周富榮，胥桂萍，陳 婷，方 文

(江漢大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 武漢 430056)

在工程教育專業(yè)論證的背景下，我國(guó)高等學(xué)校工程教育領(lǐng)域掀起了一場(chǎng)教學(xué)改革的浪潮。 化工原理實(shí)驗(yàn)作為化工類專業(yè)人才培養(yǎng)中一門(mén)重要的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)核心課程，是深化化工原理理論知識(shí)、獲取感性認(rèn)識(shí)、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)培養(yǎng)工科學(xué)生工程實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、組織實(shí)施、實(shí)驗(yàn)操作、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、數(shù)據(jù)處理等工程實(shí)踐能力具有重要作用[1]。在此背景下，認(rèn)真實(shí)踐“OBE”的教育理念和思路，規(guī)范教學(xué)活動(dòng)，樹(shù)立教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)，提高課程教學(xué)質(zhì)量，是開(kāi)展化工原理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革的必然要求[2]。

1 化工原理實(shí)驗(yàn)開(kāi)放式教學(xué)的必要性

開(kāi)展工程教育專業(yè)認(rèn)證已成為我國(guó)高等院校規(guī)范工程教育專業(yè)、提高辦學(xué)質(zhì)量的重要舉措。實(shí)踐教學(xué)在高校人才培養(yǎng)中占有越來(lái)越重要的地位，對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到了至關(guān)重要的作用。為了適應(yīng)工程教育背景下化工人才的培養(yǎng)模式，我校化工原理教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)照我國(guó)高等院校最新的化工人才質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和要求對(duì)化工原理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了全面的修訂，教學(xué)學(xué)時(shí)由原來(lái)的36增加到48學(xué)時(shí)，提高了綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例，明確了化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的三個(gè)主要目標(biāo)：一是熟練掌握化工原理實(shí)驗(yàn)的原理、方法及步驟，能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)對(duì)象和要求，設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案，科學(xué)、合理地采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；二是能夠依據(jù)化工單元操作的基本原理，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行關(guān)聯(lián)、分析和解釋，獲取合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；三是能夠綜合利用多學(xué)科知識(shí)，分析、解決實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象及問(wèn)題，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。為了能更好地達(dá)成本課程的教學(xué)目標(biāo)，我們采取了化工原理實(shí)驗(yàn)課程全方位開(kāi)放教學(xué)模式。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)是一種動(dòng)態(tài)、開(kāi)放、自主、多元的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式[3]，學(xué)生可以自組團(tuán)隊(duì)、自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、自主安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)時(shí)間，因此，開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式能更加突出以學(xué)生為中心的“OBE”教學(xué)理念，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程素質(zhì)。

2 開(kāi)放式化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

為提高化工原理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)效果，我?；ぴ韺?shí)驗(yàn)開(kāi)放式教學(xué)主要從教師指導(dǎo)形式、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作資格、實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)報(bào)告等方面進(jìn)行了探索和實(shí)踐。

2.1 教師指導(dǎo)方式

化工原理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，指導(dǎo)教師主要采取集中指導(dǎo)和分散指導(dǎo)兩種方式指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)全過(guò)程。第一次集中指導(dǎo)安排在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，指導(dǎo)教師集中講解開(kāi)放實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降娜鞒碳耙?，指明?shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)方式及要求、取得實(shí)驗(yàn)資格的條件、預(yù)習(xí)報(bào)告的要求、實(shí)驗(yàn)預(yù)約方式及分組要求、實(shí)驗(yàn)操作要求及完成時(shí)間、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及數(shù)據(jù)處理方法的要求等。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師實(shí)行輪班指導(dǎo)制度，其主要職責(zé)是：①檢查學(xué)生是否按預(yù)約時(shí)間進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；②檢查學(xué)生是否按要求撰寫(xiě)預(yù)約實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)方案；③給學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作打分；④檢查學(xué)生的原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并簽字；⑤指導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中遇到的問(wèn)題，如實(shí)驗(yàn)設(shè)備故障、安全問(wèn)題、學(xué)生找不出原因的操作不正?，F(xiàn)象等。除此之外，學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到問(wèn)題都可以主動(dòng)尋求指導(dǎo)老師的幫助，指導(dǎo)老師也必須做到有問(wèn)必答。這種指導(dǎo)方式將原來(lái)的指導(dǎo)教師主動(dòng)指導(dǎo)改為“被動(dòng)”指導(dǎo)，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考和自主分析解決問(wèn)題的能力，能有效地提高學(xué)生的綜合素質(zhì)[4]。

2.2 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)模式

開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綄?duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)提出了更高的要求。為了讓學(xué)生更好的了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟆?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)裝置，我們采取了閱讀整理資料、實(shí)驗(yàn)裝置現(xiàn)場(chǎng)預(yù)習(xí)及化工原理仿真實(shí)驗(yàn)等多種途徑幫助學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。①學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)前，教師只給學(xué)生指定幾本實(shí)驗(yàn)參考書(shū)和相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備說(shuō)明書(shū)，學(xué)生通過(guò)閱讀整理相關(guān)資料，了解每個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的、實(shí)驗(yàn)原理、裝置流程、實(shí)驗(yàn)操作方案、需要獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的安全問(wèn)題和注意事項(xiàng)等。②現(xiàn)場(chǎng)預(yù)習(xí)是指學(xué)生結(jié)合化工原理實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行預(yù)習(xí)，通過(guò)結(jié)合實(shí)際的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行預(yù)習(xí)，學(xué)生能更加直觀的了解實(shí)驗(yàn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)操作流程、測(cè)量?jī)x表、數(shù)據(jù)的采集方法和操作的控件等，能有效地提高學(xué)生的預(yù)習(xí)效果。③仿真預(yù)習(xí)是指學(xué)生利用化工原理實(shí)驗(yàn)仿真軟件進(jìn)行模擬預(yù)習(xí)。我校一般按班安排4個(gè)學(xué)時(shí)的仿真實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)流體流動(dòng)阻力、泵性能、傳熱、精餾、過(guò)濾等實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真操作，讓學(xué)生能更加直觀地了解實(shí)驗(yàn)操作的流程和各參數(shù)間的相互關(guān)系，自行檢查設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)操作步驟的正確性，了解實(shí)驗(yàn)故障的處理方法。

多種方式相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)模式不僅加深了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法的理解，而且能大大減少學(xué)生的操作失誤，提高實(shí)驗(yàn)效率和設(shè)備利用率。

2.3 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)考試及實(shí)驗(yàn)操作資格

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)考試是我校化工原理實(shí)驗(yàn)開(kāi)放式教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。為了檢驗(yàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)效果，保證實(shí)驗(yàn)操作的順利進(jìn)行和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確處理，我們?cè)O(shè)置了實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)考試制度，并建立了相應(yīng)的化工原理實(shí)驗(yàn)試題庫(kù)。預(yù)習(xí)考試內(nèi)容涵蓋了實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置流程、實(shí)驗(yàn)操作步驟、應(yīng)采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法和實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等7個(gè)方面。考題均為基本知識(shí)點(diǎn)，難度不大，但要求學(xué)生認(rèn)真預(yù)習(xí)，不放過(guò)實(shí)驗(yàn)的每個(gè)細(xì)節(jié)。同時(shí)規(guī)定預(yù)習(xí)考試成績(jī)達(dá)70分(滿分100)以上才能取得實(shí)驗(yàn)操作資格，進(jìn)入預(yù)約實(shí)驗(yàn)操作階段。對(duì)首次預(yù)習(xí)考試未通過(guò)的學(xué)生在兩周內(nèi)會(huì)再給予一次補(bǔ)考機(jī)會(huì)，若仍然達(dá)不到預(yù)習(xí)考試要求，則該生成績(jī)按照不及格處理。

2.4 實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目預(yù)約制

由于受實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師人數(shù)、相關(guān)理論教學(xué)時(shí)間和教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)設(shè)備利用率等居多條件的限制，我校化工原理實(shí)驗(yàn)室還不能實(shí)現(xiàn)整個(gè)學(xué)期對(duì)學(xué)生開(kāi)放，而是根據(jù)修讀該課程學(xué)生人數(shù)每學(xué)期集中開(kāi)放大約兩個(gè)月時(shí)間。獲得實(shí)驗(yàn)操作資格的學(xué)生可以在集中開(kāi)放時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行預(yù)約實(shí)驗(yàn)，并在該時(shí)間段內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)要求的所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由學(xué)生根據(jù)自己的空余時(shí)間以及實(shí)驗(yàn)室預(yù)約情況自組團(tuán)隊(duì)、自行安排。每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一般要求3人為一組，特殊情況下也可以1～2人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，但每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組不得超過(guò)3人。

實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目預(yù)約制，給了學(xué)生較大的自主空間，同時(shí)，同班不同組的學(xué)生在不同時(shí)間進(jìn)行不同的實(shí)驗(yàn)，他們?cè)谡n外也會(huì)相互交流實(shí)驗(yàn)的心得和經(jīng)驗(yàn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和交流溝通的能力，大大減少學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中的失誤率，提高了實(shí)驗(yàn)效率。此外，為了培養(yǎng)學(xué)生的時(shí)間觀念和責(zé)任意識(shí)，實(shí)驗(yàn)室制定了相應(yīng)的管理規(guī)定，即學(xué)生在預(yù)定時(shí)間遲到10分鐘以上或因其他原因不能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，都必須重新預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2.5 增加綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)多以基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少，對(duì)學(xué)生工程能力及綜合素質(zhì)的培養(yǎng)力度不夠。根據(jù)我國(guó)工程教育專業(yè)論證化工類專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)要求，專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)中的綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的比例應(yīng)大于50%[5]。在此背景下，我們除了增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)外，主要在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上下功夫，將綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例提高到50%以上。例如，泵性能實(shí)驗(yàn)由原來(lái)的單泵實(shí)驗(yàn)提升為泵的串并聯(lián)實(shí)驗(yàn)；精餾實(shí)驗(yàn)由原來(lái)的全回流提升為全回流加部分回流；傳熱實(shí)驗(yàn)在原來(lái)氣-汽物系基礎(chǔ)上又增加了液-液物系等等。這類實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都要求學(xué)生要認(rèn)真閱讀相關(guān)資料，相互討論和設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案并完成實(shí)驗(yàn)，能綜合培養(yǎng)學(xué)生分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

2.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室必須提交實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，預(yù)習(xí)報(bào)告應(yīng)該包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)裝置流程圖、實(shí)驗(yàn)步驟或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)方案、實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄表等。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估與考核。原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不得涂改，離開(kāi)實(shí)驗(yàn)室前，應(yīng)由指導(dǎo)教師在原始數(shù)據(jù)上簽字，并附在最終提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告上。學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后應(yīng)及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，為了避免同組同學(xué)相互抄襲，我們要求同組內(nèi)每個(gè)同學(xué)選取不同的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為計(jì)算示例，寫(xiě)出詳細(xì)的數(shù)據(jù)處理方法和計(jì)算過(guò)程，并對(duì)數(shù)據(jù)處理結(jié)果進(jìn)行分析和討論。最后，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都要回答相關(guān)思考題。通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)，學(xué)生不僅能更加深刻地理解每個(gè)單元操作實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐意義，而且能提升學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和歸納總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力。

2.7 實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定方法

化工原理實(shí)驗(yàn)成績(jī)主要由預(yù)習(xí)考試、實(shí)驗(yàn)報(bào)告兩部分構(gòu)成。預(yù)習(xí)考試成績(jī)采用百分制批閱，及格線為70分，但預(yù)習(xí)考考試不及格者給予一次預(yù)習(xí)補(bǔ)考機(jī)會(huì)，預(yù)習(xí)考試成績(jī)以兩次考試中高的一次為準(zhǔn)，預(yù)習(xí)補(bǔ)考仍不及格者，課程成績(jī)按不及格處理。其中，預(yù)習(xí)考核低于70分為不及格，70～75分為及格，76～79分為中等，80～89分為良好，90～100分為優(yōu)秀。實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)由預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)處理及報(bào)告質(zhì)量綜合評(píng)定，按五級(jí)制進(jìn)行批閱?？偝煽?jī)按預(yù)習(xí)考試和實(shí)驗(yàn)報(bào)告兩部分成績(jī)各占50%進(jìn)行評(píng)定。

3 結(jié)束語(yǔ)

在工程論證背景下，圍繞工程教育的新理念、人才質(zhì)量的新要求、人才培養(yǎng)的新模式等內(nèi)容深化新工科課程體系的改革和實(shí)踐，積極探索工程教育發(fā)展之路，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，是今后一定時(shí)期內(nèi)我國(guó)高校教育工作者面臨的重要任務(wù)和挑戰(zhàn)[6]。化工原理實(shí)驗(yàn)課程在化工專業(yè)人才的培養(yǎng)過(guò)程中扮演著重要的角色，開(kāi)放式教學(xué)模式突出了“以學(xué)生為中心”、“以成果為導(dǎo)向”的教學(xué)理念，不僅能全面培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，而且能培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，為培養(yǎng)合格的化工人才打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。