通过对接物理化学实验内容与生产技术来实现产教融合

陈海玲，姬鄂豫，朱元良，李 津

(南阳理工学院 生物与化学工程学院，河南 南阳 473004)

通过对接物理化学实验内容与生产技术来实现产教融合

陈海玲，姬鄂豫，朱元良，李 津

(南阳理工学院生物与化学工程学院，河南南阳473004)

在当前地方院校转型发展的背景下，为探索物理化学实践课程实施产教融合的有效方法，考察南阳地区化工生产企业后，依托现开设的物理化学实验项目，重新设计实验项目内容，将化工生产现场中的某技术环节的原理或技术指标等融入物理化学实验，依此实现物理化学实验与生产技术的融合。此外，在讲授实验的原理和所选取的生产技术时，采用对比法、与现场技术联系法、讨论法和视频播放等辅助教学，使学生对课程产生了很大的兴趣，围绕实验内容和生产技术提出了自己的疑惑和看法，不仅完善和改进了实验项目内容，也很好地实现了物理化学实验的产教融合。

物理化学实验；产教融合；教学方法

产教融合是当前地方高校转型发展的重要内容之一。什么是产教融合，我们应该怎样做，至今没有明确答案。"产教融合化" 最早由江苏无锡市技工学校提出，内涵很狭小，仅包括指实习教学和所生产产品的融合[1]。2011年教育部在《关于加快发展面向农村的职业教育的意见》时提出"促进产教深度合作"的要求。这一概念逐渐演化为"产教融合"。不同于一般的产业融合，现阶段的产教融合具有鲜明的时代特点和内涵：它不会使高等教育与其他产业融和在一起，也不会滋生新的产业，它是高等教育与产业通过相互渗透和相互支持进行的深度合作，这种合作从理论上有两条实现途径：①将各要素一一整合于高等教育及其对口产业；②通过契约方式合作。高等教育与产业深度合作的具体内容包括以下4个方面的对接：① 专业与产业对接；② 学校与企业对接；③ 课程内容与职业标准对接；④ 教学过程与生产过程对接[2]。物理化学实验与生产过程的对接属于第4项：教学过程与生产过程的对接。

南阳理工学院作为国家“十三五”应用型本科产教融合工程规划项目遴选学校和河南省示范性应用技术类型本科院校，须结合南阳区域经济社会发展现状和学校实际情况，切实提高应用型人才的培养质量，不断提升学校服务南阳区域经济社会发展的能力和水平，重点建设产教融合平台与校地合作平台。

1 物理化学实验现状

传统的物理化学实验大多属于验证性和演示性实验，为了展示实验所验证原理或内容的正确性和规律性，各高校各专业的教学内容均选择经典的实验范例，教学仪器设备都大同小异，甚至具体的实验步骤、药品取用量及实验思考题都同出一辙，毫无选择性和灵活性[3-5]。教师的传统教学方法也属填鸭式教学，实验课前准备好实验仪器和实验药品，将实验目的、实验原理、实验步骤、数据处理方法等详细写在黑板上，认真演示实验仪器的操作方法等。我院所属的4个专业，其中，应用化学和化学工程专业物化实验为32学时，开设8个实验；食品科学与工程专业和生物工程专业物化实验为16学时，开设4个实验。各专业现设物理化学实验如表1所示。在这样的教学方式下，学生慢慢就养成了墨守成规、比葫芦画瓢的实验作风；更重要的是，实验内容也与应用实践严重脱节，不能激发学生的学习激情，学生往往敷衍实验，潦草书写实验报告。所以陈旧僵化的实验教学内容和教学方法不能激发学生的创造能力和动手能力，也无法满足应用技术型本科人才培养的需求，更不符合产教融合的教学指导思想。

表1 我院各专业所设物理化学实验一览表

2 与生产技术环节对接的物理化学实验课程教学内容的设计思路

与学生的专业课程不同，物理化学是一门重要的专业基础课程。在工科化学(化工类)课程体系中处于枢纽地位，帮助学生学会利用基本实验技能，运用理论知识和实验技能解决实际问题，向专业综合实验技能转变，对培养学生的创新意识、提高学生的综合能力有很大的帮助[6-8]。

在当前产教融合、培养应用型本科人才的教育背景下，物理化学实验课程既要完成培养学生专业基础实验能力的基本功能，又要尽可能的与生产工程技术相结合，激发学生学习的欲望，逐步培养其综合实验能力和创新能力。依照这个教学目标，拟对物理化学实验的教学内容和教学方式进行如下的改进：一是整合现有实验项目，将现开设的8个验证性/演示性实验分为5个验证性实验、2个综合设计性实验和1个创新性实验三个部分，既能保证物理化学基础实验的功能，又通过综合设计性实验和创新性实验锻炼学生的综合实验能力，培养其创新能力。二是依据工程现场典型环节的应用技术，使其与物理化学具体实验内容进行对接，实现实验内容的工程化和技术化，看到自己所学的知识和实验技术在工程现场的应用，会极大的激发学生的学习热情，开发其创新能力。

3 实验内容与生产技术的对接

由于物理化学实验极度依赖相对应的实验仪器，所以必须依据现有的实验教学设备来设计相应项目的实验内容。具体的做法是：对于所选用的实验项目内容，在考察南阳本地区企业生产后，挑选企业生产中的某一技术环节，对实验的具体内容进行设置，使实验项目能够体现或验证对应技术环节的原理，或者实验项目内容就是该技术在实验室的重现。这样就能使物理化学实验内容与南阳本地的生产和技术相融合，初步实现产教融合。

3.1 验证性实验内容的设置

比如，在设置"双液系气液平衡相图的绘制"这一验证性实验的内容时，便可进行如下考虑：南阳市的龙头企业天冠燃料乙醇有限公司，也是与我院具有深层次合作的企业，拥有国际领先规模的30万吨燃料乙醇生产线。我院各专业的学生都会分批次进入该厂进行实习。乙醇的生产过程当然离不开乙醇的精馏提纯工段，而精馏提纯的原理、操作方法和技术指标均来源于乙醇-水的气液平衡相图。如果双液系气液平衡相图的绘制不选择乙醇-丙醇体系，而选用乙醇-水系统进行实验，则使学生在实习时，便会很快熟悉乙醇精馏的工艺过程、掌握关键操作参数的调节和控制，圆满完成实习任务。

3.2 综合设计性实验项目内容的设置

综合设计性实验要充分体现实验技术和原理的综合，难度不要高，所使用技术和原理明确，使学生能够根据实验目标设计实验步骤。课程设计的目标是开发2个综合设计性实验，例如可以选取如下2个实验项目：①热重法研究褐煤的富氧燃烧特性；②日用洗涤剂临界胶束浓度的测定及去污能力评定。

第一个实验项目的选取基于南阳地区的两个火力发电厂，蒲山一期、二期电厂和鸭河口火电公司，电厂的节能措施都是围绕着降低煤耗进行的，煤耗指标是指每生产1度电消耗煤的质量，用克数表示。电厂发电使用褐煤燃烧，影响煤粉燃烧的关键因素是温度及煤粉和氧气的浓度，富氧燃烧会提高燃烧效率。随着国际性能源的日益紧张和能源结构的调整，对褐煤及其它一些劣质燃料的利用越来越得到重视。研究褐煤在富氧条件下的燃烧特性，不论对发展煤的富氧燃烧技术还是煤的富氧点火技术都具有十分重要的意义[9]。通过这一实验，既提高学生使用大型仪器的能力，也使学生认识到所学知识能够解决燃烧技术上的问题，能准确把握煤粉燃烧过程的参数控制方法，重视每一个操作环节的技术指标，会培养学生谨慎、认真的工作态度，为学生就业后顺利开展工作打下基础。

第二个实验项目是"日用洗涤剂临界胶束浓度的测定及去污能力评定"，引导学生将临界胶束浓度与去污能力联系起来，促使学生去思考二者之间的关系，进而对临界胶束浓度的测定发生兴趣。这个实验测定具有极强的实用性和重要性，每一个洗涤剂生产厂家都会进行此项检测，并作为判断洗涤剂优良的重要指标。

3.3 创新性实验的设置

创新性实验项目内容的设计是非常灵活的，每年都可根据需要而改变。实验项目可以从老师的科研项目中选取，也可以结合学生的各种专业比赛和竞赛来进行，比如大学生挑战杯等。当然学生也可以根据兴趣自行选择实验内容进行研究。例如研究金属腐蚀与防护技术课题组的老师可以选取“碳钢、不锈钢在不同性质溶液中极化曲线的测定和腐蚀速率的比较”作为创新性实验项目。创新性实验内容的设计方式可以更大的激发学生的兴趣和创新能力，提高学生发现问题、解决问题的能力。

4 有利于产教融合的教学方法

在实验内容上实现了工程化和技术化，只是完成了产教融合的第一步。为了将实验内容的工程化、技术化思想真正使学生接受，并且能达到培养应用型技术型人才的目的，相应的教学方法是必不可少的。使用的教学方法主要有比较法、与现场技术联系法和讨论法，并播放现场生产相关的视频和图片。

4.1 比较法

比如“双液系气液平衡相图的绘制”实验中，双液系由“乙醇-丙醇”改为“乙醇-水”，则实验内容、影响因素和数据处理方法有了较大的改变。“乙醇-丙醇”双液系属于一般偏差体系，对于要测定溶液浓度的分布要求不高，但是“乙醇-水”双液系属于最大偏差体系，在最大偏差处要求进行多点测量，这就要求同学们理解最大偏差双液系相图的原理和绘制方法，在配制溶液时注意在最大偏差浓度处增加测量点，减少误差。在这两个双液系绘制相图时进行比较，能够加深对不同类型双液系相图的理解，促使学生对这两种体系的差别进行分析，并圆满解决出现的新问题。

4.2 与现场技术联系法

实验内容与工程技术进行联系，往往能够得到很好的教学效果。比如“乙醇-水”属于最大正偏差体系，根据其气液平衡相图，可要求学生考虑乙醇精馏的原理，回答如下问题：①在乙醇精馏时，怎样确定进料温度？精馏塔的温度和压力应该如何控制？ ②在精馏塔塔顶能够得到纯度为100%的乙醇吗？然后再进一步启发学生回答下一个问题：③如果精馏只能得到95%的乙醇，怎样才能得到纯度为100%的乙醇呢？通过与现场的技术相联系，同学们能够加深对乙醇精馏工艺的理解，同时也可激发学生学习的热情。

4.3 讨论法

综合设计性实验项目具有多因素、多步骤、多学科交叉性，往往需要多个学生共同讨论与合作才能完成。在做综合设计性实验前，将班级学生分成几个小组，每个小组自行查找资料，设计实验方案，并做成PPT在班级汇报，在班级范围内讨论修改。教师只纠正所设计方案中的错误，完全由学生独立完成实验。比如"日用洗涤剂临界胶束浓度的测定及去污能力评定"，每一组同学自行选取洗涤剂的数目和种类，建立洗涤能力的评价标准，并与行业和企业的洗涤能力评价标准进行比较。班级讨论时要求全班各组同学最后确定出实验室可行1～2种合理的洗涤能力评价标准，分别进行实验。讨论法可以培养学生对复杂问题的处理能力，包括分类管理和比较分析能力，也有助于学生建立起行业评价标准的概念，学会用国家标准或者行业标准进行产品性能的评价。

创新性实验项目的不确定性因素较多，需要设计周密的实验计划，实验过程也要考虑各种影响因素，分析误差，进行合理的数据处理，最后找出其中隐含的规律。要求学生和老师在实验进行前，实验出现新问题时一起商讨，合理制定和及时修改实验方案，在整个研究过程中实现对学生科研创新能力的培养；另外，科研课题以及大学生竞赛课题等也都致力于解决或者革新生产企业中存在的问题，深化学生对科研和企业的了解。

5 结语

(1) 在产教融合的指导思想下，依托南阳当地的生产企业，对现开设物理化学实验项目的内容进行创新改造设计，实现物理化学实验课程内容与现场应用技术的良好融合，能够满足地方性本科院校转型发展为应用技术学院的需求。

(2)为了更深入贯彻和实施产教融合的思想理念，在教学中综合使用比较法、与现场技术联系法、讨论法等，教学效果很好，体验这种教学方法的学生均加强了对综合实验能力，也对生产技术以及支撑此技术的理论有了更深刻的理解，觉得很有成就感，大大激发了进一步探索创新的热情。

[1]江苏无锡市技工学校.加强系统化管理不断提高生产实习教学质量[J].职业，1995(2):14-15.

[2]陈年友，周常青,吴祝平.高职院校产教融合的内涵与实现途径[J]. 中国高校科技，2014(8):40-42.

[3]贺德华，麻 英，张连庆. 基础物理化学实验[M].北京：高等教育出版社，2008.

[4]安从俊，王辉宪，李 红. 物理化学实验[M].武汉：华中科技大学出版社，2011.

[5]张立庆，李菊清，姜华昌. 物理化学实验[M].杭州：浙江大学出版社，2014.

[6]傅 敏，郑旭煦，古昌红，等. 物理化学在基础化学课程体系中的龙头作用[J].重庆工商大学学报(自然科学版), 2004, 21(6):633-635.

[7]彭昌军，史济斌，胡 军，等.从充分发挥专业基础课程作用的视角论物理化学课程的教学内容[J].化工高等教育, 2012, 29(1):12-14.

[8]叶学民，李春曦，吴正人. 如何发挥好专业基础课的服务作用[J].教学研究，2011, 34(6):74-76.

[9]陈香云，张永锋，崔景东. 热重法研究褐煤的富氧燃烧特性[J]. 化工进展，2012,31(增)：232-235.

(本文文献格式：陈海玲，姬鄂豫，朱元良，等.通过对接物理化学实验内容与生产技术来实现产教融合[J].山东化工，2017，46(16)：181-182，190.)

Realizing the Syncretization of Industry and Teaching by Docking Physical Chemistry Experiment Content and Production Technology

Chen Hailing, Ji Eyu, Zhu Yuanliang, Li Jin

(College of Biological and Chemical Engineering, Nanyang Institute of Technology, Nanyang 473004, China)

In the background of the local colleges' transformation, the syncretization of industry and teaching in the physical chemistry course education is explored in this paper. On the basis of investigating production enterprises in local region, physical chemistry experimental contents are redesigned of to dock with a certain production technology link relatively of the engineering field. Assisted by such teaching methods as contrasting, contacting the on-site technical，discussing and video playing. So the students had a great interest for class, and puts forward their own doubts and production technology around the experiment content. Not only the experimental content of the project gets improved and the syncretization of industry and teaching is realized in the teaching of physical chemistry experiment.

physical chemistry experiments; the syncretization of industry and teaching; teaching method

G642.0

：A

：1008-021X(2017)16-0181-02

2017-05-06

南阳理工学院2016年实践教学专项教改项目(项目编号：201609)

陈海玲(1974—)，女，河南新野人，博士，副教授，主要研究方向为油田化学，金属腐蚀与防护。