摘要：本文綜合化學工程專業(yè)人才培養(yǎng)的特點和實踐體會，通過分層次設計實驗，開放實驗室管理、合作性學習和實施多層次的實驗考核等方式，研究和探討了化工專業(yè)實驗教學在創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的影響，對提高化工專業(yè)實驗教學有積極的效果。

關鍵詞：化工；專業(yè)實驗；創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）37-0228-03

進入21世紀，我國的高等教育經(jīng)歷了空前的高速發(fā)展，根據(jù)中國教育在線的統(tǒng)計，2012年全國高考招生錄取率達到了75%，2013年這一比例已超過80%，我國已成為進入高等教育普及化階段的國家[1]。教育部頒布的普通高等學校本科專業(yè)目錄和專業(yè)介紹設立的化學工程與工藝專業(yè)，已成為通用的過程工程專業(yè)[2]?；I(yè)實驗教學除了要為化學工程專業(yè)學生鞏固所學的理論知識外，更重要的是培養(yǎng)他們探索科學的興趣和科技創(chuàng)新精神，逐步掌握獲取知識的方法，促使知識向能力轉(zhuǎn)化。研究和探討化工專業(yè)實驗教學與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，對提高我國化工專業(yè)的辦學水平，培養(yǎng)具有工程素質(zhì)的化工人才，滿足適應國際市場經(jīng)濟的需求具有重要意義。

一、結(jié)合專業(yè)特色，明確培養(yǎng)目標

科學技術的迅猛發(fā)展使多學科交叉融合的趨勢日益增強，化學工程與工藝專業(yè)本身也從宏觀層次發(fā)展到介觀、亞微觀、微觀（分子）及大宏觀等多層次學科[2]?；I(yè)的本科培養(yǎng)目標是：掌握化工生產(chǎn)技術的基本原理、專業(yè)技能與研究方法；具有從事化工生產(chǎn)的控制與管理、化工產(chǎn)品和過程的研究與開發(fā)、化工裝置的設計與放大的初步能力，達到具有創(chuàng)新精神和較強動手實踐能力[3]?；I(yè)在應用上的工程特性決定了專業(yè)實驗教學不能單純局限在小型實驗裝置的層次，要樹立從工程的角度分析問題，解決問題的觀念。因此，在實驗教學中應結(jié)合專業(yè)特點引入計算機仿真實驗，作為輔助實驗教學、輔助自學，促進學生思維發(fā)展，提高教與學效率的手段；另外，通過引入遠程專業(yè)實驗與其相關的理論課的課堂互動，幫助學生了解工業(yè)生產(chǎn)裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、物料輸送方式和自控實現(xiàn)形式等與小型實驗裝置存在的差異，從工程共性的角度了解“傳遞”與反應的特性。

二、強化基本技能訓練，分層次組織實驗教學

化工專業(yè)實驗是一門獨立設課的基礎課程，它的主要任務是培養(yǎng)學生基本實驗方法和技能，使他們在未來的實際工作中具有較強的適應能力。而基礎教學實驗室正是培養(yǎng)學生實踐能力和開創(chuàng)能力的重要場所。近十年來，高校規(guī)模擴張過快，實驗資源被相對稀釋了，現(xiàn)有的實驗條件不能完全滿足人才培養(yǎng)需求，很多學生雖然掌握了一定的書本知識，但在動手能力方面遠不能滿足實際的要求，因而降低了人才培養(yǎng)的質(zhì)量。我們認為，精選實驗內(nèi)容，加強基本實驗技能訓練，分層次組織教學，是幫助學生掌握化工專業(yè)實驗的思想、方法和技巧，逐層加深能力培養(yǎng)，實施因材施教的有效途徑。分層次教學即將教學內(nèi)容分成基礎性的必做實驗、提高性的選做實驗和綜合性的設計實驗三個階段組織教學[4]。例如，以膜作為介質(zhì)分離雙組分或多組分物系的膜分離技術是一種新型化工分離方法，它具有占地少，操作簡單，易實現(xiàn)自動化，無二次污染和節(jié)能等優(yōu)點，被認為是21世紀最有前景的高新技術之一。膜分離實驗也在化工專業(yè)實驗教學中被廣泛開設的一個單元操作實驗。膜分離實驗設置的內(nèi)容主要是通過改變實驗操作參數(shù)來了解膜結(jié)構(gòu)和影響膜分離效果的因素。內(nèi)容相對單一，沒有充分發(fā)揮膜分離這一先進技術對學生綜合能力的培養(yǎng)。針對這一問題，我們結(jié)合學科特色，在實驗中增加了膜制備與膜組裝等內(nèi)容，從單純的分離操作延伸到材料制備和器件加工。修改后的膜分離實驗保留了原有項目中了解膜結(jié)構(gòu)及其分離特性的實驗內(nèi)容，又滿足了部分學生對進一步深入探索膜分離技術的要求，激發(fā)了他們的求知欲望和創(chuàng)新精神。

三、開放實驗項目，實行預約和自主實驗的教學模式

實驗教學，實行預約和自主實驗的模式既能利用實驗室的空間和資源，又能充分調(diào)動和激發(fā)學生學習的主動性和積極性，是實驗教學改革的具體體現(xiàn)。實驗室開放的基本模式包括：①預約開放。實驗前，學生首先向主管實驗的指導教師申請，提出實驗項目及其所需要的設備和試劑，通過實驗室網(wǎng)站實驗菜單提前預習對應實驗項目的內(nèi)容與安全操作規(guī)程，網(wǎng)上通過實驗考核后，進入實驗室實施預約申請的實驗。②定時開放。③全天開放。學生根據(jù)自己的知識點和興趣愛好，結(jié)合本專業(yè)教師承擔的科研課題，鼓勵學生自主選擇研究課題，課外在開放實驗室中完成課題的方案設計和實驗內(nèi)容；也可根據(jù)實驗室的特點，自擬設計性、綜合性實驗項目，吸收部分優(yōu)秀學生進入實驗室參加科技創(chuàng)新實驗，不受實驗時間及實驗內(nèi)容的限制。另外，開放的關鍵是實驗與科研相結(jié)合，鼓勵承擔國家和企業(yè)項目的教授和教師的參與和指導，學生通過參與前沿科研項目的研究經(jīng)歷，拓展了科研視野，保證了實驗的新穎性和先進性[5]。

四、注重實驗的合作性學習，培養(yǎng)團隊合作能力

在日益激烈的社會競爭中，團隊合作成為當今社會經(jīng)濟關系中的一種必然趨勢。大學階段通過合作性學習，加強“團隊合作”教育，能夠全方面培養(yǎng)在校大學生的“團隊合作”的意識和能力。合作性學習是以教學目的為導向，以異質(zhì)小組為基本形式，以團體成績?yōu)楠剟畹囊环N教學活動和策略[6]。高等院校應該從培養(yǎng)目標、課程設置、教學方式、評價體系等方面構(gòu)建培養(yǎng)大學生團隊學習的實驗教學平臺，對培養(yǎng)適應現(xiàn)代社會經(jīng)濟發(fā)展的高素質(zhì)和創(chuàng)新性的綜合型人才具有極其重要的意義。團隊合作實驗的教學目的是將協(xié)作與獨立有機地結(jié)合起來，在無教材預先規(guī)定實驗步驟約束條件下培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和自我管理能力[7]。超臨界流體萃取植物油是近年來化工專業(yè)實驗中開設的一個新型分離實驗項目。由于超臨界萃取設備在化工實驗中屬于貴重設備，設備體積膨大，操作條件較苛刻，設備配備數(shù)量有限。為了適應團隊實驗教學的需要，我們將超臨界萃取實驗分成3個模塊，模塊1為樣品預處理，負責樣品的粉碎，水分控制；模塊2為萃取工藝模塊，負責工藝參數(shù)對萃取收率的影響；模塊3為樣品檢測模塊，負責萃取殘渣脂肪含量的測定，植物油脂肪酸含量和色度的測定。由多名學生組成團隊，分工負責不同功能模塊的實驗，最終再組合成整體實驗，協(xié)同完成超臨界萃取實驗的要求。從團隊教學的初步實施效果來看，制定的實驗計劃比過去的一個人做，其余人看的效果要好。在合作性學習的過程中，既培養(yǎng)了學習的能力，又有助于青年大學生良好人格的養(yǎng)成。在合作中分享探索成就，在合作中體驗協(xié)作快樂，在合作中完成學習任務。

五、多元化的實驗考核與評價

實驗的考核和評價是衡量學生學習效果和教學質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，要充分體現(xiàn)考核評價的公正性、客觀性和科學性。實驗前，考查學生通過文獻調(diào)研和預習實驗指導書后對實驗任務與內(nèi)容的了解，制訂詳細的實驗方案與步驟可行性，保證學生及時有效地掌握實驗中各個階段的實驗現(xiàn)象、實驗成因和實驗完成情況，使學生明確完成實驗的具體目標與要求。學生自己思考實驗項目，教師對實驗質(zhì)量和安全把關。為鼓勵學生參與自主式實驗教學，解決學生成績評定的后顧之憂，實驗考核時，應注重實驗過程，增加實驗動手能力和問題解惑能力的評分權(quán)重。另外，為鼓勵學生開展多層次、高水平的創(chuàng)新實踐活動，應增加在實驗中對創(chuàng)新性內(nèi)容的考核，提高學生發(fā)現(xiàn)問題的能力、獨立思考能力和創(chuàng)新思維能力[8]。

“百年大計，教育為本；振興中華，重在振興教育?！备叩冉逃隣顩r關系到“中國夢”的實現(xiàn)，面對知識經(jīng)濟時代的到來及全球化影響，高等教育要實現(xiàn)向培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的高素質(zhì)人才教育的轉(zhuǎn)變?；I(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是一個系統(tǒng)工程，必須強調(diào)工程教育的先進性來應對社會需求?；I(yè)實驗要緊緊圍繞這一目標不斷更新教學內(nèi)容和教學手段，加強工程能力訓練，培養(yǎng)學生的專業(yè)興趣，為社會培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才。

參考文獻：

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http：//gaokao.eol.cn/ge_di_gao_kao_2931/20130820/t20130820_

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作者簡介：蔣崇文（1968-），湖南婁底人，博士，中南大學化學化工學院副教授。