化工专业实验教学改革与探索

2018-07-06 14:42 点击：61

化学工程与工艺专业实验是高等学校化学工程与工艺专业的重要实验课，也是综合运用化工热力学、化工分离工程、化学反应工程、化工工艺学等专业课程知识的重要课程，是与化工生产实际紧密相关的专业课。化工专业实验不仅是理论课程的延伸和继续，也是提高学生实践能力、工程能力的重要一环。
现在，多数高校都开设化学工程与工艺专业实验( 或称为化工专业实验) ，实验学时多为48 学时。多数高校都把化学工程与工艺专业实验分为化学工程与工艺专业实验( 1) 和化学工程与工艺专业实验( 2) ，化学工程与工艺专业实验( 1) 包括化工热力学实验、化工分离工程实验，在大三下学期做实验，化学工程与工艺专业实验( 2) 包括化学反应工程实验和化工工艺学实验，在大四上学期做实验。有很多高校对化工专业实验进行了教学改革与探索。
我校化工实验中心根据实际情况，结合国家专业认证要求、并以全国工程教育专业认证专家委员会化学工程与工艺专业认证为契机，对化工专业实验课程进行了改革与探索，把化学工程与工艺专业实验设置成为四门独立设课的实验课、总学时由原来的48 学时提高到64 学时。在课程设置、实验项目及内容、实验室和实验项目建设、实验管理、实验教学方法等几方面进行了教学改革探索。
1 课程设置
我校化工专业实验初学时是48 学时，不是独立设课，而是从属于化工热力学、化工分离工程、化学反应工程、化工工艺学等四门专业课，实验主要为相对应的理论课服务，考虑到化工专业实验内容多，涉及很多其它课程的知识，实践性强，更主要的是仅仅理论课服务。为强化实验教学，突出实验教学重要性，提高学生工程能力和实践能力，将化工专业实验从理论课程教学中分出来，单独设置化工热力学实验、化工分离工程实验、化学反应工程实验和化工工艺学实验这门课等四门实验课，每门实验课程独立考核，学时都为16 学时。这样一来，化工专业实验课程总学时提高到64 学时。
2 各门实验课程的实验项目和内容
为了提高学生的工程能力和实践能力，在实验项目和实验内容方面进行了教学改革，主要是增加综合性、设计性实验项目，减少验证性实验项目。实验分为必修实验和选修实验，由实验室根据四门化工专业实验课程教学大纲要求并实验室情况安排计划学时16 学时的实验项目，同时安排出实验时间、实验要求等，学生根据教学计划和要求到实验室完成实验。
化工热力学实验项目有无限稀释活度系数测定、二元气液相平衡数据测定、制冷/热泵循环实验等6 个实验，详见表1，其中3 个为必修实验，其余为选修实验，学生按照化工热力学实验课程要求完成16 学时的实验。

表1 化工热力学实验项目一览表
化学反应工程实验项目有填料塔轴向混合特性测定实验、流化床特性及固体小球对流传热系数测定、均相反应器停留时间分布测定等8 个实验，详见表2，其中3 个为必修实验，其余为选修实验，学生按照化学反应工程实验课程要求完成16 学时的实验。

表2 化学反应工程实验实验项目一览表
化工分离工程实验项目有恒沸精馏实验、反应精馏实验、液液传质系数测定等6 个实验，详见表3，其中3 个为必修实验，其余为选修实验，学生按照化工分离工程实验课程要求完成16 学时的实验。
 
表3 化工分离工程实验项目一览表
化工工艺学实验项目有乙苯脱氢制苯乙烯实验、离子膜电解实验、煤油热裂解制烯烃实验等7 个实验，详见表4，其中3个为必修实验，其余为选修实验，学生按照化工工艺学实验课程要求完成16 学时的实验。

表4 化工工艺学实验项目一览表
3 实验室和实验项目建设
实验室面积和设备台套数是保证学生保质保量完成实验的重要硬件条件，实验室以全国工程教育专业认证专家委员会化学工程与工艺专业认证为契机，加强实验室建设力度，增加化工专业实验室面积、增加化工专业实验项目的台套数，为化学工程与工艺专业认证提供了硬件保障，同时，每组学生人数少，让学生有更多机会了解、认识、操作实验设备，对提高学生的动手能力很有帮助。
其次化工专业实验适应新要求化工行业趋势，广泛采用计算机控制、在线采集数据、自动化控制、触摸屏操作等，学生从中收获了很多，还提高了对化工专业实验的兴趣。对典型的化工工艺学实验项目，扩大实验设备规模，模拟工厂的开车阶段、稳定生产阶段、停车阶段等操作。使实验项目和化工生产一线情况更接近，不仅让学生能够理解所学的专业理论知识，也开拓了专业视野。为学生将来进入化工企业、适应化工企业生产打好基础。
另外，对化工专业实验的安全问题或环保问题，按照全国工程教育专业认证专家委员会化学工程与工艺专业认证对化学工程与工艺专业实验的三废处理要求处理，建设相应的通风设施，学校委托专业的三废处理企业处理回收。学生在做有三废的实验时必须按照要求做好防护、安全操作。
4 实验室管理
首先，在师资配备方面，选派有扎实的化工专业知识，还要有较强的工程能力和专业基础知识、责任心强、专业能力强的教师担任指导教师，并且做好预实验后才能指导实验。在实验试剂的使用、回收等方面严格登记、安全操作。
其次，记录学生实验日志，记录实验时学生操作情况、设备情况、试剂的领用消耗情况。
设置学期上，化工热力学实验开设在大三上学期、化工分离工程实验和化学反应工程实验开设在大三下学期、化工工艺学实验在大四上学期开设。
另外，在实验课程考核方面，课程成绩采取实验平时成绩和笔试成绩相结合的方法，平时成绩占60% ～ 70%，笔试成绩占30%～ 40%。
5 实验教学方法
化工专业实验多数是综合性实验和设计性实验，要求学生提出切实可行的实验方案，并经过指导教师审核通过后完成实验。同时，在传统的实验教学方法基础上，增加网络教学，不仅将实验文字资料、讲解课件、实验操作指导录像上网。还建立化工专业实验仿真模拟软件、学生可以在线模拟实验操作、预习。实验时，指导教师全面指导、检查实验中出现的问题，及时指导学生顺利完成实验。
6 结语
化工实验中心以全国工程教育专业认证专家委员会化学工程与工艺专业认证为契机，通过独立开设化工热力学实验、化工分离工程实验、化学反应工程实验和化工工艺学实验课程，在课程设置、实验项目建设、实验室管理以及师资配备等几方面进行教学改革与探索，对提高实验课的教学质量、加强学生的专业素质都很有意义，也为学生将来参加工作奠定良好的基础。