“化工原理实验”教学改革探析

［摘 要］ 针对“化工原理实验”教学中存在的问题，对当前的教学内容和方法进行了深入分析，并基于学生反馈和需求调研，提出了一系列创新的实验教学改革措施。通过系统的策略制定与具体的实施途径，展示了教学改革的实际效果与评估。通过对实施前后数据的对比，验证了改革措施在提升教学效果和学生参与度方面的显著性。通过客观的评估方法设计，为“化工原理实验”教学的改革提供了理论与实践支持，并对其他相关专业领域的教学改革具有参考和借鉴价值。

［关键词］ 化工原理；实验教学；教学改革；评估方法；教学效果

［作者简介］ 秦丽珍（1980—），女，江苏常州人，博士，江苏理工学院化学化工学院副教授，主要从事化学工程、化工原理研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）12-0075-04 ［收稿日期］ 2024-10-24

“化工原理实验”教学是化学工程专业学生学习的重要组成部分，实验教学环节对于学生的动手能力和创新能力培养具有至关重要的作用［1-3］。然而，传统的“化工原理实验”教学存在诸多问题，如实验内容单一、实验手段陈旧、实验环境存在安全隐患等，已经不能满足当今化工专业教育的需求［4-6］。因此，有必要对“化工原理实验”教学进行改革，引入先进的实验手段和内容，提高实验教学的针对性和实用性，以更好地适应化学工程专业学生的培养目标［7-15］。本文旨在探讨“化工原理实验”教学的改革方案，并通过实践验证其有效性，为“化工原理实验”教学改革提供理论和实践支持。

一、“化工原理实验”教学现状

（一）教学内容与方法分析

“化工原理实验”教学内容主要包括物质平衡实验、能量平衡实验、动力学实验和传质实验等。在物质平衡实验中，首先学生需要掌握从原料到产品之间质量变换的基本原理和方法，再通过实验操作来验证和加深理解。能量平衡实验则要求学生使用实验装置和测量仪器，进行能量平衡实验，并对实验结果进行分析和总结。动力学实验和传质实验也是教学内容的重要组成部分，学生需要通过实际操作来理解和掌握化工原理的动力学和传质过程。

大部分高校的“化工原理实验”课程仍沿用传统的实验内容，主要集中在单一操作技能的培养上，缺乏与现代化工技术和前沿领域的联系。这种单一模式无法满足学生对创新实验的需求，限制了他们的发散性思维和综合分析能力。传统实验教学方法以教师讲解和学生操作为主，学生在实验过程中往往只是机械性地完成任务，缺乏对实验内容的深入思考。由于教学方法单一，导致学生的参与度较低，实验积极性和主动性不高。目前实验课程的评价多以实验报告为主，较少考虑学生的动手能力、分析问题的能力以及创新性思维的表现。这种评价方式难以全面反映学生的综合素质和实际能力，无法有效激励学生投入更多的精力到实验中。

在教学方法方面，应注重实践操作能力的培养，采用案例分析和问题导向的教学模式，引导学生在实验过程中提出问题、分析问题、解决问题。教师可结合具体实验内容，设计实验项目，让学生通过实际操作来感受化工原理实验的魅力，培养实验设计和数据分析能力。同时，采用多媒体辅助教学，结合现代信息技术手段，提高教学效果，激发学生的学习兴趣和提高创新能力。

（二）学生反馈与需求评估

学生反馈与需求评估是本次教学改革的重要环节。我们在教学过程中采用了问卷调查、小组讨论和个别访谈等方式，收集了学生对“化工原理实验”教学的反馈意见和需求。调查结果显示，大部分学生对传统的实验教学模式存在一定的疑惑和不满，他们希望能够增加实验课的互动性，提高实验操作的实用性，增强实验数据处理和分析的能力。同时，部分学生也提出了对实验设备更新改进的建议，希望能够借助先进的设备和技术进行实验操作，更贴近实际工程应用。

在需求评估方面，我们针对学生的反馈意见进行了深入分析，结合课程目标和教学资源的情况，对实验内容和实验环节进行了重新设计。针对学生对实验互动性的需求，我们增加了实验中的小组合作环节，引导学生通过合作完成实验任务，从而增强学生的团队协作能力和实验操作技能。同时，我们还对实验指导书进行了修改，增加了实际工程案例，引导学生将实验数据分析与实际工程问题相结合，培养学生的工程实践能力。针对学生对设备和技术更新的需求，我们逐步引入了先进的实验设备和仪器，让学生能够熟练掌握和应用最新的实验技术，提高他们的实验操作水平和使用能力。

二、实验教学改革策略

（一）改革措施的制定

为了制定“化工原理实验”教学的改革措施，我们首先进行了教学内容的梳理和分析，深入了解学生的学习需求和理解难点。在此基础上，我们结合教学大纲和教学资源，制定了针对性强、具体明确的实验教学目标，确保学生能够在实验中达到预期的学习效果。同时，我们增加了实验教学的互动性和趣味性，设计了一系列启发式问题和案例分析，引导学生主动思考实验过程中的关键问题，激发他们的学习兴趣，促进他们的自主学习和团队合作能力的培养。通过改变传统的实验指导书格式，采用更具体、更有挑战性的实验指导，让学生在实验中能够更加深入地理解化工原理的实际应用和操作技能。在实验前提出实际问题或工程案例，鼓励学生思考如何设计实验以解决这些问题；通过制订完整的项目方案，让学生在实验中经历完整的工程设计、实验操作和数据分析过程；通过分组讨论和实际案例分析，让学生在小组合作中拓宽思维和视野，锻炼他们的团队协作和沟通能力。

此外，我们还在实验教学中引入了先进的信息技术手段，通过模拟实验、多媒体教学和数据分析软件等，为学生提供更直观、更丰富的实验教学资源，帮助他们更好地理解化工原理，提高实验操作的准确性和实验数据的分析能力，有助于丰富学生的实验体验。通过虚拟仿真实验平台，学生可以在实验室外进行模拟实验，如分离塔的模拟操作、流体动力学模拟等，帮助他们理解实验原理和操作方法。引入数据采集系统，让学生能够实时获取实验数据，进行温度、压力、流速等的动态分析，有助于提高实验过程的直观性和数据处理能力。通过远程控制实验设备，学生可以在校外或异地参与实验课程，实现教学资源的共享和拓展。

完善实验评价机制，注重综合能力的培养，在实验评价体系中，可以增加过程性评价、创新性评价等维度，以更全面地反映学生的实验能力。在实验操作过程中，评价学生的实验设计能力、问题解决能力和小组合作情况，减少对实验结果的单一依赖；根据学生在实验设计、数据分析和问题解决中的创新性表现进行评价，鼓励他们提出不同的实验方案和改进措施；让学生在实验后完成反思报告，总结实验过程中的问题和收获，提高其分析和总结能力。

在改革措施的制定过程中，我们还重视了师资队伍的培训和引导，确保教师具备跟上实验教学改革步伐的能力和素质，为学生提供更好的教学服务和学习环境。通过以上一系列改革措施的制定，我们致力于培养学生的实验技能和综合素质，提高他们在化工领域的实际应用能力，加强其对化工原理的理解和应用能力。

（二）实施改革的途径

在“化工原理实验”教学改革中，实施改革的途径包括引入先进的教学技术和手段。首先，利用虚拟仿真技术和实验模拟软件进行实验教学，以提高实验的真实性和有效性。其次，可以通过构建与实际工程项目相关的实验教学内容，引导学生将理论知识与实际工程实践相结合，提高学生的实践能力和创新意识。再次，建立与产学研结合的实验教学体系，开展产学研合作项目，引入企业实际工程实例，培养学生的工程实践能力和团队协作精神。同时，加强对教师队伍的培训和引进，提高教师的教学水平和实验教学能力，构建一支高水平、专业化的实验教学师资队伍。最后，加强与国内外高水平院校和科研机构的合作交流，吸收先进的教学管理理念和实验教学模式，促进我国“化工原理实验”教学的改革与发展。

三、改革效果评估

（一）评估方法设计

评估方法设计需要结合实验教学的具体内容和目标制定。首先，可以通过学生实验报告的质量和完成情况来评估学生对实验内容的掌握程度。其次，可以采用实验成绩和课堂表现作为评估指标，包括实验操作的准确性、实验数据的处理能力以及对实验原理的理解程度。再次，可以通过学生的自我评价和反馈来了解学生对实验内容的认识和学习感受，可以借助问卷调查和小组讨论来收集学生的意见和建议，以此为教学改革提供依据。最后，还可以结合毕业设计和综合实验等环节，对学生的综合能力进行综合评估，以此全面了解实验教学的效果和学生的学习情况。

（二）实施前后对比

实施改革前，“化工原理实验”教学存在传统的教学模式，学生主要是被动地接受知识，教学内容单一，缺乏互动性。而实施改革后，采用了以问题为导向的教学方法，强调学生的主体地位，学生自主探究和合作学习的氛围逐渐形成。教学内容也变得更为多样化，引入了实际工程案例和实验数据分析，使学生在实践中得到了更为全面的提升。

改革前，实验设备较为陈旧，实验条件相对滞后，不能很好地满足学生的教学需求。改革后，学校加大了对实验室设备的升级和改造，新引进了许多先进的化工实验设备和技术，有效提高了实验的实用性和教学效果。

在改革前，学生的学习积极性不高，缺乏对实验内容的实际应用能力和创新能力。改革后，通过引入实际工程案例和开放性实验项目，学生的实际动手能力和独立思考能力得到了大幅提升，学习氛围得到了良好的改善。同时，学生的实际动手能力和独立思考能力得到了大幅提升，使得学生在实践中得到了更为全面的提升。

综上所述，实施改革后，“化工原理实验”教学取得了显著的成效。学生的学习积极性得到了提升，实验教学质量得到了保障，学生综合素质也得到了全面的提升。

结语

根据“化工原理实验”教学改革的研究，可以得出以下结论：首先，改革实验教学方案，增加实验项目的实用性和创新性，能够有效提高学生的实践能力和创新意识。其次，引入先进的实验设备和技术，能够使学生更加深入了解化工原理，并提升他们解决实际问题的能力。此外，在实验教学中加强安全意识的培养，能够有效降低实验事故发生的风险，保障师生的安全。最后，通过改革实验评价体系，能够更准确地评价学生的实验能力和知识水平，激发他们对“化工原理实验”课程的学习兴趣和积极性。“化工原理实验”课程的教学改革是提升学生综合素养和实践能力的有效途径。在未来的教学工作中，还应不断根据工业发展的新需求，灵活调整实验内容，使之更具实用性和前沿性，从而培养符合新时代需求的高素质化工人才。因此，针对“化工原理实验”教学的改革是必要和可行的，有望在学生的综合能力提升和专业素养培养方面取得良好效果。

参考文献

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