基于创新性应用型人才培养的化工原理实验教学探究

　　在教育部政策的引导下，部分高校开始向应用技术型大学转型，也有部分高校为了培养创新性应用型人才，在专业设置和培养方案上做出了突破性的调整，以适应社会发展需要。化工原理课程是高等化工专业人才培养的基础理论课程，是化学工程与工艺、应用化学、生物工程和环境工程等专业的主干课程。其主要研究内容是以化工生产中的物理加工过程为背景，以三传为主线，分成若干单元操作，研究不同典型单元操作过程的基本原理和常用设备的原理、结构、选型及工艺尺寸的计算。其教学目标是在理论教学中让学生掌握化工若干单元操作的基本原理，在实验教学中树立工程观念，掌握处理化学工程问题的技能与方法。
　　化工原理实验是联系化工原理理论与实践的重要桥梁，它与基础课程实验不同，属于工程实验范畴，具有工程的特点，是化工学科的重要实验课。化工原理实验的每一个单元操作都是一个化工生产过程，学生在实验过程中，通过对工程实际问题的处理，更容易形成工程概念，掌握工程实验原理、方法及测试手段。因此，化工原理实验是帮助学生验证基础理论，加深课堂理解，掌握实验方法和实验技能的重要环节，是培养学生操作能力、创新能力、应用能力、分析和处理问题能力的重要课程。它承担着学生应用能力和创新实践能力培养的重要任务，研究适应当前经济社会快速发展的化工实验课程体系，促进化工实验教学改革，对加强高校创新性应用型人才培养具有重要意义。
　　1 化工原理实验教学的问题分析
　　1。1 学校管理者的观念
　　由于受到传统教学理念的影响，部分高校仍然存在重理论、轻实验、重基础、轻应用等滞后于经济社会发展的陈旧观念。在课程安排上，总是先排理论课、再排实验课;在教师安排上，往往把具有教学经验的老教师安排到理论课的教学岗位上，而把没有教学经验的教师或者是把没有理论课教学资格的教师安排到实验课教学岗位上;在上课时间安排上，以理论课为主，实验课经常被安排到晚上或者周末;在教师工作量的计算上，实验课往往被视为重复课，计算学时的时候需要乘上小于1 的系数。
　　1。2 培养目标
　　近年来，为了培养创新性应用型化工人才，各高校在培养目标和培养方案上做了很多修改。但这些修改或是小改动，或是简单修补，缺乏系统性和宏观思考，缺少导向性的顶层设计，基本还是沿袭了以往陈旧的人才培养模式，没有实现突破性的改革。实验教学是为培养学生独立思考、独立动手操作及应用理论知识的能力，是培养应用型人才不容忽视的教学环节。培养创新性应用型人才作为实验课教学的主要目标，在许多高校没有得到充分的认识和足够的重视，在培养目标上重视学生对基础理论知识的掌握，忽视了对学生应用能力及综合能力的锻炼。有些高校虽然制定了明确的培养目标和培养方案，然而在实际教学实践中却难以落实。
　　1。3 教学方法
　　我国传统的教育方式是以教师为主导的填鸭式教学。虽然强调了在教学过程中，教师通过言传身教向学生传授基本知识、基本技能，并答疑解惑的主导地位，却忽视了学生的主体地位。因此，传统的教学方式已无法适应现代的教育思想和教学理念。在化工实验教学过程中仍然存在一些教师在教学方法上固封自闭、循规蹈矩。在授课时，仅讲授重点内容，学生只能被动地接受，缺乏师生间的交流与互动。这种教学方法重视了教师教什么和学生学什么，却无视了学生怎样学的重要性，必然会导致学生失去主动学习的积极性和趣味性。在实验过程中，学生照本宣科地操作，记录数据。然而在实验结束后，很多学生对所做内容的实践性、操作原理以及所操作设备的构造却并不了解。
　　1。4 师资力量
　　与理论课程相比，化工实验课教学的师资力量相对薄弱。首先，由于学校实验教师受到编制与名额的限制，数量严重不足。一些本科院校的实验教师都是由理论课教师兼任，由于理论课教师在授课的同时还担任其它课程或科研课题的研究工作，在精力和时间分配上难以达到专任实验教师的效果。其次，实验课教师缺少在工厂生产实践的经验，在讲授实验课时，只能照本宣科，难以结合工厂实际生产设备和流程进行讲解。
　　2 化工原理实验教学改革构想
　　2。1 转变传统的教学观念
　　要提升人才培养质量，就要大力推动专业设置与产业需求、课程内容与职业标准、教学过程与生产过程三对接，做到学以致用。三对接的核心是专业与产业的对接，要让专业教育根植于社会经济发展的轨迹之中，实现产教融合。三对接的实质是努力培养高素质技能型人才，以提升人才培养的质量。这就要求高校要转变传统的重基础理论、轻实验和实践的教学理念，要以就业为导向，强化学生的实验和实践技能，提升学生的创新能力和应用能力。
　　2。2 明确培养目标，积极修订实验教学大纲
　　基于国家提出的厚基础、宽口径的高等教育指导思想，化工专业人才的培养目标应确定为：面向企业和工厂生产一线，培养理论基础扎实，实践能力强，具有创新精神的应用型专门人才。化工原理实验是化工类专业实践课程体系中重要的基础实验模块，其目的是培养学生对工程实验流程的设计、方案实施、实验操作、数据采集和处理等工程实践能力，从而促进学生养成严谨的科学研究态度和工程观念，提升学生分析和处理工程类问题的综合能力。
　　2。2。1 实验内容 随着现代科学技术和企业的快速发展，尤其是在供给结构性改革的背景下，企业对掌握高新技术和新兴工艺等创新性人才的需求日趋增多。为此，要实现创新性应用型人才培养目标要求，即学校要及时完成化工原理实验设备的更新换代，教师要积极修订实验教学大纲，同时做好实验教材的同步建设，尽可能地把国内外的新技术和工艺流程及时编入教材。化工原理实验教材的建设要在贯彻服务于创新性应用型化工专业人才培养的目标下，注重培养学生的专业知识、实践能力和综合素质等，重视基本原理在工程实践中的应用，同时要体现其实用性、科学性、综合性和先进性等特点。对于基本原理的推导和论证尽可能简约处理，不追求内容体系的完整性和系统性，而是强调基本原理的应用性和操作性，使学生在实验过程中掌握基本原理和基本操作技能，具备基本专业素养。与现代科学技术和企业发展同步的教材建设是一项系统工程。一般来讲，高校教师具备扎实的基础理论知识，但对工厂的实际生产工艺和流程难以跟踪考察。因此，只有高校教师和工厂一线工程师协同合作编写教材，才能把一线工人真正需要的基础理论知识和实践技术纳入教材中。
　　2。2。2 考核方法 实验考核与效果评价是化工原理实验教学过程的重要环节，客观地评价学生的全部实验过程应包括对专业素质、操作能力和理论知识等要素的考核。为了保证学生动手能力的培养以及创新能力的提高，应打破常规的单一考核方式，注重考核形式的多样性。因此，可采用笔试、口试和现场操作等多种考核方法相结合的方式，并制定相应的评分细则。笔试内容除了包括实验原理、仪器结构以及数据处理等常规知识点的考核外，还可增加一些其它内容，如对现有的实验装置提出改进建议，对某些设备、仪表的选型和安装进行分析对比等灵活的知识点。口试的内容除了有关装置流程的问题外，还应侧重操作原理和操作技能方面的检查，如人为地制造一些故障，要求学生分析原因以及排除故障的方法等。现场操作一方面要考察学生的操作熟练程度、规范程度以及分析问题和解决问题能力，另一方面还要根据现场情况随机提问，以考察学生的综合运用能力。与传统的考核方法比，这种多样性的考核方法有利于发挥学生的主观能动性，提高他们发现问题和解决问题的能力，从而实现学生创新能力的培养和提高。
　　2。3 优化教学方法
　　化工原理实验课程作为化工原理课程的重要实践环节，其内容涉及到化工生产过程的多种单元操作，其中包括流体转能、传热、流体阻力、蒸发、吸收、精馏、萃取和干燥等。多单元操作最大的特点是具有显著的工程实践性。由于该课程是学生首次学习的工程类课程，因此，他们缺乏学习经历和实践经验，在接受知识和动手操作时都会比较困难。这就要求教师要了解学生的情况，把握课程特点，优化教学方法。基于此，化工原理实验课程的教学过程中应多采用提问式和探究式的教学方法。以教师为主导，学生为主体，教师应尽可能提出一些与工厂生产实践相关的工程类问题，让学生在独立思考、小组讨论以及回答问题的过程中逐步了解该课程的特点和操作流程。此外，学生除了完成指定任务的实验外，还可以利用现有的实验装置做设计型实验。如给学生一套精馏塔装置，提出一定的工艺指标(如规定产品的质量及数量等)，要求学生在给定的时间内将设备调整到正常的操作状态，达到预定的工艺指标，并能维持若干时间的稳定操作。这样不仅有助于学生提高学习兴趣、集中注意力，而且能够最大程度地培养他们的创新能力和应用能力。
　　2。4 加强教师队伍建设
　　师资队伍的综合素质对培养化工类专业创新性应用型人才起到至关重要的作用。其中包括教师的知识结构、学历层次、教学经验和工程实践经验等方面。设计型、研究型实验对任课教师业务水平提出了更高的要求，因此加强师资队伍建设尤为重要。首先，加强对教师的校内培训，严把教学关。对化工原理实验课教学的新进青年教师进行岗前培训，并通过试听、试做和试讲等环节，最后由课程组教师讨论，合格后才能获得实验课教学资格。其次，鼓励教师走出去，到企业和工厂实地考察新设备，学习新技术，不断完成知识更新。第三，把具备丰富实践经验的工厂一线工程师请进来，一方面可以与高校教师合作完成横向课题，带领专业青年教师开展实践工作，另一方面可以给化工专业的学生讲授实验课，做专题讲座，以及指导学生开展实践活动等。
　　3 结语
　　化工原理实验课程作为化工专业的核心课程，具有明显的工程实践性特点，基于创新性应用型化工专业人才培养目标的确立，探索化工原理实验课程改革任重道远，转变传统教学观念，改革实验课程考核方法，加强师资队伍建设，以及优化教学方法是推进化工原理实验教学改革的有效措施。