时间：2023-03-21 17:13:17
序论：在您撰写有机化学实验教学论文时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
培养本科生科研素质从以上参与有机化学实验教学改革的学生中，组建本科学生课外科研兴趣小组，长期指导学生进行课外科研实验、资料查阅、实验设计、学生课题申请、论文撰写、课外学术作品竞赛和考研辅导等一系列的提高学生科研素质为目的的活动。在教师的合理引导下，在笔者所进行教改的2个实验班中，实验组有多达18名同学主动强烈要求进入教师的科研实验室参与课外科研活动。由于学生的课余科研活性以不影响学习为前提，因此笔者随后挑选了14名成绩中等及以上的同学，分成了2组，在一年二期的时候分别进入了两个不同实验室。与笔者以往通过其它途径所带的课外兴趣小组的学生相比，这些学生思想动机总体相对较端正，除了5个学生由于急功近利、功利思想较强等原因而中途流失外，其它学生一直踏踏实实，完成了多个环节的课外科研活性内容，坚持到大四完成毕业论文。在进入实验室初期，这些学生跟着老师或不同研究生学习一些最基本的实验技能，同时也参与研究生的文献检索、实验设计、汇报等工作。经过一个学期的锻炼后，尽管有专业知识的限制，但是由于学生的主动积极进取学习，大部分同学已经掌握了所在实验室的基本实验技能，熟悉了所在实验室专业中文期刊的检索，也初步懂得了简单实验的研究方案、技术路线的设计。经过一年的培养后，在教师的指导下，学生设计并进行了独立的科研实验。在二年二期的时候，利用前期实验结果，指导学生撰写并积极申报省、校级大学生创新科技计划项目。课题完成时指导学生撰写科研学术论文，利用取得的科研成果指导学生参与大学生课外学术作品等竞赛。以上完成的学生科研课题同时可以作为学生的本科毕业论文。由于科研课题在大三基本完成，因此，在大四时学生可以全身心的投入考研或者其它与就业相关的个性化活动中。通过三年多的课外科研活动及组队参与挑战杯作品竞赛，学生的潜力得到了充分的发挥，不仅培养增强了学生进行实验设计、动手操作和论文撰写等方面的科研能力，也锻炼提高了学生的自制力、毅力、团队协作等方面的能力，整体综合素质较高。例如，首先组队的两组学生中先后申请并完成了三项省大学生科技创新活动计划项目和多项校学生科研项目；同时也发表了学生第一作者的论文或会议论文3篇；其中一组学生的作品获得了第十二届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖；由于毕业论文是几年积累的结晶，这些学生的本科毕业论文整体水平较高，避免了目前普遍存在的本科毕业论文来自于教师科研成果的“拿来主义”。其次由于小团队有自己的目标和信念，大部分同学都能够至始至终坚持利用课外时间进行充电，其中有3个同学从大学一年二期到三年二期暑假，每个寒暑假都能留在实验室做实验，每个寒暑假只休息两周时间。再次，在所带教的学生中，学生的学习成绩总体不是特别好，只有一人次拿过一等奖学金，但由于综合素质强，在研究生考试中脱颖而出，有5人考取了硕士研究生，其中有北京大学和浙江大学各一名（整个学院当年考取985学校研究生仅仅3名）。
二小结与重点
院校相比，由于一般院校药学本科学生总体科研素质相比较弱，如何个性化的提高一般院校药学本科生的科研素质是非常重要的课题。笔者通过小范围的以有机化学实验教学为基础/起点培养一般院校药学本科学生的科研素质的探索，能够充分发掘出具有科研潜质的学生，并激发出了学生在科研方面的潜能，学生的综合素质也得到了进一步提升，能够为一般院校药学本科生进行科研“早教”提供一定的参考。
作者：吴建章 单位：温州医科大学药学院
1．1教学内容的梳理与整改
按照11版教学培养方案的修订，有机化学由原来的126学时减少到108学时，上下半学期各54学时。同时，有机化学实验也做了相应的修改，由原来的90学时减少到70学时，上下半学期各35学时。在此次教学方案修改的同时，有机教研室依据教育部规划教材特点，结合我校化学专业长远发展需求，立足于学生可操作性，本着“微型化、节约化”原则，进一步梳理与完善了有机化学实验教学内容。在坚持熟练基本操作的基础上，将教师科研方向中的一些原料合成作为教学内容引入到了有机化学实验操作中，例如，将降冰片烯二酸酐的制备引入教学环节，让学生在巩固双烯合成理论的基础上，进一步熟练如何利用已知原料合成目标产物的方法。再如，在重结晶实验操作中，由于原料的恒定性，学生实验往往很容易形成机械操作、简单重复和照方抓药等特点。为了打破重结晶原有实验原料的单一性，我们借助重点实验室这一平台，跟有科研项目的老师一起交流并达成共识，他们合成的粗产物直接应用到有机化学教学实验中，形成了原料种类多样性。变换原料，学生就得通过重结晶的步骤，合理选择理想溶剂，提高了学生参与实验的主动性，同时也为老师科研提供了保障，避免了实验产品的浪费。另外，对先前的常量化实验也进行了改进，引入了微量实验仪器，树立学生节约意识，进一步强化学生的实验技能。
1．2教学模式的转换
传统的实验教学模式只注重学生实验结果，往往忽视了实验过程。有机化学实验教改过程，首先，注重实验前的准备。让学生通过相关文献检索，吃透实验操作中的一些问题，熟悉物料性质，确保实验顺利进行(见图1)。其次，全面干预学生实验操作过程。在实验操作过程中既要强化学生的实验操作技能，对于违规操作行为，要及时纠正，必要时要作为典型案例，引导全体学生注意，同时还要全面跟踪学生实验过程，设立专门教师实验台，实现学生和教师共同实验，在实验操作中及时将实验过程中出现的问题反馈给学生，进一步培养学生对一些反常现象的理解和认识，锻炼学生分析与解决问题的能力(见图2)。第三，做好实验结果总结与实验报告信息反馈。对于实验结果来说，由于个人的操作或多或少存在差异，尤其在现象描述、收率计算和物理参数测定等方面都多少存在分歧，采取集中讨论与分散交流相结合的方式，干预学生实验结果讨论，引导学生对实验结果做出正确的判断，为后续实验报告的书写奠定基础;对于实验报告信息反馈，一要坚持原有认真批改实验报告的做法，二要在新的实验开始时做好实验报告的点评工作，既要突出表扬优秀的实验报告，也要指出不合格的实验报告，通过以“优帮差”，切实发挥好“传帮带”的作用，逐步完善学生对实验报告的书写。三是对学生在实验创新中提到的一些改进措施要给予合理的解释，激发学生积极尝试实验的热情，增进学生对化学实验的兴趣。
1．3教学评价体系
老师通过实验教学中的“预习、操作、卫生和实验报告”可以直观地给学生在某个实验中给予合理的分数。反过来，学生也要发挥监督老师的作用，通过教学评价体系，可以反映出教师在实验教学中的投入。学校虽然每年都通过教学评价系统，让学生对老师教学做出客观公正的评价，进一步激发教师的教学热情，但效果往往不是很理想。我们在有机化学实验教学环节中引入了“一个实验一评价体系”，采取无记名信息反馈，梳理后将意见转达给任课教师，通过教研室活动讨论，确定整改措施，并及时地应用到下一个实验中，并将有用信息扩大到了整个教研室活动中，使得教师在教学中丰富阅历，使得学生在学习中长了见识。这种做法在学生与教师中已经形成了良性互动，并得到了很好的评价效果。
1．4科研协助教学改革
有机化学实验是在大学二年级开设，学生已经初步掌握了一些基本的实验技能操作，在有机化学实验实验教学过程中，积极引导学生参与教师科研活动，增强学生对学科前沿知识的了解，提升学生对化学实验的兴趣。具体可通过内蒙古每年举办的“挑战杯”科技作品竞赛和毕业生毕业论文的设计两个途径进行尝试，让学生以兴趣小组形式参与到教师科研项目中，让学生从教师科研活动中吸取宝贵的信息资料，获得长足的进步。例如，β－氨基酮类化合物的合成(Mannich碱)是有机化学理论知识中的内容，基本的有机化学实验教学中并没有此类化合物的实验操作内容，是一个综合性很强的实验操作，学生要从多组分溶剂的选取、TCL(薄板层析)、重结晶、熔点测定等一系列实验技能入手，扩展了学生的思路，增强了有机实验手段的连续性和衔接性。截至目前为止，已有两届学生10多人次，借助教师科研平台，参与“挑战杯”科技作品竞赛，并获奖;有三届学生15人次，通过参与教师科研活动，发表了高水平的学术论文。当然，这些成绩的取得反过来又促进了实验教学的运行，在培养学生实验技能的同时，进一步拓展了学生在实验中“敢想、敢问、敢做”的理念，从某种意义上也完善了新版教学培养方案。
2结语
伴随着工业科学技术的日益发展，环境污染已成为人类生活中不可忽视的重要问题之一。据统计，目前传统化学产业每年制造的有害废物已达3—4亿吨，一些重金属及其化合物酚类和氰类污染造成的鱼贝类中毒，一氧化二氮和甲烷等温室气体造成的全球气温升高等现象层出不穷，严重威胁着人类生存环境的清洁健康，于是“绿色化学”的概念应运而生并伴随着环保观念的流行而渐入人心。“绿色化学”，其核心内容为提高对原料的有效利用，尽量消除和避免使用有毒和危险试剂，并争取将反应物的原子全部转化为期望的最终产物。在高校化学教学过程中，有机实验是基础课程中不能忽略的重要一环，但是因开设相关实验的高校多、项目繁杂，且存在药品浪费严重，甚至随意处理废气废液等现象，难免聚沙成塔累积效应，无形中给实验室及外部环境带来负面影响。因此，我们应该采取有效手段加以预防和解决，将有机化学实验的绿色化作为一个崭新的课题加以探讨研究。
2.实现有机化学实验“绿色化“教学目标的若干措施
2.1绿色化学意识的树立与培养若想树立学生的绿色化学意识要求教师能够率先把握环保低碳理念，并积极实施环境无害化学实验管理模式。为此，应首先将绿色化学的相关概念及原则融入到课堂管理中，并进行科学指导。例如，在课前预习阶段积极引导学生以查找资料的方式初步了解相关实验试剂的毒性及其对环境产生的损害和影响，并鼓励学生不拘泥于教材，通过改良步骤或运用技术手段减少对生态环境有害的原料、催化剂的使用，并有针对性地降低有害副产物的产生和排放。再如，应密切关注实验整体的进行情况，及时纠正一些因意识疏忽而造成的装置安装问题，阻止因其导致的仪器损害或有毒物质泄漏现象的出现。通过教学过程，潜移默化地影响学生，使之在观念上重视化学实验绿色化，在学习中掌握更新实现绿色化学目标的方法途径。另外，可在教学过程中将能否贯彻绿色化学意识、积极实施对环境友好举措作为考核项目之一，杜绝学生在实验过程中不慎造成的药品浪费、随意丢弃废物等现象的发生。
2.2实验试剂的选用与教学内容的革新完善在有机化学实验中，难免使用一些易燃易爆、有毒或有腐蚀性的原料，这些试剂不但用量大，而且存在危险和污染，如果能勇于突破定性思维和教材，在保证实现原有教学目标的同时，有针对性地选取低碳无害试剂，也能起到推广“绿色化学”的目的。比如在原料与催化剂的革新方向上，可用无毒高效原料代替有毒原料，用新型催化剂取代腐蚀性严重的催化剂。在此试举两例：在利用硝酸氧化环己醇和环己酮制备1.6—己二酸的实验中，传统教科书一般选用高锰酸钾作为氧化剂。高锰酸钾具有放热强烈、有毒等不良特性，并不符合低碳环保标准，但若改用过氧化氢做氧化剂，则副产物是水，其污染程度不会随反应的进行而增加，部分实现了绿色化学目标的达成。又如，在乙酸正丁酯制备过程中，将具有腐蚀性、易产生碳化异构化等副反应的催化剂浓硫酸，改为固体催化剂一水合硫酸氢钠，不但能够降低实验过程中“三废”的生成量，还能将产品率由70%提高到90%，起到了事半功倍的效果。另外，可选用学生熟悉的天然食品代替有机药物完成教学任务，如在利用茶叶提取咖啡因的过程中使学生掌握索氏提取器的用法；采用橘皮改良过去使用的苯甲醛完成水蒸气蒸馏实验，而蒸馏得到的柠檬烯又具有光学活性，可将其进一步用作测定旋光度的原料。在教学设计环节，应使实验内容及实施方式趋向低碳环保。内容低碳化主要反映在合成路线的设计上，可用综合性较强、合成路线较复杂的实验代替目的过于单一的项目。如仅选取溴乙烷的制备这一个实验，就能够学习吸收有害气体、蒸馏、分液、萃取、干燥等重要方法，可大大降低实验项目无意义的重复性。另外，可适时设计一些具有连续性的实验，使回收到的产物作为反应物而被重新利用。如在甲基橙的制备实验中得到的产物可作为重结晶实验的主要试剂而被循环使用，将制备好的乙酰水杨酸用于阿司匹林原料药的检验等。这样设计的优势还在于，因前一产品质量的优劣将影响后续实验的进行，可提高学生对结果真实性与可靠性的感悟，通过连续的实验过程，培养其环保节约意识。实施方式的低碳化主要在剂量的半微量或微量化过程中得以体现。将一些污染较严重实验的规模进行相应的缩小处理，是运用预防化学污染的新方法新技术对常量实验进行改革的必经之路。例如在茶叶提取咖啡因的实验中，将乙醇用量从150ml降低至70ml即能提取到产物咖啡因，再如环己酮的制备及苯乙酮的制备实验中，可将有害原料环己醇和乙酸酐用量减少到原量的1/5，除提高实验绿色化外又能有效地提高产率。由此可见，微量实验值得推广的原因在于节约能源减少污染，降低有机实验的危险性，同时减少了因处理“三废”带来的压力。除此而外，微量及半微量实验的规模更接近于科研现状，它的安全性和低成本大大促进了开放式实验教学项目的开出率，提升了学生的动手能力和胆大心细的实验态度，因此，在教学过程中采取常量和微量实验交替配合的模式，将更有利于化学实验绿色化目标的实现。
2.3合理进行三废处理在有机化学实验中，若不将“三废”进行合理有效的处理而直接排放，将会对环境和人体产生一定的污染和伤害。因此在实验过程中应结合以下几点有效提高实验室中对“三废”的处理效率：
（1）废气的处理：实验中应合理使用通风橱，并在尾气排出装置处安装气体净化装置。对于在实验进行过程中产生的有害气体应用专门的吸收装置进行吸收。
（2）废液的处理：可将废液分类为酸碱及有机试剂进行分别处理。酸碱可混溶中和并调节pH值在6.5—8.5之间，并用水将其稀释后排放；对于乙醇、乙酸乙酯等有机试剂，可在积攒到一定体积后进行重蒸提纯，并作为反应物应用于后续的实验中。对于一些在学校条件内无能力进行处理的废产品，切不可直接将其倒入下水道或排放到大气中，应定期送到专门地点进行生化处理。
（3）废渣的处理：有机实验所产生的废渣一般为有毒易燃易爆的固体，应统一回收并将其埋于地下固定地点。尤其需要注意的是特殊但常用试剂的处理方式，如在破损温度计洒落的微小汞珠上撒上硫粉，使其合成毒性较小的硫化汞，减少环境损害等。
2.4将节约意识与绿色化学观念相结合建设节约型社会是赢得国际竞争优势的重要战略之一，作为未来化工行业的主流人才，我们有必要在化学实验的学习过程中重视资源意识和节约意识的养成。除去精简实验项目，控制原料使用量外，也要注意水电的使用，从小处做起，才能将此观念深植于学生的头脑之中。比如在蒸馏回流等步骤中，冷凝装置一组组相连的搭建方法即可大大降低自来水的用量。
2.5科学技术的引入与完善科学技术的不断发展为实验室实现绿色低碳目标提供了技术支持和保障，在教学过程中适当引用微波技术、多媒体技术已成为实践教学的大势所趋。
（1）微波技术。微波作为一种新能源，可用于多种化学实验之中，已成为一种加速有机反应的经典技术。它具有极大提高有机反应时间，使受热体系升温均匀、控制方便、产率高和产品易于纯化等特点。如在合成肉桂酸的实验中，将苯甲醛等反应物的加热时间由回流1.5小时缩短为微波辐射条件下的20分钟，在此条件下可降低副产物产量，随之而来的分离提纯步骤减少，基本实现了“零排放”目的。据目前研究表明，利用微波技术的化学反应，可减少甚至不用溶剂，对环境污染极低。酯化反应、重排反应、偶联反应、酯交换反应及有机金属反应均可利用微波技术实现反应速度的最大化。
（2）多媒体技术。采用多媒体技术模拟实验进程是“绿色化学”理念下值得重视和使用的科学技术之一。在有机教学中，存在一些污染严重却又不得不要求学生全面掌握的实验项目，此时借助于计算机技术呈现真实完整的反应过程，可以弥补因实验条件不足带来的负面影响。学生也可学会在接受传统课堂教学的方式外，充分利用网络资源，展开全方位学习，有利于其自主性及创新意识的提高。
3.结语
有机化学是一门实践性很强的学科，掌握有机化学实验的基本操作技能是学生以后进行有机化学实验的重要基础。针对药学学科特点设计技能实验项目，如有机物物理常数的测定、有机物分离提纯等，加强学生的基本操作训练，使学生掌握规范的实验技能。药学实验中安排了21学时的基本操作实验，占总实验学时的38.9%，几乎涵盖了所有有机化学实验的基本操作。同时，将药学专业的基本操作实验分为独立实验和综合实验两部分，如将有机物熔点的测定与咖啡因提取实验结合、将有机物折光率的测定与柠檬烯提取实验结合等，既培养了学生的基本实验技能，又提高了学生对有机化学实验的认识，让学生认识到基本技能在实际工作中的重要性，为学生今后独立工作打下了坚实的基础。
2整合实验教学内容，注重新技术的应用，培养学生的科研意识和创新能力
我们通过在教学实践中不断分析和探索，整合了药学专业有机化学实验教学内容，避免了一些实验的重复设置。如有机物折光率的测定实验学生已经在物理实验中学习过，有机化学实验中不再单独设置，而是把折光率的测定与有机物的提取、合成实验整合在一起，不仅节省了时间，而且使学生对基本操作的运用范围有了全面的认识。同样，考虑到学生在中学阶段已经接触过诸如醛、酮、醇、羧酸等化合物性质的验证性实验，继续保留这些实验不仅重复，而且对学生技能的提高及能力的培养没有大的帮助，在实际应用中也存在一定的局限性，因而在教学安排中调整了验证性实验，并将验证性实验学时压缩为有机化学实验总学时的16.6%。事实证明，压缩上述实验为药学专业学生节约了时间，有利于学生将有限的学时用于强化操作技能、培养科研能力和拓展创新思维上。综合性实验和设计性实验在考查学生对基础理论知识的掌握及实验技术的应用上具有重要作用。所以，我们针对药学专业的特点，突破实验内容的限制，在教学实践中增加了综合性实验及设计性实验的比例，使此两类实验占到有机化学实验总学时的44.5%。如将阿司匹林的合成、熔点的测定和高效液相色谱技术3个不同类型的实验整合成一个综合性实验，要求学生在合成阿司匹林后，对阿司匹林进行熔点测定，在获得阿司匹林基本物理常数后，利用高效液相色谱仪对阿司匹林进行色谱分析。通过上述实验的整合，不仅加强了学生基本技能的训练，而且培养了学生综合运用知识分析问题和解决问题的能力。同时，积极引导学生对实验中出现的问题进行研究探索，激发学生参与实验的热情，提高学生对有机化学理论知识的掌握与应用。设计性实验针对药学专业学生未来的工作实践及继续深造的需要，结合本学科教师的科研内容，让学生直接参与教师的科研课题，培养学生的科研意识和创新能力。如我们在教师科研的基础上为药学专业学生设置了大黄中蒽醌苷元的提取、分离和检验识别实验，学生在完成该实验的过程中，在教师的指导下进行文献资料的检索及分析，并运用专业知识进行实验方案的设计及实验结果的分析等。通过类似的设计性实验，培养了学生查阅文献的能力，使他们及时掌握了国内外相关专业的研究现状及发展趋势，大大开阔了学生的视野，拓展了学生的思维，培养了学生的创新精神，使学生主动参与实验的意识明显增强，同时使学生对科学研究有了一个较完整的认识，培养了学生的科研意识及科研能力，为其今后工作及继续深造打下了一个良好的基础。
3实现有机化学实验的微型化、绿色化，加强学生的环保意识
x做到实验的绝对绿色化，但我们积极探索对部分实验的改进，实现绿色化设计，尽量选择低毒或无毒试剂，删除对环境危害大的实验，选择对环境污染小、用药少的实验，尽可能将实验对环境的损害降至最低。如在教学中将原来水蒸气蒸馏实验“从烟丝中提取烟碱”改为“从橙皮中提取柠檬烯”，降低了实验对环境的污染和对学生造成的伤害。同时，增加以天然无毒物质为原料的实验，如实验中设置了从茶叶中提取咖啡因、绿色叶子中色素的分离等实验，做到从原料到产物都对环境无污染，达到了保护环境的目的。积极改进实验方法，尝试开展微型化实验。微型化实验起源于埃及学者E.C.Grey的《化学实验的微型方法》一书，1982年，美国Mayo和Pike等人在有机化学实验中采取主要试剂为mmol量级的微型制备实验，取得了成功，从而掀起了研究与应用微型化学实验的热潮，并受到环保界的大力赞扬。在教学实践中，我们在保证实验成功的前提下，积极探索实施微型化实验，不仅降低了实验中药品用量过多造成的资源浪费和环境污染，而且帮助学生树立了药品定量的意识。此外，相对于常量实验，微型化实验对实验者基本操作、实验技巧及实验的准确性都提出了更高的要求，这就促使学生提高实验技能并在实验过程中形成认真细致的作风，同时培养了其缜密严谨的科学态度。在教学中将绿色化学的理念融于实践中，让学生树立起绿色环保意识。在有机化学实验中常常不可避免地产生一些废弃物，如不及时处理则会对环境造成极大污染，而且会淡化学生的环保意识，使其养成不良的实验习惯。因此，在有机化学实验教学中，应把废弃物的回收处理作为一项重要的教学和科研任务来完成。如柱层析中的洗脱剂、合成实验中的副产品等都要进行回收或进行无害化处理后再进一步利用。应将实验中废弃物的处理作为考核项目，要求学生在预习时设计实验产生的废弃物的相关处理方法，并在实验中付诸实施。通过训练，使学生灵活应用了所学的理论知识及实验技能，并养成了废弃物及时回收处理、循环使用的良好习惯，具备了从事绿色化学研究与开发的基本素质与能力。
4改进实验考核机制，培养学生良好的实验素质和综合能力
由于教学计划的改变，我校有机化学实验课存在着课时数缩减，而教学任务和教学目的却没有改变的情况，如何在有限的课时中达到应有的教学效果是摆在实验教师面前现实和首要的问题。传统的教学方法和模式是教师将实验目的、实验步骤和实验注意事项一一讲述一遍，学生按照教师的讲述根据课本的操作“照方抓药”，将实验完成。从学生的角度出发，教师的这种“满堂灌输，照本宣科”的教学方法使学生在实验过程中缺少了学习的主动性，学习兴趣下降。遵照这种模式教学的结果往往是学生被动的完成实验，没有经过自己的思考，仅仅是为了完成实验而做实验，没有达到巩固所学理论知识、锻炼动手能力的教学目的和教学效果。鉴于这种情况，做为教师，必须改变已有的教学方法和教学手段，而采用问题式教学法教学能够很好的解决以往教学中出现的一些问题。
2问题式教学法的运用
问题式教学法一般是教师根据学生需要掌握的内容提出相应的问题，学生对问题进行分析和思考，通过查资料以及其它各种方式找出解决问题的方法，教师对学生提出的方法进行总结并给出结论，最终达到学生通过思考学习知识的目的。问题式教学法最大的优势在于将学生在学习中的地位由“被动”变为“主动”，通过教师为学生设定的问题引导学生自主的进行学习思考，学生能够在思考问题并解决问题的过程中不知不觉达到学习知识的目的。问题式教学法分为“提出问题”、“分析问题”、“解决问题”、“总结深化”四个步骤，将问题式教学法运用在有机化学实验的教学中能够达到比较理想的教学效果。
2.1让学生带着问题进行实验预习
实验预习是每个学生进行实验之前必须完成的环节。预习实验一方面是为了使学生在动手实验之前做到心中有数，了解实验的目的、原理，清楚实验中使用到的仪器、装置和药品以及实验过程的操作步骤；另一方面也可以锻炼学生的自学能力同时提高了听课的效率。然而，现在的实验预习往往没有得到学生的重视，大部分学生只是将书上的内容进行了抄袭，根本没有达到实验预习应有的效果和目的，这些问题在实验过程中以各种方式被暴露出来，结果不仅会造成实验失败的后果还给实验室带来一定的安全隐患。针对这种情况，需要教师有目的的对学生的预习环节进行强化干预，事先将实验项目告知学生，并将预设问题提出，要求学生通过预习实验教材，查阅图书馆相关文献资料甚至借助互联网寻求解答。当然，预设问题的提出需要教师对教材有很强的把控力，预设的问题不仅应该具有针对性而且要切合学生实际的知识水平。例如，在进行乙酰苯胺制备实验前，可以提出以下几个问题：(1)本实验为什么要使用分馏装置？(2)反应时分馏柱柱顶温度为什么控制在105℃？过高过低有何不妥？(3)除了用水作溶剂重结晶提纯乙酸苯胺外，还可以选用其他什么溶剂？(4)本实验采取了哪些措施来提高乙酰苯胺收率？将问题提给学生后，学生将会带着这些问题运用各种方式去获知问题的答案，获知答案的过程中，学生必须了解实验的目的和原理，对实验装置和实验药品的物理性质有了清楚地认识，对实验的步骤也会进行深入地思考，使得学生对于实验有了全面、深刻的认识，达到了实验预习的目的，调动了学生学习的积极性，培养了学生的自学能力。
2.2让学生在实验过程中带着问题积极思考
1.1树立启发式的实验教育观念
要实现由验证型实验教学方法向启发式的实验教学方法的转变，教师应首先树立启发式实验教育的教学理念，变传统的单向知识传授模式为知识传授与启发探索相结合的模式。这样才能将研究能力和创新能力培养融入到课堂教学中，贯穿于教学的各个环节。同时，通过启发式实验教育，能使学生变“模仿”实验为“探索发现”实验。这种以学生为主体、教师为主导的课堂是将学习知识、培养技能和能力融为一体的载体，学生将会对课堂产生极大的兴趣。
1.2教师启发式的实验教学
以往填鸭式的有机实验课堂教学形式单调，难以激起学生的学习兴趣、求知欲望和创造欲望，学生只是在众多的知识当中被动地接受教师讲授的现象、原理、规律等，缺乏主动、积极地去认知、探究。教师启发式的实验教学则在实验之初，介绍目前几种常用的实验方案，启发学生通过比较发现几种方案的优缺点及适用范围，然后引导学生提出适合实验室应用的实验方案或对某个步骤提出改进方案，最终让学生分组实验进行对比和验证。实验过程需要学生在全过程手脑并用，并让学生在改进的实验与已有的实验步骤和现象的对比中发现问题，思考问题的根源。如用于液体混合物分离的蒸馏与分馏实验，在教材中是两个各自独立的基本实验操作，我们则将两个实验合并为一个实验，让学生通过分析自己得到的蒸馏与回流的实验结果，得到蒸馏与分馏操作在分离液体混合物的异同，从而得到不同分离方法的适用范围。又例如在乙酰水杨酸的实验中，书中的方案是固定水杨酸与乙酸酐的用量，计算收率。而改进后的方案为，设置不同剂量比例的实验组，让同学分组操作，不同实验组之间通过对比实验现象与收率，分析原因，通过对不同剂量组数据的分析，使同学在这一过程中认识到酰化剂的剂量对反应的影响。通过这种改革，使学生在一种探索研究性氛围中帮助学生掌握实验要点、难点及注意事项，使学生深刻理解实验步骤的设置原理，规范实验操作。通过这种启发式实验教学，激发学生探索和创造性研究的积极性，从被动接受者转变成知识的创造者，为他们将来进行毕业设计、科研工作做准备。
2启发式科研训练在有机化学实验课程的实施效果
以往传统实验教学主要以讲授法和演示法为主，学生只要“照方抓药”式被动开展实验，缺乏思考、分析、提炼和整合归纳知识的能力。启发式实验教学则实现了教学与科研的双赢。大二年级学生在实验课结束后感言：“有机化学实验很锻炼我们实验技能”。他们在有机化学课堂中了受到科研的启蒙教育，能主动以较大的兴趣投入到课堂的科研训练过程中，在提高综合实践能力的同时，创新意识和能力能够得到明显提高。
3结语
1.1《机械优化设计》课程理论教学研究与改革
《机械优化设计》课程理论教学体系的建设主要包括优化课程内容、制定课程教学大纲、编写课程教案几个方面。如前所述，机械优化设计课程教学需要克服“四个脱节”。因此在课程体系研究方面主要解决实现理论基础教学和应用能力培养相结合，以及课程内容与技术发展相结合两个问题。
（1）实现理论基础教学和应用能力培养相结合针对因该课程数学基础较多导致工科学生畏难情绪大，学习热情不高等问题，在课程数学理论基础等知识点方面，侧重算法原理的讲解而非算法过程的介绍；侧重使学生掌握使用现有数学工具解决工程问题，而非自行编制算法程序求解数值问题。从而使学生从算法原理和理论基础中跳出来，提升到知识的应用的层次。
（2）课程内容与技术发展相结合机械设计问题已经从求解小规模单一问题发展到求解大规模复杂性问题。因此优化方法也从经典的优化方法发展到多学科设计优化、智能优化方法、基于仿真的优化等领域。因此课程内容应和技术发展相结合，适当引入先进优化方法的介绍。为学生从解决简单数值问题过渡到今后解决复杂工程问题提供知识储备。适应“卓越计划”提出的培养学生工程能力的要求。
1.2《机械优化设计》实验课程体系的建设
《机械优化设计》实验课程体系的建设主要包括实验内容与实验项目的设置、制定实验教学大纲、编写实验指导书几个方面。实验体系建设的主要目的是使实验项目设置与工程问题相结合，实验内容与工程实践所需的综合性知识应用相适应。
（1）首先在实验项目设置时，根据“卓越计划”的要求，以培养学生的工程能力和知识的综合运用能力为目标。通过建立知识-能力-实验内容关系矩阵。将各个知识点的能力培养落实到各个实验项目环节。并且实验项目的设置突出和其他相关课程内容、工程问题相结合。避免知识点与工程应用脱节，从而达到工程技术人才的具备知识的综合运用能力的培养要求。
（2）其次在实验项目设置时，对不同类型的实验项目，优化其实验方法及其目的。主要改革体系现在以下三个方面：算法原理类实验，避免要求学生采用通用语言编写成熟优化算法的实验。而采用数值计算软件验证，并要求主要对比分析不同算法的求解过程的特点。工程问题类实验。侧重于工程优化问题数学模型的构建，如何选择合适的优化方法求解。综合类实验，和考核环节的课程project相结合，采取开放式的实验方式。侧重于培养学生对知识的综合运用能力、工程素质和合作意识。
1.3《机械优化设计》教学方法研究
教学方法有多种，不同的方法有不同的特点和其适应性。本项目研究的一个重要内容之一是拟比较几种方法的特点，将其融入到不同实验的教学过程中。
（1）对于基础理论的介绍，以板书教学为主，多媒体教学为辅。这样有利于学生理解理论基础，克服学生对数学推导的畏惧心理。
（2）对于各种算法的介绍，在简单介绍其原理的基础上，采用对比教学的方法，侧重于各种算法特点和适用性的比较。并应用结合成熟的数值计算软件，采取现场实验教学的方法进行讲解。
（3）在考核形式方面。除日常的考核和实验成绩考核以外，结合课程项目教学的方法，让学生以组为单位完成一个自选的项目（Project），并以组为单位做一个展示（Presentation）。一方面锻炼学生运用知识综合解决问题的能力，另一方面培养学生的团队协作和工程素质。
2改革特色及成效
“卓越计划”强调学生工程实践能力的培养。因此结合“卓越计划”的实施契机，在对课程建设中存在的问题进行系统深入地分析的基础上，经过不断的教学研究与实践，我校《机械优化设计》实验教学已初步形成了特色。并取得了一定的成效。主要体现在以下几个方面：
（1）在理论教学建设方面实现理论基础教学和应用能力培养相结合；课程内容与技术发展相结合。从而使学生从算法原理和理论基础中跳出来，提升到知识的应用的层次。适应“卓越计划”提出的培养学生工程能力的要求。
（2）在实验课程建设方面根据“卓越计划”的要求，以培养学生的工程能力和知识的综合运用能力为目标。通过建立知识-能力-实验内容关系矩阵。将各个知识点的能力培养落实到各个实验项目环节。并针对不同类型实验，优化其实验方法。
