三个 “三分之一”构筑化工专业实验教学体系——以黔南民族师范学院为例

张杰，路小彬，代红镜，徐平，邢焰，邹洪涛

（1.黔南民族师范学院化学与化工学院，贵州 都匀 558000；2.贵州省普通高等学校磷石膏综合利用工程研究中心，贵州 都匀 558000）

当前实验教学改革的方向是培养学生新工科背景下的核心素养以及虚拟仿真实验教学的手段运用［1-3］。黔南民族师范学院化学化工学院作为地方师范类院校，高度重视实验教学，始终把实验教学改革作为学校教育教学改革的重点内容之一。以贵州省实验教学示范中心为平台，经过这几年的探索，构建 “系统化，三结合、三个三分之一”为主线的三维实验教学课程体系，紧紧抓住能力培养这个核心，注重学生实践能力、创新精神及创新能力培养的现代实验教学理念和实验教学新模式。

1 实验项目设置原则

实验项目是工程实践能力、创新精神及创新能力培养的中心载体，因此实验项目设置合理与否，设置的科学与否，设置的系统与否直接关系到实验教学的成效，关系到我们的人才培养目标的达成度。

1.1 实验项目设置要结合国家教育部教学质量标准

《化工类国家教育部教学质量标准》是化工类专业人才培养指导类文件，也是化工类人才培养的质量保障体系，更是化工类专业人才培养的规范类文件，各个高校化工类专业人才培养都应该遵循的最低标准。因此实验项目设置要结合 《化工类国家教育部教学质量标准》中规定的人才培养目标，培养学生综合运用物理、数学、化学的基本原理和有关专业基础知识，解决复杂的工程应用问题［4］。

1.2 实验项目设置要结合人才培养的目标

黔南民族师范学院化工专业培养目标是立足贵州，面向全国，服务于民族文化传承和创新，服务于地方经济社会和化工行业发展。培养掌握化工过程及装备的基本原理和规律，具备新产品开发、工艺过程与设备设计、系统优化、生产管理和科学研究的能力，具有创新创业意识和较强的实践能力，能在化工、能源、环保、材料以及生物等相关领域从事生产运行与技术管理、工程设计、技术开发、科学研究等工作的高素质应用型工程技术人才。结合培养目标我们设置了对应化工3D仿真实训，化工设备3D仿真拆装，精馏设计及运行，磷尾矿处理综合设计等，主要培养学生的科学素养，科学思维及工程实践能力，这些项目的设置充分的体系了化工专业人才的培养目标，结合的地方经济主导产业磷化工的人才培养目标［5］。

1.3 实验项目设置要结合人才培养的特色

人才培养既要具有普适性，每个学校也要有的人才培养的特色。走特色培养道路是专业发展的必然趋势。黔南民族师范学院化工专业人才培养要突出磷化工的专业特色，而在实验项目是突出磷化工特色人才培养的关键环节，因此化工专业实验项目设置上更应该突出磷化工这一特色。为了充分对接地方经济的社会需求，将教师的磷化工相关的最新研究成果设置为实验项目。我们设计了磷尾矿处理综合设计实验，磷石膏在聚丙烯材料的应用，聚合物基磷石膏混凝土的制备等项目，充分的体现了本专业的磷化工特色［6］。

2 实验项目设置系统性

2.1 实验教学目标与人才培养方案的目标相统一

在人才培养目标确定后，就应该有若干课程体系来细分人才培养的目标，哪些课程培养什么人才培养目标应该是一一对应的关系。而实验教学的目标是人才培养目标的重要组成部分，因此要系统的考虑每个实验项目对人才培养目标的贡献以及人才培养目标的锲合度。将实验教学目标与人才培养目标放在一起统筹考虑，最大化的实验教学的初衷。

2.2 学生发展能力与教师业务拓展相统一

实验教学的目标就是培养学生的工程实践能力，创新思维能力及解决问题能力，这与学生的今后发展是密切相关的。而教师的教学科研是教师成长，业务拓展的重要内容。在学校有限的资源的条件下，将学生能力发展与教师业务拓展相统一是当前学校发展的重要思路，也是教学和科研相互兼顾的重要举措。因此在学生能力发展培养上，要和教师的教学科研投入结合起来，形成相辅相成的统一性。

2.3 实验水平和学科发展相统一

目前学校将化学学科作为校级一流学科来建设，投入了将近800万来建设师资队伍，实训平台搭建，学院网络平台建设，教学平台建设，课程平台建设等。学科发展有了大幅度的提高。但是目前现有的实验室的实验水平还仅停留在20年前的水平，显然与目前的学科发展水平不太适应，因此，要提高目前实验水平，必然现有的加热方式，还停留在酒精灯加热，测pH值还在用pH试纸，滴管还在用胶头滴管，目前大多学校已经采用油浴水浴及更先进更安全的加热，测pH值用pH计，胶头滴管采用一次性的等等。因此，实验室实验水平要和学科发展步调一致，统筹发展。

3 三个三分之一设置实验项目

实验项目的设置核心是培养学生的工程实践能力，创新思维能力，解决问题的能力。因此要结合培养方案的培养目标来设置实验项目［7］。

3.1 第一个三分之一——基础性实验

基础性实验也就是我们常说的验证型实验。主要为知识性实验，基本操作性实验。我们这里说的三分之一是指学时和学分占总试验的三分之一。减少原有实验项目设置，整合所有专业实验项目，把有些实验项目 （原有的）动画视频放到QQ群课下或者理论课一起学习。实验项目要具有代表性及典型性，基本涵盖四大基础化学的实验内容及知识点。

3.2 第二个三分之一——综合型专业实验

现有化工原理、化工仪表等课程的实验项目，要整合现有实验项目，挖掘现有实验项目，向综合型、应用型转变。抓好化工原理实验竞赛平台。利用现有化工原理课程设计，向化工原理实验+企业项目模式转变，企业参与到化工设计，化工教学中来，抓紧时间做好金工实训平台，虚拟仿真平台。目前我校有化工原理3D虚拟仿真实训平台和化工设备3D拆装实训平台。

3.3 第三个三分之一——创新型、探究性实验

主要以大学生创新创业训练，大学生化工设计大赛，化工车、互联网+项目，教师科研项目为载体，大力加强学生的工程实践能力和工程思维，创新思维的培养。充分利用现有大精馏实验平台，开放实验室，教师科研实验室，贵州省普通高等学校工程研究中心及重大实验室。目前我校学生大学生创新创业项目120多项，其中国家级项目20多项，省级项目100多项，共发表学术论文80多篇。还有很多学生参加教师的科研项目，学生的创新思维，创新实训能力得到了大幅度的提高。

4 存在问题

4.1 经费投入有待提高

作为师范院校转型的应用型专业，化学工程与工艺专业在学生的基础教学设施，教学设备教学平台都存在严重不足，目前我校化学工程与工艺专业每届学生在50人左右，按照教育部的有关文件规定，化工原理实验设备应该4人一套，而目前化工原理实验室的设备仅仅一套，并且实验设备种类比较基础，很难满足新工科背景下的工程教学要求。另外学校领导意识不强，认为化工专业是个烧钱的专业，加上学校的办学经费本身就紧张，这些也限制了对教学设施的经费投入。因此，对实验教学设备的投入有待加强和提高。

4.2 实验室实训平台建设有待加强

目前学校有化学相关的贵州省教育厅科研平台6个，贵州省省级教学示范中心1个，相比于专业建设初期，实验室实训平台有的大幅度提高，但是实训平台的水平仅限于实验水平，与工程技术结合紧密的 “工厂式”实训及工程实训平台相对缺失，与工程教育认证的标准还相差甚远。因此学院提出了省内优势资源共享，与贵州大学化学化工学院签订协议，结成帮扶对子，加强学生的工程实训能力培养。另外学校各方面筹措资金建设了黔南民族师范学院实训大楼，这必将提升我校的实验室实训平台建设。

4.3 实验教学队伍有待优化

实验教学师资队伍是实验教学的主力军，决定着实验教学的水平和质量。因此建设一支高水平的实验教学队伍是非常重要的。目前实验教师队伍兼职实验教学队伍，他们主要是从事理论教学，实验教学仅仅是他们工作一部分。另外学校在全职实验教学队伍的编制上还没有放开，引进人员主要是理论课教师。目前主要是专职实验教学队伍缺乏，特别是工程师欠缺，要工程师参与设计实验项目。

4.4 实验教学研究课题偏少

教学研究是提高教学质量的重要手段。实验教学同样离开教学研究。目标我校的教学研究主要针对于课题教学，而实验教学研究相对较少。针对这个现象，笔者这几年申报的课题主要基于实验教学的研究，比如基于废弃化工设备的机械实训平台的构建，金工实训平台搭建等，通过这样的实验教学研究，提高学生动手能力，思维能力，最终实现工程实践能力培养。近年来学校的政策有也鼓励教师从事实验教学研究，目前在实验教学队伍中基本上形成了良好的实验教学研究的良好氛围。

5 结论

针对我校的化工专业实验项目现状，分析了实验项目设置原则，项目设置是系统工程，提出了三个三分之一构筑化工专业的实验教学体系，为提高我校的化工专业工程实践能力，创新思维能力及解决问题能力的培养指明的方向。