实验教学体系
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化工实验教学以“工程基础—技术基础—综合应用-创新实践”为主线,以化工学科发展方向为立足点,建立了由“四平台、三层次、多模块”构成的实验教学体系,教学内容兼顾了工程基础教育、研究能力培养、应用实践和创新教育的要求。四大平台的教学内容如下:
“四平台、三层次、多模块”实验教学体系 (化工专业为例)
(1)工程基础平台
该平台设有“化工原理实验”和“化工原理课程设计”两门课程,重在培养学生的工程观和处理工程问题的能力。在化工原理实验中开设“流体力学与传热”、“化工单元操作”两大模块8个种类的实验项目,将工艺操作与优化、过程敏感因素分析、事故判断与防控、过程强化与节能等融入实验教学。面向全校24个理工科专业的学生,采取了分类组织教学的方法,设置了不同学时和内容要求的课程。
(2)技术基础平台
该平台开设了“化学工程与工艺专业实验”等4门专业实验以及面向拔尖人才、卓越工程师班开设的“项目式实验”,重在培养学生的专业技能和科研能力。根据各专业特点模块化设置实验项目,在同一模块或主题下,学生可以自主选择项目。该平台共开设近60项专业实验项目,超过80%的项目来自教师科研成果转化,实验内容与学科前沿或产业技术紧密结合,通过合理设计,提高实验高阶性和挑战度。在专业实验课中,基础验证性项目数约占30%,综合性、设计研究型项目占比为70%左右。
(3)过程综合平台
该平台开设了“化工安全仿真”和“化工过程综合实验”,内容包括“典型生产工艺的开停车生产、安全事故处置”以及“集流体输送、换热、反应、产品分离等为一体的虚实结合的全流程实验”,重在培养学生系统优化的设计思想和复杂过程控制能力。
(4)创新实践平台
中心为学生搭建了多元化创新实践平台。一方面,开放实验室资源,组织学生开展或鼓励学生自带课题开展创新创业活动;另一方面,积极承办或组织学生参加学科竞赛,“以赛促学、以赛促练”,培养学生自主实践、研究创新、协作公关和处理复杂工程问题的能力。中心也是全国大学生化工设计竞赛发起单位、化工实验大赛上海赛区唯一承办单位。
为强化实验教学的育人功能,分层次组织教学,达到因材施教,培养创新人才的目的。化工原理实验和专业实验中的实验项目,均被分为“基础验证性实验”、“综合性实验”和“设计研究型实验”三个层次。
(1)基础验证性实验:
主要由演示性和操作性实验构成。旨在帮助学生掌握化工单元设备的基本操作方法、化工基础数据的规范测定方法,以及反应或分离技术研究的常用手段。
(2) 综合性实验:
综合设计性实验,主要由多参数和组合式实验构成。旨在培养学生的运用科学的实验设计方法,优选工艺参数的能力,以及综合运用知识,科学组织实验,优化操作的能力。
(3)设计研究型实验:
设计研究型实验,主要由“一题多解”的命题实验构成,要求学生综合利用所学知识解决实验命题。通过文献查阅、选择合适的技术路线,设计合理的实验流程,自主完成实验研究。旨在培养学生的科研能力和创新能力。
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