董殿權(quán)
(青島科技大學(xué) 化工學(xué)院,山東 青島 266042)
化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索
董殿權(quán)
(青島科技大學(xué) 化工學(xué)院,山東 青島 266042)
化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)是高?;瘜W(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)的重要實(shí)驗(yàn)課程。青島科技大學(xué)化工專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室以全國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證專(zhuān)家委員會(huì)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)認(rèn)證為契機(jī),從課程設(shè)置、師資配備、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室管理以及學(xué)生工程能力和自主能力的培養(yǎng)、最新技術(shù)的應(yīng)用等各方面進(jìn)行教學(xué)改革與探索,取得良好的效果。
化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革;實(shí)驗(yàn)教學(xué)
化工工藝學(xué)是化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)的最后一門(mén)專(zhuān)業(yè)課,也是綜合運(yùn)用化工原理、化工熱力學(xué)、化工分離工程、化學(xué)反應(yīng)工程、化工設(shè)計(jì)、化工模擬與優(yōu)化等各門(mén)課程知識(shí)的重要課程,是與化工生產(chǎn)實(shí)際緊密相關(guān)的專(zhuān)業(yè)課?;すに噷W(xué)實(shí)驗(yàn)不僅是化工工藝學(xué)理論課程的延伸和繼續(xù),也是提高學(xué)生實(shí)踐能力、工程能力的重要一環(huán)。
現(xiàn)在,多數(shù)高校都開(kāi)設(shè)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)(或稱(chēng)為化工專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)),實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)多為48學(xué)時(shí),不單獨(dú)開(kāi)設(shè)化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)。多是考慮到把化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)分為化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)、化工分離工程實(shí)驗(yàn)、化學(xué)反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)和化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)等四門(mén)實(shí)驗(yàn)課程后,平均每門(mén)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)為12學(xué)時(shí),學(xué)時(shí)少,不能作為單獨(dú)的一門(mén)課程。同時(shí)分為四門(mén)實(shí)驗(yàn)課程后化工專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課程分散、教學(xué)管理上增加不少工作量、管理麻煩。另外,很多高校認(rèn)為四門(mén)實(shí)驗(yàn)課程相似,沒(méi)有必要分為四門(mén)實(shí)驗(yàn)課。
我校根據(jù)實(shí)際情況,結(jié)合國(guó)家專(zhuān)業(yè)認(rèn)證要求、并以全國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證專(zhuān)家委員會(huì)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)認(rèn)證為契機(jī),對(duì)化工專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行了改革與探索,把化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)的總學(xué)時(shí)提高到64學(xué)時(shí),單獨(dú)開(kāi)設(shè)化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)這門(mén)課,化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)為16學(xué)時(shí)。
1.1 從用人單位的需求看,對(duì)高素質(zhì)人才受青睞
隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步,很多用人單位對(duì)即將畢業(yè)的大學(xué)生提出了更高的要求,對(duì)人才要求的提高加劇了人才的競(jìng)爭(zhēng)。具有較強(qiáng)工程觀念和工程能力、有更高實(shí)踐能力的專(zhuān)業(yè)人才更容易被用人單位選用。化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)是綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的重要實(shí)驗(yàn)課程,對(duì)培養(yǎng)高素質(zhì)的人才有很好的作用。
1.2 從學(xué)生的就業(yè)看,具有工程能力和實(shí)踐能力的學(xué)生有競(jìng)爭(zhēng)力
用人單位的高要求,對(duì)學(xué)生有引導(dǎo)作用。 學(xué)生有提高自己工程能力和實(shí)踐能力的意愿和意識(shí)?;すに噷W(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)提高學(xué)生的工程能力和實(shí)踐能力很有幫助。學(xué)生了解到用人單位的選拔人才要求,會(huì)使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、主動(dòng)了解與化工實(shí)際緊密相關(guān)的知識(shí),如實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)條件選擇、效率的提高、化工過(guò)程的儀表與自動(dòng)化控制、產(chǎn)品的分析測(cè)試方法、反應(yīng)條件的優(yōu)化等等。
1.3 從培養(yǎng)學(xué)生的高校看,發(fā)展和提高學(xué)校的辦學(xué)條件,加強(qiáng)高校的辦學(xué)實(shí)力和知名度,提高學(xué)校育人的美譽(yù)度
培養(yǎng)學(xué)校的強(qiáng)勢(shì)學(xué)科、提高學(xué)校的辦學(xué)實(shí)力和知名度。高等學(xué)校工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證是學(xué)校辦學(xué)實(shí)力的一次檢驗(yàn)。我校已經(jīng)通過(guò)了該項(xiàng)認(rèn)證?;すに噷W(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)加強(qiáng)學(xué)生工程能力、培養(yǎng)具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的人才,是大有幫助的。同時(shí)這也是教學(xué)改革的一種探索。
我?;?shí)驗(yàn)中心結(jié)合實(shí)驗(yàn)室具體情況和化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)認(rèn)證工作,在課程設(shè)置、師資配備、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、新技術(shù)的應(yīng)用、工程能力的培養(yǎng)、考核方式等幾方面加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)室建設(shè),并進(jìn)行了教學(xué)改革探索。
2.1 課程設(shè)置
我校化工專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)最初是48學(xué)時(shí),不是獨(dú)立設(shè)課,而是從屬于于化工熱力學(xué)、化工分離工程、化學(xué)反應(yīng)工程、化工工藝學(xué)等四門(mén)專(zhuān)業(yè)課,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為相對(duì)應(yīng)的理論課服務(wù),理論課主講教師在開(kāi)設(shè)理論課的過(guò)程中開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課,但是,專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多,涉及很多其它課程的知識(shí),實(shí)踐性強(qiáng),更主要的是僅僅理論課服務(wù)。為強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué),突出實(shí)驗(yàn)教學(xué)重要性,提高學(xué)生工程能力和實(shí)踐能力,將化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)從課程教學(xué)中剝離出來(lái),單獨(dú)設(shè)置化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)這門(mén)課,獨(dú)立考核,學(xué)時(shí)為16學(xué)時(shí)。這樣一來(lái),不僅引起學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的重視,也為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提供契機(jī),化工專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課程總學(xué)時(shí)提高到64學(xué)時(shí),還可以提高學(xué)生的工程能力和實(shí)踐能力。
2.2 師資配備
由于化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)涉及化工工藝學(xué)、化工熱力學(xué)、化工原理、化學(xué)反應(yīng)工程、化工分離工程、化工模擬與優(yōu)化等多門(mén)專(zhuān)業(yè)課程和化工設(shè)備、化工儀表與自動(dòng)化、化工分析與檢測(cè)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等多門(mén)基礎(chǔ)課程知識(shí),這就要求指導(dǎo)化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)的教師不僅要有扎實(shí)的化工專(zhuān)業(yè)知識(shí),還要有較強(qiáng)的工程能力和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。由實(shí)驗(yàn)室選擇有較高學(xué)術(shù)水平、責(zé)任心強(qiáng)、專(zhuān)業(yè)能力強(qiáng)的教師擔(dān)任指導(dǎo)教師,并且做好預(yù)實(shí)驗(yàn),了解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因、實(shí)驗(yàn)操作的原則、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集及處理等,還要了解實(shí)驗(yàn)安全與環(huán)保情況、實(shí)驗(yàn)事故的處理方法等,然后才能指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。
2.3 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容改革
在為化工專(zhuān)業(yè)理論課程服務(wù)時(shí)開(kāi)設(shè)的化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和理論性實(shí)驗(yàn),側(cè)重于驗(yàn)證和理解理論知識(shí),設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)少,生產(chǎn)實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)更少。為了提高學(xué)生的工程能力和實(shí)踐能力,在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面進(jìn)行了教學(xué)改革,主要是增加綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證化工工藝學(xué)理論的內(nèi)容。綜合性實(shí)驗(yàn)是綜合應(yīng)用兩門(mén)以上課程知識(shí)的實(shí)驗(yàn),這類(lèi)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程和專(zhuān)業(yè)課程知識(shí),分析化工實(shí)際中的問(wèn)題、解決問(wèn)題有很大幫助。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是對(duì)化工實(shí)驗(yàn)的方案、方法進(jìn)行設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn),可提高學(xué)生的實(shí)踐能力和工程能力?;すに噷W(xué)實(shí)驗(yàn)分為必修實(shí)驗(yàn)和選修實(shí)驗(yàn),由實(shí)驗(yàn)室根據(jù)化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱要求并實(shí)驗(yàn)室情況安排計(jì)劃學(xué)時(shí)16學(xué)時(shí)以上的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,同時(shí)安排出實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)要求等,學(xué)生根據(jù)教學(xué)計(jì)劃和要求到實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)。
化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)(包括驗(yàn)證性、綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn))項(xiàng)目有乙苯脫氫制苯乙烯實(shí)驗(yàn)、離子膜電解實(shí)驗(yàn)、煤油熱裂解制烯烴實(shí)驗(yàn)、二甲氧基甲烷制備實(shí)驗(yàn)等7個(gè)實(shí)驗(yàn),詳見(jiàn)表1,其中3個(gè)為必修實(shí)驗(yàn),其余為選修實(shí)驗(yàn),學(xué)生按照化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)課程要求完成16學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)。
表1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一覽表
2.4 實(shí)驗(yàn)室面積和實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)
實(shí)驗(yàn)室面積和設(shè)備臺(tái)套數(shù)是保證學(xué)生保質(zhì)保量完成實(shí)驗(yàn)的重要硬件條件,實(shí)驗(yàn)室以全國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證專(zhuān)家委員會(huì)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)認(rèn)證為契機(jī),加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)力度,增加化工專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室面積、增加化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)必修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的臺(tái)套數(shù),為化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)認(rèn)證提供了硬件保障,同時(shí),每組學(xué)生人數(shù)少,讓學(xué)生能夠充分了解、認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、還能學(xué)習(xí)如何設(shè)置實(shí)驗(yàn)條件、如何調(diào)節(jié)流量、溫度、壓力等操作、產(chǎn)物如何分析等,對(duì)提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)能力和工程能力很有幫助。
2.5 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法
在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法基礎(chǔ)上,增加網(wǎng)絡(luò)教學(xué),不僅將實(shí)驗(yàn)大綱、實(shí)驗(yàn)安排、實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)要求等在網(wǎng)上了解學(xué)習(xí),還在網(wǎng)上開(kāi)通由多年指導(dǎo)教師撰寫(xiě)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目講解課件、實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)錄像。除此之外,在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)方面,建立化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真實(shí)驗(yàn)軟件、學(xué)生在線(xiàn)模擬實(shí)驗(yàn)操作,模擬實(shí)驗(yàn)步驟,在線(xiàn)完成并通過(guò)系統(tǒng)考核、預(yù)習(xí)成績(jī)合格以后,寫(xiě)出預(yù)習(xí)報(bào)告,包括實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等,對(duì)于綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)前根據(jù)所學(xué)知識(shí)和預(yù)習(xí)結(jié)果由學(xué)生進(jìn)行自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,指導(dǎo)老師審核無(wú)誤后,由學(xué)生獨(dú)立完成,通過(guò)這種方式充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性經(jīng)過(guò)指導(dǎo)教師審核通過(guò)后,到實(shí)驗(yàn)室按照實(shí)驗(yàn)要求完成實(shí)驗(yàn)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,指導(dǎo)教師全面指導(dǎo)、檢查實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題、規(guī)范性,并及時(shí)指導(dǎo)實(shí)際操作等問(wèn)題。
2.6 加強(qiáng)最新技術(shù)的應(yīng)用
化工行業(yè)的發(fā)展突飛猛進(jìn),生產(chǎn)過(guò)程已經(jīng)淘汰手動(dòng)控制,自動(dòng)化控制已成為化工行業(yè)主流,化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)也適應(yīng)新要求。在改善和建設(shè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備時(shí),用計(jì)算機(jī)控制、在線(xiàn)采集數(shù)據(jù),還可以用計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù),使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)及時(shí)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),用計(jì)算機(jī)控制、調(diào)節(jié)工藝參數(shù)。還將最新自動(dòng)采集控制技術(shù)-觸摸屏操作技術(shù)用于實(shí)驗(yàn),將計(jì)算機(jī)采集、控制技術(shù)與觸摸屏操作有機(jī)結(jié)合一起,應(yīng)用到化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn),使學(xué)生掌握最新的工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)。另外,在化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)中有很多催化反應(yīng),在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,把本院教師有專(zhuān)利技術(shù)的催化劑用于化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)中,使很多最新技術(shù)在化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)得到應(yīng)用,廣大學(xué)生從中收獲了和提高了很多,提高了學(xué)習(xí)的興趣。
2.7 培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和自主能力
化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)多數(shù)是綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn),在充分預(yù)習(xí)基礎(chǔ)上,結(jié)合相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí),提出切實(shí)可行的實(shí)驗(yàn)方案,并經(jīng)過(guò)指導(dǎo)教師審核通過(guò),不可行的實(shí)驗(yàn)方案需要重新設(shè)計(jì),直到可行。這有助于提高學(xué)生的工程能力和自主能力。另外,對(duì)典型的化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)設(shè)備規(guī)模,原料量接近小試規(guī)模,學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí),模擬工廠(chǎng)的開(kāi)車(chē)階段、穩(wěn)定生產(chǎn)階段、停車(chē)階段等操作。使實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和化工生產(chǎn)一線(xiàn)情況更接近,當(dāng)然,實(shí)驗(yàn)設(shè)備的先進(jìn)性也要和工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)結(jié)合,這樣一來(lái),能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)參與意識(shí)、也提高了對(duì)化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)興趣,同時(shí),不僅讓學(xué)生能夠理解所學(xué)的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí),也開(kāi)拓了專(zhuān)業(yè)視野。為學(xué)生將來(lái)進(jìn)入化工企業(yè)、適應(yīng)化工企業(yè)生產(chǎn)打好基礎(chǔ)。
2.8 實(shí)驗(yàn)室安全與環(huán)保
近些年來(lái),化工生產(chǎn)企業(yè)事故頻發(fā),學(xué)生對(duì)化工企業(yè)生產(chǎn)很是疑惑,很多事化工企業(yè)的安全問(wèn)題或環(huán)保問(wèn)題?;すに噷W(xué)實(shí)驗(yàn)的安全和環(huán)保同樣應(yīng)當(dāng)引起重視,全國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證專(zhuān)家委員會(huì)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)認(rèn)證對(duì)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)的三廢處理情況要求很?chē)?yán)格,化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)也涉及到三廢處理問(wèn)題,對(duì)此,學(xué)校委托專(zhuān)業(yè)的三廢處理企業(yè)處理,定期或不定期回收。在實(shí)驗(yàn)室,產(chǎn)生廢氣的實(shí)驗(yàn)必須有通風(fēng)設(shè)施,廢液柜也要和通風(fēng)系統(tǒng)連接,學(xué)生在做有三廢的實(shí)驗(yàn)時(shí)必須按照要求做好防護(hù)、安全操作。
2.9 實(shí)驗(yàn)室日常管理
在實(shí)驗(yàn)試劑的使用、回收等方面嚴(yán)格登記、安全操作。實(shí)驗(yàn)平時(shí)成績(jī)有指導(dǎo)教師的實(shí)驗(yàn)日志,記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生操作情況、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況、試劑的領(lǐng)用消耗情況等。
在設(shè)置學(xué)期上,化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)在大四上學(xué)期開(kāi)設(shè),課程成績(jī)采取實(shí)驗(yàn)平時(shí)成績(jī)和筆試成績(jī)相結(jié)合的方法,平時(shí)成績(jī)占60%~70%,筆試成績(jī)占30%~40%。
化工專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室以全國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證專(zhuān)家委員會(huì)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)認(rèn)證為契機(jī),通過(guò)獨(dú)立開(kāi)設(shè)化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)課程,在課程設(shè)置、師資配備、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)、實(shí)驗(yàn)室管理以及學(xué)生工程能力和自主能力的培養(yǎng)、最新技術(shù)的應(yīng)用等各方面進(jìn)行教學(xué)改革與探索,培養(yǎng)的學(xué)生更符合現(xiàn)代化工行業(yè)的要求,對(duì)提高化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量、加強(qiáng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)都很有意義,也為學(xué)生將來(lái)參加工作奠定良好的基礎(chǔ)。
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(本文文獻(xiàn)格式:董殿權(quán).化工工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索[J].山東化工,2016,45(24):128-129,131.)
2016-12-05
董殿權(quán)(1969—),內(nèi)蒙古通遼人,教授,青島科技大學(xué)化工實(shí)驗(yàn)中心主任。
TQ013.1 ;G642.0
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1008-021X(2016)24-0128-02