化学工程与工艺专业综合实验课程的教学改革_张贞发

基金项目：新世纪广西高等教育教改工程项目（编号：2012JG B 236）；广西民族师范学院自治区级大学生校外实践教育基地建设项目（编号：X W SJ201303）。作者简介：张贞发（1982—），男，河南信阳人，硕士，讲师，化学实验中心主任，主要从事有机化工产品的合成与分析及实验教学研究。

摘

要

在现代职业教育的大背景下，为了提高应用技术

型人才培养的质量，本文从化学工程与工艺专业的实际情况出发，阐述了化工专业综合实验教学改革的必要性，介绍

了化工专业实验的内容，提出了化工专业综合实验教学实施的建议，指出了增加产品、工艺类实验和开展开放实验教学是化工专业综合实验教学改革需要注意的问题。关键词化工专业综合实验教学改革开放实验

Experimental Teaching Reform of the Major of Chemical Engineering and Technology ／／ＺｈａｎｇＺｈｅｎｆａ，ＷｅｎｇＹａｎｙｉｎｇAbstract Ｉｎｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｏｆｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙｖｏｃａｔｉｏｎａｌｅｄｕｃａ－ｔｉｏｎ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｔｒａｉｎｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｏｆａｐｐｌｉｅｄａｎｄｔｅｃｈ－ｎｉｃａｌｔａｌｅｎｔｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｌａｂｏｒａｔｅｄｔｈｅｎｅｃｅｓｓｉｔｙｏｆｃｏｍｐｒｅｈｅｎ－ｓｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇｒｅｆｏｒｍｆｏｒｔｈｅｍａｊｏｒｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｅｎｇｉ－ｎｅｅｒｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍａｊｏｒ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｍａｊｏｒ，ｐｒｏｐｏｓｅｄｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓｏｎｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇｆｏｒｔｈｅｍａ－ｊｏｒ，ａｎｄｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｔｈｅｉｓｓｕｅｓｎｅｅｄｉｎｇａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｔｈｅｒｅｆｏｒｍｏｆｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇ，ｔｈａｔｉｓ，ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇｏｐｅｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇ．

Key words ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｍａｊｏｒｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｔｅａｃｈｉｎｇｒｅｆｏｒｍ；ｏｐｅｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ

化学工程与工艺专业是１９９８年教育部根据新世纪化学工业发展，整合原来的化学工程、有机化工、无机化工、高分子化工、精细化工等专业而设置的一个厚基础、宽口径、

适应性强的专业［１］

。主要是培养掌握化工生产过程和设备的基本原理、设计方法和管理知识，具有化工生产、研究、设计、产品开发的基本能力的综合型高级工程技术人才。

化学工程与工艺专业综合实验（以下简称为化工专业综合实验）是实现化工专业人才培养目标的重要手段，是提

高化工专业人才培养质量［２］

、

提高学生思维能力、动手能力的重要手段。

１化工专业综合实验内容

化工专业综合实验应该突出化学工程与工艺专业的特点，为了实现培养化工类综合型高级工程技术人才的目标，同时结合培养单位自身的师资条件和仪器设备等具体的条件合理设置。目前，化工专业综合实验内容主要包括如下三个大的方面。１．１基础类实验

基础类实验主要包括基础化学实验和“三传一反”等化

工专业基础实验。相关的实验一般在四大基础化学实验、

“化工原理实验”和“化学反应工程实验”中开设。因此，此类实验一般不在化工专业综合实验中开设了。具备仪器设备条件的高校一般都在基础课程实验中完成该实验的教学，使学生对化工专业的基础实验有所了解；若没有相关仪器设备的高校更无法开设，建议可以考虑安排学生去相关的工厂去进行实习，以获取基本的化工工厂实践知识。１．２工艺类实验

工艺类实验是采用某种或几种类别的操作工艺，得到相同或相似的目标产物，还可以通过相同或类似的操作工艺，得到不同的产品。工艺类实验是化学工程与工艺专业实验的主要内容之一，主要包括无机化工工艺、有机化工工艺、精细化工工艺等，主要侧重在不同操作工艺条件对产品及其质量的影响，同时探讨实验过程中不同操作工艺条件的调节控制方法和步骤。１．３产品类实验

产品类实验主要是以获得某种或某类产品为目的，根据目标产品，选择合适的原料，设计合理的工艺过程，已达到符合质量要求的产品，并尽可能地节能减排，降低成本。现在，这个类别的实验非常重要。纵观化工领域，都是与产品分不开的。获得具有某种特定用途的低成本的化工产品是化工生产的主要目的之一，例如大多数化工原料、药物中间体、表面活性剂、食品添加剂、涂料、胶黏剂和化妆品等等。化工生产最终的形态也是化工产品。因此，产品类实验在化工专业综合实验中应该占据较大的比重。

２化工专业综合实验的实施

２．１选教材

教材是学生开展化工专业综合实验必不可少的参考资料。目前，有很多已经公开出版发行的教材，例如徐鸽和杨基和主编、中国石化出版社２０１３年出版的《化学工程与工艺专业实验（第二版）》，乐清华编、化学工业出版社２００８年出版的《化学工程与工艺专业实验（第二版）》，陈虹和颜杰编著、重庆大学出版社２０１０年出版的《化工专业实验》，杨朝合和孙昱东编著、石油工业出版社２０１３年出版的《化学工程与工艺专业实验》等等。不难看出，这些教材内容比较多且比较通用，并且各有特色，侧重点不同。因此，建议培养单位根据自身的专业人才培养目标、师资力量、仪器设备等实际条件，对相关的参考资料进行改编，以得到适合自己学校学生使用的、具有鲜明特色的指导资料。这些经过改编的实验指导资料有利于结合自身的办学特色和学生的基础及

化学工程与工艺专业综合实验课程的教学改革

张贞发翁艳英

（广西民族师范学院化学与生物工程系

广西·崇左532200）

中图分类号：Ｇ６４２．０文献标识码：Ａ

文章编号：１６７２－７８９４（２０１４）２６－００５４－０２

教改教法

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ＴｈｅＳｃｉｅｎｃｅＥｄｕｃａｔｉｏｎＡｒｔｉｃｌｅＣｏｌｌｅｃｔｓ

总第290期2014年9月(中)

Ｔｏｔａｌ．２９０

Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１４（Ｂ）

培养方向，不偏离不拔高不脱离实际，更有利于培养学生所需要的能力。２．２教学团队

化工专业综合实验不同于一些基础的实验，具有专业性强、综合设计性强等特点，指导教师最好是一个团队。团队成员之间研究方向应该可以涵盖化学工程与工艺专业培养方向的大多数方面，包括工艺设计、产品设计、分析检测等等环节，将这些过程统一应用在若干个综合实验中，既能培养学生的动手能力，又能培养学生的综合分析和处理问题的能力，有助于应用型人才的培养。例如，将相关的老师按照研究方向分成若干个组，研究方向为工艺过程的老师侧重指导类实验，侧重产品开发的老师指导产品类实验，结构鉴定和分析类的老师侧重指导学生对产品的鉴定和质量控制。这样，各个老师都用自己的特长来指导学生。当学生遇到问题的时候，老师就能和学生一起进行全面细致的分析，之后讨论选择解决问题的方案，从而使实验过程中遇到的问题都能够逐一获得解决，在这个过程中，学生的能力自然就会获得极大提高。２．３实验安排２．３．１实验时间

化工专业综合实验内容多，实验过程复杂，出现的状况多。因此实验时间也长，不适合参考常规的实验课程那样安排实验时间，建议根据实验的任务量，安排成连续的半天、一天或者若干天这样比较好，也可以开放式管理。一则可以保重充足的时间及时分析和处理实验过程中遇到的问题，二则避免多方面的干扰。２．３．２实验场地

化工专业综合实验的实验场地最好有相对的独立性，不适合安排在基础实验室。因为基础实验室是专门开设若干个基础实验的，实验室内的仪器设备、药品试剂等都是围绕常开设的几个基础实验配备，若干个相关专业班级的同学都要开展基础实验，因此实验室的空闲时间段比较少，并且基础实验室的管理往往会严格按照时间段进行，诸如什么时候下班什么时候要关门关电关水等等。若把化工专业综合实验安排在基础实验室中，会造成相互干扰。因此，化工专业综合实验最好独立地安排在专门的专业综合实验室或者开放实验室，这样，实验所需要用到的很多仪器设备和药品试剂都可以放在实验室中，同学们也可以根据自己的实验设计与其他同学错开使用仪器设备，避免扎堆使用某种仪器而浪费时间，保证学生在规定的时间段内完成实验内容，获得实验成果。２．４开放实验教学

由于化工专业综合实验内容大多耗时长，因此传统的实验安排方法不适合开展这种综合类型的实验，可以考虑和开放实验结合起来。一方面能够保证实验的时间和场地，另一方面也让学生的自觉意识增强，更加发挥学生的主观能动性，还能够培养学生的独立自主意识和创新意识。

开放实验教学是指在开放的时间和开放的地点开展实验工作，实现实验教学的目标，完成实验教学任务。开放实

验教学与传统实验教学不同［３］，

首先，开放实验教学不受时间的限制，

可以从任意的时间到任意的时间。例如，如果实验连续耗时长，可以从清早起床宿舍开门就可以进入实验室开展实验，实验可以持续到宿舍关门，有些宿舍没有限制的话可以做到任意的时间。在这么长的时间内可以自由地支配实验时间，有充足的时间分析和验证问题。这在传统实验教学中是不可能的，因为传统实验教学实验室到了下课

下班时间就要锁门关水断电，连续的时间被切分成很多时间段。其次，开放实验受空间的限制小。在自己的区域内，可以任意地开展实验，不会因为锁门进不了实验室而无法实验，也不会因为别人来了要腾位置。可以充分地安排利用好自己的空间。第三。开放实验具有探索性研究性。探索性研究性的实验，可以调动实验者的兴趣，激发实验者的探索欲望，提高实验者的综合研究能力。２．５教学成果

化工专业综合实验的教学成果应该至少包括两项内容：一是实验的产品及其表征或设计工艺及说明。另外一份成果就是一篇学术论文或者一个完整的实验报告说明书。为了完成这些教学成果，学生需要分离分析自己的产品，其中包含了产品的制备及产品的鉴定和产品的质量控制，选择确定最佳的工艺条件说明不同工艺的对产品质量的影响，完成对实验数据的分析和总结，并简要地通过数据图表等方式表达出来，详细说明实验结果和现象的原因并对影响因素进行分析，对实验提出改进的建议。通过完成教学成果，学生的动手能力、分析和解决问题能力、写作表达能力和归纳总结能力都会有极大的提高，可以为学生将来继续深造或工作打下基础。２．６教学档案

教学档案主要是包括学生开展实验前的准备资料、过程中的管理档案、实验之后的相关材料、学生成绩的评定材料等。教学档案可以为学生实验成绩的评定、以后的查询及教学反思提供重要参考。因此，要按照教学的要求对相关材料进行归档保存。对实验过程也可以拍摄成声像资料进行保存。

３总结

随着《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》

、《现代职业教育体系建设规划（２０１４－２０２０年）》的相继出台，我国发展现代职业教育的顶层设计已经完成。２０００年以后升级为本科的６００多所院校面临转型，甚至一些“９８５工程”和“２１１工程”院校也加入到现代职业教育中来。在这种大环境下，化学工程与工艺专业人才培养方式必然会发生改革，化工专业综合实验教学改革势在必行，综合实验在教学中所占的比重越来越大。为了提高人才培养的应用性，化工专业综合实验改革需要重视以下两个方面。第一，多开设产品类和工艺类实验项目。产品类实验项目可以让学生熟悉获得目标化工产品所用到的知识、需要的技术、采用的方法和手段等等，这和工厂是类似的，学生走上工作岗位后就会尽快适应工厂的工作，能够更好地满足社会的需求。第二，重视发展开放实验。开展开放实验，学生在实验过程中处于主体地位，会有更大的兴趣和更强的责任感。老师不用时刻守候在学生旁边，可以花时间做一些教学研究和科研的事情，教学相长。开放实验还能有效地组合实验场地、仪器设备等资源，提高仪器设备的利用率，让学生更多地接触仪器设备设备，提高学生使用和维护仪器的能力。参考文献

［１］刘有智，曹端林，胡志勇，等．化学工程与工艺专业实验教学改革的思考与实践［Ｊ］．广州化工，２０１０，３８（５）：２４８－２４９．

［２］王二兵，赵玉英．化学工程与工艺专业化学综合实验教学改革浅

谈［Ｊ］．化工时刊，２０１３，２７（８）：４８－４９．

［３］张昱．化学工程与工艺专业实验的整合研究［Ｄ］．兰州：西北师范大

学，２０１２．

编辑李前锋５５