摘要：分析了目前石油炼制工程实验教学中存在的问题，并在现有条件的基础上针对上述问题进行了教学改革，将原本的验证性实验变为综合设计性实验，同时改进了评价考核方式，实现了从实验内容到考核评价的转型升级。实行教学改革后，学生对相关知识的掌握情况良好。
关键词：石油炼制工程；教学改革；综合设计性实验；评价考核方式
西南石油大学化学工程与工艺专业始于建校之初的石油炼制专业，为省级特色专业，承担着培养石油炼制和石油化工领域专业人才的重要任务。石油炼制工程是本专业开设较早的一门专业课程，也是石油高校化工专业的特色课程。课程从石油的化学组成、产品特点及要求出发，系统介绍了石油加工方法的相关理论与过程，旨在使学生了解石油炼制工业的地位与作用，了解石油产品的种类、性能及产品规格，掌握原油基本性质、加工方法的基本原理及工艺过程，具有工程性强的特点。为提高教学质量，笔者前期在理论教学中已经做出了有益的改革尝试，并取得了较好的效果[1-3]。随着高等教育改革的深化，工程教育对工科类专业课程的教学效果提出了更高的要求。为了进一步提高教学效果，使学生在掌握油品基本性质分析能力的基础上，提升学生对专业知识的应用能力，培养学生的创新思维能力，现对该课程实验教学改革进行探讨。
1原实验教学的局限性原实验教学存在的不足主要体现在以下三方面。
1.1验证性实验较多工程性不强
原实验内容共10学时，包括油品的闪点测定、凝点测定、馏程测定、残炭值测定及加氢微反实验，除加氢微反实验外，其余均为相互独立的验证性实验，内容仅限于以92#汽油、0#柴油及减压渣油为原料，简单测定不同油品或馏分的某一理化性质，整个实验过程由教师主导，学生被动接受，此类“灌输式”教学模式[7]虽然能够对学生理解油品性质的基本概念起到一定程度的强化作用，但不能对油品或馏分性质进行完整分析，无法深入地建立油品轻重组分之间以及各理化性质之间的联系，更无法将工艺与油品性质关联起来，很难提高学生综合运用知识分析、解决工程问题的能力。
1.2评价方式具有一定局限性
评价主体单一，评价内容虽较多，但多数形式大于内容。如团队交流一项，由于受实验内容限制，交流程度不够深入，无法真正达到训练学生团队协作能力的目的。
1.3实验教学与理论教学联系不够紧密
学生对实验教学内容的理解停留在概念层面，并没有将其与理论教学中的其他内容联系起来，实验教学对理论教学的促进作用没能充分体现出来。综上，为了提高教学质量，需对实验教学进行改革。由于条件限制，无法大规模添置实验设备，因此，需要基于现有实验条件对石油炼制工程实验内容及评价方式进行改革。
2实验教学改革措施探索
2.1实验教学改革思路及特点
本次实验教学改革主要立足于现有条件，针对实验教学中存在的问题进行优化调整，将其由原来简单的验证性实验变为综合设计性[5]实验，改进评价方式，强化理论教学与实验教学的联系，实验教学改革整体思路如表1所示。教师基于社会热点或工程实际提出问题，由学生分组查阅文献，并自主设计方案解决问题，最后由教师和学生共同对实验教学效果进行评价。提出问题环节以教师为主体，教师起引导作用，提出的问题应是与炼油相关的社会热点话题或工程实际问题[6]，其目的是引导学生将学到的专业知识与社会生活及工程实际联系起来；查阅文献及自主设计方案环节以学生为主体，分组进行，目的是训练学生综合应用知识分析、解决问题的能力，同时培养学生的团队协作意识；实验评价考核环节让学生参与其中，丰富评价主体，同时评价也具有开放性—即无标准答案，学生能够综合应用所学的知识提出合理的解决方案即可，旨在培养学生的创新思维能力。实验教学由理论教师与实验教师共同承担。改革以后，实验课程内容与理论课程内容紧密结合，实验更加注重对学生综合能力的培养，如团队协作能力、文献资料查阅能力、对问题的分析能力及对所学知识的综合应用能力等。
2.2实验教学改革具体措施及分析下面以闪点测定实验为例对本次实验教学改革具体措施进行说明。
2.2.1调整实验内容增加设计性及综合性内容
在原有实验项目的基础上，对实验内容进行调整，增加设计性及综合性的实验内容。教师以社会关注度高的新闻报道作为引子，提出问题：根据我国现行《GB19147-2016车用柴油》标准规定，0#柴油闪点温度为大于等于60℃，而新闻中报道市售车用柴油抽检结果闪点不合格的情况时有发生，为什么会出现这样的情况？采用什么方法可以使得柴油的闪点合格？由现实问题出发，引导学生思考柴油闪点偏低的原因，并探究将闪点不合格柴油处理为合格产品的方法，这需要学生熟悉现行的相关国家标准、闪点的测定方法及影响因素、原油蒸馏单元操作基本工艺等知识，能够综合运用油品性质及原油加工工艺相关知识去分析问题并提出解决方案，使得实验由原本单一的验证性实验变为了综合设计性实验。具体步骤为：第一，实验教师准备好闪点低于现行国家标准的0#柴油，并让学生课前预习闪点相关知识；第二，学生按照相关国家标准测定0#柴油闪点，并将测试结果与现行国标对比，判定其是否合格；第三，各组查阅资料，分别讨论工业可行和实验室可行的两类处理办法，并利用实验室现有条件设计可行的实验方案；第四，实施实验方案，并测定改良后的柴油闪点是否达标。以2016级化学工程专业卓越班学生为例，将33名学生按自由组合的原则分为12组，每组2～3人。通过文献调研，各组均提出了有效的实验室处理办法，即通过蒸馏切取合适馏程，以及至少一种工程解决方案，如通过负压闪蒸技术得到窄馏程的柴油，或通过调节常压蒸馏侧线汽提塔蒸汽用量来提高柴油闪点。带着问题进行文献调研，提出解决方案，然后进行实验操作验证方案的可行性，这样的学习方式让学生对油品性质及石油蒸馏工艺相关知识点的印象从原本的平面和抽象变得更为具体和形象，将知识树的树干(工艺)和树叶(油品基本性质知识点)连接起来，从而将碎片化的知识点连接成一个有机的整体，构建起知识框架，锻炼了学生的思维能力[7]。另外，学生可将本组测试结果与其他组测试结果进行横向比较，分析导致测量数据出现差异的因素，从而对参数的“条件性”产生较深的理解和认识。在石油炼制工程期末考试中，与石油常压蒸馏相关考题的得分率只有1名学生为30%，其余学生的得分率均高于50%，有81%的学生得分率大于60%，说明学生对相关知识的掌握情况良好。
2.2.2调整评价方式使其更具开放性
教学改革措施实施前的评价方式主要为教师针对实验预习、实验考勤、团队交流、实验操作及实验报告五个部分进行评价。该方式评价主体单一，虽然评价内容较多，但由于实验侧重于油品的理化性质测定，团队交流内容仅停留在对测定结果准确性的讨论上，而对知识体系探讨的深度不够。教学改革后，引入了新的评价主体—学生，并新增了评价内容—实验方案设计及实验结果讨论，使评价主体和评价内容更加多样化，整个评价方式更具开放性。引入学生评价，总成绩的10%让学生自己打分，评价主体不再单一，可以从“教”和“学”两个角度更加全面地评价实验教学效果。同时，学生评价也可让学生去主动思考自己在学习上的不足，以及自己在团队中应该扮演的角色。新增的实验方案设计要求学生对改善油品闪点提出两类解决方案：实验室可行方案及工业可行方案。其中，实验室可行方案的设计需要学生对柴油闪点的基本概念和影响因素、柴油的现行国家标准、生产柴油的工艺条件等知识进行综合分析及应用，因此，学生分组讨论的内容也就相应会更加深入；工业可行方案的提出则需要学生广泛查阅文献，对目前工业上采用的方案进行调研，有助于学生将理论知识与实际生产联系起来，此部分内容作为理论教学过程中案例式循环教学的有益补充，可以改善学生在工程类课程学习过程中理论与实际脱节的现状。实验室可行方案在实验室进行验证后，实验结果讨论也可以更加深入。学生的讨论范围不仅限于对自己小组实验方案结果的纵向讨论，包括为什么采用实验室方案的措施后柴油闪点会发生变化、变化幅度跟实验条件有什么关系、从经济性角度考虑又如何等问题。教师还应鼓励学生将自己小组的实验方案及结果与其他小组的方案及结果进行横向对比，分析实验结果有何不同以及造成差异的原因是什么。通过对实验方案及实验结果的对比分析，学生能够加深对闪点影响因素的理解，从而促进对相关工艺的理解与掌握。方案设计及实验室验证结果讨论的评价为开放式，即无标准答案，只要学生提出的方案及结果有理有据即可，促使学生从多视角、全方位看问题，有利于培养其创新思维。
2.2.3实验教学与理论教学相结合[5]
教学改革前，实验教学任务主要由实验教师承担，理论教师参与度相对较低，客观上使得实验教学与理论教学出现脱节，实验教学效果无法及时、全面地反馈给理论教师。教学改革后，理论教师更多地参与到实验教学中。准备环节：理论教师与实验教师共同制订实验教学内容、完成预习实验，并针对实验过程中可能遇到的问题进行分析讨论，提出解决方案。教学环节：理论教师主导知识框架的建立，引导学生将知识点汇聚成有机的整体；实验教师主导实验操作的规范性及安全性。理论教师根据学生在实验过程中的表现，考查学生对理论知识的掌握情况，及时对理论教学环节进行调节，以便于学生更好地理解、掌握、应用知识，从而实现知识从理论学习到实际应用，再从实际应用回归理论指导的过程。评价环节：理论教师与实验教师共同制订各实验内容的评价标准，以期能更加全面地评价实验教学效果。
3结语
本着工程教育专业认证“以学生为中心”的教学理念，在现有条件基础上对石油炼制工程课程实验教学进行改革，将验证性实验改造升级为综合设计性实验，改善了实验类型的结构比例，调整了评价方式，将书本上的理论知识与实际应用紧密结合，不仅增加了课程的工程性，使其成为理论教学的有益补充，更重要的是训练了学生综合应用知识的能力，强化了学生的团队协作精神，培养了学生的工程思维及创新思维，有利于本专业学生综合素质的提升。
作者：李敏 刘新月 余亚兰 王豪 吴雁 单位：西南石油大学化学化工学院
