化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革與探討

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，化工行業(yè)對(duì)化工人才的要求不斷提高，化學(xué)工程與工藝畢業(yè)生不僅需要掌握專業(yè)理論知識(shí)，還需要有較強(qiáng)的工程能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰??；崃W(xué)是化學(xué)工程與工藝專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一，這門課是在學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)的基礎(chǔ)上開設(shè)的，之后學(xué)習(xí)的分離工程、化工設(shè)計(jì)概論、化學(xué)工藝學(xué)等課程和化工專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)或畢業(yè)論文等都需要這門課程的相關(guān)知識(shí)。對(duì)于化工學(xué)科來說，從事化工研究、開發(fā)和化工數(shù)據(jù)、化工設(shè)計(jì)的人員，都會(huì)用到化工熱力學(xué)的相關(guān)知識(shí)，化工熱力學(xué)是進(jìn)一步深入了解化工過程本質(zhì)必不可少的?；崃W(xué)的方法和原理能夠應(yīng)用到很多化工生產(chǎn)實(shí)際。而與化工熱力學(xué)課程配套的化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生理解化工熱力學(xué)原理、如何應(yīng)用化工熱力學(xué)知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力、實(shí)踐能力、動(dòng)手能力等的重要課程，對(duì)提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)和專業(yè)能力很有必要。
1 開設(shè)化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的現(xiàn)狀和重要性
化學(xué)工程與工藝專業(yè)是與化學(xué)工業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)緊密相關(guān)的，是實(shí)踐性很強(qiáng)的工科專業(yè)，它包括有機(jī)化工、無機(jī)化工、化學(xué)工程、工業(yè)化學(xué)、石油化工、煤化工、精細(xì)化工等多個(gè)領(lǐng)域?；崃W(xué)是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)是將化工熱力學(xué)理論知識(shí)與化工實(shí)際相結(jié)合的重要紐帶。通過化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅加深對(duì)化工熱力學(xué)理論知識(shí)的理解、化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)還提供了如何驗(yàn)證化工熱力學(xué)理論知識(shí)和重要結(jié)論，是理論教學(xué)的繼續(xù)。
目前，在國(guó)內(nèi)，都有化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，但對(duì)于是否開設(shè)“化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)”這門實(shí)驗(yàn)課沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，很多高校采用不同方式進(jìn)行教學(xué)改革與探索。不開設(shè)“化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)”這門實(shí)驗(yàn)課的高校，一般采取下面兩種方法：
第一種方法，開設(shè)化學(xué)工程與工藝專業(yè)實(shí)驗(yàn)(或稱為化工專業(yè)實(shí)驗(yàn))，將化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)歸并到化學(xué)工程與工藝專業(yè)實(shí)驗(yàn)中，單獨(dú)開設(shè)“化學(xué)工程與工藝專業(yè)實(shí)驗(yàn)”這門實(shí)驗(yàn)課程。這門實(shí)驗(yàn)課程包括化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)、分離工程實(shí)驗(yàn)、化學(xué)反應(yīng)工程實(shí)驗(yàn)和化學(xué)工藝學(xué)實(shí)驗(yàn)等，開設(shè)的學(xué)時(shí)各高校并不一致，有32 學(xué)時(shí)、48學(xué)時(shí)、64 學(xué)時(shí)等不同學(xué)時(shí)設(shè)置，多為48 學(xué)時(shí)。在化學(xué)工程與工藝專業(yè)實(shí)驗(yàn)這門課中開設(shè)2~3 個(gè)化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)，化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)約占12~16 學(xué)時(shí)。
第二種方法，將化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)與化工熱力學(xué)課程放在一起，不單獨(dú)開設(shè)化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)這門實(shí)驗(yàn)課。化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)隨課程的進(jìn)度做相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，一般開設(shè)3~4 個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)時(shí)為12 學(xué)時(shí)或16 學(xué)時(shí)。
化工熱力學(xué)是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，化學(xué)工程與工藝專業(yè)為工科專業(yè)、是和化工實(shí)際緊密相連的，從提高學(xué)生實(shí)踐能力、工程能力等方面看，很有必要進(jìn)行這方面的教學(xué)改革探索，開設(shè)化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)很有必要進(jìn)行教學(xué)改革與探索。
第一，從鍛煉、提高化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力和工程能力方面，很有必要。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是化工專業(yè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是理論教學(xué)的延伸。近幾年來，許多高校對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)都做出了改革和探索，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也越來越引起重視。青島科技大學(xué)化工實(shí)驗(yàn)中心自1958 年建立化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)室以來，根據(jù)時(shí)代發(fā)展和要求，先后把無機(jī)化工實(shí)驗(yàn)室、有機(jī)化工實(shí)驗(yàn)室和化學(xué)工程實(shí)驗(yàn)室合并成立化工實(shí)驗(yàn)中心，根據(jù)國(guó)家教學(xué)改革要求，在完善教學(xué)體系、加強(qiáng)理論教學(xué)、提高教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰凸こ棠芰??；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)于2007 年被評(píng)為特色專業(yè)，化工過程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心于2008 年被評(píng)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。在化學(xué)工程與工藝實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面做了很多教學(xué)改革與探索。根據(jù)往屆學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐來看，開設(shè)化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅能夠加深化工熱力學(xué)理論知識(shí)，同時(shí)將理論知識(shí)與化工實(shí)際結(jié)合，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和工程能力，學(xué)生從中受益很多。
第二，從化學(xué)工程與工藝專業(yè)認(rèn)證方面看也很有必要加強(qiáng)化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)建設(shè)?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)認(rèn)證考察的重要指標(biāo)之一就是工程能力，提高工程能力需要多方面做工作，通過化工專業(yè)實(shí)驗(yàn)也能夠提高學(xué)生的專業(yè)能力和工程能力，我校也在這方面進(jìn)行教學(xué)改革與探索，單獨(dú)開設(shè)化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，等等。并于2013 年通過化學(xué)工程與工藝專業(yè)認(rèn)證。
第三，掌握化工實(shí)驗(yàn)的方法在實(shí)驗(yàn)過程中，通過實(shí)驗(yàn)裝置的流程，操作條件的確定、測(cè)試儀表的使用、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取，以及實(shí)驗(yàn)操作分析、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)問題的解決、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等，為今后從事化工領(lǐng)域的科研和生產(chǎn)實(shí)踐打下良好的基礎(chǔ)。
2 化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革與探索
化工熱力學(xué)是化學(xué)工程與工藝專業(yè)中重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，如焓、熵等課程中的概念抽象，學(xué)生不容易理解，是難懂難學(xué)的課程，而化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)是將理論與實(shí)際緊密相連的實(shí)踐性課程，將原理和實(shí)踐相結(jié)合，開設(shè)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證化工熱力學(xué)的理論知識(shí)，在實(shí)驗(yàn)過程中，可使理論知識(shí)得到鞏固。
現(xiàn)在高?；瘜W(xué)工程與工藝專業(yè)開設(shè)的化工熱力學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)主要有：流體(二氧化碳)PVT 實(shí)驗(yàn)、汽液相平衡數(shù)據(jù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)、無限稀釋活度系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)、制冷實(shí)驗(yàn)、液體混合物熱力學(xué)性質(zhì)測(cè)定實(shí)驗(yàn)、中壓氣液相平衡實(shí)驗(yàn)等。
我?；?shí)驗(yàn)中心根據(jù)專業(yè)改革和發(fā)展共開設(shè)了三元水鹽系相圖繪制、活性炭脫硫等9 個(gè)化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，詳見表1。

表1 歷年開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一覽表
根據(jù)化學(xué)工程與工藝專業(yè)的發(fā)展和調(diào)整，現(xiàn)在開設(shè)的化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括二元?dú)庖合嗥胶鈹?shù)據(jù)測(cè)定、無限稀釋活度系數(shù)測(cè)定等6 個(gè)，見表2。

表2 現(xiàn)在開設(shè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一覽表
化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)為單獨(dú)設(shè)課，計(jì)劃學(xué)時(shí)16 學(xué)時(shí)，共開設(shè)6個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，3 個(gè)必修，3 個(gè)選修，要求必須完成16 學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
在化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程考核方面，采取平時(shí)成績(jī)和筆試相結(jié)合的考核方式，以平時(shí)成績(jī)?yōu)橹?，?/span>60 %~70 %，筆試成績(jī)占30 %~40 %。
在指導(dǎo)教師方面，優(yōu)先聘任有相關(guān)教學(xué)基礎(chǔ)、有責(zé)任心、能夠認(rèn)真負(fù)責(zé)的指導(dǎo)教師，指導(dǎo)教師必須先做預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、原理、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)狀況完全了解后，才能指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，保證實(shí)驗(yàn)安全、有序、保質(zhì)保量的按照要求完成教學(xué)任務(wù)。
3 結(jié)語(yǔ)
結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，在化工熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方面做了一些改革和探索，學(xué)生的專業(yè)能力和工程能力得到了提高，得到學(xué)生的良好反響，也獲得有關(guān)專家的認(rèn)可。