本文作者：姚金環(huán)李延偉李凝蔣錫福作者單位：桂林理工大學

改進課堂教學方法

以往的化工原理實驗教學模式是先由實驗指導教師講解實驗目的、實驗步驟、實驗原理及注意事項，然后進行實驗過程演示。這種保姆式的教學方法，很大程度上限制了學生主觀能動性的發(fā)揮，使學生在實驗過程中始終處于被動地位。為此，化工原理實驗教學方法必須改進?；ぴ韺嶒炇菍W生接觸的第一門工程性很強的實驗課程，如何上好該課程，上課時講解哪些內(nèi)容，哪些內(nèi)容該細講，哪些內(nèi)容該粗講，這是實驗指導老師需要仔細思考的問題。由于在課前學生都經(jīng)過了充分的預習，對實驗的目的、原理都有了比較深刻的了解，因此這些內(nèi)容要粗講［2］。而對于實驗中涉及的一些設備，如離心泵、列管式換熱器、流量計等等，這些設備只是在理論課堂和預習時了解一些，而沒見過實物。所以學生進入實驗室之后，實驗指導老師先用較短的時間對實驗進行簡單的講解。然后引領學生熟悉實驗裝置，詳細了解設備的組成、流程等等。并在此期間向?qū)W生提問，一方面考察學生的預習情況，另一方面以引起學生的重視，減少學生在實驗過程中出錯。比如:離心泵特性曲線的測定實驗。介紹泵的使用時可向?qū)W生提出問題:為了防止氣縛現(xiàn)象的發(fā)生，開泵前需要做什么工作?開泵前，調(diào)節(jié)閥關閉還是打開?實驗結束后，是應該先關泵還是先關出口閥?實驗過程中，在保證沒有危險的情況下，盡可能讓學生獨立完成實驗。指導老師在實驗時，要多走動、多觀察、少動手，如果發(fā)現(xiàn)學生操作時存在問題，要啟發(fā)性的提醒學生，讓學生自己找出錯誤的原因和可能產(chǎn)生的后果。指導老師在指導過程中，給學生在實驗中的表現(xiàn)進行打分。其分數(shù)也作為最終實驗成績的一部分。實驗結束后，實驗的原始數(shù)據(jù)指導老師需要用紅筆簽名。簽字時，若發(fā)現(xiàn)學生的原始數(shù)據(jù)有涂改的地方，指導老師也要用紅色筆圈上，注明“有改動”。這樣的處理是防止學生照搬他人數(shù)據(jù)，隨意篡改數(shù)據(jù)，保證實驗的真實性。

實驗報告的撰寫

實驗報告是對實驗過程的總結。以往很多學生在撰寫實驗報時抱怨化工原理實驗報告內(nèi)容太多、太長，撰寫一份實驗報告要花費很長時間。而且，許多老師在批改實驗報告時發(fā)現(xiàn)，學生抄襲現(xiàn)象嚴重。一方面體現(xiàn)在實驗目的、實驗原理、實驗步驟等直接照搬實驗教材;另一方面由于化工原理實驗數(shù)據(jù)處理比較復雜，學生抄襲他人原始數(shù)據(jù)，進而整個數(shù)據(jù)處理過程也照抄他人。為了減少撰寫實驗報告的時間，保證試驗報告的真實性和質(zhì)量，培養(yǎng)學生獨立處理數(shù)據(jù)的能力，學生最終的實驗報告在預習報告的基礎上進行，在預習報告后面粘貼有指導老師簽字的原始數(shù)據(jù)表，學生需要做的主要任務就是利用學習過的基本原理對實驗數(shù)據(jù)進行處理并進行結果分析。數(shù)據(jù)處理時要有完整的公式、計算過程、計算結果。數(shù)據(jù)的處理及相關制表和作圖要求學生采用Excel、origin等化工常用的數(shù)據(jù)處理和繪圖軟件進行。培養(yǎng)學生掌握圖表繪制軟件，實現(xiàn)用計算機表述實驗數(shù)據(jù)［3，4］。經(jīng)過這樣改革以后，學生很清楚自己在實驗前、實驗中、實驗后每一個階段的學習重點。同時也提高了化工原理實驗教學的效率和質(zhì)量。

本文作者：戴益民李潯張躍飛作者單位：長沙理工大學

構建網(wǎng)絡教學平臺，推行化工原理實驗超文本教學

盡管“十一五”以來，教育行政管理部門不斷增加了高校實驗裝備的投資力度，高校的實驗環(huán)境和手段也得到了一定的改變。但隨著高校擴招學生規(guī)模的不斷壯大，目前高校實驗經(jīng)費仍然非常緊張，實驗設備不夠完善，特別是人機矛盾相當突出。［4］在當前的狀況下，現(xiàn)代教育技術的使用成為實驗教學中極為重要的手段。近年來，我校以清華大學教育技術研究所開發(fā)的網(wǎng)絡教學綜合平臺為模板大力開展數(shù)字化網(wǎng)絡教學，根據(jù)不同的教學模式、不同教育對象的特點，提供靈活的、開放的、適應于多層面、多對象及多網(wǎng)絡環(huán)境的交互式教學支撐平臺。在學校網(wǎng)絡教學平臺的基礎上，我們以化工原理校級精品課程建設為契機，逐步完善化工原理實驗網(wǎng)絡教學?；ぴ韺嶒炓再Y源共享為基礎，我們不拘泥于現(xiàn)有教材上的知識，將本領域內(nèi)最新科技成果與技術不斷充實到相關的實驗教學內(nèi)容中，以文本、圖形圖像、音頻、視頻、動畫、課件、網(wǎng)絡課程等形式將化工原理實驗流程圖、設備結構圖、實驗方案及操作步驟等置于網(wǎng)絡教學平臺上，學生能夠借助網(wǎng)絡平臺和多媒體課件等可以反復地操作練習，重現(xiàn)實驗內(nèi)容和實驗現(xiàn)象，學生也能夠隨時掌握最前沿的實驗技術。特別是離心泵汽蝕現(xiàn)象、板框過濾機的過濾和洗滌過程，實驗過程很難看到具體的現(xiàn)象和過程，通過化工原理實驗動畫、視頻能夠?qū)⒄麄€過程進行重現(xiàn)，起到事半功倍的效果。此外，網(wǎng)絡教學平臺增加Aspenplus、ProII等先進的化工流程模擬軟件，學生能在課余時間自學軟件使用方法，利用流程模擬系統(tǒng)解決各類化工計算問題的技巧。學生通過網(wǎng)絡教學平臺，能夠系統(tǒng)完成教師設定的學習內(nèi)容，隨時與教師和其他學習者互動，并對課程教學過程中的遺漏內(nèi)容進行補充學習。網(wǎng)絡教學平臺不僅增進了學生對實驗課程的學習興趣，激發(fā)了創(chuàng)新意識，而且也培養(yǎng)了學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，真正實現(xiàn)了化工原理實驗教學的超文本化。

完善創(chuàng)新性開放實驗條件，強化學生的主觀能動性

開放性實驗是讓學生在“三基”訓練的基礎上，鍛煉學生綜合運用知識和技術的能力，重在培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新意識，極大地調(diào)動了學生學習知識的欲望與主動探索的精神。［5］在開放實驗氛圍下，學生能自主提出自己感興趣的研究項目，自由選擇時間，查閱資料，組合資源，對問題進行專項研究。近年來，教育部大力提倡創(chuàng)新性實驗教學，資助了15000個大學生創(chuàng)新性開放實驗項目來培養(yǎng)大學生的實踐與創(chuàng)新能力。［6］我院化工原理實驗基本形成了一套完整的符合工程人才培養(yǎng)要求的實驗教學體系，提倡開展設計性、綜合性自選實驗的同時，部分條件允許的實驗可以全天候進行開放性實驗。整個實驗將科研的基本方法、技能和思維方法融入到實驗內(nèi)容和教學中，要求學生自己選題、進行實驗設計、擬定實驗方案，測定和分析實驗數(shù)據(jù)，歸納和評價實驗結果，教師只起到督導和引導的作用，學生以科技小論文的形式作為實驗報告；整個實驗從“以教師為主”的模式完全轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W生為主體、教師為主導”的模式，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，激發(fā)其思考問題和動手的積極性，培養(yǎng)其獨立實驗研究的能力。另外，學院每年組織學生參加全國大學生“三井杯”化工設計大賽等活動，調(diào)動學生的學習熱情。三年來，學生結合老師的科研項目進行大量的開放性創(chuàng)新實驗，在國家級、省級“挑戰(zhàn)杯”大學生創(chuàng)業(yè)計劃競賽、學校課外科技作品競賽等活動中獲得了大量獎項，發(fā)表相關論文近10篇。其中，大學生創(chuàng)新性實驗課題“活性炭／氧化亞銅復合材料催化降解卷煙主流煙氣中HCN的實驗研究”的相關成果不僅在國外期刊上發(fā)表，而且獲得了湖南省“挑戰(zhàn)杯”大學生課外學術科技作品競賽三等獎，取得了不俗成績。這些課外競賽活動培養(yǎng)了學生的學習興趣、研究興趣和創(chuàng)新能力。我院的化學化工實驗中心已成為湖南省首批省級實驗教學示范中心，得到了中央與地方共建實驗室專項資金的大力資助。

改革實驗教學評價方式，引入形成性評價機制

我校環(huán)境科學與工程系于2005級環(huán)境工程專業(yè)本科生第一次開設《環(huán)境工程原理》課程，采用胡洪營教授主編的《環(huán)境工程原理》，一直由本文作者擔任理論課程和實踐環(huán)節(jié)的教學工作。在多年的教學過程中，對《環(huán)境工程原理》這門新課程的教學模式，尤其是課程實驗的教學進行了較為深入的探索和思考。

1環(huán)境工程原理課程實驗教學特點

《環(huán)境工程原理》是基礎理論向工程技術過渡的課程，它抽象出了環(huán)境工程學科的基本理論和普遍規(guī)律，其特點決定了教材難以理解，再加上內(nèi)容多，公式推導繁瑣，本人在教學過程中，發(fā)現(xiàn)多半數(shù)的學生對本課程的學習興趣不高，在學習中往往體會不到該課程的樂趣，體會不到重要性，總覺得用處不大，學習中也就自然缺乏了主觀能動性［4］。由于我們課時有限(理論教學50課時，實驗教學20課時)，在理論課的教學中，我們結合本學科的側重點，對內(nèi)容進行了小范圍的適當刪節(jié)和調(diào)整，簡化理論推導過程，增強公式的理解和應用，注重公式的應用條件?！董h(huán)境工程原理》的實踐教學同樣包括課程實驗和課程設計兩大部分(課程設計探索下文再敘)，課程的特點決定了實踐教學與理論教學占同等重要的地位，因為實踐環(huán)節(jié)的訓練能使學生把環(huán)境工程原理的理論來提高工程實踐的思維方式、分析能力和創(chuàng)新能力。這樣讓學生切身感受到環(huán)境工程原理的實際應用價值，激發(fā)學習能動性。

2環(huán)境工程原理課程實驗教學體系

2.1環(huán)境工程原理課程實驗教學安排

盡管《環(huán)境工程原理》在國內(nèi)高校已開設多年，但是相關的課程實驗教材參考資料幾乎沒有。自我系開設《環(huán)境工程原理》課程以來，一直非常重視實踐環(huán)節(jié)尤其是課程實驗的安排、改革、研討與建設。因此結合《環(huán)境工程原理》課程實驗的特點和我系所在的生物與化學工程學院的學科優(yōu)勢(我院具有較強的應用化學、化工、生物技術和生物工程等7個本科專業(yè)和環(huán)境科學與工程一級學科碩士點、應用化學、微生物、發(fā)酵工程等9個二級學科碩士點)，我系《環(huán)境工程原理》安排了20個學時的課程實驗，幾乎涉及到課程大部分篇章。我們對《環(huán)境工程原理》課程實驗的安排主要考慮原則是《環(huán)境工程原理》實驗要區(qū)別于《環(huán)境工程專業(yè)實驗》，例如沉降是《環(huán)境工程原理》重要的基礎理論，也是《大氣污染控制工程》的重力沉降室、《水污染控制工程》的沉砂池(沉淀池)的重要工程理論，在水處理實驗中，我們也開設沉降實驗(包括自由沉降和絮凝沉降實驗)，因此在《環(huán)境工程原理》課程實驗教學講授的方式、深度和范圍，及如何有效和后續(xù)專業(yè)課程實驗有所區(qū)別又能巧妙的銜接對《環(huán)境工程原理》課程實驗是非常重要的。最重要的是理論闡述與工程實際相結合，激發(fā)學生學習興趣和能動性。所以我們在工業(yè)中廣泛應用的單元操作的基礎上，運用環(huán)境工程原理基礎理論，提高綜合性、設計性實驗的比例，既使學生了解每個單元操作的基本原理，有能使學生理解這個單元操作在環(huán)境工程中的應用，以更寬泛的視覺和更高的高度來看待這些操作，使學生不拘泥于工業(yè)操作的模式，使學生可以根據(jù)每個單元操作的原理獨立設計實驗，以充分調(diào)動學生的創(chuàng)新能力和綜合能力。同時，通過“深化”課程實驗內(nèi)容，學生可以借助理論知識和課程實驗來發(fā)現(xiàn)當前應用的環(huán)境工程處理單元的原理和優(yōu)缺點，提出改進的方向是個重要的課題，也為今后環(huán)境工程設計打下基礎。