化工原理課程是制藥工程專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,它在數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間起著承前啟后的作用,是自然科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)課向工程科學(xué)的專業(yè)課過渡的入門課程。工程科學(xué)是綜合運(yùn)用基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)科學(xué)、管理科學(xué)等自然科學(xué)和社會科學(xué)的理論研究成果,直接研究和參與解決生產(chǎn)中的實(shí)際問題,是接近生產(chǎn)實(shí)踐的科學(xué)門類。因而在化工原理課程的教學(xué)過程中如何培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐性思維和能力是教好這門課程的關(guān)鍵,化工原理實(shí)驗(yàn)是完成這一教學(xué)目的的重要組成。
化工原理實(shí)驗(yàn)課程是制藥工程專業(yè)實(shí)踐課程體系中專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺中的重要模塊,是學(xué)生在完成了化工基本單元操作理論知識學(xué)習(xí)后重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過該實(shí)驗(yàn)教學(xué),可以鞏固加深學(xué)生對課堂教學(xué)內(nèi)容的理解,強(qiáng)化學(xué)生的動手能力,提高學(xué)生認(rèn)識生產(chǎn)實(shí)踐的能力。實(shí)驗(yàn)課程一般應(yīng)包括四個重要環(huán)節(jié):實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫。高質(zhì)量地完成化工原理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)要求教師必須抓好這四個環(huán)節(jié)。作者結(jié)合自己實(shí)驗(yàn)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)和體會,就從這四個方面談?wù)勅绾沃笇?dǎo)好學(xué)生的化工原理實(shí)驗(yàn)。
1、有效預(yù)習(xí),理清實(shí)驗(yàn)過程條理
化工原理實(shí)驗(yàn)應(yīng)要求學(xué)生必須提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn),寫預(yù)習(xí)報(bào)告。學(xué)生只有經(jīng)過認(rèn)真的課前預(yù)習(xí),才能了解實(shí)驗(yàn)的目的要求,理解實(shí)驗(yàn)原理,清楚實(shí)驗(yàn)操作步驟,并且根據(jù)需要記錄的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)的記錄格式,這樣進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室才能有條不紊地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。這里特別強(qiáng)調(diào)的是要讓學(xué)生做到有效預(yù)習(xí)。很多學(xué)生在完成大多課程的預(yù)習(xí)報(bào)告時(shí)都是把實(shí)驗(yàn)講義抄一抄,看似寫了很多頁,但是根本沒有在頭腦里加工梳理,做實(shí)驗(yàn)時(shí)還是手忙腳亂,照著講義看一步做一步?;ぴ韺?shí)驗(yàn)要求學(xué)生千萬不能這樣做!因?yàn)樗皇菃为?dú)的例如試管等實(shí)驗(yàn)具有相對獨(dú)立性,有些錯了可以重復(fù)。
化工原理實(shí)驗(yàn)都是一整套工藝流程走下來,如果一個環(huán)節(jié)不熟悉,那么直接導(dǎo)致終沒有產(chǎn)品或得不到期望的數(shù)據(jù),嚴(yán)重的甚至?xí)霭踩鹿?。因此在預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)一定要嚴(yán)格要求學(xué)生認(rèn)真完成每份預(yù)習(xí)報(bào)告,預(yù)習(xí)后頭腦中必須在三個方面有清晰的認(rèn)識:(1)該實(shí)驗(yàn)涉及哪個單元操作的理論知識?這個知識板塊的重點(diǎn)、難點(diǎn)是什么?(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的工藝流程是否了解,能否口頭熟練介紹?(3)實(shí)驗(yàn)要采集哪些數(shù)據(jù)?采集的方法是什么?只有讓學(xué)生在意識層面理清實(shí)驗(yàn)過程的所有條理,才是有效的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。教師在這個過程中要對學(xué)生激發(fā)興趣、誘導(dǎo)思維并通過抽查提問來檢驗(yàn)學(xué)生預(yù)習(xí)效果。
2、規(guī)范操作,如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
學(xué)習(xí)必須要有紀(jì)律,所謂“不以規(guī)矩,不能成方圓”,在化工原理實(shí)驗(yàn)帶教過程中一定要強(qiáng)調(diào)和監(jiān)督學(xué)生規(guī)范操作。盡管實(shí)驗(yàn)課是重在培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實(shí)踐能力,但任何能力的培養(yǎng),安全永遠(yuǎn)要放在一位。規(guī)范操作是安全做好實(shí)驗(yàn)的保障。首先,在學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后要有嚴(yán)明的實(shí)驗(yàn)紀(jì)律。如進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室必須穿白大褂,不許穿拖鞋,自帶飲用水和書包等必須放在位置;實(shí)驗(yàn)過程中嚴(yán)禁大聲喧嘩、嬉戲打鬧;一些有毒試劑或有危害氣體產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)生必須按要求操作;實(shí)驗(yàn)中要節(jié)約藥品、水、電;要保持實(shí)驗(yàn)臺面的清潔、整齊等。這些紀(jì)律必須要求學(xué)生嚴(yán)格遵守,使實(shí)驗(yàn)課的進(jìn)行有一個良好的開端。其次,帶教老師要向?qū)W生詳細(xì)地介紹實(shí)驗(yàn)的工藝流程,特別是一些儀表和管道閥門的開度調(diào)節(jié)及開關(guān)順序,讓學(xué)生在預(yù)習(xí)報(bào)告認(rèn)識的基礎(chǔ)上有一個現(xiàn)場直觀的認(rèn)識。帶教老師在講解過程中要適當(dāng)留空白時(shí)間,讓學(xué)生根據(jù)自己的理解在預(yù)習(xí)報(bào)告上進(jìn)行適當(dāng)標(biāo)識,形成他們自己清晰的條理。這一點(diǎn)是教師教學(xué)中要注意的地方,工藝流程、注意事項(xiàng)不是講了學(xué)生就能立即消化,必須經(jīng)過他們意識層面的自我加工才能記牢。后,學(xué)生操作時(shí)老師一定要跟進(jìn)指導(dǎo),確保其操作的規(guī)范性。
規(guī)范的操作是實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行的前提保證,但是認(rèn)真、如實(shí)、完整地記錄實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也是實(shí)驗(yàn)成功的必要環(huán)節(jié)。
化工原理實(shí)驗(yàn)中需要記錄的內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)裝置各部分的名稱,實(shí)驗(yàn)操作流程,各管路的走向,各閥門的作用及開關(guān),各儀表的名稱、作用及讀數(shù)方法。盡管學(xué)生已認(rèn)真完成了實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí),但是書上的流程圖和實(shí)體裝置還是有差距的,所以學(xué)生一定要根據(jù)老師的講解對照預(yù)習(xí)報(bào)告再進(jìn)行備注。對于每步實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)穩(wěn)定后,需要仔細(xì)觀察各儀表的讀數(shù),詳細(xì)記錄。學(xué)生每次的實(shí)驗(yàn)記錄應(yīng)由老師簽字后才能離開,且學(xué)生的實(shí)驗(yàn)原始記錄數(shù)據(jù)必須和實(shí)驗(yàn)報(bào)告一起上交,這樣能防止學(xué)生為了與理論相符而不能客觀分析自己在實(shí)驗(yàn)過程中的得失,未能達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)對于學(xué)生實(shí)踐性及分析問題能力培養(yǎng)的目的。教師應(yīng)該鼓勵學(xué)生積極探討和思考實(shí)驗(yàn)中一些不合理數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因,學(xué)會運(yùn)用自己所學(xué)的理論知識來解決自己實(shí)驗(yàn)中遇到的困難。
3、結(jié)合理論,正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
化工原理實(shí)驗(yàn)有驗(yàn)證性和綜合性兩類實(shí)驗(yàn)。不管是哪種都需要根據(jù)理論課所學(xué)的原理、公式對于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,而且在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理過程中往往還會涉及單位、狀態(tài)的換算,此外,數(shù)據(jù)處理中計(jì)算量也比較大,有些實(shí)驗(yàn)計(jì)算后還要繪制曲線。例如精餾實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理就包括單位換算、各種參數(shù)及操作線方程的計(jì)算及后圖解法求理論塔板數(shù)。因此,正確地處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也是決定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生理論結(jié)合實(shí)踐分析問題、解決問題的能力,在此過程中一定要有扎實(shí)的理論知識、清晰的計(jì)算頭腦及準(zhǔn)確的分析能力,而不是讓學(xué)生做一個只會熟練操作設(shè)備的操作工。
4、內(nèi)容完整,認(rèn)真書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)報(bào)告是完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)后的環(huán)節(jié),也是學(xué)生由實(shí)踐再到理論過渡的部分,一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫的好壞可以很好地檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。教師應(yīng)在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后要求學(xué)生認(rèn)真地書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。首先,實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理,特別是實(shí)驗(yàn)工藝流程和操作部分應(yīng)按照自己的實(shí)際操作在預(yù)習(xí)報(bào)告的基礎(chǔ)上補(bǔ)充完整。其次,實(shí)驗(yàn)報(bào)告中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)包括原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的原始記錄、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理計(jì)算過程以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖表的繪制。后,由數(shù)據(jù)計(jì)算和圖表分析得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論要準(zhǔn)確,并要求學(xué)生根據(jù)自己所學(xué)理論知識結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論,特別是當(dāng)出現(xiàn)一些超出預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí),要進(jìn)行認(rèn)真反思,查看自己實(shí)驗(yàn)原始記錄,反復(fù)琢磨自己的實(shí)驗(yàn)過程,要會結(jié)合理論分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不理想、無法得出預(yù)期結(jié)論的原因。學(xué)生實(shí)驗(yàn)在安全范圍內(nèi)允許失敗,但是教師一定要啟發(fā)學(xué)生會分析失敗原因、總結(jié)經(jīng)驗(yàn),后學(xué)生可以寫出自己的心得體會及在個人理解層面上的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意的事項(xiàng)。
5、結(jié)語
經(jīng)過上述由有效的課前預(yù)習(xí)、規(guī)范的操作、正確處理的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告組成的化工原理實(shí)驗(yàn)課的帶教指導(dǎo)體系,筆者相信學(xué)生的實(shí)踐能力將會大大提高,理論知識將更加深刻和扎實(shí),綜合素質(zhì)全面發(fā)展,對于制藥工程專業(yè)工科應(yīng)用型人才的培養(yǎng)起到重要的促進(jìn)作用。
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