高校化学工程与工艺专业实验教学改革探析

张艳敏，郭国信，郭国哲，胡玉汉

(陇东学院 化学化工学院,甘肃 庆阳 745000)

1 高校化学工程与工艺专业实验教学现状

1.1 实验教学资源不足

实验教学对实验资源有很高的要求，包括实验教师、实验现场设备、工具材料等，必须根据实验内容进行冗余配置。在建设实验室时，由于时间紧迫或计划忽视使用某些仪器和设备，某些仪器设备的使用和教学不一致，会有一些不合格的设备和其他原因，造成资金的浪费。一些机构的实验设备已经使用了好几年，或者由于财政限制或设备利用率很低，它和设备更新中的社会进步是脱节的。当然，这也是高校对化工实验教学环节的重视程度不够导致的结果。一些实验设备如果长时间的使用或者实验设备在操作使用中被损坏，缺乏相应的技术人员或者实验管理人员对设备及时的进行更换或修理，那么能够在实验教学中使用的设备数量会越来越少。另外，长时间不更换的设备会老化，实验操作过程变长，测量的实验数据准确度不高，实验操作风险会变大，这将对实验教学环节产生非常不利的负面影响。一般来说，实验教学的内容确定之后就不会改变，在实验操作过程中，学生根据实验指导书中的实验步骤依次进行实验。在整个实验操作中，学生对实验内容没有经过太多的思考，就能够验证预期的实验结果，这跟示范教学是没有什么本质区别的。实验内容单一化，实验方法不新颖，不能很好的锻炼学生的实践能力，极大地抑制了学生的创新思维能力培养，使学生参与实验并积极思考实验的热情不够[1]。

1.2 重理论轻实验

大多数实验课程都把理论课程作为一种负担，过分强调理论教学，不注重实验课程，把实验课程视为可有可无的课程。实验的重点不仅是培养学生分析问题的能力，还要加深他们对理论课程的理解和掌握。 从长远来看，这种不能加深对理论课的理解和掌握的教学方法，会使大多数学生的思维方式缺乏独立性和自主性，让学生的创新思维日益影响学生的未来生活，可能无法尝试新方法和新思路，太过于形式化而不知道变通。实验教学的质量会受到实验教师专业知识储备水平的直接影响。长期以来，实验助教的劳动成果一直没有得到相关部门的重视。一些实验助教对自己将要教授的实验内容不够熟练，因此他们给学生提供不了专业的技术指导。一些助教对他们的工作知之甚少，他们认为自己的工作并不重要，导致热情低落，缺乏责任感。在这个阶段，实验结果的评价比较简单，只是根据学生实验过程中的表现和最终实验报告的结果进行评价，有些实验课程会组织学生参加笔试，这种评估无法分析和解决学生在实验中遇到的问题，忽视了对学生动手实践能力和创新能力的考察，不能锻炼学生自主发现和提出问题的能力[2]。

2 创新人才培养与实验教学的关系

实验教学是高校人才培养不可或缺的一部分。所谓创新人才是具有创新精神和创新能力的人才。实验教学是理论与实践的桥梁，是培养创新人才的重要途径。

2.1 进行实验的目的

(1) 巩固和加深对课程中某些理论和概念的理解。

(2) 掌握实验基本原理、实验技术、常用仪器的使用原则和方法；了解现代大型仪器的性能及其操作方法。

(3) 培养学生动手操作能力和处理实验结果的能力。

(4) 激发学生思考实验方法的兴趣，培养学生的创新实践意识。

(5) 培养学生勤奋学习、求实、良好的科学精神。

2.2 培养学生的创新能力

在化学工程与工艺专业的实验教学实践中，学生必需充分调动自己的思维，不仅要动手操作，还要进行感官观察，富有想象力的思维和思辨性学习不能仅限于固定的思维方式、程序和方法。独特的新想法、新的发现和新的创造，以及积累的理论和实践知识的使用，通过观察和记录实验现象，分析实验结果，得出科学结论，解决过程中遇到的问题，这个过程自然地培养了学生的创新能力[3]。

2.3 培养学生结合实验和实践的能力

高校化工专业实验课程中不仅可以让学生掌握基础知识、基本方法和基本技能。同时，它也是学生体验新理论，丰富新知识，测试新方法，掌握新技术的过程。实验教学有利于培养学生的自主创新能力、理论联系实践、科学素养等问题，增强学生的社会责任感[4]。

3 化学工程与工艺专业实验教学改革的建议

3.1 提高教师队伍的业务水平

教师是提高实验教学质量非常关键的一个影响因素，必须有极富创造性的教师才能拥有极富创造性的学生。因此，培养高素质人才的根本保证就是需要高业务水平的实验教学老师和合理的实验管理人员结构。在实验课程中，老师指导学生按照实验操作步骤完成实验操作过程。每个教学环节都需要实验教师认真准备，包括实验前的药品和仪器准备、实验结果的记录等，培养学生严谨的科学态度和工作习惯。因此，教学水平是直接影响实验教学的关键因素。加强实验教学人员队伍建设，对实验教学人员进行业务培训，制定相关优惠措施，把有较高学历和较高职称的青年教师吸引到实验室工作，丰富实验课程的人员结构层次，建立起实验教学人员和理论教学人员轮换制度，促进理论教师与实验教师之间的横向技术交流与合作。理论课教学的老师可以帮助实验教学的教师在实践中发现问题，使实验课堂教学内容更加丰富，有助于提高实验教学人员的实验教学水平；让高级技术职称的实验教学人员成为理论教学教师，可以快速提高实验教学人员的理论水平[5]。

3.2 开放实验室并及时更新设备

为了更好的培养创新人才，开放实验室是一种有效途径。首先，开放实验室不仅可以增加学生对设备的接触机会，还可以提高实验室设备的利用率。学生根据自己的专业、爱好等进行实验，可以激发学生的学习主动性和学习兴趣，并鼓励学生参与设计实验过程，学生被安排在学习的主体位置，可以积极参与实验。实验设备是实验教学的必要条件，因此，在购买实验设备时应慎重选择，既要考虑仪器设备的实用性和先进性，又要满足一般实验教学对仪器的需求。对于陈旧落后损坏的设备要及时淘汰，更换成先进的仪器设备；同时还需考虑学科的发展方向，设备的采购必须具有一定的前瞻性，这样在一定程度上能够增加仪器设备的使用寿命。一些特殊设备可以根据具体的使用要求，制造商进行联合开发生产，优化资源配置，使实验仪器设备发挥它最大的使用价值。精密的仪器设备可以为学生创造良好的实验教学环境，保证实验教学的顺利进行。

3.3 实验教学内容改革

实验教学在培养学生创新能力方面发挥着重要而不可替代的作用。通常的实验教学方法是教师准备实验仪器、药品试剂和实验书，学生按照实验书中统一的操作步骤进行操作，实验结束后学生提交报告得出结论[6]。这种教学不仅限制了学生的自主动手能力，也没有调动学生积极思考参与实验，不能有效反映实验课程的作用。另外，实验方法和设备相对落后，验证性实验的比例过大。因此，我们应该对实验教学内容进行优化改革。首先，应该要求学生思考使用何种实验方法来验证和理解基本操作，这是学生必须学会的基本技能。其次，如何整合各种实验，设计一个综合各种测试手段的新实验，让学生掌握知识，锻炼学生的动手实践操作能力。为了有效提高学生的综合素质，需要全面规划，分三段式教学：第一阶段是基本训练和技术讲座相结合，系统地介绍实验的基本知识、基本测试方法和技术，学生对实验的特点、测试原理和方法有更全面和系统的理解[7]。在第二阶段，尽可能不再使用有毒化学品和药物，在内容上我们力争一次编排一个实验内容，其中含有几种不同的实验方法或安排使用计算机控制实验。因此，第三阶段允许学生有更多机会选择一些复杂实验。在仪器和设备上，尽量使用国内先进的仪器和直观的自制仪器，使学生快速了解和掌握先进的实验技术。为了跟上学科研究的发展方向，要及时更换实验教学内容，使课程内容新颖，教学形式多样，建立相应的实验环节。验证实验能够帮助学生巩固和加强对基础理论的理解，需要保留；同时，增加综合性的课堂和设计实验，让学生自由发挥想象力。合理调整课程内容，若学生在有限的时间内很难顺利完成，这必然导致学生渴望寻求成功而进一步深入了解实验内容，增强他们对实验的兴趣；课程内容不充实或太简单都会让学生觉得没有难度收获不大，甚至觉得无聊，选择的内容要鼓励学生做自己的工作，让学生真正理解解决问题和实现成功的快乐，从而唤起他们对实验的信心和兴趣。

3.4 加强实验室管理

化工专业由于实验室的使用频率不是很高，对实验室的管理并不很重视。管理实验室的人员数量不足，有时候一个人经常同时管理多个不同类型的实验室，或者出现从其他岗位和实验室外调人员的现象，缺乏系统的实验室管理体系，造成实验资源的分配不合理，无法有效的利用现有资源。实验教学环节中的重要教学理念应该是提高学生综合能力，体现学生在实验过程中的主导地位，培养学生提出新问题和动手验证的能力，对实验教学中的教学评价体系进行改进，全面评价教学的教学能力和学习效果，及时改善教学活动中出现的问题[8]。

实验注意事项:

(1) 首先检查仪器和药物试剂，安装仪器后，必须由老师检查才能开始实验。

(2) 从教师那里拿的特殊实验器材，需在实验完成后归还。

(3) 请勿改变公共仪器和试剂瓶的原始位置，并在使用后立即将其返回原位。

(4) 独立思考实验，遇到问题尝试解决。

(5) 实验过程中得到的数据应随时记录在预习报告本上，记录的数据应详细准确、不得随意更改，尝试以表格形式记录数据。

(6) 实验完成后，应将实验数据提交给教师进行检查[9-10]。

总之，化学工程与工艺专业实验教学改革的目的是探索多样化实验教学模式，培养学生综合创新能力，鼓励学生个性的全面发展，提倡实验教学的多样化。多样化的实验教学更多的是回应不同的实验教学目标和任务，以及不同的实验课程形式，在营造活跃、积极的实验氛围基础上，设计出丰富多样的综合实验，保证具备良好的实验环境和条件，充分利用师生的科学结合和有效的教学时空，一系列灵活多样的实验教学组织形式的创新，使更多的学生实现自身新的发展。