化工专业实验教学及考核方法探索

黄山秀，马名杰

(河南理工大学，河南焦作 454100)

化学工程与工艺类课程的实验环节是整个教学的重要组成部分，针对化工基础课的实验环节教学，不单是为了加深学生对化工理论知识的理解，更重要的是培养学生将书本理论与工程实践相结合的实际操作能力。由于高校的主要教学任务偏重于理论，在实验教学环节中，普遍存在学时偏少，实验内容单一，实验目的大部分只停留在理论的验证上，导致学生在实验课上没有足够的选择性，对实验结果没有能动兴趣［1］。这样的实验过程不利于调动学生的学习主动性、积极性和创造性，与此同时，教师在实验室完成演示部分后，部分学生仅以实验课签到表和硬性的实验报告来证明自己参与了实验，却没有在真正意义上完成实验课的教学目的。针对这样的情况，教师应改革实验教学内容，增加实验课的实验时间，提高实验题目的更新率，让学生有自主选择权，并在验证性实验的基础上，增加更多的与工程相关的研究型、设计型、开放型实验，甚至在实验室条件允许的情况下，可以让学生根据书本所学自拟实验题目，从而提高学生的工程应用能力，激发学生的创新意识。

1 实验环节融于课堂理论教学

化学工程与工艺专业传统的理论教学，主要是在课堂上讲授学科定义，课程主要内容及工作、反应原理等概念，涉及到实验部分，也只是对抽象概念的描述。教材中对实验设备的介绍大都以图片和文字的形式，很难让学生有具体的空间想象。因此，在教学过程中，必须打破传统的教学模式，理论结合实验实际操作，采用多媒体演示的方式力求清晰、直观、形象化，激发学生的热情及空间想象能力，使学生便于、乐于接受新知识信息，提高理论知识接受质量，增进实验操作的直观理解［2］。例如:煤化工实验中关于煤的工业分析，当教师讲授完工业分析的概念、意义、操作原理后，可以将一些在实验室录制好的操作视频播放给学生看，这样，学生对实验中所用的仪器设备，实验样品及整个操作过程都有很直观的了解。通过理论及视频的学习，学生在实验室里进行煤的工业分析实际操作时，对煤粉的制备，坩埚的选择，设备使用的先后顺序等有自己的思考及判断，这样不仅可以考察学生的自主能动性，还可以节约很多重复的讲解时间，节约了基础实验的课时，在有限的学时中为综合性及设计性实验提供更多的实验机会。

2 整合实验题目侧重工程应用

传统的实验题目一般是依据教材内容中对基本化学原理所进行的已知结果的验证，这很难调动学生学习的积极能动性。为此，我们需要整合实验题目，减少基础实验的实验学时，或者取消一部分简单、过时的单元操作实验，代之以重新设计的与实际工业相关的试验项目将这些单元操作有机地串联起来，使得实验教学的内容能够与时代发展一致。如实验中关于型煤热稳定性的测定，学生在掌握了测定方法后，可以增开型煤的制备过程，工业型煤冷热强度的标准及测定方法，成型生球干燥温度选择，不同种型煤黏结剂选择等相关实验，让学生对整个型煤的加工流程及工业对型煤各项指标的要求有更全面的了解，进一步拓展学生在专业知识链。型煤的制备是为了节约企业的实际成本，也是社会节能减排的重要立项之一，这种工业化生产既具有与时俱进的社会效益，又与专业知识联系紧密，让学生能切身感受到专业的重要性和先进性。一方面提高了学生学习的兴趣以及学生主动要求实验的积极性，使学生所学知识得以灵活运用，另一方面提高了教学学时的利用效率，减少了不必要的实验经费开支。

3 设计实验项目锻炼综合能力

在实验教学过程中，很多实验课存在一个严重问题，就是实验课主体是教师的讲授及演示。实验课前教师把教材中涉及到的实验操作原理及方法做成备课教案，在上实验课时按教案上的内容依次讲解及演示，接着让学生按演示的内容重复操作，很难达到实验让学生掌握该测定方法的目的。因此，在设计实验项目之前，首先要改变实验课的主体，实验课应把学生被动的听与做的实验变为主动，使学生成为实验的主体，更要重点强化学生的自主动手能力。

这个问题解决之后，就需要在实验教学课程中设计实验项目，以期锻炼学生的创新意识及综合能力。如，在为煤化工专业开设焦炭质量检测的实验时，让学生设计配煤炼焦的方案，自己组建团队进行实际的炼焦操作，再用自己做出的焦炭成果进行质量检测，看是否能真正达到理论要求和实际生产要求。

设计性实验的开设要求学生在自己专业能力的范围内依据自己兴趣所在，自行设计新的实验方案，自主完成实验操作，通过查阅相关的资料文献，补足自己的知识盲点，完全由学生自己分析、思考、设计实验，最后在老师的归纳建议下，整理出合理实验方案。这样才是真正意义上发挥了学生的主体能动性，有利于学生思维能力、创造能力和初步科研能力的培养［3］。如，我们开设的褐煤微波热解实验。首先，让学生查阅相关文献，了解褐煤的成因、结构、应用价值及加工的目的等，通过学生分组讨论得出微波热解与其他热解方式的优劣势比较，得出最优的微波热解方案。通过综合性、设计性实验让学生建立化工实验的基本思想，发挥专业理论知识的指导作用，使理论与工业实践结合，灵活运用现有基础理论为工程研发服务。设计实验项目对培养工科学生的专业素质，提升实际应用工作方面的能力有极大的帮助。

4 更新实验课考核方法

传统的学生实验是以签到表和纸质的实验报告来进行日常管理的。这种管理方式的效率低，时效性差。对学生的实验管理力度不够，无法从真正意义上鉴别学生的实验操作及学习能力的大小，更无法配合教学中综合性、设计性实验的开出［4］。针对这一情况，我们需更新实验课的考核方法，利用多重考核方法，正确引导和激励学生的学习积极性，监督和检验学生学习效果及应用能力，提高实验教学质量。实验考核由基础实验考核和设计性实验考核两部分组成，以基础实验考核为主，按照学生实验报告的书写内容，实验课的技能表现打分，占总成绩的60%。综合性及设计性实验考核占40%，包括实验的参与度、设计实验操作技能考核和综合实验完成率考核［5］。基础实验考核依据实验报告的完整度和技能表现中随机抽查现场操作的熟练程度打分。综合性及设计性实验是考查学生综合利用基础实验的原理来设计拓展实验并解决实际工程问题的能力。主要考核学生主动申请参与及完成实验题目的综合能力，包括设计实验方案，操作步骤，实验数据分析及结论，并通过实验报告或小论文的形式体现出来。这种综合考试的形式，能够更客观地评价出学生实验的水平，激励学生重视实验，重视工程应用，培养专业思维能力，最终提高实验教学质量。

［1］杨世芳.化工基础实验教学改革与实践［J］.实验技术与管理，2010，27(12):178-179.

［2］王 宇.化工基础实验教学改革的实践与探索［J］.实验技术与管理，2006，23(11):114-116.

［3］吴玉芹，吴俊方.工科有机化学实验教学改革探索［J］.河南化工，2011，28(11):61-63.

［4］石莹莹.仪器分析实验教学改革的初探［J］.广西轻工业，2009(11):19-20.

［5］吴 影.分析化学实验教学改革的实践与探索［J］.河南化工，2010(10):63-64.