新认证模式下燃气实验室改革探索与实践

    鞠睿 张志远 杨俊峰

    

    

    摘?要：高等院校实验教学和实验室建设的水平，是培养人才、体现学校综合实力的重要标志。本文对燃气实验教学改革和实验室建设方面的有关问题进行了深入探索，总结了实践经验，为实验教学改革和实验室建设提供了重要的参考。

    关键词：燃气实验室;实验教学;改革

    随着高校“双一流”建设的启动以及各专业新认证的要求，高等院校不仅要在学科建设方面下足工夫，而且要突出教育教学和人才培养。实验教学是本科生和研究生教学工作的重点，实验室建设是完成实验教学和科研工作的保障。实验教学和实验室建设工作是评估大学教学质量和人才培养的重中之重，因此，高等学校必须高度重视实验教学的改革与实验室建设。[1-3]

    一直以来，各学科实验教学内容彼此相互独立，而且通常与相应理论课同步开设，常常造成内容和方法的低水平同层次重复。传统实验教学模式培养出来的大学生，实验、实践技能相对薄弱，分析和解决问题的能力也较差。所以原有的教育模式已很难适应当前社会发展的需要。[4-5]这就要求转变教育观念，对实验教学体系进行重组和拓展。

    1 现状分析

    燃气实验室现有燃烧和输配方面的多种教学实验设备，虽然目前实验项目能够满足教学要求，但由于专业建设周期短，每年投入的资金有限，存在实验内容及项目较为分散，缺乏规模化、综合化等问题。[6-7]具体表现如下：

    （1）目前的实验装置大部分是小型单知识点实验，由于实验装置的阶段性升级，造成个别实验知识点上的重复性。例如，燃气输配中涉及燃气表校正实验与燃气测试技术中流量测定实验基本类似、水力工况测定实验与流体力学实验基本相同。

    （2）根据所学课程，课内实验项目多，但各实验项目间联系性几乎没有，对学生综合实践能力的培养不利。例如，学生学习了燃气输配燃气表校正实验，再进行燃烧实验的时候，涉及燃气表相关的操作时，不能将之前所学的内容融入到新的实验中。

    （3）实验项目间存在交互性，个别实验项目设置不合理，具有优化空间。例如：有配气项目，有燃气组分测定项目，有燃烧性能测试项目等。以前这些实验项目都是单独建设的，单独进行实验，实验效益低下。

    （4）学生缺乏对实验的积极性和主动性。创新精神的缺乏往往导致学生缺乏对新知识、新方法探究的积极性和主动性，抱着上完课，修到学分即可的心理，导致学生基础操作不扎实，对一些原理、技术、方法一知半解，更谈不上独立设计并完成某个设计性、研究性实验了。

    2 实验室改革特色

    随着后续专业认证等工作的进行，实验室规模化、模块化、专业化等是实验室建设发展的方向和目标。[8]本着该目标，项目研究特色在于：

    （1）不增加投资，在现有投资及实验室条件下，通过合理调配各种实验项目，优化实验资源，实现实验效益最大化。

    （2）基于各类教改项目研究成果，结合大学生创新实验及实验室开放等因素，建立模块化实验平台，实现实验平台的灵活性、综合性、清晰性。

    （3）针对本专业有28学时实验课的特点，打破实验项目的單一性，建立综合性实验项目，并修改现有实验指导书，形成模块化综合性实验。梳理后我专业实验环节，合理调整了实验项目内容。所有实验项目按演示性、验证性、综合性、设计性、研究性分成五类。各专业实验项目的演示性、验证性类型比例不超过20%，综合性、设计性实验项目比例不低于70%。

    结合城建类院校特点及燃气工程系的发展立足点，可以在以后的实验室建设中向上游发展，开设城市燃气输配、燃烧及检测方面的实验。最终建设成一套拥有行业特色的能够反映从运输、加工处理及应用的完整的燃气实验系统平台。不但达到全国建筑环境与设备工程指导委员会对燃气方向实验条件的基本要求，而且建成城建类院校特色的标杆性燃气实验室。

    3 专业实验项目的构建

    3.1 混配调整燃气置换性实验装置的功能开发

    通过购置的全自动动态配气系统，可实现各种气体间的混配实验，让学生了解气体混配成分、比例对混合气置换性的影响。针对该装置，研究如下：如何利用该实验装置为燃烧应用相关实验配制原料气，增强其他实验的目的性。同时，通过其他实验反过来验证混合配气的置换性效果。利用燃气实验检测平台检测配气后的混合气成分，评价配气装置的混气质量，为后续实验提供更准确的参数依据。

    3.2 燃气实验检测平台构建

    利用今年购置的气相色谱仪，与实验室现有的燃烧效率分析仪、湿式燃气流量计及温度、压力测量仪表相结合，构建集气体成分分析、物性参数检测、状态参数测定等功能于一身的检测平台。

    3.3 燃气配气实验综合平台构建

    ①气相色谱仪拥有气体组成成分分析功能，能够有效测定气体中的各组分成分。其本身便可以对不同组成的燃气进行理论上的气质分析，与现有的气体相对密度计、水流式热量计测试系统结合，能够对各种气源从组成上进行定量的气质分析和比较。

    ②色谱仪应用于现有燃气引射器实验装置，改造现有引射器实验装置，在出口位置设置气体取样点，测定混合气的成分。能够更直观准确地反映引射器的运行和调节特性。

    ③气相色谱仪和燃烧相关实验装置整合，在燃气预混空气后设混合气的取样点，加入气体组分对燃烧性能影响的测定。气相色谱仪完善了燃气实验中的一个重要方面，增加各实验深度和广度，将以往单纯的认识性实验，变为能够从多个方面进行深入分析，兼顾认识和科学研究的教学实验。理论综合实验平台构架如图1所示。

    3.4 燃烧综合实验平台构建

    燃气实验室虽现有部分燃烧实验设备，但所能涉及的实验内容较为表面，形式比较分散，无法深入有联系地了解燃烧的各种特性。新购置的燃烧综合实验台，不仅能够增加部分实验项目，而且可以加强了各燃烧特性实验之间的关联性。与检测系统中的气相色谱仪、燃烧效率分析仪及气源置换性实验装置结合，能够有目的地反映不同气质燃气的燃烧特性，满足教学的同时，也能够为大学生创新性实验研究及自主设计实验开发提供支持。理论燃烧综合实验平台构架如图2所示。

    4 结语

    实验教学改革与实验室建设的成效可以反映出大学教学质量的高低。在现有实验条件下，优化实验方案及配置，建立燃气实验室综合实验平台。在精简实验学时的基础上，充分挖掘现有实验条件，实现教学实验的效益最大化。让学生从单一知识点的实验学习，提升到综合性实验研究，并利于实验装置的开放性及实践性，不断地探索实验教学改革措施，努力建设高水平的实验室，为地方高等教育事业的改革与发展贡献力量。

    参考文献：

    [1]夏琍.地方本科高校转型：诉求、困境及路径选择[J].应用型高等教育研究，2020（02）：7-14.

    [2]王玉亮.应用型本科高校实践教学管理探索与实践[J].智库时代，2019（49）：99-100.

    [3]林龙生.高校实验室安全管理现状分析与对策探究[J].福建电脑，2018，34（10）：167-168.

    [4]王桂芳，李恒军.高校实验室管理的现状分析与改革对策研究[J].教育教学论坛，2017（19）：19-20.

    [5]王继征.改进高校实验室管理工作的思考[J].东方企业文化，2014（2）：144.

    [6]彭春元，林远煌，许显坚，等.高校实验室管理工作的改革与实践[J].实验室研究与探索，2011，30（6）：355-358.

    [7]周慧杰，郭玲.高校实验室管理中问题分析与改革对策[J].课程教育研究，2019（13）：9-10.

    [8]余玉婷.地方普通本科院校应用学科建设探析[J].应用型高等教育研究，2018（04）：6-10.

    项目编号：2019年河南城建学院教学改革项目（J2019118）

    作者简介：鞠睿（1982—?），男，汉族，黑龙江齐齐哈尔人，硕士，讲师，主要研究方向为燃气燃烧与应用。