新工科背景下地方性高校化工类基础实验教学改革的思考

周权 李长江 张娜 潘乐

【摘 要】在全国深化工程教育，积极推进新工科建设的背景下，本文从工业工程意识的五个方面就地方性高校化工类基础实验教学的改革进行了一些思考，提出了一些实验改进的措施，为进一步进行实验课程体系的建设打下了基础。

【关键词】新工科；工业工程意识；基础实验；教学改革

中图分类号： F425 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）16-0140-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.16.064

【Abstract】Under the background of deepening engineering education across the country and actively promoting the construction of new engineering disciplines， From the five aspects of the industrial engineering consciousness， we carried out some reflections on the reform of the basic experimental teaching of chemical engineering in local colleges and universities， and put forward some experimental improvement measures， which laid the foundation for the further construction of the experimental course system.

【Key words】New engineering； Iindustrial engineering consciousness； Basic experiment； Teaching reform

高等教育发展水平是一个国家发展水平和发展潜力的重要标志。习近平总书记指出，“我们对高等教育的需要比以往任何时候都更加迫切，对科学知识和卓越人才的渴求比以往任何时候都更加强烈”。 而高等工程教育在我国高等教育中又占有重要的地位。2016年6月，我国正式成为《华盛顿协议》的会员，意味着我国的本科教育在发展的道路上又前进了一大步，为深化工程教育改革提供了良好契机。2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，先后形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”，并发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》、《关于推进新工科研究与实践项目的通知》，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验，助力高等教育强国建设。

地方应用型大学起点低，资源有限，因此如何能更好的融入到新工科建設的是值得探讨的重要问题，虽然地方应用型大学有一些不足之处，但也有自身的优势，由于地方应用型大学与地方资源结合十分紧密，充分利用地方资源，对接地方经济社会发展需要和企业技术创新要求，深化产教融合、校企合作、协同育人，推动传统工科专业改造升级。化学化工是以实验为基础的学科，实验教学理念是化学教育重要组成部分，是培养科学思维的有效形式，也是铸就高素质人才的重要环节。化学化工类专业的无机实验、分析实验、有机实验、物化实验等均是基础性实验，但基础并不意味着一成不变，基础更应与时俱进，要针对专业和行业的发展适时作出相应的调整，不同于专业实验但又要更好的服务于专业实验。本文就新工科建设背景下，如何运用工业工程（IE）意识对基础化学的实验内容进行改革、优化组合，更好地培养学生的工程能力进行了思考。

第一、用成本和效率意识设计实验

IE的核心是成本和效率，力求节约，寻求以成本更低、效率更高的方式来完成生产中所遇见的问题。对于基础化学实验改革来说，可以体现在两个方面：第一，对于一些现象非常明显的实验，在试剂的使用量上可以进行一些控制，比如硝酸银的沉淀反应，银镜反应等；第二，对于一些具有关联性的实验，可以进行组合，形成一个系列性的实验。比如有机化学实验中香豆素的制备，原料是邻羟基芳香甲醛类化合物，而有机化学合成实验中还有一个瑞穆尔-提曼反应，恰恰就是进行邻羟基芳香甲醛类化合物的制备，这样就可以将两个实验串联起来，先进行瑞穆尔-提曼反应的学习，然后再利用所得的产物来进行香豆素类化合物的合成。既完成了两类反应的学习，同时还充分利用两类反应的关联性，降低了实验的成本的同时，也解决了一个实验产品的处理问题。

第二、用问题与改革意识引导学习

通常基础化学实验多为验证性实验，学生只需按照课本操作得到相应的结果就可以，但是时代在发展，技术在进步，改革无止境，解决化学工程问题的方法和手段没有最好只有更好，IE要求要主动思考不断创新，才不会被淘汰。比如工业生产中常用的液液萃取，在基础实验中是在分液漏斗里进行实验的，为了提高萃取效率常采取多级萃取，萃提液最后经过浓缩溶剂得到被萃取物。实验过程中可以引导学生去发现每次萃取过程中都会有溶剂的挥发，既损耗了溶剂又增加了大气污染，操作还繁琐。从而提出尽量减少溶剂挥发的问题，通过分析发现溶剂挥发常发生在分液到浓缩的环节，因此思考减少溶剂与空气的接触便有可能解决上述问题，即分出的萃提液在体系中直接浓缩，浓缩得到的干净萃取剂也直接回到萃取体系，于是得到了连续液液萃取的构想，并进行装置的设计。

第三、用工作简化和标准化意识规范操作

往往工作简化给人的感觉是标准化程度会有所降低。但IE在追求高效的同时也十分强调优质，要保证优质就必须制定标准，有了标准就要按照标准来进行操作，不断改进技术，不断更新标准，从而推动生产向更高水平发展。所以工作简化和标准化是相辅相成而不是鱼和熊掌的关系。比如分析化学实验中的称量，传统使用的是天平或光电天平，操作繁琐，现在基本都改用电子分析天平，但我们在进行教学的时候，每种天平还是要进行相应的介绍，特别是他们标准的使用方法。使学生对科学技术的变革有直观的体会，同时对不同技术提出的标准要求有更深刻的认识。

第四、用全局和整体意识进行教学改革

四大基础化学的教学内容具有相对的独立性，但实验教学内容却有一定的相通性，无机化学和有机化学实验，除了一些性质方面的验证性实验外，在化合物的制备方法，结构检测，性能测试方面都会借助到一些分析化学和物理化学的原理和方法，同时化合物的性质又为新的制备和测试方法的开发研究提供基础。所以必须从全局和整体的需要出发，打破实验课程之间的壁垒，协同创新，才能更好的构建新工科背景下地方性高校化学化工类基础实验教学的新体系。

第五、以人为中心的意识进行教学活动

以人为本，是科学发展观的核心，也是IE发展的要求。科技和生产力的发展离不开人才，高校又是培养人才的地方，与化工相关的实验，由于其或多或少存在安全性问题，可能会使得部分同学产生畏惧的思想。因此首先在硬件方面，要根据工程教育的标准做好实验环境的建设和必要的防护措施；其次实验前要向学生介绍清楚实验药品的性质及操作的规范，降低由于不了解性质和操作而发生事故的概率，减少盲目的恐惧。再次，要充分调动学生的学习兴趣，鼓励他们对实验教学的改革提出自己的想法，开放实验，培养他们的专业热情。

工程改变世界，行动创造未来，地方性高校化学化工类基础实验教学的改革工作必须紧紧围绕经济社会的发展需求、产业和技术发展状况，坚持用IE意识来指导新的实验课程体系的制定，努力推进化工类专业的新工科建设，积极为地方经济的发展提供技术与人才的支持。

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