化工原理实验教学应注重培养

化工原理实验是化工类专业紧密化工生产实际、实践性很强的一门基础技术课，是以化工生产过程中的单元操作为研究对象，其理论性和实践性都很强，是一门必修的独立课程。现在大学生大多都是从高中直接考入大学，很少到过化工企业，缺乏工程技术知识，不了解化学工业和化工生产过程，因此在化工原理实验教学中注重培养学生的安全意识、工程意识、合作意识和经济意识是十分重要的。学生只有掌握了这四种意识，对后续专业课程的学习将有很大的帮助，对学生毕业以后能够更好地适应社会需要也将有很大的帮助，这对学生来说受益终生，也是素质教育在实验教学中的具体体现。

1、注重培养学生的安全意识

化工原理实验的每一个实验装置，基本上都相当于一个小型单元操作过程，由电器、仪表及机械传动设备组合为一体，因此，要特别注意实验设备及仪表的安全使用。有些实验过程不免要接触具有易、易爆、有腐蚀性或毒性等物质和化合物，同时还会遇到在高温、高压和真空条件下操作。此外，还要涉及用电和仪表操作等方面的问题。故要想有效地达到实验目的就必须掌握安全知识。因此，在实验教学过程中，教师应从多方面人手，对学生进行安全教育，培养学生的安全意识。我们利用*次上实验课的时间对学生进行系统的安全教育。包括：防火安全知识、用电安全知识、使用汞的安全知识、使用高压钢瓶的安全知识、实验室突发事故处理方面的知识以及学习学校制定的学生实验守则等方面的规章制度和文件。这样做的目的就是要让学生高度重视安全问题，了解和掌握实验室中可能遇到的安全隐患和处理方法。如实验室常见易燃液体(密度小于水的)汽油、乙醇、笨等着火应该用泡沫灭火剂来灭火，因为泡沫比易燃液体轻且比空气重，可覆盖在液体上面隔绝空气。对实验设备上的电器设备或带电系统着火，应用四氯化碳灭火器灭火，但注意不能用水或二氧化碳泡沫灭火，因为后者导电，这样会造成扑火人员触电事故。

针对每一个实验项目，教师一定要强调该实验项目存在的安全隐患和实验过程中应该注意的问题。学生在实验前的预习中一定要了解实验装置的流程，主要设备的结构，测量仪表的使用方法。特别要思考一下设备的哪些部件是关键部件、哪些操作步骤可能会产生危险以及如何避免，以确保实验过程的安全性。在实验过程中，学生一定要严格按照操作规程进行实验，认真地按照仪表显示的数据进行记录。实验结束后要将实验设备恢复到原来状态，切断电源。让学生从*个实验开始就能做到规范实验操作，注意仪器、仪表和实验装置的安全，坚决克服实验操作上的随意陛和盲目性，防患于未然。在实验课的整个过程中，教师要给学生起到示范作用，做到言传身教，提高学生的安全意识，牢固树立科学实验、安全*的观念。如在二氧化碳吸收实验中，操作的重点和特别需要注意的问题就是二氧化碳高压钢瓶的使用。教师要举一反三，讲清楚使用高压钢瓶时要注意的问题，以免发生危险。另外实验室的各种安全措施和关注安全制度要真正地落实到位，进而转化为学生的自觉行动，确保师生在一种安全和谐的氛围中完成好每一个实验。

2、注重培养学生的工程意识

2．1 创造培养学生工程意识的条件

化工原理实验与一般化学实验不同之处在于其具有明显的工程实验特点，因为它是多以化工单元操作为中心的学科，大量使用具有工程或中间试验规模的装置设备，所进行的实验项目大都是同今后从是化工生产和进行科学研究经常遇到的或需要解决的实际问题，所得到的实验结论对于化工单元操作设备的设计，具有重要的指导意义。所以，培养学生树立工程意识是本课程的重要任务之一。

实验室引进了化工原理实验仿真实验系统，有流体流动阻力实验等九个实验项目的动画。该系统以彩色动画的形式和操作方法及操作过程中应该注意的问题并附有文字说明，形态生动，介绍了化工设备的内部结构、流程和工作原理，学生通过观摩化工设备动画，对化工单元设备有了初步的了解和认识，仿真实验系统为培养学生的工程意识创造了必要的条件。

2．2 在实验课教学过程中培养学生的工程意识

化工原理课程中大多数理论是从化工生产实际抽象出来的。通常采用的方法是将实际问题进行适当的简化，经过因次分析、或通过物料衡算、热量衡算结合数学模型，必要的时候还要对模型进行修正，使其符合实际。以流体流动阻力实验为例，当用u形管压差计测量流体通过直管或管件时由于流体阻力所引起的压降时，数据一直在波动，学生会问这样如何来读数?在读取仪表上的孔板压差等数据时，学生会在等待数据的稳定，以为要象化学实验酸碱滴定管的读数一样数据会稳定不动。由于学生刚接触化工原理实验，这就需要实验教师耐心地讲解和引导，指出工程实验与化学实验的不同之处，仪表上数据有一定的波动是属于正常现象，关键要找出实验数据的变化规律，帮助学生建立工程意识。

填料吸收塔是一种重要的气液传质设备，期中填料是填料塔的核心。填料塔操作性能的好坏，与所选用的填料有直接关系吸收实验装置使用的填料为拉西环，与工程实际用的一样 。填料的有效比表面积即单位体积填料层所具有的表面积，是填料的重要特性，比表面积大，即填料尺寸小，传质效率高。但是不是填料越小越好?填料越小，传质效率越高，但传质阻力也越大。工程上在考虑传质效率的同时，一定也要考虑到传质阻力，否则会发生雾沫夹带，甚至液泛，使生产恶化直至停产。所以，在实际应用中，可依据具体情况抓住主要矛盾加以选择。通过不断地引导和对学生进行工程意识的熏陶，使学生渐渐地强化了工程思想，形成了工程意识。

3、注重培养学生的合作意识

化工原理实验工程性较强，有许多问题需要事先考虑、分析，制定出实验计划，并做好必要的准备。按照教学大纲的要求，实验由3—5人组成一个实验小组。实验小组成员共同进行同一实验项目时，要求每组同学在实验前认真讨论实验方案，制定出实验计划，做到分工明确、动作协调，培养学生的合作意识。在实验教学中，有意识地组织学生开展合作学习，突破常规“教师包办代替，学生照方抓药”的实验教学模式，辅导学生自己设计、小组讨论、自己验证、共同探讨解决实验中出现的问题，这样即可以调动学生参与实验的积极性和主动性。同时还可以利用实验的每一个环节来培养学生的合作意识和合作能力。

化工原理实验过程犹如一个小型的科研活动，大家必须分工协作才能圆满完成任务。在实验教学过程中，教师应该引导学生互相尊重，敢于质疑；组织学生相互讨论、研究、反复论证，营造合作学习氛围。如在干燥实验中，由于所用到的仪器、设备较多且操作复杂，仪器、设备包括：沸腾床干燥器、千分之一克电子天平、变频器、电热鼓风干燥箱、旋风分离器和旋涡气泵等。这就要求学生必须做好必要的准备，学生利用图书馆和网络技术手段查阅文献资料，自学相关知识，积极发挥各自所长和潜能。由于实验小组要制定出实验计划、分析讨论、做好分工、动作协调，zui后学生均在规定的时间内较好地完成了任务。这样不仅节省了实验时间，而且使每一个学生的积极性得到发挥，达到了预期的教学目的，争取了良好的效果。

由此可见，只有我们为学生创造条件，提供舞台，不仅能够激发学生的学习潜能和创造能力、加深他们对所学知识的理解，还能使学生的合作意识和团结协作能力得到锻炼和提高，为学生今后参加工作和研究打下良好的基础。

口注重培养学生的经济意识

化学工业是国民经济中的重要原材料工业。在化学工业中生产过程的经济效益是该生产过程得以存在和发展的zui基本条件，经济核算对化工生产过程来说是十分重要的，所以，在化工原理实验教学中要注重培养学生的经济意识。化工原理实验与化学工业生产过程有着紧密的。在“二氧化碳吸收实验中”，用水吸收二氧化碳，有的学生要问，如果用氢氧化钠吸收二氧化碳效果会更好吧?回答是肯定的，效果一定会更好。但是，为什么用水而不用氢氧化钠吸收二氧化碳?这是因为化学工业生产要考虑到经济效益，因为经济效益是化工生产得以进行和发展的基本条件。水与氢氧化钠相比，显然廉价得多，所以合成氨工业等原料气精制二氧化碳的吸收是用水进行的。在做这一实验项目时，教师化工生产实际给学生讲解，以初步培养学生的经济意识，在精馏这一单元操作过程中，选择*回流比是精馏系统节能的一项重要措施。*回流比一般取zui小回流比的1．1～1．7倍 。影响能量消耗的因素很多，期中zui主要的是回流比。精馏系统所需要能量的50％以上取决于回流比，由于再沸器所提供的zui小热量多数情况也是根据zui小回流比确定的，因此回流比是精馏塔操作的重要指标之一。精馏操作适宜回流比的确定是经过经济核算来考虑的。操作费用主要包括塔底再沸器加热介质消耗量、塔顶冷凝器冷却介质消耗量及动力费用等。设备费用主要包括精馏塔、再沸器和冷凝器等。当回流比增加时，加热及冷却介质用量增加，这是因为随着回流比的增大，再沸器和冷凝器的热负荷也按比例增大，从而加热剂和冷却剂的消耗量也按比例增加，由于此两项往往又是精馏操作费用的主要部分，所以操作费用也随之按比例增加，而达到规定分离要求所需要的塔板数则减少，使精馏塔的设备费降低。反之，回流比减少时，推动力也减少，达到同样分离要求所需精馏塔高增加，会使精馏塔的操作费用降低，而使设备费用随之增大。因此，回流比的选择应考虑在操作费和设备费用之间做出权衡，使精馏塔在*回流比下运行。据国外报道，精馏系统采用*回流比，可节省约20％的能量 。

随着现代社会的迅速发展，对大学生的综合素质提出了新的、更高的要求。传统的教学模式已经难以满足新世纪高等教育人才培养目标的要求。本文结合化工原理实验课的教学实践，通过对教学指导思想以及具体的教学策略和措施等方面的改革，注重培养学生养成安全意识、工程意识、合作意识和经济意识的良好习惯，取得了较好的效果。在实验教学中教师应该尽可能地创造条件，积极开展体现学生表现个性、施展才华的机会，充分发挥学生的主观能动性和自主学习的潜能，为培养适宜时代要求的创新人才做出更大的贡献。