精馏实验过程是化工、制药和食品等专业实验教学中重要的实验项目，精馏塔是完成精馏实验项目的主要设备。在市场上购买的精馏实验装置，普遍存在着实验装置相对比较固定，不便于学生观察实验过程，也不便于学生动手能力的培养的问题。如何通过改造实验设备，能够使学生更好地掌握制药设备的工作原理和基本实验技能，值得执教者深入探索和研究。笔者通过设计积木式精馏塔，便于实验现象的观察，便于拆装，形成“搭积木”的实验模式，以达到对学生观察和动手能力的培养的目的，使学生更好掌握精馏塔的内部结构。本文笔者以此为例，进行“积木式”实验教学法的应用探讨，具有典型意义，旨在以点带面，更好地体现和诠释“积木式”实验教学法在制药实验中的意义，对制药工程的实验教学的其他设备的制作、改造起到借鉴的作用。
精馏实验也是我校制药工程、药学、药物制剂、食品科学与工程专业学生的重要实验内容，由于精馏的过程，比较抽象，原理不容易理解，因此，“积木式”精馏实验装置在教学当中的应用，不仅给学生提供一个动手操作的机会，而且还提供了一个直观观察精馏过程的条件。由于本学科教学内容涉及的专业，有化工原理、制药工程，食品工程等课程，而精馏实验的内容也可以根据教学内容的不同进行调整，以适应不同专业的教学需要。
1 积木式精馏塔的设计特点
积木式精馏塔以玻璃材料为主体，便于实验现象的观察，便于控制实验点。玻璃耐酸腐蚀的性强，不怕有机介质的溶解，不起催化作用，不含重金属离子，不会污染物料，具有一定的机械强度和可以加热的优点。学生可以通过观察精馏过程，调节控制实验点，如调节温度、流量和压力的条件，从而达到最佳精馏状态，避免如“液泛”现象的错误状态的发生，使学生掌握精馏方法和实验操作技能，对于精馏技术关键操作的掌握非常有帮助。
积木式精馏塔接口为实验玻璃仪器的标准接口。标准磨口的仪器接口尺寸具有标准化、系统化、磨砂密合的特点，凡属于同类规格的接口，均可任意连接。本项目这样的设计，我们称之为“积木式”，具有两点优势，一是可以让学生在实验中，亲自动手组装，完成固定的实验内容，学生对仪器的整体结构，组成原理有更深的认识，同时锻炼动手能力，提高学生认识和解决问题的能力。二是，由于实验装置的灵活性，可进行搭建、拆解，学生可像搭积木一样利用本装置，利用自己所学知识，发挥想象，搭建自己设计的实验，为学生提供一个良好的条件，培养了学生的创造能力。
积木式精馏塔当中关键部件，采用了非常常见的钢丝球作为填料。由于钢丝球为不锈钢材质，性质稳定，不发生反应，也不会影响分离的过程。又由于钢丝球本身结构上的混乱性，复杂性，很好地起到了精馏塔当中作为填料所起到的作用。塔体采用球形冷凝管，将钢丝球填入其中，这样很好的利用了球形冷凝管的球形结构，其作用类似于大型填料精馏塔当中再布器的作用。所以，整个精馏过程，气液接触均匀，气液交换完全，形成极高的分离效果。钢丝球和球形冷凝管的结合作为精馏塔的主体，具有很好的分离效果，理论塔板数高的优点，因此对于不同组分的分离达到了很好的效果。
精馏过程的实验原理是两相经过多次的部分气化和多次的部分冷凝，而达到分离，但这一过程非常抽象，而以往的精馏实验设备都是不锈钢的外壳，不便于观测到“气液交换”的这一现象，本实验利用玻璃材质的装置，实验过程中很容易观察到实验现象。学生可以通过课堂上理论知识的学习，再在实验过程中，通过自己动手的实际操作，同时观察实验的现象，很好地完成了精馏过程实验原理知识的掌握，体现了科学知识和科学过程的相统一的原则。在整个实验的过程当中，通过观察精馏过程，调节温度、流量和压力的条件，从而达到最佳精馏状态，避免如“液泛”现象的错误状态的发生，掌握精馏方法和实验操作技能，对于精馏技术关键操作的掌握非常有帮助。
2 积木式仪器设备改造在制药工程其他实验项目当中应用的可行性和必要性
制药工程的主要实验课内容有，流体流动阻力的测定、离心泵特性曲线测定、流量计标定及流量系数测定、干燥实验和过滤实验等等，而这些实验所用到的设备也存在着实验装置相对比较固定，不便于学生观察实验过程，也不便于学生灵活拆装的问题。而这些实验设备也存在着像“积木式”精馏塔进行改造的可行性。如流体阻力实验，需要对不同的管道直径、管道长度和不同的管道内壁结构进行阻力测定的实验，因此可以在同一套设备上，以“搭积木”的形式，更换不同特性的管道，来进行实验过程和进行实验数据的测定，便于学生对不同实验结果进行对比，便于学生对于实验设备结构的进一步理解; 又如离心泵特征曲线测定的实验过程当中，我们可以通过“搭积木”的形式，更换不同的条件，如改变势能，改变管径等，以形成“气缚”、“气蚀”现象，让学生更加容易的观察到这些现象，并更加深刻地知道这些现象发生的条件。干燥实验，也可以利用“搭积木”的方式去更换被干燥的材料，以便观察不同材料的干燥过程，由于有观察窗设计，便于实验过程的观察，如物料干燥过程的变化，干燥重量的变化等等。还有就是过滤实验的过程，也是可以利用“搭积木”的方式，换更换不同的过滤介质，来观察、记录和对比不同过滤介质的过滤特性的差异。总之，“积木式”的实验设备，相对于比较固定的、市售的制药工程的实验仪器设备来讲，具有实验设备拆装相对比较灵活的特点。尤其适合制药工程专业实验课的应用，对于学生培养动手能力和观察能力尤为重要，而动手能力和观察能力也是我们制药工程专业完成教学培养和达到教学目的的一个重要的方式和方法。
3 讨论
在整体设计上采用玻璃仪器搭建，这样的设计非常有利于学生对于实验中“气液交换”现象的观察。而且，实验的内容还有精馏分离产品过程，如实验乙醇水分离中的回流比设定以及理论塔板数的计算等实验内容，即对乙醇水分离作用的实验验证过程。而且由于本装置理论板数极高，可以达到很好的分离效果。学生利用这一实验装置，看到了液体组分的分离结果后非常高兴，感到极大的成就感。学生在测定产品纯度时，由于是辛苦得到的，非常急于知道结果，而相互比较，谁的结果更好，结果不太理想的同学也会反复思考，试着找出可能的原因。因此，学生对本实验非常感兴趣，调动了学生的积极性。由于实验当中用的冷凝管是实验室中最常见的，其主要作用是冷凝而不是分离，但是，当其中只简单的加入了钢丝球后就具有了分离能力，学生在进入实验室后看到装置后，非常感兴趣，同时也带着很大的疑问，为什么其具有分离能力，来进行实验。总之，此实验装置在实验中应用，调动了学生参与，而且，实验过程需要多名同学互相协助完成实验。有的同学调节温度，有的同学调节流量，有的同学观察精馏过程稳定与否，在大家共同努力、合作交流，才能够完成。非常利于学生，主动参与，互动和交流的作用。
采用玻璃仪器搭建，除了利于学生对于实验现象的观察。同时，所采用的也都是实验室中常见的，如冷凝管，圆底烧瓶，挥发油提取器等常见的玻璃仪器，这不仅使仪器的成本大大的降低，而且由于接口为标准的、通用的实验装置，具有可拆卸的特点，学生不仅可以完成间歇式和连续式的实验内容，还可以在实验时，根据理论课上对于理论的进解，根据自己的需要、想象力，进行创新实验内容的搭建，此装置为学生的创新能力的培养提供了条件。这是我们称之为“积木式”精馏塔的主要原因，同时也是区别于其他精馏塔的最大特点。精馏实验装置当中关键部件，采用了非常常见的钢丝球。这样的巧妙设计，不仅降低了成本，更便于实验装置的普及，可以在同类院校当中，大量开发使用。由于目前的市场上实验用精馏设备价格较高，完成这样的实验，学样投入成本较大。如能够进行本实验装置的推广普及，可以大大的节约各个高校对于精馏实验的需要。精馏设备通用性强，具有很好的普及价值，精馏塔可以完成有机溶剂收集并回收，不但会减少环境污染和毒害，而且会带来较高的经济效益，节约开支，变废为宝。
这样的“积木式”的设计，不仅降低了成本( 由于投资成本和运行成本都非常低，在我校的实验教学中可以做到每2 人用一套装置) ，更便于实验装置的普及，可以在同类院校中，大量开发使用，推广使用。由于目前的市场上实验用精馏设备价格较高，完成这样的实验，学样投入成本较大。如能够进行本实验装置的推广普及，可以大大的节约各个高校对于精馏实验的需要。本精馏设备通用性强，具有很好的普及、推广价值。
另外，本精馏塔可以完成有机溶剂回收，目前科研院所、高校有机溶剂废液处理是个很重要的问题。直排会造成环境污染，送相关部门处理，成本很高。如果利用本装置对有机溶剂废液回收再利用，不但会减少环境污染和毒害，而且会带来较高的经济效益，节约开支，变废为宝。
在我校精馏实验装置起到了很好的实验教学作用和效果。由于我校本学科教学内容涉及的专业有制药工程、药学、药物制剂、食品科学与工程专业，有化工原理、制药工程，食品工程等课程含有精馏实验。精馏实验的内容也要根据教学内容的不同进行调整，如化工原理当中可进行甲苯和苯的分离，制药工程中的乙醇和水的分离，还有食品工程的发酵过程都可以通过本实验装置完成。而且也改变了从前学生只能够通过课堂教学的教学方法掌握知识过程，学生通过实验能真正的掌握学习内容，对于教学起到了积极的促进作用。
4 结语
“积木式”的实验装置设计可作为综合性和设计性实验使用。如我校的综合性和设计性实验，牛黄解毒丸的制备，扑热息痛片的制备中，药液中的溶剂，利用本装置完成“溶剂回收”的综合性实验。在实验中学生利用实验装置，进行搭建实验，对于学生的动手能力的培养，非常有帮助。由于实验现象非常明显，实验的过程当中，学生带着疑问去实验，提高了学习兴趣。由于实验仪器可灵活拆解，学生可利用实验仪器，利用自己所学知识、发挥想象，搭建自己设计的实验，为学生提供一个良好的条件，通过实验的开展培养了学生的创造能力。