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摘要：分析了目前石油煉制工程實驗教學中存在的問題，并在現有條件的基礎上針對上述問題進行了教學改革，將原本的驗證性實驗變為綜合設計性實驗，同時改進了評價考核方式，實現了從實驗內容到考核評價的轉型升級。實行教學改革后，學生對相關知識的掌握情況良好。
關鍵詞：石油煉制工程；教學改革；綜合設計性實驗；評價考核方式
西南石油大學化學工程與工藝專業始于建校之初的石油煉制專業，為省級特色專業，承擔著培養石油煉制和石油化工領域專業人才的重要任務。石油煉制工程是本專業開設較早的一門專業課程，也是石油高?；I的特色課程。課程從石油的化學組成、產品特點及要求出發，系統介紹了石油加工方法的相關理論與過程，旨在使學生了解石油煉制工業的地位與作用，了解石油產品的種類、性能及產品規格，掌握原油基本性質、加工方法的基本原理及工藝過程，具有工程性強的特點。為提高教學質量，筆者前期在理論教學中已經做出了有益的改革嘗試，并取得了較好的效果[1-3]。隨著高等教育改革的深化，工程教育對工科類專業課程的教學效果提出了更高的要求。為了進一步提高教學效果，使學生在掌握油品基本性質分析能力的基礎上，提升學生對專業知識的應用能力，培養學生的創新思維能力，現對該課程實驗教學改革進行探討。
1原實驗教學的局限性原實驗教學存在的不足主要體現在以下三方面。
1.1驗證性實驗較多工程性不強
原實驗內容共10學時，包括油品的閃點測定、凝點測定、餾程測定、殘炭值測定及加氫微反實驗，除加氫微反實驗外，其余均為相互獨立的驗證性實驗，內容僅限于以92#汽油、0#柴油及減壓渣油為原料，簡單測定不同油品或餾分的某一理化性質，整個實驗過程由教師主導，學生被動接受，此類“灌輸式”教學模式[7]雖然能夠對學生理解油品性質的基本概念起到一定程度的強化作用，但不能對油品或餾分性質進行完整分析，無法深入地建立油品輕重組分之間以及各理化性質之間的聯系，更無法將工藝與油品性質關聯起來，很難提高學生綜合運用知識分析、解決工程問題的能力。
1.2評價方式具有一定局限性
評價主體單一，評價內容雖較多，但多數形式大于內容。如團隊交流一項，由于受實驗內容限制，交流程度不夠深入，無法真正達到訓練學生團隊協作能力的目的。
1.3實驗教學與理論教學聯系不夠緊密
學生對實驗教學內容的理解停留在概念層面，并沒有將其與理論教學中的其他內容聯系起來，實驗教學對理論教學的促進作用沒能充分體現出來。綜上，為了提高教學質量，需對實驗教學進行改革。由于條件限制，無法大規模添置實驗設備，因此，需要基于現有實驗條件對石油煉制工程實驗內容及評價方式進行改革。
2實驗教學改革措施探索
2.1實驗教學改革思路及特點
本次實驗教學改革主要立足于現有條件，針對實驗教學中存在的問題進行優化調整，將其由原來簡單的驗證性實驗變為綜合設計性[5]實驗，改進評價方式，強化理論教學與實驗教學的聯系，實驗教學改革整體思路如表1所示。教師基于社會熱點或工程實際提出問題，由學生分組查閱文獻，并自主設計方案解決問題，最后由教師和學生共同對實驗教學效果進行評價。提出問題環節以教師為主體，教師起引導作用，提出的問題應是與煉油相關的社會熱點話題或工程實際問題[6]，其目的是引導學生將學到的專業知識與社會生活及工程實際聯系起來；查閱文獻及自主設計方案環節以學生為主體，分組進行，目的是訓練學生綜合應用知識分析、解決問題的能力，同時培養學生的團隊協作意識；實驗評價考核環節讓學生參與其中，豐富評價主體，同時評價也具有開放性—即無標準答案，學生能夠綜合應用所學的知識提出合理的解決方案即可，旨在培養學生的創新思維能力。實驗教學由理論教師與實驗教師共同承擔。改革以后，實驗課程內容與理論課程內容緊密結合，實驗更加注重對學生綜合能力的培養，如團隊協作能力、文獻資料查閱能力、對問題的分析能力及對所學知識的綜合應用能力等。
2.2實驗教學改革具體措施及分析下面以閃點測定實驗為例對本次實驗教學改革具體措施進行說明。
2.2.1調整實驗內容增加設計性及綜合性內容
在原有實驗項目的基礎上，對實驗內容進行調整，增加設計性及綜合性的實驗內容。教師以社會關注度高的新聞報道作為引子，提出問題：根據我國現行《GB19147-2016車用柴油》標準規定，0#柴油閃點溫度為大于等于60℃，而新聞中報道市售車用柴油抽檢結果閃點不合格的情況時有發生，為什么會出現這樣的情況？采用什么方法可以使得柴油的閃點合格？由現實問題出發，引導學生思考柴油閃點偏低的原因，并探究將閃點不合格柴油處理為合格產品的方法，這需要學生熟悉現行的相關國家標準、閃點的測定方法及影響因素、原油蒸餾單元操作基本工藝等知識，能夠綜合運用油品性質及原油加工工藝相關知識去分析問題并提出解決方案，使得實驗由原本單一的驗證性實驗變為了綜合設計性實驗。具體步驟為：第一，實驗教師準備好閃點低于現行國家標準的0#柴油，并讓學生課前預習閃點相關知識；第二，學生按照相關國家標準測定0#柴油閃點，并將測試結果與現行國標對比，判定其是否合格；第三，各組查閱資料，分別討論工業可行和實驗室可行的兩類處理辦法，并利用實驗室現有條件設計可行的實驗方案；第四，實施實驗方案，并測定改良后的柴油閃點是否達標。以2016級化學工程專業卓越班學生為例，將33名學生按自由組合的原則分為12組，每組2～3人。通過文獻調研，各組均提出了有效的實驗室處理辦法，即通過蒸餾切取合適餾程，以及至少一種工程解決方案，如通過負壓閃蒸技術得到窄餾程的柴油，或通過調節常壓蒸餾側線汽提塔蒸汽用量來提高柴油閃點。帶著問題進行文獻調研，提出解決方案，然后進行實驗操作驗證方案的可行性，這樣的學習方式讓學生對油品性質及石油蒸餾工藝相關知識點的印象從原本的平面和抽象變得更為具體和形象，將知識樹的樹干(工藝)和樹葉(油品基本性質知識點)連接起來，從而將碎片化的知識點連接成一個有機的整體，構建起知識框架，鍛煉了學生的思維能力[7]。另外，學生可將本組測試結果與其他組測試結果進行橫向比較，分析導致測量數據出現差異的因素，從而對參數的“條件性”產生較深的理解和認識。在石油煉制工程期末考試中，與石油常壓蒸餾相關考題的得分率只有1名學生為30%，其余學生的得分率均高于50%，有81%的學生得分率大于60%，說明學生對相關知識的掌握情況良好。
2.2.2調整評價方式使其更具開放性
教學改革措施實施前的評價方式主要為教師針對實驗預習、實驗考勤、團隊交流、實驗操作及實驗報告五個部分進行評價。該方式評價主體單一，雖然評價內容較多，但由于實驗側重于油品的理化性質測定，團隊交流內容僅停留在對測定結果準確性的討論上，而對知識體系探討的深度不夠。教學改革后，引入了新的評價主體—學生，并新增了評價內容—實驗方案設計及實驗結果討論，使評價主體和評價內容更加多樣化，整個評價方式更具開放性。引入學生評價，總成績的10%讓學生自己打分，評價主體不再單一，可以從“教”和“學”兩個角度更加全面地評價實驗教學效果。同時，學生評價也可讓學生去主動思考自己在學習上的不足，以及自己在團隊中應該扮演的角色。新增的實驗方案設計要求學生對改善油品閃點提出兩類解決方案：實驗室可行方案及工業可行方案。其中，實驗室可行方案的設計需要學生對柴油閃點的基本概念和影響因素、柴油的現行國家標準、生產柴油的工藝條件等知識進行綜合分析及應用，因此，學生分組討論的內容也就相應會更加深入；工業可行方案的提出則需要學生廣泛查閱文獻，對目前工業上采用的方案進行調研，有助于學生將理論知識與實際生產聯系起來，此部分內容作為理論教學過程中案例式循環教學的有益補充，可以改善學生在工程類課程學習過程中理論與實際脫節的現狀。實驗室可行方案在實驗室進行驗證后，實驗結果討論也可以更加深入。學生的討論范圍不僅限于對自己小組實驗方案結果的縱向討論，包括為什么采用實驗室方案的措施后柴油閃點會發生變化、變化幅度跟實驗條件有什么關系、從經濟性角度考慮又如何等問題。教師還應鼓勵學生將自己小組的實驗方案及結果與其他小組的方案及結果進行橫向對比，分析實驗結果有何不同以及造成差異的原因是什么。通過對實驗方案及實驗結果的對比分析，學生能夠加深對閃點影響因素的理解，從而促進對相關工藝的理解與掌握。方案設計及實驗室驗證結果討論的評價為開放式，即無標準答案，只要學生提出的方案及結果有理有據即可，促使學生從多視角、全方位看問題，有利于培養其創新思維。
2.2.3實驗教學與理論教學相結合[5]
教學改革前，實驗教學任務主要由實驗教師承擔，理論教師參與度相對較低，客觀上使得實驗教學與理論教學出現脫節，實驗教學效果無法及時、全面地反饋給理論教師。教學改革后，理論教師更多地參與到實驗教學中。準備環節：理論教師與實驗教師共同制訂實驗教學內容、完成預習實驗，并針對實驗過程中可能遇到的問題進行分析討論，提出解決方案。教學環節：理論教師主導知識框架的建立，引導學生將知識點匯聚成有機的整體；實驗教師主導實驗操作的規范性及安全性。理論教師根據學生在實驗過程中的表現，考查學生對理論知識的掌握情況，及時對理論教學環節進行調節，以便于學生更好地理解、掌握、應用知識，從而實現知識從理論學習到實際應用，再從實際應用回歸理論指導的過程。評價環節：理論教師與實驗教師共同制訂各實驗內容的評價標準，以期能更加全面地評價實驗教學效果。
3結語
本著工程教育專業認證“以學生為中心”的教學理念，在現有條件基礎上對石油煉制工程課程實驗教學進行改革，將驗證性實驗改造升級為綜合設計性實驗，改善了實驗類型的結構比例，調整了評價方式，將書本上的理論知識與實際應用緊密結合，不僅增加了課程的工程性，使其成為理論教學的有益補充，更重要的是訓練了學生綜合應用知識的能力，強化了學生的團隊協作精神，培養了學生的工程思維及創新思維，有利于本專業學生綜合素質的提升。
作者：李敏 劉新月 余亞蘭 王豪 吳雁 單位：西南石油大學化學化工學院
