精餾實(shí)驗(yàn)報(bào)告范文
時(shí)間:2023-03-15 15:10:00
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篇1
課程名稱: 化工原理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)名稱: 精餾實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)日期
北 京 化 工 大 學(xué)
實(shí)驗(yàn)五 精餾實(shí)驗(yàn)
摘要:本實(shí)驗(yàn)通過測(cè)定穩(wěn)定工作狀態(tài)下塔頂、塔釜及任意兩塊塔板的液相折光度,得到該處液相濃度,根據(jù)數(shù)據(jù)繪出x-y圖并用圖解法求出理論塔板數(shù),從而得到全回流時(shí)的全塔效率及單板效率。通過實(shí)驗(yàn),了解精餾塔工作原理。 關(guān)鍵詞:精餾,圖解法,理論板數(shù),全塔效率,單板效率。
一、目的及任務(wù)
①熟悉精餾的工藝流程,掌握精餾實(shí)驗(yàn)的操作方法。
②了解板式塔的結(jié)構(gòu),觀察塔板上汽-液接觸狀況。
③測(cè)定全回流時(shí)的全塔效率及單塔效率。
④測(cè)定部分回流時(shí)的全塔效率。
⑤測(cè)定全塔的濃度(或溫度)分布。
⑥測(cè)定塔釜再沸器的沸騰給熱系數(shù)。
二、基本原理
在板式精餾塔中,由塔釜產(chǎn)生的蒸汽沿塔逐板上升與來自塔頂逐板下降的回流液,在塔板上實(shí)現(xiàn)多次接觸,進(jìn)行傳熱與傳質(zhì),使混合液達(dá)到一定程度的分離。 回流是精餾操作得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。塔頂?shù)幕亓髁颗c采出量之比,稱為回流比?;亓鞅仁蔷s操作的重要參數(shù)之一,其大小影響著精餾操作的分離效果和能耗。 回流比存在兩種極限情況:最小回流比和全回流。若塔在最小回流比下操作,要完成分離任務(wù),則需要無窮多塔板的精餾塔。當(dāng)然,這不符合工業(yè)實(shí)際,所以最小回流比只是一個(gè)操作限度。若操作處于全回流時(shí),既無任何產(chǎn)品采出,也無原料加入,塔頂?shù)睦淠喝糠祷厮?,這在生產(chǎn)中午實(shí)際意義。但是由于此時(shí)所需理論板數(shù)最少,又易于達(dá)到穩(wěn)定,故常在工業(yè)裝置的開停車、排除故障及科學(xué)研究時(shí)采用。
實(shí)際回流比常取最小回流比的1.2~2.0倍。在精餾操作中,若回流系統(tǒng)出現(xiàn)故障,操作情況會(huì)急劇惡化,分離效果也將變壞。
板效率是體現(xiàn)塔板性能及操作狀況的主要參數(shù),有以下兩種定義方法。
(1) 總板效率E
E=N/Ne
式中E——總板效率;N——理論板數(shù)(不包括塔釜);
Ne——實(shí)際板數(shù)。
(2)單板效率Eml
Eml=(xn-1-xn)/(xn-1-xn*)
式中 Eml——以液相濃度表示的單板效率;
xn ,xn-1——第n塊板和第n-1塊板的液相濃度;
xn*——與第n塊板氣相濃度相平衡的液相濃度。
總板效率與單板效率的數(shù)值通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。單板效率是評(píng)價(jià)塔板性能優(yōu)劣的重要數(shù)據(jù)。物系性質(zhì)、板型及操作負(fù)荷是影響單板效率的重要因數(shù)。當(dāng)物系與板型確定后,可通過改變氣液負(fù)荷達(dá)到最高板效率;對(duì)于不同的板型,可以保持相同的物系及操作條件下,測(cè)定其單板效率,以評(píng)價(jià)其性能的優(yōu)劣??偘逍史从橙魉宓钠骄蛛x效果,常用于板式塔設(shè)計(jì)中。
若改變塔釜再沸器中加熱器的電壓,塔內(nèi)上升蒸汽量將會(huì)改變,同時(shí),塔釜再沸器電加熱器表面的溫度將發(fā)生變化,其沸騰給熱系數(shù)也將發(fā)生變化,從而可以得到沸騰給熱系數(shù)與加熱量的關(guān)系。由牛頓冷卻定律,可知
Q=αAtm
式中 Q——加熱量,kw;
α——沸騰給熱系數(shù),kw/(m2*K);
A——傳熱面積,m2;
tm——加熱器表面與主體溫度之差,℃。
若加熱器的壁面溫度為ts ,塔釜內(nèi)液體的主體溫度為tw ,則上式可改寫為
Q=aA(ts-tw)
由于塔釜再沸器為直接電加熱,則加熱量Q為
Q=U2/R
式中 U——電加熱的加熱電壓,V; R——電加熱器的電阻,Ω。
三、裝置和流程
本實(shí)驗(yàn)的流程如圖1所示,主要有精餾塔、回流分配裝置及測(cè)控系
統(tǒng)組成。
1.精餾塔
精餾塔為篩板塔,全塔共八塊塔板,塔身的結(jié)構(gòu)尺寸為:塔徑∮(57×3.5)mm,塔板間距80mm;溢流管截面積78.5mm2,溢流堰高12mm,底隙高度6mm;每塊塔板開有43個(gè)直徑為1.5mm的小孔,正三角形排列,孔間距為6mm。為了便于觀察踏板上的汽-液接觸情況,塔身設(shè)有一節(jié)玻璃視盅,在第1-6塊塔板上均有液相取樣口。
蒸餾釜尺寸為∮108mm×4mm×400mm.塔釜裝有液位計(jì)、電加熱器(1.5kw)、控溫電熱器(200w)、溫度計(jì)接口、測(cè)壓口和取樣口,分別用于觀測(cè)釜內(nèi)液面高度,加熱料液,控制電加熱裝置,測(cè)量塔釜溫度,測(cè)量塔頂與塔釜的壓差和塔釜液取樣。由于本實(shí)驗(yàn)所取試樣為塔釜液相物料,故塔釜內(nèi)可視為一塊理論板。塔頂冷凝器為一蛇管式換熱器,換熱面積為0.06m2,管外走冷卻液。
圖1 精餾裝置和流程示意圖
1.塔頂冷凝器 2.塔身3.視盅4.塔釜 5.控溫棒 6.支座
7.加熱棒 8.塔釜液冷卻器 9.轉(zhuǎn)子流量計(jì) 10.回流分配器
11.原料液罐 12.原料泵 13.緩沖罐 14.加料口 15.液位計(jì)
2.回流分配裝置
回流分配裝置由回流分配器與控制器組成。控制器由控制儀表和電磁線圈構(gòu)成?;亓鞣峙淦饔刹Aе瞥?,它由一個(gè)入口管、兩個(gè)出口管及引流棒組成。兩個(gè)出口管分別用于回流和采出。引流棒為一根∮4mm的玻璃棒,內(nèi)部裝有鐵芯,塔頂冷凝器中的冷凝液順著引流棒流下,在控制器的控制下實(shí)現(xiàn)塔頂冷凝器的回流或采出操作。即當(dāng)控制器電路接通后,電磁圈將引流棒吸起,操作處于采出狀態(tài);當(dāng)控制器電路斷開時(shí),電磁線圈不工作,引流棒自然下垂,操作處于回流狀態(tài)。此回流分配器可通過控制器實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制,也可通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
3.測(cè)控系統(tǒng)
在本實(shí)驗(yàn)中,利用人工智能儀表分別測(cè)定塔頂溫度、塔釜溫度、塔身伴熱溫度、塔釜加熱溫度、全塔壓降、加熱電壓、進(jìn)料溫度及回流比等參數(shù),該系統(tǒng)的引入,不僅使實(shí)驗(yàn)跟更為簡(jiǎn)便、快捷,又可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)在線數(shù)據(jù)采集與控制。
4.物料濃度分析
本實(shí)驗(yàn)所用的體系為乙醇-正丙醇,由于這兩種物質(zhì)的折射率存在差異,且其混合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與折射率有良好的線性關(guān)系,故可通過阿貝折光儀分析料液的折射率,從而得到濃度。這種測(cè)定方法的特點(diǎn)是方便快捷、操作簡(jiǎn)單,但精度稍低;若要實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量,可利用氣相色譜進(jìn)行濃度分析。
混合料液的折射率與質(zhì)量分?jǐn)?shù)(以乙醇計(jì))的關(guān)系如下。
?=58.9149—42.5532nD
式中 ?——料液的質(zhì)量分?jǐn)?shù);
nD——料液的折射率(以上數(shù)據(jù)為由實(shí)驗(yàn)測(cè)得)。
四、操作要點(diǎn)
①對(duì)照流程圖,先熟悉精餾過程中的流程,并搞清儀表上的按鈕與各儀表相對(duì)應(yīng)的設(shè)備與測(cè)控點(diǎn)。
篇2
大家好!今天我就《城市聲環(huán)境功能區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位確認(rèn)技術(shù)報(bào)告》編制工作,向各位領(lǐng)導(dǎo)做一下匯報(bào),同時(shí)把編制中的做法和一些心得、經(jīng)驗(yàn)與兄弟單位進(jìn)行交流,不妥之處,請(qǐng)給予指導(dǎo)。
河北省生態(tài)環(huán)境廳辦公室2012年2月下發(fā)了《關(guān)于做好2020年聲環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位優(yōu)化調(diào)整工作的通知》,要求各縣市2020年9月30日前做好全省聲環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位優(yōu)化調(diào)整工作。我分局領(lǐng)導(dǎo)非常重視,第一時(shí)間把通知發(fā)放到業(yè)務(wù)科室監(jiān)測(cè)站,讓其盡快按技術(shù)導(dǎo)則、規(guī)范要求,對(duì)大城縣功能區(qū)噪聲、區(qū)域環(huán)境噪聲及交通噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行點(diǎn)位篩選、確認(rèn)。
一、項(xiàng)目咨詢、資料收集準(zhǔn)備階段
因該項(xiàng)工作專業(yè)技術(shù)性強(qiáng)、工作量大,而且沒有經(jīng)費(fèi)、沒有經(jīng)驗(yàn)可循,找不著頭緒,只好采取多學(xué)多問的方式,一點(diǎn)點(diǎn)摸索推進(jìn)。通過網(wǎng)上搜查相關(guān)信息,現(xiàn)場(chǎng)請(qǐng)教市監(jiān)控中心項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)和電話咨詢省監(jiān)測(cè)處噪聲方面的技術(shù)專家,查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)資料,城建局、規(guī)劃局、大氣辦收集《xxx城鄉(xiāng)總體規(guī)劃》、《xxx中心城區(qū)聲環(huán)境功能區(qū)劃分技術(shù)報(bào)告》等相關(guān)資料,為點(diǎn)位確認(rèn)做著前期準(zhǔn)備工作。
二、技術(shù)報(bào)告編制階段
通過多方請(qǐng)教、咨詢,我們有了大致的工作思路,并對(duì)聲環(huán)境質(zhì)量點(diǎn)位布設(shè)和監(jiān)測(cè)方面的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行了仔細(xì)研讀,對(duì)于監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置原則、設(shè)置要求、點(diǎn)位布設(shè)方法有了清晰的認(rèn)識(shí)。7月份開始了《xxx城市聲環(huán)境功能區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位確認(rèn)技術(shù)報(bào)告》編制工作,根據(jù)《城市區(qū)域環(huán)境噪聲適用區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》、《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》要求確定城市區(qū)域聲環(huán)境噪聲點(diǎn)位103個(gè),按照要求編碼進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測(cè),同時(shí)記錄點(diǎn)位的經(jīng)緯度、參照物、功能區(qū)代碼、噪聲監(jiān)測(cè)值等,此項(xiàng)工作已經(jīng)完成。
最困難的也是技術(shù)性最高的部分,應(yīng)該是功能區(qū)噪聲點(diǎn)位確認(rèn)工作,因?yàn)樵擖c(diǎn)位一旦確認(rèn)五年內(nèi)不能調(diào)整。首先要把大城縣規(guī)劃圖、功能區(qū)規(guī)劃圖和衛(wèi)星圖三圖合一,為此我們請(qǐng)教了很多技術(shù)專家,延誤了很多時(shí)間。最終三類功能區(qū)每類劃分成100個(gè)網(wǎng)格,確認(rèn)100個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位,然后從這100多個(gè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中計(jì)算出平均值,按照絕對(duì)差值在±1.0dB(A)之內(nèi),相對(duì)偏差盡可能小于5%的原則,粗選出幾個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位,根據(jù)選點(diǎn)原則,綜合考慮測(cè)點(diǎn)的環(huán)境特征、地理位置、空間分布、點(diǎn)位代表性和監(jiān)測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)條件等因素,對(duì)備選點(diǎn)位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查,再經(jīng)過和物業(yè)、業(yè)主等溝通協(xié)商,確定符合原則要求的功能區(qū)噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)。所以,功能區(qū)噪聲普查點(diǎn)位我們就布設(shè)了300個(gè)。
三、噪聲監(jiān)測(cè)、點(diǎn)位優(yōu)化分析階段
因?yàn)楣δ軈^(qū)點(diǎn)位較多,任務(wù)緊,我們采取和三方監(jiān)測(cè)公司一起合作監(jiān)測(cè)的方式,全力推進(jìn)普查點(diǎn)位監(jiān)測(cè)工作,盡快完成點(diǎn)位優(yōu)化分析,爭(zhēng)取9月15日前完成專家驗(yàn)收。
篇3
色譜實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革與實(shí)施根據(jù)色譜分析
精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,實(shí)行“模塊式”教學(xué)不僅注重色譜分析基本技能訓(xùn)練、色譜分析基本理論的應(yīng)用,更注重運(yùn)用色譜技術(shù)解決實(shí)際問題。為此,編寫色譜分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱時(shí),從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的和任務(wù)、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與要求等方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與安排。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合型、開放型實(shí)驗(yàn)3個(gè)模塊?;A(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)僅開設(shè)“混合物定性定量分析”(5學(xué)時(shí))和“色譜分離條件的選擇”(5學(xué)時(shí))。此模塊注重培養(yǎng)學(xué)生色譜實(shí)驗(yàn)基本技能,在講授方法上由原來的學(xué)生“看實(shí)驗(yàn)”改為學(xué)生親自動(dòng)手操作,包括色譜儀的開機(jī)、關(guān)機(jī)、色譜工作站的使用、色譜條件選擇、進(jìn)樣等等,讓學(xué)生親自動(dòng)手操作儀器,力求促進(jìn)學(xué)生積極學(xué)習(xí),提高學(xué)生的動(dòng)手和思考問題能力。綜合型實(shí)驗(yàn)為“乙苯脫氫制備苯乙烯及產(chǎn)率色譜分析”(7學(xué)時(shí)),將化工原理中的分離單元操作與色譜定性定量分析相結(jié)合,將實(shí)際產(chǎn)品的精餾與產(chǎn)率純度分析相結(jié)合。此模塊注重色譜分析的實(shí)際應(yīng)用,并充分利用化工原理實(shí)驗(yàn)的設(shè)備設(shè)施,充分發(fā)揮各種教學(xué)資源的作用。開放型實(shí)驗(yàn)開設(shè)“乙酸乙酯合成、精餾及純度分析”(7學(xué)時(shí)),讓學(xué)生從物質(zhì)合成與分離、純度分析等方面運(yùn)用已學(xué)習(xí)的多種知識(shí)進(jìn)行自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程,設(shè)計(jì)方案包括確定合成實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)儀器選配及安裝、精餾裝置設(shè)計(jì)、色譜分離條件選擇、數(shù)據(jù)處理方法等,老師對(duì)設(shè)計(jì)方案檢查后學(xué)生自行完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)。此模塊注重將色譜分析與有機(jī)合成、物質(zhì)分離等知識(shí)相互聯(lián)系,使學(xué)生全面鞏固和掌握各種專業(yè)知識(shí),達(dá)到融會(huì)貫通,為創(chuàng)新能力的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。注重教法改革,進(jìn)行“階梯式”教學(xué)法綜合型、開放型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行“階梯式”教學(xué)法。第一階段是實(shí)驗(yàn)引導(dǎo),即根據(jù)實(shí)驗(yàn)的題目和要求,指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)資料、合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式、方法提出要求等,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入綜合型、開放型實(shí)驗(yàn)狀態(tài);第二階段是實(shí)驗(yàn)操作和過程體驗(yàn)階段。學(xué)生通過1個(gè)綜合型實(shí)驗(yàn)和1個(gè)開放型實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)過程,運(yùn)用已學(xué)過的色譜分析及相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能,以小組形式在實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)操作,對(duì)自行確定的實(shí)驗(yàn)方案的合理性和創(chuàng)新性進(jìn)行驗(yàn)證,并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析得出綜合性的結(jié)論,對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象和疑惑進(jìn)行交流討論;第三階段是實(shí)驗(yàn)歸納總結(jié)階段,學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告和科技小論文,對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行總結(jié),對(duì)實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象進(jìn)行合理解釋,得出正確結(jié)論。通過這種“階梯式”實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生積極思考、樂于實(shí)踐,提高自主學(xué)習(xí)效果,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力發(fā)展,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的效果
篇4
【關(guān)鍵詞】化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程改革實(shí)踐高等院校
【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2014)05-0248-02
1.前言
同基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)不同,化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)源于化工生產(chǎn)中的工程技術(shù)問題。在進(jìn)行化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中,一般使用的都是小型的化工設(shè)備,在對(duì)操作和控制方面的要求都比較高,并且實(shí)驗(yàn)中涉及的變量也很多,數(shù)據(jù)處理相對(duì)復(fù)雜。另外,化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)一般都需要幾個(gè)人互相配合才能完成,能夠充分的鍛煉學(xué)生之間互相協(xié)作的精神。
當(dāng)前,正處于實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的關(guān)鍵時(shí)期,為了能夠達(dá)到更好的教學(xué)效果,調(diào)整化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)方法勢(shì)在必行。因此,結(jié)合近幾年的教學(xué)實(shí)踐,筆者做了一些探索。
2.化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程改革的探索
2.1 制定新的教學(xué)目標(biāo)
制定教學(xué)目標(biāo)能夠幫助教師明確實(shí)驗(yàn)改革的思路和方向。在制定教學(xué)目標(biāo)時(shí),要先確定實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué),要讓學(xué)生學(xué)到什么知識(shí),掌握哪些方法,具備什么樣的能力,對(duì)他們將來有什么幫助等等都要首先進(jìn)行確定。結(jié)合市場(chǎng)對(duì)人才的要求,可以參照以下教學(xué)目標(biāo):
1.訓(xùn)練化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基本技能,學(xué)習(xí)測(cè)量技術(shù)和工程實(shí)驗(yàn)的基本方法,培養(yǎng)化工科學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究能力。
2.將工程實(shí)驗(yàn)研究同基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究區(qū)別開來,掌握工程實(shí)驗(yàn)研究所需要的研究方法,能夠具備進(jìn)行技術(shù)交流的能力。
3.能夠靈活運(yùn)用化工理論課程中的基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種問題,具備通過化工實(shí)驗(yàn)獲取新知識(shí)、新信息的能力。
4.適當(dāng)增加設(shè)計(jì)型、研究型以及綜合型的實(shí)驗(yàn),強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手能力,提高他們分析和處理復(fù)雜問題的能力,培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)精神。
5.要跟得上科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,不斷學(xué)習(xí)和掌握新興的化工技術(shù)和實(shí)驗(yàn)技術(shù),擴(kuò)大學(xué)生的視野,啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維。
2.2 整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
為了滿足教學(xué)大綱的要求,符合新的教學(xué)計(jì)劃,需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合,達(dá)到少而精的目的。首先,可以將一些簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)放在理論教學(xué)中做演示實(shí)驗(yàn),例如管道流體阻力對(duì)比實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)等等。相應(yīng)的增加一些設(shè)計(jì)型、研究型以及綜合型的實(shí)驗(yàn),例如精餾塔的操作及性能實(shí)驗(yàn)、換熱器傳熱性能影響因素的探索實(shí)驗(yàn)等等。其次,要添置一些新的化工實(shí)驗(yàn)裝置,引進(jìn)能夠代表化工新技術(shù)的實(shí)驗(yàn),例如離子交換實(shí)驗(yàn)、膜分離實(shí)驗(yàn)等等。再次,要適當(dāng)減少課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)的個(gè)數(shù),從而滿足教學(xué)計(jì)劃的要求。最后,還要利用開放實(shí)驗(yàn)室以及仿真實(shí)驗(yàn)室的模式增加學(xué)生資助設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,學(xué)生可以在課余時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有選擇性的完成,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)和勇于探索的能力。
2.3 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法
在傳統(tǒng)的教學(xué)方法中,一般是老師先講實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理等內(nèi)容,然后一邊講實(shí)驗(yàn)步驟一邊示范,指出應(yīng)當(dāng)注意的地方,最后學(xué)生按部就班的進(jìn)行實(shí)驗(yàn),教師進(jìn)行觀察指導(dǎo)。這樣的教學(xué)過程只能讓學(xué)生掌握一些簡(jiǎn)單的操作方法和技能,了解實(shí)驗(yàn)裝置的性能,整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程幾乎都是模仿的過程,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生興趣,啟迪學(xué)生創(chuàng)新思維毫無用處。因此需要對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)。
首先,要對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)程序進(jìn)行改進(jìn)。在實(shí)驗(yàn)前一周要給學(xué)生提出幾個(gè)思考題目,讓學(xué)生帶著問題去預(yù)習(xí),或者可以通過仿真實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。在上課時(shí),老師先進(jìn)行提問,檢測(cè)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況,利用啟發(fā)式的互動(dòng)教學(xué)方式,對(duì)學(xué)生忽視的問題進(jìn)行講解,再提示注意事項(xiàng),最后讓學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
其次,教師還要善于利用計(jì)算機(jī)創(chuàng)建虛擬的化工實(shí)驗(yàn)環(huán)境,構(gòu)造有效的仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),讓每位學(xué)生都有獨(dú)立模擬操作的機(jī)會(huì),這樣不僅能夠拓展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,節(jié)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間,還能夠提高工作效率。另外這種方式還能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,并且讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的全過程有一定的體驗(yàn)。
再次,教師還要積極建立開放式的實(shí)驗(yàn)室,提前制定開放性實(shí)驗(yàn)的課題,定期開放實(shí)驗(yàn)室,鼓勵(lì)學(xué)生以獨(dú)立或者合作的方式完成他們?cè)O(shè)計(jì)或者自己選擇的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生還可以通過校園網(wǎng)、交流群、貼吧等方式和教師進(jìn)行交流溝通。這樣不僅給了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì),還豐富了學(xué)生的課余生活,對(duì)提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)有非常明顯的效果。
最后,對(duì)于有興趣參加化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的學(xué)生,教師應(yīng)該主動(dòng)吸收過來。這些學(xué)生可以和教師一起探討化工實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的方式方法,并且通過學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的親身體會(huì),加上良好的師生互動(dòng),能夠大力促進(jìn)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)改革的進(jìn)展。
2.4 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)的評(píng)定方式
考核是檢驗(yàn)教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)效果的最直接的手段?;せA(chǔ)實(shí)驗(yàn)的考核內(nèi)容和考核方法是學(xué)生學(xué)習(xí)過程的一個(gè)導(dǎo)向。為了能夠正確的引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí),避免注重分?jǐn)?shù),輕視能力的傾向,可以采用分項(xiàng)考核計(jì)分的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核,最后綜合評(píng)定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)??己隧?xiàng)目可以分為實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三個(gè)項(xiàng)目,其中實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)占分?jǐn)?shù)的30%,實(shí)驗(yàn)操作占40%,實(shí)驗(yàn)報(bào)告占30%。在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的考核中,可以考察學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理等內(nèi)容的理解,考察學(xué)生能否簡(jiǎn)單敘述實(shí)驗(yàn)步驟等等。在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的過程中,教師觀察學(xué)生的操作是否規(guī)范,儀器儀表的使用方法是否正確,數(shù)據(jù)記錄是否合格,是否擁有端正的實(shí)驗(yàn)態(tài)度,是否對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)行進(jìn)行了仔細(xì)觀察等等。在評(píng)閱學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí),要檢測(cè)學(xué)生的原始數(shù)據(jù)是否完全,是否能夠用表格和關(guān)聯(lián)式表示出實(shí)驗(yàn)結(jié)果,字跡是否工整等等。這樣全面的考核,才能給學(xué)生正確的學(xué)習(xí)導(dǎo)向,真正檢測(cè)出教師的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
3.結(jié)束語(yǔ)
化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和提高起著越來越重要的作用,根據(jù)社會(huì)對(duì)人才的需要,現(xiàn)在各高校的化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)都在紛紛實(shí)施教學(xué)改革,努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維,提高學(xué)生的分析和應(yīng)用能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革不是一項(xiàng)孤立、封閉的工作,它涉及到專業(yè)教學(xué)計(jì)劃的修訂,同時(shí)對(duì)教師的素質(zhì)和能力提出了更高的要求,是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。實(shí)驗(yàn)條件和經(jīng)費(fèi)的投入是完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要條件之一。隨著實(shí)驗(yàn)改革的進(jìn)一步加大,人力物力投入的不斷提高,化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)分層實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的實(shí)施將會(huì)取得更好的成效。
參考文獻(xiàn):
[1]吳偉偉,程瑩.MIT 的化學(xué)工程教育:歷史現(xiàn)狀與啟示[J].化工高等教育,2006,91(5):76-80
篇5
[關(guān)鍵詞]應(yīng)用技術(shù);有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革
在教育部的推動(dòng)下,由35所地方本科院校發(fā)起的應(yīng)用技術(shù)大學(xué)(學(xué)院)聯(lián)盟于2013年6月在天津成立。重慶科技學(xué)院作為應(yīng)用技術(shù)大學(xué)(學(xué)院)聯(lián)盟的副理事長(zhǎng)單位,將按照建立現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)教育體系、推動(dòng)高等教育分類管理、服務(wù)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求,探索中國(guó)特色應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的辦學(xué)體制,推動(dòng)中國(guó)高等教育的分類辦學(xué)和特色發(fā)展,促進(jìn)學(xué)校更好地服務(wù)重慶區(qū)域乃至全國(guó)的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程作為我?;は嚓P(guān)專業(yè)必修的實(shí)踐課程之一,為適應(yīng)應(yīng)用技術(shù)型高校的發(fā)展和建設(shè),其改革的迫切性更加明顯。我?;瘜W(xué)化工學(xué)院根據(jù)不同專業(yè)的要求,對(duì)原有的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行了穩(wěn)步改革和實(shí)踐,對(duì)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容、方法和目標(biāo)作了相應(yīng)調(diào)整,初步構(gòu)建形成了新的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,取得了良好的教學(xué)效果[1,2]。同時(shí),由于某些條件限制,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的改革與實(shí)踐中也遇到很多問題,需要進(jìn)一步研究解決。
1存在的主要問題
1.1對(duì)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)不夠
目前的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),通常的教學(xué)方法和順序是由教師先行講授實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、操作步驟及注意事項(xiàng)等,在講解過程中配合演示相關(guān)儀器和反應(yīng)裝置的安裝和使用方法,然后由學(xué)生按照既定步驟模仿實(shí)驗(yàn),自行操作并重復(fù)實(shí)驗(yàn)過程。學(xué)生必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),使用規(guī)定的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備,按照教師講授的實(shí)驗(yàn)方法和步驟,完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后再按照一定的格式完成并上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在這樣的教學(xué)過程中,學(xué)生一般很少思考解釋實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象,更不會(huì)主動(dòng)分析遇到遇到的問題。這種“照方抓藥”的教學(xué)方式容易造成學(xué)生思維定勢(shì),抑制學(xué)生學(xué)習(xí)的創(chuàng)造性和積極性,不利于學(xué)生將學(xué)到的理論課程知識(shí)運(yùn)用到相關(guān)實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用。學(xué)生往往把做實(shí)驗(yàn)當(dāng)作完成任務(wù),其獨(dú)立思考和操作的能力難以通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)得以提高和發(fā)展。
1.2對(duì)學(xué)生環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)和教育不足
有機(jī)試劑和藥品大多易揮發(fā)、有毒性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中通常會(huì)產(chǎn)生廢氣、廢渣、廢液等污染物。針對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的這一特殊性,必須在實(shí)驗(yàn)的全過程中采取適當(dāng)?shù)闹卫砼c防護(hù)措施,盡量減少對(duì)周邊環(huán)境的污染,避免損害師生的身體健康。目前的教學(xué)模式下,雖然教師在教學(xué)過程中一般會(huì)強(qiáng)調(diào)注意某些有毒有害物質(zhì),但是對(duì)于如何處理這些物質(zhì)、如何通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)降低可能的污染等方面卻涉及較少,對(duì)學(xué)生環(huán)保意識(shí)的教育不足。部分學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)過程不按照標(biāo)準(zhǔn)的操作規(guī)范進(jìn)行,導(dǎo)致產(chǎn)生不必要的副反應(yīng)和污染物。有些學(xué)生做完實(shí)驗(yàn)后趁老師不注意將實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品或者廢液廢渣等隨意丟棄到普通垃圾桶,甚至排放到水槽流入下水道,造成一定的環(huán)境污染。
1.3開設(shè)實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)科研實(shí)際的聯(lián)系不夠
學(xué)校建設(shè)初期對(duì)實(shí)驗(yàn)室的投入不夠,導(dǎo)致開設(shè)的實(shí)驗(yàn)通常是相對(duì)簡(jiǎn)單和易于實(shí)施的。實(shí)驗(yàn)的工藝往往在實(shí)際生產(chǎn)或者科學(xué)研究中運(yùn)用較少或過于陳舊。比如有機(jī)化合物熔點(diǎn)測(cè)定還依舊沿用的毛細(xì)管測(cè)定法,雖然儀器簡(jiǎn)單、成本低廉,但是該方法不夠準(zhǔn)確,操作也非常麻煩。目前的實(shí)際生產(chǎn)或者科學(xué)研究中一般都已采用熔點(diǎn)儀進(jìn)行測(cè)定。隨著實(shí)驗(yàn)室建設(shè)投入的不斷增加,實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)大為改善?;趹?yīng)用技術(shù)大學(xué)的辦學(xué)思路,需要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和生產(chǎn)實(shí)際的聯(lián)系。
1.4實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核不夠合理
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的成績(jī)基本上是由平時(shí)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)兩部分組成,考核辦法過于簡(jiǎn)單、粗糙。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)過程同樣非常重要,但這一過程我們無法有效監(jiān)督和評(píng)價(jià),導(dǎo)致部分學(xué)生臨時(shí)抱佛腳,甚至壓根就沒有預(yù)習(xí)。平時(shí)成績(jī)主要是考勤和實(shí)驗(yàn)記錄的查驗(yàn),由于同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的學(xué)生較多,無法真正對(duì)每個(gè)學(xué)生的操作進(jìn)行評(píng)判。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫往往也是大量照抄課本或者講義,沒有實(shí)事求是的記錄真實(shí)的實(shí)驗(yàn)過程,討論實(shí)驗(yàn)中遇到的問題和解決方法??己朔绞讲荒艹浞侄鴾?zhǔn)確地反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和操作水平,考核的成績(jī)與從實(shí)驗(yàn)過程中獲得的知識(shí)與能力往往不太一致,成績(jī)?cè)u(píng)定存在不合理性。
2改革的主要措施和思路
2.1強(qiáng)化學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)過程
為了改變“照方抓藥”的教學(xué)方式,提升學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的能力,我們從預(yù)習(xí)監(jiān)督、過程引導(dǎo)和課后補(bǔ)充等方面進(jìn)行了改革和實(shí)踐。學(xué)院已引進(jìn)實(shí)踐課程預(yù)習(xí)監(jiān)督系統(tǒng),要求學(xué)生在每次實(shí)驗(yàn)課開始前完成相關(guān)的預(yù)習(xí)工作,合格之后才能開始實(shí)驗(yàn)。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,學(xué)生可瀏覽觀看相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的視頻和教程,自主學(xué)習(xí)之后完成測(cè)試并提交預(yù)習(xí)報(bào)告。目前該系統(tǒng)正在調(diào)試中,根據(jù)實(shí)驗(yàn)涉及到的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)和可能出現(xiàn)的問題編排了相應(yīng)單元的各種程序,試用取得了較好效果。預(yù)習(xí)監(jiān)督系統(tǒng)的使用加深了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程預(yù)習(xí)重要性的認(rèn)知,保證了預(yù)習(xí)的質(zhì)量和效率,強(qiáng)化了學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的意識(shí)。在實(shí)驗(yàn)課堂上,教師除了講解相關(guān)的知識(shí)和演示操作外,還重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生自我發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題。每堂實(shí)驗(yàn)課程至少由兩名教師進(jìn)行指導(dǎo),加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的監(jiān)督,教師實(shí)時(shí)地與學(xué)生進(jìn)行交流和互動(dòng)。當(dāng)某一學(xué)生的實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)問題后,與其他同學(xué)及時(shí)討論和分析,引導(dǎo)學(xué)生自己解決問題。當(dāng)某一學(xué)生高收率地得到性狀良好的有機(jī)產(chǎn)品時(shí)也及時(shí)與其他同學(xué)分享成功的喜悅。這種過程引導(dǎo)的方法提高了學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的積極性,同時(shí)還可刺激學(xué)生相互競(jìng)爭(zhēng),使其更加認(rèn)真地投入到實(shí)驗(yàn)之中。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后,為學(xué)生提供了課后補(bǔ)充實(shí)驗(yàn),學(xué)生可以通過自己查閱文獻(xiàn),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,再以學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目的方式獲得一定的經(jīng)費(fèi)支持并開展實(shí)驗(yàn)研究和操作訓(xùn)練。這一形式有效彌補(bǔ)了課堂實(shí)驗(yàn)時(shí)間不足、鍛煉不夠的問題。
2.2推行綠色有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)理念
結(jié)合綠色化學(xué)的基本原則[3],我們強(qiáng)調(diào)從源頭上減少或消除有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)可能造成的環(huán)境污染,注重在實(shí)驗(yàn)過程中強(qiáng)化對(duì)學(xué)生環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng),并對(duì)無法避免而產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)進(jìn)行專業(yè)處理。首先,在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇上盡量注重環(huán)保,降低整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程可能出現(xiàn)的污染,盡量減少?gòu)U棄物的產(chǎn)生。根據(jù)教學(xué)大綱的要求,對(duì)有些必做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的方案進(jìn)行合理改進(jìn),由教師以身作則地踐行綠色環(huán)保的理念。以乙酸乙酯的合成為例,傳統(tǒng)方法采用濃硫酸作催化劑,學(xué)生使用時(shí)比較危險(xiǎn),而且反應(yīng)完后即被作為廢液處理。我們改用固體酸催化的方法,以硫酸氫鹽作催化劑,實(shí)現(xiàn)了催化劑的循環(huán)使用。教師在課程中反復(fù)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)安全和環(huán)保意識(shí),及時(shí)糾正學(xué)生錯(cuò)誤的行為,堅(jiān)決制止學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)“三廢”的不當(dāng)處置。在對(duì)廢棄物的收集和標(biāo)記上單獨(dú)給學(xué)生進(jìn)行了培訓(xùn)。針對(duì)可以回收利用的較大量試劑,向?qū)W生講解回收方法并要求進(jìn)行集中回收。比如在做有機(jī)物萃取實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的乙醚萃取廢液,通過蒸餾和精餾的方法可以對(duì)乙醚進(jìn)行回收再利用。另外,實(shí)驗(yàn)室專門設(shè)置了實(shí)驗(yàn)廢棄物的回收地點(diǎn)和容器,由專業(yè)機(jī)構(gòu)對(duì)收集到的廢棄物進(jìn)行處理。
2.3增設(shè)有機(jī)化學(xué)品生產(chǎn)和科研實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
除了教學(xué)大綱要求的必做基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)外,結(jié)合精細(xì)化學(xué)品的生產(chǎn)實(shí)際以及學(xué)院教師的科研課題,我們盡可能地增設(shè)了一些與實(shí)際生產(chǎn)聯(lián)系緊密或與科研課題自成一體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。比如學(xué)院建設(shè)完成了生產(chǎn)能力為1.5萬(wàn)噸/年的丙烯酸甲酯生產(chǎn)裝置,本裝置用丙烯酸和甲醇為原料經(jīng)過離子交換樹脂的催化作用連續(xù)轉(zhuǎn)化生成丙烯酸甲酯,反應(yīng)生成液經(jīng)閃蒸、脫重、萃取、精制等步驟處理得到合格產(chǎn)品丙烯酸甲酯。學(xué)生可以利用開放實(shí)驗(yàn)或化工設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)到裝置現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行學(xué)習(xí)和操作,在中控臺(tái)進(jìn)行各個(gè)工段和單元過程的虛擬仿真生產(chǎn),其過程和真實(shí)的工廠生產(chǎn)基本一致。另外,結(jié)合我院研究特色,我們還開設(shè)有機(jī)催化反應(yīng)、油田有機(jī)化學(xué)品合成和有機(jī)藥物制備等科研型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,面向高年級(jí)學(xué)生開放,讓部分學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目,提前熟悉企業(yè)或科研院所的工作氛圍。這些增設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有力地提升了參與學(xué)生的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能和技巧,為學(xué)生畢業(yè)工作和考研升學(xué)提供了有效保障。
2.4優(yōu)化實(shí)驗(yàn)成績(jī)的考核方式為
了適應(yīng)應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)建設(shè)的需要,有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的考核需轉(zhuǎn)變?yōu)榭己藢W(xué)生實(shí)際操作技能為主。如前所述,預(yù)習(xí)監(jiān)督系統(tǒng)的使用保證了預(yù)習(xí)的質(zhì)量和效率,同時(shí)也為預(yù)習(xí)成績(jī)的準(zhǔn)確量化提供了數(shù)據(jù)支撐。在平時(shí)成績(jī)的考核上,我們改變了以往主要以產(chǎn)品收率衡量實(shí)驗(yàn)成敗的方式,更注重對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)態(tài)度和解決問題能力的評(píng)判。我們制定了詳細(xì)的評(píng)分參考標(biāo)準(zhǔn),在對(duì)每一個(gè)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和監(jiān)督的同時(shí)打分,保證了平時(shí)成績(jī)的客觀性和實(shí)時(shí)性。另外,在整個(gè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后增加了筆試考核,對(duì)學(xué)生的基本理論知識(shí)、設(shè)計(jì)方案能力進(jìn)行考核計(jì)分,弱化了實(shí)驗(yàn)報(bào)告的分值權(quán)重。通過實(shí)踐證明,這樣的考核方式更有利于保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,端正學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度,有效提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作水平。
3結(jié)語(yǔ)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革是一個(gè)長(zhǎng)期和不斷完善的過程。采用上述改革措施和思路,我們?cè)谟袡C(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)踐中取得了不錯(cuò)的效果,優(yōu)化了課程體系。實(shí)際上,在其它方面如師資隊(duì)伍的建設(shè)、規(guī)章制度的健全、安全保障措施的完善等方面我們也做了積極探索,但由于制度和經(jīng)費(fèi)的限制,還存在許多問題亟待解決。我們將不斷更新教育理念,繼續(xù)穩(wěn)步推行有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革,探索更加適用于建設(shè)應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和管理運(yùn)行機(jī)制。
參考文獻(xiàn)
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篇6
在當(dāng)前高等工程教育中,越來越多的人們意識(shí)到,學(xué)生除了要具有扎實(shí)的專業(yè)技術(shù)知識(shí),還必須擁有良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、系統(tǒng)分析及實(shí)際動(dòng)手能力,以便適應(yīng)現(xiàn)代化工程團(tuán)隊(duì)、新產(chǎn)品及新系統(tǒng)的開發(fā)需求?!痘瘜W(xué)工程基礎(chǔ)》課程理論性強(qiáng),又較抽象,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中興趣不足,普遍感覺知識(shí)難以理解和掌握,缺乏系統(tǒng)的分析思路。目前,化學(xué)工程基礎(chǔ)教學(xué)主要存在以下問題[3,6]:(1)授課主要以講授理論知識(shí)為主,學(xué)生接觸實(shí)踐環(huán)節(jié)少,缺少對(duì)學(xué)生工程能力的訓(xùn)練;(2)授課方法單一,是一種完全以教師為中心的傳授接受式教學(xué)模式,難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)度學(xué)習(xí)積極性;(3)教學(xué)中驗(yàn)證性內(nèi)容偏多,設(shè)計(jì)性、綜合性和探索創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容偏少,影響學(xué)生探討問題的積極性和創(chuàng)新能力的提高;(4)知識(shí)點(diǎn)之間缺乏有效的銜接和延伸,不利于學(xué)生理解單元操作過程原理深層次的內(nèi)涵,更不利于掌握和應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí);(5)“工程”概念模糊?;どa(chǎn)的過程是復(fù)雜的,需要具體問題具體分析,而問題通常很難在理論學(xué)習(xí)中找到答案,缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生對(duì)此就會(huì)有理論與實(shí)際相脫節(jié)的錯(cuò)覺,不容易形成“工程”概念。學(xué)生工程能力的培養(yǎng)不僅在于對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的了解、積累經(jīng)驗(yàn),更需要掌握工程科學(xué)研究方法和工程經(jīng)驗(yàn)的意義,以此提高綜合運(yùn)用知識(shí)和技能解決生產(chǎn)問題的能力?,F(xiàn)有的化學(xué)工程基礎(chǔ)教學(xué)體系存在著各種不足和弊端,與當(dāng)前社會(huì)對(duì)化工專業(yè)人才的要求尚存在一定的差距。將CDIO理念與其教學(xué)體系相結(jié)合,彌補(bǔ)不足之處,是解決各種弊端的有效辦法。
2《化學(xué)工程基礎(chǔ)》課程中CDIO教學(xué)模式的實(shí)踐與體會(huì)
2.1轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念
在CDIO理念中,培養(yǎng)學(xué)生工程概念是一個(gè)關(guān)鍵的步驟。首先要給學(xué)生一個(gè)大工程概念,使學(xué)生從感性上認(rèn)識(shí)到這門課程在整個(gè)化學(xué)工業(yè)中是解決什么問題的。教師應(yīng)參與更多的工程項(xiàng)目,在提升自身產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的興趣和專業(yè)能力。由于化工過程影響因素多,制約因素多以及經(jīng)驗(yàn)公式與經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)多,在教授的時(shí)候,需要理論聯(lián)系實(shí)際,逐步深入,突出工程設(shè)計(jì)的意識(shí)和思維過程,即強(qiáng)化設(shè)計(jì)型問題。這既突出了各單元操作學(xué)習(xí)的目的性、真正弄清各單元操作工程理論的來龍去脈、培養(yǎng)了學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力,同時(shí)又鍛煉了學(xué)生分析解決工程操作型問題的能力。另外,通過化工基礎(chǔ)的單元操作過程仿真模擬軟件,以加強(qiáng)書本知識(shí)與工程實(shí)際之間的聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生的工程觀點(diǎn)。
2.2問題式驅(qū)動(dòng)教學(xué),理論聯(lián)系實(shí)際,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力
與一些理論性較強(qiáng)的基礎(chǔ)課如高等數(shù)學(xué)、物理學(xué)及物理化學(xué)等不同,《化學(xué)工程基礎(chǔ)》具有很強(qiáng)的實(shí)踐性,在石油、冶金、輕工、制藥等工業(yè)中都有廣泛應(yīng)用。聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)例描述化工原理對(duì)化工研究、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程的指導(dǎo)作用,使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到這門課程的重要性,激發(fā)起他們強(qiáng)烈的求知欲和學(xué)習(xí)興趣[7]。讓學(xué)生感到學(xué)以致用,學(xué)好它受益匪淺,從而明確學(xué)習(xí)目的,勇于克服學(xué)習(xí)中遇到的困難,取得良好的學(xué)習(xí)效果。在教學(xué)方法上,教師要明確所授課程在本專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)中的地位和作用,以及學(xué)生學(xué)習(xí)本課程應(yīng)該掌握的基本知識(shí)和能力?!痘瘜W(xué)工程基礎(chǔ)》這門課的綜合性強(qiáng),涉及到多門學(xué)科,概念多,物理量多,公式多,方法多,而且計(jì)算繁雜,尤其是對(duì)課程中半理論、半經(jīng)驗(yàn)公式和準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式感到頭疼,學(xué)習(xí)起來不得要領(lǐng),很多初學(xué)者普遍覺得比較難學(xué)[8]。在教學(xué)中針對(duì)這些可能出現(xiàn)的問題,要鼓勵(lì)學(xué)生提前做好預(yù)習(xí),對(duì)將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容有個(gè)大致了解,帶著問題學(xué)習(xí)。筆者采用每章節(jié)講授前布置一個(gè)與實(shí)際關(guān)聯(lián)的問題,章節(jié)結(jié)束后讓同學(xué)們做出自己的設(shè)計(jì)思路,這一方法大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。例如,在講授流體的流動(dòng)與輸送前,要求同學(xué)們分組設(shè)計(jì)一個(gè)水利設(shè)施,利用流體力學(xué)的原理,不輸入其他的外能將河水輸送到3米高的岸堤上;在講傳熱過程時(shí),要求同學(xué)們章節(jié)結(jié)果后分組設(shè)計(jì)一個(gè)水泥高溫回轉(zhuǎn)窯保溫層的方案。另外教師在授課過程中也要有所偏重,突出重點(diǎn),下一次上課之前帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)上次課的主要內(nèi)容進(jìn)行回顧和討論,使學(xué)生對(duì)每一章節(jié)的內(nèi)容串聯(lián)起來,掌握本章節(jié)的知識(shí)鏈。這樣不僅提高了教學(xué)效果,還間接培養(yǎng)了學(xué)生概括總結(jié)和自學(xué)能力。在課后復(fù)習(xí)過程中,教師也要鼓勵(lì)學(xué)生自己把公式推導(dǎo)一遍,在推導(dǎo)的過程中不知不覺加深了對(duì)知識(shí)的理解,養(yǎng)成思考和分析問題的習(xí)慣。
2.3以項(xiàng)目為中心的實(shí)踐教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
為了提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)分析、解決實(shí)際問題的能力,我們?cè)诮虒W(xué)中采用以項(xiàng)目為導(dǎo)向的教學(xué)。項(xiàng)目教學(xué)是師生通過共同實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目工作而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng),它將學(xué)習(xí)者融入有意義的任務(wù)完成過程中,讓學(xué)生有目標(biāo)地自主學(xué)習(xí);同時(shí)要求學(xué)生通過自己的實(shí)踐進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)和技能訓(xùn)練。教師根據(jù)學(xué)生的狀況、教學(xué)目的和內(nèi)容,結(jié)合知識(shí)點(diǎn),制定具有實(shí)用性的項(xiàng)目。按照化工開發(fā)的過程,首先提出項(xiàng)目任務(wù)設(shè)想,與學(xué)生一起討論項(xiàng)目的目標(biāo)和任務(wù)。然后確定項(xiàng)目完成的功能,使學(xué)生帶著明確的目的汲取知識(shí),減少學(xué)習(xí)的盲目性。隨著教學(xué)內(nèi)容的展開,教師依據(jù)綜合項(xiàng)目安排大部分子項(xiàng)目?jī)?nèi)容的講授。最后指導(dǎo)學(xué)生以小組的形式進(jìn)行項(xiàng)目擴(kuò)展和鏈接,生成一個(gè)綜合項(xiàng)目。例如,在講傳熱過程和傳熱設(shè)備時(shí),我們與同學(xué)們一起確立了一個(gè)開發(fā)項(xiàng)目:高溫回轉(zhuǎn)窯由于窯內(nèi)溫度往往較高(1400℃以上),且處于運(yùn)動(dòng)過程中,如何測(cè)量窯內(nèi)氣氛溫度并不是一件容易的事。要求通過本章節(jié)的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)溫裝置,通過測(cè)量高溫回轉(zhuǎn)窯的表面溫度,從而探測(cè)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)表面氣氛溫度。經(jīng)過同學(xué)們的努力,學(xué)生們運(yùn)用本章節(jié)知識(shí),成功設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)溫裝置,并給出了該測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理和爐內(nèi)氣氛溫度的計(jì)算公式。學(xué)生們正在將該成果申報(bào)學(xué)校的課外科技創(chuàng)新活動(dòng)成果獎(jiǎng),并且已形成實(shí)用新型專利申報(bào)書準(zhǔn)備申報(bào)專利。通過項(xiàng)目為中心的實(shí)踐教學(xué)方法,不僅使學(xué)生認(rèn)識(shí)到了知識(shí)是創(chuàng)新的基礎(chǔ),也加深了對(duì)講授內(nèi)容的理解和掌握,大大提升了同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣和成就感。
2.4以實(shí)用為導(dǎo)向的教學(xué),加強(qiáng)工程實(shí)踐性,培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力
教學(xué)要從實(shí)用性激發(fā)學(xué)生的興趣,培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力?!痘瘜W(xué)工程基礎(chǔ)》是高校化學(xué)化工及相關(guān)專業(yè)類學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,它是基礎(chǔ)理論課向工程專業(yè)課過度的橋梁。由于課程理論性強(qiáng),又較抽象,加之同學(xué)們沒有工程設(shè)計(jì)和工藝管理經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí),往往感覺知識(shí)難以理解和掌握,缺乏系統(tǒng)的分析思路。在教學(xué)過程中,實(shí)例可大大激發(fā)學(xué)生的興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。例如,在講授流體的流動(dòng)與輸送時(shí),組織同學(xué)們分組討論桂林遇龍河水利設(shè)施,結(jié)合本章節(jié)內(nèi)容分析該水利設(shè)施是如何利用流體輸送原理達(dá)到不輸入外能的條件下、利用河水的機(jī)械能將水輸送到2米高的岸堤上的原理。這一上世紀(jì)50年代建成的永久性水利設(shè)施大大調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。同時(shí)我們?cè)鲈O(shè)開發(fā)項(xiàng)目,組織課堂外的競(jìng)賽,按小組方式,假想自己是水利工程師,仿照桂林遇龍河水利設(shè)施提出設(shè)計(jì)方案,如何改進(jìn)才能利用河水的機(jī)械能將水輸送到4米高的岸堤上。另外,通過講授江蘇昆山某公司加熱反應(yīng)器的工藝選型和操作條件選擇的實(shí)際案例,使同學(xué)們懂得了實(shí)際工作中本課程知識(shí)的實(shí)用性。通過實(shí)用為導(dǎo)向的教學(xué),大大激發(fā)學(xué)生的興趣,也提高了解決實(shí)際問題的能力和增加了對(duì)課程知識(shí)的認(rèn)識(shí)。
2.5開放創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的教學(xué),培養(yǎng)動(dòng)手能力和實(shí)踐能力
化工實(shí)驗(yàn)是《化學(xué)工程基礎(chǔ)》課程的重要組成部分,它是理論與產(chǎn)業(yè)相結(jié)合的重要過程,學(xué)生對(duì)這門課的掌握直接關(guān)系到實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)突出對(duì)學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng),不僅僅局限于基本的實(shí)驗(yàn)課程安排,更需要注入科研以及工程應(yīng)用的意識(shí);不僅僅是動(dòng)手能力,更需要全面培養(yǎng)手腦協(xié)調(diào)、手腦并用、手腦并重的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)素質(zhì)。在CDIO執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)中,只有主動(dòng)學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)方法才能有效促進(jìn)專業(yè)目標(biāo)的達(dá)成,才能使學(xué)生思考和解決問題的能力在教學(xué)中得到體現(xiàn)。目前,我校化學(xué)化工教研室已建起了初具規(guī)模、設(shè)備較為先進(jìn)的化工實(shí)驗(yàn)室,對(duì)于學(xué)生了解離心泵、板式精餾塔、填料吸收塔、換熱器和板框過濾器等化工設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)及操作特點(diǎn)十分有益。通過對(duì)設(shè)備的操作和儀表的使用,不僅能加深學(xué)生對(duì)化工基礎(chǔ)課堂教學(xué)內(nèi)容的理解,還有利于提高學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力,而且進(jìn)一步強(qiáng)化了學(xué)生的工程觀念。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是由教師先講解實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng),然后由學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),按照固有的操作,得到預(yù)計(jì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,學(xué)生完全處于被動(dòng)角色,實(shí)驗(yàn)教學(xué)并不能達(dá)到預(yù)計(jì)的效果。在教學(xué)中,我們改變單一的教學(xué)模式,采用多層次、開放式教學(xué),統(tǒng)籌安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué),合理分配課時(shí),留給學(xué)生思考的時(shí)間。通過推行選題模式,使學(xué)生組成合作團(tuán)隊(duì)參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)中,讓學(xué)生自己思考、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程,以提高學(xué)生的開發(fā)創(chuàng)造能力。開放實(shí)驗(yàn)室給學(xué)生提供了獨(dú)立活動(dòng)的空間,學(xué)生可以針對(duì)自己薄弱的項(xiàng)目進(jìn)行強(qiáng)化練習(xí),也可以根據(jù)自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。教師對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)不進(jìn)行任何干預(yù),只有在學(xué)生遇到問題向教師提問時(shí),才給予必要的啟發(fā)和指導(dǎo),實(shí)驗(yàn)完成后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行審查和評(píng)估。