大学生化工实验大赛对化工专业人才培养的启发

大学生学科竞赛对提高学生的综合能力具有非常重要的促进作用，是高等院校人才质量工程的重要内容。随着“新工科”建设，工程教育专业认证的陆续开展，各高校都非常重视大学生学科竞赛在人才培养中的地位和作用，例如“挑战杯”“全国大学生化工设计竞赛”“全国高校环保科技创意设计大赛”“大学生化工安全设计大赛”“全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛”等课外科技竞赛活动越来越受到各高校的重视。
全国大学生化工实验大赛是2017年由教育部高等学校化工类专业教学指导委员会、中国化工教育协会联合举办，面向全国高等院校化工类及相关专业全日制在校本科生的专业竞赛。该大赛参赛内容包括化工原理理论、化工单元仿真操作和化工原理实验。前两部分由队员分别独立完成，第三部分由队员通过配合完成。通过比赛有利于巩固和提高本科生的化工原理理论知识、计算机仿真能力、实验能力以及团队协作能力。全国化工实验大赛通过以赛促学、以赛促教、以赛促改，将学科竞赛活动与人才培养、教学改革相互结合，对高校培养创新型、应用型高素质化工专业人才具有重要意义。
1、促进化工人才综合能力培养的途径
1．1提高学生学习的自主性和系统性
化工原理课程是高等学校化工和制药大类工科专业基础课，是学好其他专业课程的基础，也是化工专业研究生入学必考课程。化工原理课程中涉及的各种单元操作、设备以及化工基本计算，对本科生从理论到实际中起着重要的桥梁作用，并与化工企业岗位紧密相连。理论教学与实践教学是工科大学创新性人才培养体系的两个重要支柱，而该课程存在着理论教学与实践教学分离，重视理论而轻视实践的现象，致使高校化工人才培养脱离化工企业岗位对工科大学生工程能力的重要需求。化工实验大赛的开展，充分调动了学生学习的自主性，使其有目的地、系统地吸收和学习一些新知识。参赛学生为了在大赛中取得好成绩，在比赛前不但重温了化工原理课程的理论知识，也通过预约到实验室重做实验，从而进一步巩固和提高了化工原理理论知识和实验动手能力。此外，我校的单元仿真课程是在大四上学期开展，而参赛的学生是大三的学生，对单元仿真操作不了解，学生通过自主学习举办方的仿真软件说明，与教师积极地进行沟通交流，从而对仿真软件进行熟练操作，此过程提高了学生独立思考与动手的能力。
化工实验大赛的开展将化工原理理论和实践结合的更加紧密，加强学生基本知识、基本理论的掌握、锻炼学生的基本技能，进一步夯实了专业基础，提升人才培养质量。
1．2提高学生的实践动手能力
化工单元仿真操作和化工原理实验都需要学生动手做实验，独立观察实验现象，记录实验数据，能进一步培养学生的实践动手能力。
1．3提高学生的创新能力
化工单元仿真操作的优势在于，这是虚拟仿真实验，不存在原料浪费的问题，也不存在安全问题，学生可以通过自己的想法随意进行操作，无需因为担心损害仪器而畏首畏尾，不会因为危险而担惊受怕，为学生提供大胆探索的实验环境。因此虚拟仿真实验对学生创新能力的提升具有非常重要的作用。
1．4提高学生的团队协作精神
当今社会，科学研究和生产实践中遇到的问题都需要依靠团队的力量进行解决，而学生的团队协作意识较薄弱，已成为素质教育中面临的新问题。化工实验大赛以两人一组为单位，在完成比赛的过程中，需要小组成员相互配合，取长补短。
1．5提高教师教学水平
化工原理实验方面，由于我校与举办方的实验设备存在较大差异，为了参加化工实验大赛，我校教师通过分析与举办方实验设备和实验流程的差异性，求同存异，找到合理的方式帮助学生克服困难，让学生进入实验室重新准备实验，准备好参加化工原理实验的前期工作。比如精馏实验，我校采用的物系是乙醇－水溶液，通过酒精计测定组成，而举办方采用的是乙醇－正丙醇溶液，通过阿贝折光仪测定折光率进而测定组成;比如吸收实验，我校采用的是气相取样，通过气相色谱进行样品的分析，而举办方是通过化学滴定法来测定液相样品的组成，因此，我校教师通过部分改造实验，找齐相关药品和仪器，让学生动手操作，以期契合实验大赛的要求。通过这次大赛，也提高了教师的业务水平，为提高教学质量提供了保证。
2、化工实验大赛促进教学改革
2．1实验教学方法改革
在传统的化工原理实验教学课程中，实验内容大部分是验证性实验，并且实验教学基本服务于理论教学，内容固化，处于比较机械和从属的地位。在实验教学过程中，一般先由实验老师讲解实验设备的工作原理、使用方法、注意事项、实验步骤及数据处理的要求，甚至为了实验设备的安全，已经调试好实验参数，只需要学生记录一些实验数据。这种以教师为主体的实验教学模式使学生无需独立思考，不利于学生学习的主动性和创造性，也很难提高学生独立分析问题和解决问题的能力，不符合当下化工学生的培养需求。
参加化工实验大赛过程中，没有教师进行讲解，学生需要独立进行实验操作及数据处理，并且能够独立处理实验过程中的突发情况。因此，我们实验教学过程中也应该让学生成为实验教学活动中的主角，给予学生更多独立支配的时间，使学生能够根据自己计划来设计和安排实验，也就是目前流行的“翻转课堂”教学方法。化工原理实验一般由3～4人组成一个实验小组，设计化工原理实验时，要求每组实验小组成员在实验前认真讨论实验方案，制定出实验计划，做到分工明确、协作流畅。
2．2课堂教学方法改革
化工原理课程具有理论性强、推导过程复杂、公式繁多、设备多样且结构复杂等特点，使一部分学生学习起来感到枯燥，容易失去对该课程的兴趣和信心。教学过程中发现普遍存在学生作业抄袭，上课积极性较低等现象。可以从以下几个方面进行改革:①“翻转课堂”教学方法同样适用于化工原理课程，学生自主学习后，教师可以更加有针对性地进行教学以及和学生互动;②教师可以充分利用生活中的实例，增强学生学习的趣味性，让其真正走进化工原理课程内容，提高学习效果。比如可以用热传导中热阻的大小，解释冬天晒被子取暖的原理;可以用连续性方程来解释用软管浇花的时候，捏扁管子流速的变化等;③教师充分引入工程实际案例，与学生进行分析和探讨，培养学生的工程观念;④将科研引入教学中，可以和学生介绍和化工原理相关的科研项目，带学生进实验室参观设备等。
3、结束语
综上所述，基于工程教育专业认证的办学理念，选择与工程教育专业认证接轨的人才培养模式，采取成果导向、以学生为中心和持续改进原则，通过化工实验大赛，提出促进化工人才综合能力培养的途径，以人才培养为中心，并提出对化工原理实验和化工原理课程进行教学改革，加强实践环节教学和课外科技活动改革，提升教师队伍的质量，使本校化工专业能为国家培养更加出色的高素质化工人才。