化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的著重于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和解決實(shí)際問題能力,因此對化工類及相近專業(yè)學(xué)生的業(yè)務(wù)素質(zhì)和工程能力的培養(yǎng)也起著至關(guān)重要的作用。
如何上好《化工原理》實(shí)驗(yàn)課,讓學(xué)生能通過實(shí)驗(yàn),將理論知識融匯貫通并與實(shí)踐結(jié)合起來,鍛煉他們的分析和解決問題能力,成為擺在化工專業(yè)課教師的難題。在此,我結(jié)合多年來《化工原理》實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),特將實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)方法總結(jié)如下,希望能起到拋磚引玉的作用,得到同行的指正。
一、注重預(yù)習(xí),把好實(shí)驗(yàn)第一關(guān)
預(yù)習(xí)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。以往《化工原理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本上是“被動(dòng)式”,將學(xué)生“抱著走”,學(xué)生的主體地位沒能得到充分發(fā)揮,動(dòng)手能力不強(qiáng)。針對這種情況,在教學(xué)中我加強(qiáng)了預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)的考核,包括現(xiàn)場和仿真預(yù)習(xí),主要是考查學(xué)生圍繞實(shí)驗(yàn)任務(wù),掌握實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)流程、操作方法;明確實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測取哪些數(shù)據(jù),預(yù)估實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)變化規(guī)律(趨勢)或范圍等情況。預(yù)習(xí)不合格者,不準(zhǔn)正式操作實(shí)驗(yàn)。
預(yù)習(xí)途徑有多種,如通過閱讀實(shí)驗(yàn)講義,利用多媒體課件網(wǎng)上預(yù)習(xí),現(xiàn)場觀察設(shè)備流程,等等,學(xué)生可根據(jù)自己的情況自行選擇。在布置預(yù)習(xí)的作業(yè)中,要求學(xué)生寫出預(yù)習(xí)報(bào)告,如實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃怼⒀b置流程示意圖、實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)等,擬好實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)表格。
二、規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作,注重實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)
在化工原理實(shí)驗(yàn)中,教師應(yīng)注重培養(yǎng)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)作風(fēng)。教師要提醒學(xué)生根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn),做到以下幾點(diǎn)。
1.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)密切注意儀表示數(shù)的變動(dòng),隨時(shí)調(diào)節(jié),以保證過程的穩(wěn)定。我們一定要在過程穩(wěn)定后方可取樣或讀取數(shù)據(jù),所以實(shí)驗(yàn)條件改變后,要等一段時(shí)間才能取樣或讀數(shù),時(shí)間的長短視實(shí)驗(yàn)是“熱模”還是“冷模”、儀表的滯后等情況而定。
2.凡是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果或與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的數(shù)據(jù)均應(yīng)測取,如大氣壓、室溫、水溫、設(shè)備有關(guān)尺寸、物料性質(zhì)等,不應(yīng)遺漏。注意:并非所有數(shù)據(jù)都能直接測取,如水的粘度、密度等可通過測定水溫得到。
3.同一條件下,至少應(yīng)該讀取兩套數(shù)據(jù),如果重復(fù)性較好,方可改變條件,繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。
4.實(shí)驗(yàn)過程中不要只顧埋頭操作和讀數(shù),忽略了對過程現(xiàn)象的觀察。須知,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象往往與過程的內(nèi)在機(jī)理、規(guī)律密切相關(guān)。如塔板上兩相接觸狀態(tài)與效率的關(guān)系。
5.實(shí)驗(yàn)中若出現(xiàn)異常現(xiàn)象,或者數(shù)據(jù)有明顯誤差時(shí),應(yīng)在記錄中如實(shí)注明。小組成員應(yīng)與教師一起進(jìn)行認(rèn)真討論,研究異常現(xiàn)象的原因,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,或者對現(xiàn)象作出合理的分析、解釋。
6.用事先擬好的原始數(shù)據(jù)表格認(rèn)真進(jìn)行記錄,不得隨便拿一張紙記錄。要保證數(shù)據(jù)清楚、準(zhǔn)確,記錄后應(yīng)及時(shí)復(fù)核,避免讀錯(cuò)、寫錯(cuò),注明所測物理量的名稱、符號、單位。
7.實(shí)驗(yàn)記錄需交教師檢查、簽字后方可書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
8.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,按操作規(guī)程關(guān)閉儀器設(shè)備;檢查水、電、氣是否關(guān)閉,儀器設(shè)備的復(fù)原情況,將場地打掃干凈方可離開。
三、書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,提高綜合能力
實(shí)驗(yàn)報(bào)告是對實(shí)驗(yàn)過程的總結(jié),是實(shí)踐環(huán)節(jié)中不可缺少的一個(gè)重要組成部分,實(shí)驗(yàn)報(bào)告要表達(dá)簡潔、準(zhǔn)確,條理清楚。正確書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告,可以培養(yǎng)使得學(xué)生的分析能力、語言表達(dá)能力、解決問題能力等綜合能力得到鍛煉。報(bào)告一般包括如下幾項(xiàng):1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2.實(shí)驗(yàn)原理;3.實(shí)驗(yàn)裝置流程(包括流程示意圖和主要設(shè)備、儀表型號規(guī)格);4.實(shí)驗(yàn)步驟:根據(jù)實(shí)際記錄,操作要領(lǐng);5.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理;6.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析及結(jié)果討論;7.回答思考題、總結(jié)、收獲。實(shí)驗(yàn)報(bào)告中以數(shù)據(jù)處理、現(xiàn)象分析和結(jié)果討論兩項(xiàng)最為重,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格要一目了然,表頭上各物理量的符號、單位要標(biāo)清楚;注意記錄的是原始數(shù)據(jù),將結(jié)果數(shù)據(jù)整理成曲線或擬合成經(jīng)驗(yàn)公式時(shí),要根據(jù)數(shù)據(jù)間的關(guān)系或預(yù)測的函數(shù)形式,來選擇曲線是畫在直角坐標(biāo)上還是對數(shù)坐標(biāo)上,使圖形線性化。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析、數(shù)據(jù)評價(jià)、結(jié)果討論等應(yīng)有自己獨(dú)到的見解和分析,切忌不動(dòng)腦子,人云亦云。
在批改化工原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告過程中,我發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告流于形式,抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重。為此,我在學(xué)生中進(jìn)行了一些調(diào)查,絕大部分學(xué)生認(rèn)為化工原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容太多、太長,撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告耗時(shí)多、收效小,建議改革。因此,我對實(shí)驗(yàn)報(bào)告的寫作進(jìn)行了改革,要求學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告以小論文形式的寫作,使學(xué)生的知識和能力進(jìn)一步升華。學(xué)生要撰寫一份符合規(guī)范的小論文形式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,首先要應(yīng)用的是語言知識;要使報(bào)告嚴(yán)謹(jǐn)、完整,需要嚴(yán)密的邏輯思維能力和推理;在數(shù)據(jù)處理時(shí),要運(yùn)用函數(shù)、曲線圖、數(shù)學(xué)模型等數(shù)學(xué)知識;在分析、討論問題中,要用到有關(guān)化學(xué)、化工、自動(dòng)化、制圖、機(jī)械等相關(guān)知識;結(jié)論要求學(xué)生用幾句話來概括,可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和概括能力。
四、引入仿真試驗(yàn),改革實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?
化工原理實(shí)驗(yàn)課大都采用傳統(tǒng)的分組實(shí)驗(yàn)的形式,由于受到場地和實(shí)驗(yàn)裝置的限制,很難實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)人獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的目的。引入仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)則在很大程度上解決了這個(gè)問題。仿真實(shí)驗(yàn)是對真實(shí)實(shí)驗(yàn)的模擬,它是真實(shí)實(shí)驗(yàn)的一種有效的補(bǔ)充。雖然與真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境還存在一定的差距,但仿真實(shí)驗(yàn)引入到化工原理實(shí)驗(yàn)課中,對于提高整體教學(xué)效果的作用是非常明顯的。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,利用仿真實(shí)驗(yàn),可以保證每個(gè)學(xué)生都能自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn),觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,驗(yàn)證公式、原理定理,提高學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力。同時(shí),對于難做的實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),而不受時(shí)間、場地、安全等實(shí)際實(shí)驗(yàn)條件的限制。所以在化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展仿真實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成為化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的新方向。
隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,社會(huì)對人才的需求正在發(fā)生著深刻的變化,作為一名職教專業(yè)課教師,我將繼續(xù)努力探索適合專業(yè)課的教法,為社會(huì)培養(yǎng)出更多適應(yīng)新形勢的高素質(zhì)勞動(dòng)者和實(shí)用性人才。
【摘要】化工原理實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究能力、創(chuàng)新能力，分析和觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力，針對我院材料科學(xué)與工程專業(yè)化工原理實(shí)驗(yàn)課程的現(xiàn)狀，通過教學(xué)模式改革、教學(xué)方式改革和教學(xué)內(nèi)容改革等多手段提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性和參與性，提高實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。
【關(guān)鍵詞】化工原理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 教學(xué)改革
一、材料科學(xué)與工程專業(yè)化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的與要求
1.化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的
該實(shí)驗(yàn)課程主要講述化工原理中單元操作所涉及的各種設(shè)備，以鞏固學(xué)生加深對化工實(shí)際生產(chǎn)的理解，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論并提出自己的見解，增強(qiáng)創(chuàng)新意識，同時(shí)，對學(xué)生的科學(xué)研究能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也起著十分重要的作用[1-5]。
2.化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求
通過實(shí)際操作使學(xué)生驗(yàn)證有關(guān)化工單元操作的理論，熟悉實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)、性能、工藝流程，掌握化工單元操作方法，培養(yǎng)學(xué)生從事實(shí)驗(yàn)研究的能力，其中包括：分析和觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力、正確選擇和使用測量儀表的能力、利用實(shí)驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理以獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力、運(yùn)用文字表達(dá)技術(shù)報(bào)告的能力[4-5]。
二、化工原理實(shí)驗(yàn)中存在的不足
1.人數(shù)較多，儀器裝置較少，學(xué)生動(dòng)手能力受到限制，由于連年的擴(kuò)招，每個(gè)班的學(xué)生人數(shù)基本都是35人以上，而實(shí)驗(yàn)儀器的臺套數(shù)并沒有增加， 7-8個(gè)學(xué)生用一臺裝置的現(xiàn)象非常普遍，個(gè)別學(xué)生根本沒有機(jī)會(huì)動(dòng)手操作儀器。
2.學(xué)生被動(dòng)的做實(shí)驗(yàn)，完全按照實(shí)驗(yàn)書上的照搬照抄，“照單抓藥”式的教學(xué)，學(xué)生花大量的時(shí)間寫預(yù)習(xí)報(bào)告，來到實(shí)驗(yàn)室也不知道到底為什么做實(shí)驗(yàn)，怎么做實(shí)驗(yàn)。
3.學(xué)生工程實(shí)踐性意識淡薄，不知道化工原理實(shí)驗(yàn)的重要性，只是為了學(xué)分被動(dòng)的做實(shí)驗(yàn)，達(dá)不到理論聯(lián)系實(shí)踐的作用。
三、化工原理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革與思考
1.化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革與思考
針對“僧多粥少”的問題的教學(xué)模式，材料科學(xué)與工程專業(yè)化工原理實(shí)驗(yàn)充分打破以往“大水漫灌”、“放羊”式的教學(xué)模式，分小班、小組教學(xué)，每一個(gè)小組為3-4人，每一位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中都有不同的分工， 比如過濾實(shí)驗(yàn)（恒壓過濾），一個(gè)學(xué)生要負(fù)責(zé)壓力閥、料漿閥、料液閥的暢通，一個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)記時(shí)，一個(gè)學(xué)生要看濾液量和記錄，大家還要共同清洗濾布，傾倒濾渣，每組學(xué)生只有默契合作，才能將實(shí)驗(yàn)做完，這樣就充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性、參與性和團(tuán)隊(duì)合作意識，老師再根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和小組合作進(jìn)行現(xiàn)場打分，教學(xué)效果明顯提高。
2.化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的改革和思考
每次課授課之前，給學(xué)時(shí)留20-30min的時(shí)間熟悉實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)、性能、工藝流程，掌握化工單元操作方法，正式講課時(shí)，以分組提問的方式讓學(xué)生自己講解工藝流程和操作步驟，以引導(dǎo)的方式把理論課本上講解的內(nèi)容和實(shí)際操作中遇到的問題相結(jié)合，比如傳熱實(shí)驗(yàn)（強(qiáng)化管傳熱），改變原來只做實(shí)驗(yàn)、測數(shù)據(jù)的單一教學(xué)手段，通過強(qiáng)化管的強(qiáng)化方法，引申到化工中常見的傳熱設(shè)備的改進(jìn)方法，討論如何從材料的角度降低成本，從傳熱的角度提高傳熱速率等，學(xué)生積極參與發(fā)言，各抒己見，當(dāng)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象和理論不符時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)的源頭到實(shí)驗(yàn)過程中分析誤差，充分解決“照單抓藥”式的教學(xué)模式。
3.化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革與思考
充分聯(lián)系課本理論知識，讓學(xué)生感覺化工原理實(shí)驗(yàn)非常實(shí)用。比如傳熱實(shí)驗(yàn)，告訴學(xué)生熱電偶溫度計(jì)的測溫原理，溫度計(jì)冷端溫度補(bǔ)償?shù)暮x，用電腦記錄數(shù)據(jù)的方法，通過數(shù)據(jù)處理，雙對數(shù)作圖、線性回歸等方法，了解計(jì)算機(jī)技術(shù)在化工原理實(shí)驗(yàn)中的重要性，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生要對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，還要總結(jié)和分析，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差產(chǎn)生的原因等，根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告上的數(shù)據(jù)處理為依據(jù)，數(shù)據(jù)處理主要以電腦處理為主，可以鍛煉學(xué)生應(yīng)用Word、Excel、Origin等辦公軟件的能力。
以上教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性，增強(qiáng)了工程觀念，充分做到了理論聯(lián)系實(shí)際。
摘要：化工原理實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)處理是化工原理實(shí)驗(yàn)及有關(guān)類似實(shí)驗(yàn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在實(shí)際數(shù)據(jù)處理時(shí)，往往存在有較大的誤差，如何更有效的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，是值得我們探究的重要問題，本文就化工原理實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的數(shù)據(jù)處理進(jìn)行簡單的分析。
關(guān)鍵詞： 化工原理；實(shí)驗(yàn)；數(shù)據(jù)處理
0引言
化工原理實(shí)驗(yàn)是理論與實(shí)踐結(jié)合緊密的一門課程，在化工原理系統(tǒng)理論的指導(dǎo)下，通過進(jìn)行過濾、吸收、傳熱、吸收、精餾、干燥等單元操作訓(xùn)練，一方面強(qiáng)化單元操作基本能力，另一方面，提高學(xué)生數(shù)據(jù)處理能力，為從事化工生產(chǎn)工作奠定良好基礎(chǔ)。化工原理實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是測量數(shù)據(jù)多、計(jì)算量大、計(jì)算步驟復(fù)雜、試算難度相對大、查表次數(shù)較多，僅僅依靠手工計(jì)算進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不僅浪費(fèi)時(shí)間，而且準(zhǔn)確度較低。因此需要尋找既有效而且準(zhǔn)確度相對較高的處理方法。
1EXCEL數(shù)據(jù)處理法
EXCEL是常見的Office應(yīng)用軟件，一般常用于表格的制作及數(shù)據(jù)的快速處理，將其應(yīng)于化工原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，可提高數(shù)據(jù)處理效果，同時(shí)還可以對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性監(jiān)管。運(yùn)用EXCEL軟件系統(tǒng)，可替代以前用單片機(jī)制作的軟件，提高數(shù)據(jù)錄入速度。另外，表格中還有足夠的文字提示，而且可以把相應(yīng)的量綱也輸入到表格當(dāng)中，不僅提高了化工原理實(shí)驗(yàn)速度，也增加了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。
在使用軟件過程當(dāng)中，教師可使用教師機(jī)進(jìn)行文件下傳，把數(shù)據(jù)、模版文件等資料發(fā)送給學(xué)生，學(xué)生以此文件資料為模版，用學(xué)生機(jī)進(jìn)行錄入和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理。方便、快捷、使用速度快，準(zhǔn)確率高。
2Origin軟件數(shù)據(jù)處理法
Origin軟件是應(yīng)用于科研領(lǐng)域的數(shù)據(jù)分析和制圖軟件，不僅具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)繪圖功能，并且還提供了多種曲線的擬合方法，是一種非常好的數(shù)據(jù)處理工具，將其應(yīng)用于化工原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，可進(jìn)行線性擬合和非線性擬合處理。
2.1 非線性擬合Origin軟件在指數(shù)增長函數(shù)、指數(shù)衰減函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、S函數(shù)、Gaussiaan函數(shù)中描述了眾多擬合函數(shù)及圖形，同時(shí)還可以使用自定義函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合。
2.2 線性擬合法Origin軟件可進(jìn)行簡單線性擬合和多項(xiàng)式擬合，還可用變量替換的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換函數(shù)擬合。可指定使用數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)、多項(xiàng)式階數(shù)計(jì)算法和X取值范圍，進(jìn)行多項(xiàng)式擬合。
3作圖法
作圖法是化工原理實(shí)驗(yàn)重要的數(shù)據(jù)處理方法，現(xiàn)以化工原理實(shí)驗(yàn)中比較重要的測定傳熱實(shí)驗(yàn)為例。傳熱測定實(shí)驗(yàn)是化工原理實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)典型實(shí)驗(yàn)，當(dāng)空氣在圓形的直管中流動(dòng)時(shí)，對流傳熱準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式的一般表現(xiàn)形式為 Nu=ARemPrnGrp，式中，N為努塞爾特準(zhǔn)數(shù)，Pr為普蘭特準(zhǔn)數(shù)， Re為雷諾準(zhǔn)數(shù)，Gr為格拉斯霍夫準(zhǔn)數(shù)。A、m、n、p 對應(yīng)的是不同的系數(shù)和指數(shù)。對于強(qiáng)制湍流氣體來說，Gr準(zhǔn)數(shù)我們可以忽略不計(jì)，Pr準(zhǔn)數(shù)是一個(gè)常數(shù)，并且不隨溫度和壓力的變化而變化。因此，Nu=ARem。
我們使用作圖法計(jì)算Nu=ARem中的系數(shù)A和指數(shù)m。得到直線方程式lnNu=lnA+mlnRe。在雙對數(shù)坐標(biāo)上作圖，以Re為橫坐標(biāo)，以Nu為縱坐標(biāo)，直線斜率即為方程的指數(shù)m。在直線上任選一點(diǎn)，將函數(shù)值代入方程N(yùn)u=ARem，得到系數(shù)A。（圖1）
4最小二乘法
作圖法具有簡便、直觀的特點(diǎn)，但由于在坐標(biāo)上進(jìn)行標(biāo)點(diǎn)時(shí)會(huì)有些許誤差，有一定的人為因素存在，因此，作圖法確定實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往誤差較大，最小二乘法可以較好的克服這些問題。
我們可將Nu=ARem進(jìn)行對數(shù)轉(zhuǎn)換，即lnNu=lnA+mlnRe，得到y(tǒng)=a+bx的關(guān)系，從而得到A、m值。通過測得的一組數(shù)據(jù)Xi，以yi=（l，2，…n），可以確定系數(shù)a及b。其中，y表示lnNu，x表示lnRe,a表示InA，b表示m。根據(jù)最小二乘法
由此求得截距為m、斜率為b的直線方程，從而得到關(guān)聯(lián)各實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的最佳直線。
5結(jié)束語
EXCEL數(shù)據(jù)處理法具有簡便易行、軟件易得的特點(diǎn)，Origin軟件具有功能強(qiáng)大、適應(yīng)于大量數(shù)據(jù)處理的特點(diǎn)，這些方法在化工原理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理過程中，都發(fā)揮著越來越多地作用。作圖法具有簡單直觀的特點(diǎn)，在取平均值的時(shí)候，還可以發(fā)現(xiàn)測量中的錯(cuò)誤。但作圖法人為因素較多，有效數(shù)字容易受圖紙限制，不易估算測量結(jié)果的誤差。最小二乘法有統(tǒng)計(jì)方法嚴(yán)密，數(shù)據(jù)處理嚴(yán)謹(jǐn)，誤差相對較小的特點(diǎn)，但缺點(diǎn)是計(jì)算起來相對比較復(fù)雜，手工處理數(shù)據(jù)往往會(huì)花費(fèi)時(shí)間比較長，可借助計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)與圖形處理，可大大提高工作效率，并且還能夠培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)的使用能力。這些方法的應(yīng)用，既可以提高了數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性，同時(shí)也增強(qiáng)了數(shù)據(jù)處原理的時(shí)效性，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，提高了教學(xué)質(zhì)量。