田青梅，熱則耶·熱合米圖力，劉舜，沈蓉，許孝玲*，劉艷升,2

[1. 中國石油大學（北京）克拉瑪依校區(qū)，新疆克拉瑪依 834000；2. 中國石油大學（北京），北京 102249]

2015年中國石油大學（北京）克拉瑪依校區(qū)成立后，化學工程與工藝專業(yè)成為校區(qū)重點建設專業(yè)、自治區(qū)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)重點專業(yè)?；瘜W工程與工藝專業(yè)在近7 a的辦學過程中，以工程創(chuàng)新能力兼顧化學化工基礎科學創(chuàng)新能力以及工程技術能力兩方面能力培養(yǎng)為目標，立足于“絲綢之路經(jīng)濟帶”建設，依托克拉瑪依強大的石油石化企業(yè)支撐的實習實訓體系，以解決實際問題為抓手，強化知識應用能力、工程和設計創(chuàng)新能力、技術創(chuàng)新能力，注重工程經(jīng)驗和國家設計標準，注重應用專業(yè)軟件工具解決工程問題，人才培養(yǎng)成效顯著，升學（學術能力）和就業(yè)表現(xiàn)（工程能力）兩方面都十分突出。2020年首屆畢業(yè)生就業(yè)率高達92%，其中在新疆就業(yè)的達到36.5%，深造率為33.8%。就業(yè)第一年，全部同學通過崗位考核，4位同學獲得獨山子石化公司（以下簡稱獨石化）優(yōu)秀實習生；2位同學已升任裝置副主操。學校人才培養(yǎng)成效獲得企業(yè)好評。

化工綜合實驗課程是在基礎實驗課程的基礎上開設的，目的是進一步培養(yǎng)學生的科學思維能力、訓練科研能力。到目前為止，國內的很多高校都已經(jīng)開始重視并探討化工綜合實驗的教學改革，例如哈爾濱石油學院的董維[1]提出化工綜合實驗的教學改革，不僅是傳統(tǒng)教學模式的改革，同時實驗項目的設置要更加科學，以此提高學生的學習積極性。內蒙古科技大學的周晨亮等人[2]針對化工專業(yè)綜合實驗的教學特點和教學過程中發(fā)現(xiàn)的實際問題，制定了教學方法和考核制度，讓學生主動參與到教學考核過程中，極大地提高了學生的學習主動性。

目前，化工與環(huán)境系為化學工程與工藝專業(yè)的本科生開設的實驗課程有無機與分析化學實驗、有機化學實驗、物理化學實驗I、物理化學實驗Ⅱ、化工原理實驗I、化工原理實驗Ⅱ、石油加工實驗、化學反應工程實驗、現(xiàn)代儀器分析與實驗，以上課程均是根據(jù)相應的理論課程開設，并且大多數(shù)是驗證性實驗，不利于學生思考能力和實踐能力的提升。除此之外，實驗教學過程中存在實驗儀器與設備滿足不了實驗項目多且實驗時間集中的情況，導致大部分學生沒有足夠的時間預習實驗內容，實驗前只是按照講義上的內容進行簡單抄寫[3]。在實驗過程中，按照教師講解的步驟做實驗，沒有深度參與實驗設計與分析，因此實驗課程的教學效果不理想。為了進一步提升學生的實踐能力和動手能力，以劉艷升教授為核心的教學團隊提出了“對實驗教學內容進行升級改造，充分利用現(xiàn)有教學和科研實驗室的各類儀器設備，加強綜合性和探索研究性訓練，促進學生綜合能力提升”的教學改革思路，將應用教學和科研實驗室各類儀器設備組合，設計了10類化工綜合實驗。化工綜合實驗在第七學期開設，學生可依據(jù)現(xiàn)有的儀器設備及實驗條件自主設計研究內容，為后續(xù)畢業(yè)論文的開展奠定良好的基礎。

1 教學設計

在綜合實驗課程的教學設計過程中以“興趣激發(fā)”為導向，充分調動學生的學習積極性，讓學生深度參與到實驗中來。設計教學內容時充分考慮了學校特色，結合現(xiàn)有的實驗條件，提出了如表1所示的實驗項目。

表1 化工綜合實驗教學內容

1）綜合性實驗：教師僅提出研究背景和指導方向，不對實驗步驟進行詳細介紹，給學生充分的時間和空間進行思考；學生通過文獻調研了解所選實驗項目的研究背景，結合現(xiàn)有的實驗條件制定合理的實驗方案，與指導教師溝通確認后獨立開展相關實驗。

2）設計性實驗：在前期科研訓練的基礎上，學生應能將所學知識快速運用到新的實驗項目中，通過不斷地探索拓寬知識面，進而提高自身的科研能力。學生可依據(jù)大學生創(chuàng)新實驗室的研究方向及學院教師的科研課題，在上述實驗項目的基礎上自主設計實驗項目，自主探索，培養(yǎng)獨立解決問題的能力。

通過以上兩類實驗的訓練，實現(xiàn)以下三個教學目標：①通過實驗課程的學習，學生應加深對理論知識的理解，深入理解理論與實踐的交互作用，學會從實驗中總結和提煉規(guī)律；②部分實驗項目是依據(jù)實際問題提煉和設計的研究性實驗，教師僅提出研究背景和指導方向，學生應能通過查閱文獻自主設計實驗方案，獨立開展相關實驗并對實驗結果進行分析和討論，完成校內科技創(chuàng)新和科研訓練，以培養(yǎng)自身的文獻調研能力，提高創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，為后續(xù)畢業(yè)論文的開展奠定基礎；③培養(yǎng)學生嚴謹、認真的學習態(tài)度，提高學生的團隊合作意識。

2 實驗安排及要求

化工綜合實驗課程為32學時，具體安排如下：

1）查找資料、制定實驗方案（8學時）：實驗前2～3周學生以小組為單位根據(jù)所選實驗項目進行文獻調研，了解所選實驗項目的研究背景，擬定詳細的實驗方案，確定實驗過程中需要的實驗藥品及實驗設備；每周選取固定時間進行PPT匯報。教師針對學生所選實驗項目，通過提問考查學生對研究背景、研究內容、實驗方法等的了解程度。PPT匯報時要求注明分工，小組內每位學生都要參與進來；負責PPT匯報的學生依次輪流，不能固定某一位。

2）調試設備、進行實驗（24學時）：化工綜合實驗在第七學期開設，大部分學生忙于考研和找工作，空閑時間不固定，不適合參考常規(guī)實驗課程的實驗安排（如石油加工實驗，每周固定時間開設實驗課程），故實驗教學實行網(wǎng)上預約制[4-5]，學生可以根據(jù)自己的時間提前一天與指導教師預約，并提交相應的實驗方案，經(jīng)指導教師同意后獨立開展相關實驗并對實驗結果進行記錄。

3）整理數(shù)據(jù)，撰寫實驗報告。

3 實驗報告形式

化工綜合實驗報告不再按照基礎實驗課程的報告要求書寫實驗目的（要求）、實驗原理（概要）、實驗操作過程概述、實驗過程記錄、實驗結果分析等內容[6]，綜合實驗更加注重研究思路及相應的研究過程。實驗報告的形式應嚴格按照我校本科生畢業(yè)論文的相關要求，具體內容包括中英文摘要、中英文關鍵詞、文獻綜述、實驗方案、結果討論與分析、參考文獻六個部分，這樣不僅可以降低學生之間互相抄襲實驗報告的概率，還可以進一步提高學生文獻查閱及科技論文寫作的能力。

4 成績評價體系

成績評價體系不能只以實驗報告的好壞為依據(jù)，應結合學生的綜合表現(xiàn)進行評分，具體可從實驗前的提問、實驗預習報告、實驗過程表現(xiàn)和實驗報告四個方面進行[7]，多維度考察更有利于學生實驗積極性及學習主動性的提高。

1）實驗前的提問：實驗開始前針對學生所選實驗項目，通過提問考查學生對研究背景、研究內容、實驗方法等的掌握情況，結合PPT匯報時的綜合表現(xiàn)打分，共10分。

2）實驗預習報告：主要考查學生能否根據(jù)實驗要求，以專業(yè)理論知識為基礎，通過文獻調研，選擇可行的研究路線，并制定合理的實驗方案，共20分。

3）實驗過程表現(xiàn)：實驗過程表現(xiàn)包括操作能力和團隊組織協(xié)作兩部分。操作能力是對學生實驗操作能力的考核，觀察學生在實驗過程中的相關操作是否規(guī)范，一旦發(fā)現(xiàn)問題要及時糾正，避免后續(xù)實驗過程中出現(xiàn)同樣的錯誤。團隊組織協(xié)作是指在整個實驗過程中要善于傾聽其他組員的意見，遇到問題及時進行溝通，互幫互助共同完成實驗。其中：操作能力占50%，團隊協(xié)作占25%，團隊組織占25%，共20分。

4）實驗報告：考查學生是否按畢業(yè)論文的相關要求撰寫實驗報告、能否根據(jù)實驗方案的執(zhí)行情況對實驗結果進行深入分析和討論、能否根據(jù)所得實驗數(shù)據(jù)進行總結和提煉，共50分。

5 加強優(yōu)質實驗教學隊伍的建設

建設一支具有豐富經(jīng)驗、良好科研水平、較強責任感的指導教師隊伍是化工綜合實驗課程順利進行的保障。本科生的知識儲備有限，在設定綜合性和設計性實驗項目的過程中，需要具有一定經(jīng)驗的教師來引導，并且設計實驗項目時不僅要考慮學生的實際學習水平，還要結合實驗室的具體情況，這就對教師隊伍提出了更高的要求。作為化工綜合實驗的指導教師，應通過良好的科研訓練，具備提煉關鍵科學問題、細化研究內容的能力。除此之外，教師自身的知識儲備、邏輯思維及處理問題的方式方法均會對學生產(chǎn)生重要影響。因此，教師綜合素質的培養(yǎng)是非常關鍵的，應如期參與相關培訓。指導教師不僅要努力學習專業(yè)知識，還要不斷提高自身的專業(yè)素養(yǎng)。同時，也可以與克拉瑪依本地的相關企業(yè)聯(lián)合，定期邀請技術骨干到學校給學生講技術，講生產(chǎn)一線的實際案例；學生有疑問可以現(xiàn)場提問，技術骨干從工程實際的角度給予學生一定的指導。

6 本課程的特色與創(chuàng)新點

6.1 實驗項目由驗證性改為綜合性和設計性

我院化學工程與工藝專業(yè)目前所開設的實驗項目多為驗證性實驗，大部分學生對實驗課程的預習準備工作不重視，實驗前只是簡單地抄寫實驗講義。在實驗過程中，按照講義上規(guī)定的步驟進行操作，沒有深入地思考實驗的本質，學生的收獲多限于基本實驗操作技能的練習和鞏固。改進后的實驗項目全部由驗證性改為綜合性和設計性，這樣做的好處是既充分利用了現(xiàn)有教學和科研實驗室的各類儀器設備，又鍛煉了學生獨立查閱文獻、結合所學知識解決實際問題的能力，為第八學期畢業(yè)論文的開展奠定基礎。

6.2 以學生為中心，充分發(fā)揮學生的主觀能動性

基礎實驗課程的教學方式主要以教師為中心[8]，實驗開始前任課教師根據(jù)學生人數(shù)提前安排分組，要求學生根據(jù)講義內容進行預習，并完成相應的預習報告。之后教師在課堂上進行對該實驗的目的、原理、操作及注意事項等進行講解。最后任課教師根據(jù)學生的實驗報告完成情況評定成績。這樣一來，雖然對專業(yè)實驗的學習進行了形式上的模擬，但是實驗教學的實踐性沒有充分發(fā)揮出來，不能提升學生獨立思考的能力。改進后的教學方式以學生為中心，指導教師發(fā)布多元化的實驗項目，學生根據(jù)自己的興趣自由選擇實驗項目，教師僅提出研究背景和指導方向，不對實驗步驟進行詳細介紹，給學生留有充分的時間和空間思考。通過文獻調研熟悉所選實驗項目的研究背景，自行制定實驗方案。除此之外，學生可依據(jù)現(xiàn)有的儀器設備及實驗條件設計自己感興趣的實驗項目。這充分調動了學生的學習積極性，使學生的主動性和創(chuàng)造性得到進一步提高。

6.3 注重學生合作、鍛煉協(xié)調能力

為了更好地鍛煉小組成員之間互相協(xié)作的能力，任課教師不再安排分組，學生根據(jù)自己的意愿自由組隊，4人/組。在文獻調研、實驗方案設計及實驗方案執(zhí)行的過程中以小組為單位，各成員之間要互相幫助，團結一致，共同完成實驗課題。這樣不僅可以培養(yǎng)他們的合作協(xié)調能力，還可以讓他們回歸實驗的主人翁身份，增強實驗的積極性和創(chuàng)造性。

7 結語

在化工綜合實驗的教學過程中融入了科學研究的思維方式和方法技能，實驗項目由驗證性改為綜合性和設計性，引導學生根據(jù)所選實驗項目獨立地找出問題所在并積極探究解決問題的方法，增加了實驗的探索性和研究性，進而提高學生的科研熱情和創(chuàng)新意識，是應用型人才培養(yǎng)的關鍵環(huán)節(jié)之一。教師通過文獻調研、PPT匯報來強化學生的預習環(huán)節(jié)；實驗過程中充分尊重學生的想法，讓學生回歸實驗的主體地位，體驗實驗的趣味性，培養(yǎng)獨立思考和解決問題的能力；對實驗報告形式和成績評價體系進行改革，多維度考查更有利于學生實驗積極性及學習主動性的提高。整個實驗過程中，小組成員之間互幫互助，分工協(xié)作，培養(yǎng)團隊合作意識。通過以上教學過程，使學生由被動接受轉變?yōu)樽灾魈剿?，學習模式的轉變?yōu)榫C合實踐能力的提高奠定了基礎。