地方应用型高水平大学化工原理实验教学的研究

　　【Abstract】Create a local application oriented high level university， the need to strengthen the construction of application oriented curriculum， to cultivate students' practice ability and innovation ability. The experiment of chemical engineering principle is an important basic course of chemical engineering students' engineering practice ability. Taking Huangshan University as an example， from the perspective of improving students' active learning ability， to reform the experimental teaching of chemical engineering principle in teaching design， teaching process and evaluation methods of.

　　【Key words】Application； Chemical engineering principles； Technological process； Teaching research

　　2014年7月，黄山学院被安徽省教育厅、财政厅确定为地方应用型高水平大学建设单位。围绕学校的办学定位，化学化工学院的人才培养目标是高素质应用型、技能型人才，为达成这一目标必须加强应用型课程的建设，着力培养学生的实践能力和创造能力。化工原理实验教学对于工科学生工程素养及创新能力的培养具有重要作用。[1]化工原理实验同基础化学实验课程不同，具有明显的工程特点。[2]化工原理实验课作为化工原理课程体系中的重要教学环节，基本任务是使学生深入理解并巩固化工原理课程的基本内容和理论，掌握一定的实际操作技能，锻炼解决工程实际问题的能力，并通过对实验现象和过程数据的观察、采集、处理、分析、讨论，锻炼独立思考和解决工程问题的能力。[2，3] 化工原理实验是我校化学化工学院化学工程与工艺、应用化学、制药工程和材料科学与工程专业学生工程实践能力的重要基础课程。本文为提高学生工程实践能力和创新意识，就化工原理实验的教学进行探讨。

　　1 本院化工原理实验课程概况

　　本院化工原理实验共有36学时，其中理论课3学时，实践33学时。理论课主要将化工原理实验与其他基础实验课的区别介绍清楚，介绍化工原理预习实验要求，操作要求，安全要求和实验报告要求，化工原理装置控制软件和数据处理软件的使用。

　　实践实验包括10个，其中包括流体流动阻力的测定，离心泵特性曲线的测定，水蒸汽给热系数的测定，洞道干燥实验，液-液萃取实验，填料塔吸收体积系数的测定，恒压过滤实验，板式塔（填料塔）精馏实验，流化床干燥实验，膜分离实验。每个实验均有6套设备，均为浙江中控设备有限公司生产。

　　2 培养学生主动学习的能力

　　2.1 学生分组

　　化工原理实验所用设备体积庞大，占地面积广，很难做到一人一套实验设备。[4]因此我们将学生可以分为12人一大组，每2-3人一套设备。以确保每位同学都能有动手的机会，同时还培养工程操作中的团队精神。

　　2.2 课前预习

　　学生可以通过预习分析实验原理、实验装置、设计实验步骤，真正地理解实验，做到脱离实验教材顺利做实验，以备在实验中发现异常现象，检验数据的合理性，提高实验效果，增强学生的设计能力。[5]因此课前预习非常重要。以吸收实验为例，学生应熟悉实验采用水吸收空气和二氧化碳混合气体中的二氧化碳，在进塔混合气体流量和组成均不变的情况下，通过加大水量，测定进出塔气体组成。学生应掌握吸收的原理、应熟悉随着水量的加大，吸收效果会越来越好，出塔气体组成会随着水量的加大而减小。学生还应熟悉流程图中的各个设备。对本实验要采集的原始数据，如空气的温度、吸收剂水的温度、混合气体的流量和单位、吸收剂水的流量、进塔气体组成、出塔气体组成，进行列表。水流量由0.3m3/h增加到0.4m3/h，再增加到0.5m3/h。

　　2.3 熟悉工艺流程，提问并讲解

　　工艺流程的熟悉可以有助于学生了解和掌握实验中可能遇到的安全隐患和处理方法，而且在熟悉工艺的过程中通过提问激发学生思考问题的能力。让学生从理清化工原理管路开始学习工艺流程的控制，为以后走上工作岗位，熟悉车间流程、设计车间流程打下较好的基础。以吸收实验为例，学生对吸收实验工艺流程分析完后，以提问的形式开始详细讲解，比如混合罐的作用是什么？混合气体沿着哪条管道从塔的哪里进入吸收塔，又从塔的哪里出吸收塔？气体进塔前的管道为什么设置成倒U型结构？水从哪里进入吸收塔，又从哪里出吸收塔？液封的作用是什么？液封旁边的两个阀门该怎样控制？出塔气体的阀门为什么不能全开？通过这些问题的提问和解答将整个的吸收装置的每一条管路介绍清楚。

　　2.4 动手操作和数据处理

　　为培养学生主动学习的能力，教师对实验的每一个项目只强调该实验项目存在的安全隐患和实验过程中应该注意的问题，让学生在操作中发现问题，提出问题并解决问题。以吸收实验为例，操作前教师讲解钢瓶的使用和需要注意的问题，以免发生危险，还需讲解塔底液封的安全性。在实验过程中学生按照预习过程中自己设计的实验步骤进行操作，手动调节气体流量和液体流量，学习各种阀门的调节。当学生在操作过程中遇到问题，应让学生先自己思考，试着自己解决问题。若实验中没有问题出现，可以制造些实验故障让学生解决。如把出塔?馓宸?门开大，学生在使用气相色谱测定二氧化碳含量时有可能测定不出来，让学生自己解决问题。实验过程中学生根据预习设计在一定范围内采集数据。实验结束后，学生采用数据处理软件进行数据分析，得出实验图表进行分析。特别要求学生找出实验结果数据中变化的规律。

　　3 化工原理实验考核

　　化工原理实验总成绩包括提问成绩占20%，操作成绩占40%，实验报告成绩占40%。

　　提问成绩是在讲解过程中根据每位学生的回答情况给出相应的分数。

　　操作成绩是根据每位学生在实验过程中的实际操作能力和组员相互间的合作能力。

　　实验报告要求：每个实验主要包括8项内容，一是，实验目的；二是，实验原理；三是，实验装置，要求必须手绘，不得打印粘贴；四是，实验步骤，要求必须按照实验实际操作步骤写；五是，粘贴实验表格和图；六是，计算示例；七是，实验结果分析与讨论；八是，思考题。这八项内容整体考察学生对装置实验的掌握程度、绘图能力以及数据处理能力，缺一不可。

　　4 总结

　　对于工程实践性特点明显的化工原理实验课程的教学，直接关系到学生主动学习和实践能力的培养，是学生将来从事相关工作的工程技能基础，我们应不断地优化教学方法，提高学生的学习主动性，加强对化工设备、管路流程的掌握能力，对实验数据的分析处理能力，以及化工软件的使用能力，为我国化工行业培养一批优秀专业技术人才。

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