時間：2023-03-21 17:13:17
序論：在您撰寫有機化學實驗教學論文時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
培養本科生科研素質從以上參與有機化學實驗教學改革的學生中，組建本科學生課外科研興趣小組，長期指導學生進行課外科研實驗、資料查閱、實驗設計、學生課題申請、論文撰寫、課外學術作品競賽和考研輔導等一系列的提高學生科研素質為目的的活動。在教師的合理引導下，在筆者所進行教改的2個實驗班中，實驗組有多達18名同學主動強烈要求進入教師的科研實驗室參與課外科研活動。由于學生的課余科研活性以不影響學習為前提，因此筆者隨后挑選了14名成績中等及以上的同學，分成了2組，在一年二期的時候分別進入了兩個不同實驗室。與筆者以往通過其它途徑所帶的課外興趣小組的學生相比，這些學生思想動機總體相對較端正，除了5個學生由于急功近利、功利思想較強等原因而中途流失外，其它學生一直踏踏實實，完成了多個環節的課外科研活性內容，堅持到大四完成畢業論文。在進入實驗室初期，這些學生跟著老師或不同研究生學習一些最基本的實驗技能，同時也參與研究生的文獻檢索、實驗設計、匯報等工作。經過一個學期的鍛煉后，盡管有專業知識的限制，但是由于學生的主動積極進取學習，大部分同學已經掌握了所在實驗室的基本實驗技能，熟悉了所在實驗室專業中文期刊的檢索，也初步懂得了簡單實驗的研究方案、技術路線的設計。經過一年的培養后，在教師的指導下，學生設計并進行了獨立的科研實驗。在二年二期的時候，利用前期實驗結果，指導學生撰寫并積極申報省、校級大學生創新科技計劃項目。課題完成時指導學生撰寫科研學術論文，利用取得的科研成果指導學生參與大學生課外學術作品等競賽。以上完成的學生科研課題同時可以作為學生的本科畢業論文。由于科研課題在大三基本完成，因此，在大四時學生可以全身心的投入考研或者其它與就業相關的個性化活動中。通過三年多的課外科研活動及組隊參與挑戰杯作品競賽，學生的潛力得到了充分的發揮，不僅培養增強了學生進行實驗設計、動手操作和論文撰寫等方面的科研能力，也鍛煉提高了學生的自制力、毅力、團隊協作等方面的能力，整體綜合素質較高。例如，首先組隊的兩組學生中先后申請并完成了三項省大學生科技創新活動計劃項目和多項校學生科研項目；同時也發表了學生第一作者的論文或會議論文3篇；其中一組學生的作品獲得了第十二屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽一等獎；由于畢業論文是幾年積累的結晶，這些學生的本科畢業論文整體水平較高，避免了目前普遍存在的本科畢業論文來自于教師科研成果的“拿來主義”。其次由于小團隊有自己的目標和信念，大部分同學都能夠至始至終堅持利用課外時間進行充電，其中有3個同學從大學一年二期到三年二期暑假，每個寒暑假都能留在實驗室做實驗，每個寒暑假只休息兩周時間。再次，在所帶教的學生中，學生的學習成績總體不是特別好，只有一人次拿過一等獎學金，但由于綜合素質強，在研究生考試中脫穎而出，有5人考取了碩士研究生，其中有北京大學和浙江大學各一名（整個學院當年考取985學校研究生僅僅3名）。
二小結與重點
院校相比，由于一般院校藥學本科學生總體科研素質相比較弱，如何個性化的提高一般院校藥學本科生的科研素質是非常重要的課題。筆者通過小范圍的以有機化學實驗教學為基礎/起點培養一般院校藥學本科學生的科研素質的探索，能夠充分發掘出具有科研潛質的學生，并激發出了學生在科研方面的潛能，學生的綜合素質也得到了進一步提升，能夠為一般院校藥學本科生進行科研“早教”提供一定的參考。
作者：吳建章 單位：溫州醫科大學藥學院
1．1教學內容的梳理與整改
按照11版教學培養方案的修訂，有機化學由原來的126學時減少到108學時，上下半學期各54學時。同時，有機化學實驗也做了相應的修改，由原來的90學時減少到70學時，上下半學期各35學時。在此次教學方案修改的同時，有機教研室依據教育部規劃教材特點，結合我?；瘜W專業長遠發展需求，立足于學生可操作性，本著“微型化、節約化”原則，進一步梳理與完善了有機化學實驗教學內容。在堅持熟練基本操作的基礎上，將教師科研方向中的一些原料合成作為教學內容引入到了有機化學實驗操作中，例如，將降冰片烯二酸酐的制備引入教學環節，讓學生在鞏固雙烯合成理論的基礎上，進一步熟練如何利用已知原料合成目標產物的方法。再如，在重結晶實驗操作中，由于原料的恒定性，學生實驗往往很容易形成機械操作、簡單重復和照方抓藥等特點。為了打破重結晶原有實驗原料的單一性，我們借助重點實驗室這一平臺，跟有科研項目的老師一起交流并達成共識，他們合成的粗產物直接應用到有機化學教學實驗中，形成了原料種類多樣性。變換原料，學生就得通過重結晶的步驟，合理選擇理想溶劑，提高了學生參與實驗的主動性，同時也為老師科研提供了保障，避免了實驗產品的浪費。另外，對先前的常量化實驗也進行了改進，引入了微量實驗儀器，樹立學生節約意識，進一步強化學生的實驗技能。
1．2教學模式的轉換
傳統的實驗教學模式只注重學生實驗結果，往往忽視了實驗過程。有機化學實驗教改過程，首先，注重實驗前的準備。讓學生通過相關文獻檢索，吃透實驗操作中的一些問題，熟悉物料性質，確保實驗順利進行(見圖1)。其次，全面干預學生實驗操作過程。在實驗操作過程中既要強化學生的實驗操作技能，對于違規操作行為，要及時糾正，必要時要作為典型案例，引導全體學生注意，同時還要全面跟蹤學生實驗過程，設立專門教師實驗臺，實現學生和教師共同實驗，在實驗操作中及時將實驗過程中出現的問題反饋給學生，進一步培養學生對一些反?，F象的理解和認識，鍛煉學生分析與解決問題的能力(見圖2)。第三，做好實驗結果總結與實驗報告信息反饋。對于實驗結果來說，由于個人的操作或多或少存在差異，尤其在現象描述、收率計算和物理參數測定等方面都多少存在分歧，采取集中討論與分散交流相結合的方式，干預學生實驗結果討論，引導學生對實驗結果做出正確的判斷，為后續實驗報告的書寫奠定基礎;對于實驗報告信息反饋，一要堅持原有認真批改實驗報告的做法，二要在新的實驗開始時做好實驗報告的點評工作，既要突出表揚優秀的實驗報告，也要指出不合格的實驗報告，通過以“優幫差”，切實發揮好“傳幫帶”的作用，逐步完善學生對實驗報告的書寫。三是對學生在實驗創新中提到的一些改進措施要給予合理的解釋，激發學生積極嘗試實驗的熱情，增進學生對化學實驗的興趣。
1．3教學評價體系
老師通過實驗教學中的“預習、操作、衛生和實驗報告”可以直觀地給學生在某個實驗中給予合理的分數。反過來，學生也要發揮監督老師的作用，通過教學評價體系，可以反映出教師在實驗教學中的投入。學校雖然每年都通過教學評價系統，讓學生對老師教學做出客觀公正的評價，進一步激發教師的教學熱情，但效果往往不是很理想。我們在有機化學實驗教學環節中引入了“一個實驗一評價體系”，采取無記名信息反饋，梳理后將意見轉達給任課教師，通過教研室活動討論，確定整改措施，并及時地應用到下一個實驗中，并將有用信息擴大到了整個教研室活動中，使得教師在教學中豐富閱歷，使得學生在學習中長了見識。這種做法在學生與教師中已經形成了良性互動，并得到了很好的評價效果。
1．4科研協助教學改革
有機化學實驗是在大學二年級開設，學生已經初步掌握了一些基本的實驗技能操作，在有機化學實驗實驗教學過程中，積極引導學生參與教師科研活動，增強學生對學科前沿知識的了解，提升學生對化學實驗的興趣。具體可通過內蒙古每年舉辦的“挑戰杯”科技作品競賽和畢業生畢業論文的設計兩個途徑進行嘗試，讓學生以興趣小組形式參與到教師科研項目中，讓學生從教師科研活動中吸取寶貴的信息資料，獲得長足的進步。例如，β－氨基酮類化合物的合成(Mannich堿)是有機化學理論知識中的內容，基本的有機化學實驗教學中并沒有此類化合物的實驗操作內容，是一個綜合性很強的實驗操作，學生要從多組分溶劑的選取、TCL(薄板層析)、重結晶、熔點測定等一系列實驗技能入手，擴展了學生的思路，增強了有機實驗手段的連續性和銜接性。截至目前為止，已有兩屆學生10多人次，借助教師科研平臺，參與“挑戰杯”科技作品競賽，并獲獎;有三屆學生15人次，通過參與教師科研活動，發表了高水平的學術論文。當然，這些成績的取得反過來又促進了實驗教學的運行，在培養學生實驗技能的同時，進一步拓展了學生在實驗中“敢想、敢問、敢做”的理念，從某種意義上也完善了新版教學培養方案。
2結語
伴隨著工業科學技術的日益發展，環境污染已成為人類生活中不可忽視的重要問題之一。據統計，目前傳統化學產業每年制造的有害廢物已達3—4億噸，一些重金屬及其化合物酚類和氰類污染造成的魚貝類中毒，一氧化二氮和甲烷等溫室氣體造成的全球氣溫升高等現象層出不窮，嚴重威脅著人類生存環境的清潔健康，于是“綠色化學”的概念應運而生并伴隨著環保觀念的流行而漸入人心。“綠色化學”，其核心內容為提高對原料的有效利用，盡量消除和避免使用有毒和危險試劑，并爭取將反應物的原子全部轉化為期望的最終產物。在高?；瘜W教學過程中，有機實驗是基礎課程中不能忽略的重要一環，但是因開設相關實驗的高校多、項目繁雜，且存在藥品浪費嚴重，甚至隨意處理廢氣廢液等現象，難免聚沙成塔累積效應，無形中給實驗室及外部環境帶來負面影響。因此，我們應該采取有效手段加以預防和解決，將有機化學實驗的綠色化作為一個嶄新的課題加以探討研究。
2.實現有機化學實驗“綠色化“教學目標的若干措施
2.1綠色化學意識的樹立與培養若想樹立學生的綠色化學意識要求教師能夠率先把握環保低碳理念，并積極實施環境無害化學實驗管理模式。為此，應首先將綠色化學的相關概念及原則融入到課堂管理中，并進行科學指導。例如，在課前預習階段積極引導學生以查找資料的方式初步了解相關實驗試劑的毒性及其對環境產生的損害和影響，并鼓勵學生不拘泥于教材，通過改良步驟或運用技術手段減少對生態環境有害的原料、催化劑的使用，并有針對性地降低有害副產物的產生和排放。再如，應密切關注實驗整體的進行情況，及時糾正一些因意識疏忽而造成的裝置安裝問題，阻止因其導致的儀器損害或有毒物質泄漏現象的出現。通過教學過程，潛移默化地影響學生，使之在觀念上重視化學實驗綠色化，在學習中掌握更新實現綠色化學目標的方法途徑。另外，可在教學過程中將能否貫徹綠色化學意識、積極實施對環境友好舉措作為考核項目之一，杜絕學生在實驗過程中不慎造成的藥品浪費、隨意丟棄廢物等現象的發生。
2.2實驗試劑的選用與教學內容的革新完善在有機化學實驗中，難免使用一些易燃易爆、有毒或有腐蝕性的原料，這些試劑不但用量大，而且存在危險和污染，如果能勇于突破定性思維和教材，在保證實現原有教學目標的同時，有針對性地選取低碳無害試劑，也能起到推廣“綠色化學”的目的。比如在原料與催化劑的革新方向上，可用無毒高效原料代替有毒原料，用新型催化劑取代腐蝕性嚴重的催化劑。在此試舉兩例：在利用硝酸氧化環己醇和環己酮制備1.6—己二酸的實驗中，傳統教科書一般選用高錳酸鉀作為氧化劑。高錳酸鉀具有放熱強烈、有毒等不良特性，并不符合低碳環保標準，但若改用過氧化氫做氧化劑，則副產物是水，其污染程度不會隨反應的進行而增加，部分實現了綠色化學目標的達成。又如，在乙酸正丁酯制備過程中，將具有腐蝕性、易產生碳化異構化等副反應的催化劑濃硫酸，改為固體催化劑一水合硫酸氫鈉，不但能夠降低實驗過程中“三廢”的生成量，還能將產品率由70%提高到90%，起到了事半功倍的效果。另外，可選用學生熟悉的天然食品代替有機藥物完成教學任務，如在利用茶葉提取咖啡因的過程中使學生掌握索氏提取器的用法；采用橘皮改良過去使用的苯甲醛完成水蒸氣蒸餾實驗，而蒸餾得到的檸檬烯又具有光學活性，可將其進一步用作測定旋光度的原料。在教學設計環節，應使實驗內容及實施方式趨向低碳環保。內容低碳化主要反映在合成路線的設計上，可用綜合性較強、合成路線較復雜的實驗代替目的過于單一的項目。如僅選取溴乙烷的制備這一個實驗，就能夠學習吸收有害氣體、蒸餾、分液、萃取、干燥等重要方法，可大大降低實驗項目無意義的重復性。另外，可適時設計一些具有連續性的實驗，使回收到的產物作為反應物而被重新利用。如在甲基橙的制備實驗中得到的產物可作為重結晶實驗的主要試劑而被循環使用，將制備好的乙酰水楊酸用于阿司匹林原料藥的檢驗等。這樣設計的優勢還在于，因前一產品質量的優劣將影響后續實驗的進行，可提高學生對結果真實性與可靠性的感悟，通過連續的實驗過程，培養其環保節約意識。實施方式的低碳化主要在劑量的半微量或微量化過程中得以體現。將一些污染較嚴重實驗的規模進行相應的縮小處理，是運用預防化學污染的新方法新技術對常量實驗進行改革的必經之路。例如在茶葉提取咖啡因的實驗中，將乙醇用量從150ml降低至70ml即能提取到產物咖啡因，再如環己酮的制備及苯乙酮的制備實驗中，可將有害原料環己醇和乙酸酐用量減少到原量的1/5，除提高實驗綠色化外又能有效地提高產率。由此可見，微量實驗值得推廣的原因在于節約能源減少污染，降低有機實驗的危險性，同時減少了因處理“三廢”帶來的壓力。除此而外，微量及半微量實驗的規模更接近于科研現狀，它的安全性和低成本大大促進了開放式實驗教學項目的開出率，提升了學生的動手能力和膽大心細的實驗態度，因此，在教學過程中采取常量和微量實驗交替配合的模式，將更有利于化學實驗綠色化目標的實現。
2.3合理進行三廢處理在有機化學實驗中，若不將“三廢”進行合理有效的處理而直接排放，將會對環境和人體產生一定的污染和傷害。因此在實驗過程中應結合以下幾點有效提高實驗室中對“三廢”的處理效率：
（1）廢氣的處理：實驗中應合理使用通風櫥，并在尾氣排出裝置處安裝氣體凈化裝置。對于在實驗進行過程中產生的有害氣體應用專門的吸收裝置進行吸收。
（2）廢液的處理：可將廢液分類為酸堿及有機試劑進行分別處理。酸堿可混溶中和并調節pH值在6.5—8.5之間，并用水將其稀釋后排放；對于乙醇、乙酸乙酯等有機試劑，可在積攢到一定體積后進行重蒸提純，并作為反應物應用于后續的實驗中。對于一些在學校條件內無能力進行處理的廢產品，切不可直接將其倒入下水道或排放到大氣中，應定期送到專門地點進行生化處理。
（3）廢渣的處理：有機實驗所產生的廢渣一般為有毒易燃易爆的固體，應統一回收并將其埋于地下固定地點。尤其需要注意的是特殊但常用試劑的處理方式，如在破損溫度計灑落的微小汞珠上撒上硫粉，使其合成毒性較小的硫化汞，減少環境損害等。
2.4將節約意識與綠色化學觀念相結合建設節約型社會是贏得國際競爭優勢的重要戰略之一，作為未來化工行業的主流人才，我們有必要在化學實驗的學習過程中重視資源意識和節約意識的養成。除去精簡實驗項目，控制原料使用量外，也要注意水電的使用，從小處做起，才能將此觀念深植于學生的頭腦之中。比如在蒸餾回流等步驟中，冷凝裝置一組組相連的搭建方法即可大大降低自來水的用量。
2.5科學技術的引入與完善科學技術的不斷發展為實驗室實現綠色低碳目標提供了技術支持和保障，在教學過程中適當引用微波技術、多媒體技術已成為實踐教學的大勢所趨。
（1）微波技術。微波作為一種新能源，可用于多種化學實驗之中，已成為一種加速有機反應的經典技術。它具有極大提高有機反應時間，使受熱體系升溫均勻、控制方便、產率高和產品易于純化等特點。如在合成肉桂酸的實驗中，將苯甲醛等反應物的加熱時間由回流1.5小時縮短為微波輻射條件下的20分鐘，在此條件下可降低副產物產量，隨之而來的分離提純步驟減少，基本實現了“零排放”目的。據目前研究表明，利用微波技術的化學反應，可減少甚至不用溶劑，對環境污染極低。酯化反應、重排反應、偶聯反應、酯交換反應及有機金屬反應均可利用微波技術實現反應速度的最大化。
（2）多媒體技術。采用多媒體技術模擬實驗進程是“綠色化學”理念下值得重視和使用的科學技術之一。在有機教學中，存在一些污染嚴重卻又不得不要求學生全面掌握的實驗項目，此時借助于計算機技術呈現真實完整的反應過程，可以彌補因實驗條件不足帶來的負面影響。學生也可學會在接受傳統課堂教學的方式外，充分利用網絡資源，展開全方位學習，有利于其自主性及創新意識的提高。
3.結語
有機化學是一門實踐性很強的學科，掌握有機化學實驗的基本操作技能是學生以后進行有機化學實驗的重要基礎。針對藥學學科特點設計技能實驗項目，如有機物物理常數的測定、有機物分離提純等，加強學生的基本操作訓練，使學生掌握規范的實驗技能。藥學實驗中安排了21學時的基本操作實驗，占總實驗學時的38.9%，幾乎涵蓋了所有有機化學實驗的基本操作。同時，將藥學專業的基本操作實驗分為獨立實驗和綜合實驗兩部分，如將有機物熔點的測定與咖啡因提取實驗結合、將有機物折光率的測定與檸檬烯提取實驗結合等，既培養了學生的基本實驗技能，又提高了學生對有機化學實驗的認識，讓學生認識到基本技能在實際工作中的重要性，為學生今后獨立工作打下了堅實的基礎。
2整合實驗教學內容，注重新技術的應用，培養學生的科研意識和創新能力
我們通過在教學實踐中不斷分析和探索，整合了藥學專業有機化學實驗教學內容，避免了一些實驗的重復設置。如有機物折光率的測定實驗學生已經在物理實驗中學習過，有機化學實驗中不再單獨設置，而是把折光率的測定與有機物的提取、合成實驗整合在一起，不僅節省了時間，而且使學生對基本操作的運用范圍有了全面的認識。同樣，考慮到學生在中學階段已經接觸過諸如醛、酮、醇、羧酸等化合物性質的驗證性實驗，繼續保留這些實驗不僅重復，而且對學生技能的提高及能力的培養沒有大的幫助，在實際應用中也存在一定的局限性，因而在教學安排中調整了驗證性實驗，并將驗證性實驗學時壓縮為有機化學實驗總學時的16.6%。事實證明，壓縮上述實驗為藥學專業學生節約了時間，有利于學生將有限的學時用于強化操作技能、培養科研能力和拓展創新思維上。綜合性實驗和設計性實驗在考查學生對基礎理論知識的掌握及實驗技術的應用上具有重要作用。所以，我們針對藥學專業的特點，突破實驗內容的限制，在教學實踐中增加了綜合性實驗及設計性實驗的比例，使此兩類實驗占到有機化學實驗總學時的44.5%。如將阿司匹林的合成、熔點的測定和高效液相色譜技術3個不同類型的實驗整合成一個綜合性實驗，要求學生在合成阿司匹林后，對阿司匹林進行熔點測定，在獲得阿司匹林基本物理常數后，利用高效液相色譜儀對阿司匹林進行色譜分析。通過上述實驗的整合，不僅加強了學生基本技能的訓練，而且培養了學生綜合運用知識分析問題和解決問題的能力。同時，積極引導學生對實驗中出現的問題進行研究探索，激發學生參與實驗的熱情，提高學生對有機化學理論知識的掌握與應用。設計性實驗針對藥學專業學生未來的工作實踐及繼續深造的需要，結合本學科教師的科研內容，讓學生直接參與教師的科研課題，培養學生的科研意識和創新能力。如我們在教師科研的基礎上為藥學專業學生設置了大黃中蒽醌苷元的提取、分離和檢驗識別實驗，學生在完成該實驗的過程中，在教師的指導下進行文獻資料的檢索及分析，并運用專業知識進行實驗方案的設計及實驗結果的分析等。通過類似的設計性實驗，培養了學生查閱文獻的能力，使他們及時掌握了國內外相關專業的研究現狀及發展趨勢，大大開闊了學生的視野，拓展了學生的思維，培養了學生的創新精神，使學生主動參與實驗的意識明顯增強，同時使學生對科學研究有了一個較完整的認識，培養了學生的科研意識及科研能力，為其今后工作及繼續深造打下了一個良好的基礎。
3實現有機化學實驗的微型化、綠色化，加強學生的環保意識
x做到實驗的絕對綠色化，但我們積極探索對部分實驗的改進，實現綠色化設計，盡量選擇低毒或無毒試劑，刪除對環境危害大的實驗，選擇對環境污染小、用藥少的實驗，盡可能將實驗對環境的損害降至最低。如在教學中將原來水蒸氣蒸餾實驗“從煙絲中提取煙堿”改為“從橙皮中提取檸檬烯”，降低了實驗對環境的污染和對學生造成的傷害。同時，增加以天然無毒物質為原料的實驗，如實驗中設置了從茶葉中提取咖啡因、綠色葉子中色素的分離等實驗，做到從原料到產物都對環境無污染，達到了保護環境的目的。積極改進實驗方法，嘗試開展微型化實驗。微型化實驗起源于埃及學者E.C.Grey的《化學實驗的微型方法》一書，1982年，美國Mayo和Pike等人在有機化學實驗中采取主要試劑為mmol量級的微型制備實驗，取得了成功，從而掀起了研究與應用微型化學實驗的熱潮，并受到環保界的大力贊揚。在教學實踐中，我們在保證實驗成功的前提下，積極探索實施微型化實驗，不僅降低了實驗中藥品用量過多造成的資源浪費和環境污染，而且幫助學生樹立了藥品定量的意識。此外，相對于常量實驗，微型化實驗對實驗者基本操作、實驗技巧及實驗的準確性都提出了更高的要求，這就促使學生提高實驗技能并在實驗過程中形成認真細致的作風，同時培養了其縝密嚴謹的科學態度。在教學中將綠色化學的理念融于實踐中，讓學生樹立起綠色環保意識。在有機化學實驗中常常不可避免地產生一些廢棄物，如不及時處理則會對環境造成極大污染，而且會淡化學生的環保意識，使其養成不良的實驗習慣。因此，在有機化學實驗教學中，應把廢棄物的回收處理作為一項重要的教學和科研任務來完成。如柱層析中的洗脫劑、合成實驗中的副產品等都要進行回收或進行無害化處理后再進一步利用。應將實驗中廢棄物的處理作為考核項目，要求學生在預習時設計實驗產生的廢棄物的相關處理方法，并在實驗中付諸實施。通過訓練，使學生靈活應用了所學的理論知識及實驗技能，并養成了廢棄物及時回收處理、循環使用的良好習慣，具備了從事綠色化學研究與開發的基本素質與能力。
4改進實驗考核機制，培養學生良好的實驗素質和綜合能力
由于教學計劃的改變，我校有機化學實驗課存在著課時數縮減，而教學任務和教學目的卻沒有改變的情況，如何在有限的課時中達到應有的教學效果是擺在實驗教師面前現實和首要的問題。傳統的教學方法和模式是教師將實驗目的、實驗步驟和實驗注意事項一一講述一遍，學生按照教師的講述根據課本的操作“照方抓藥”，將實驗完成。從學生的角度出發，教師的這種“滿堂灌輸，照本宣科”的教學方法使學生在實驗過程中缺少了學習的主動性，學習興趣下降。遵照這種模式教學的結果往往是學生被動的完成實驗，沒有經過自己的思考，僅僅是為了完成實驗而做實驗，沒有達到鞏固所學理論知識、鍛煉動手能力的教學目的和教學效果。鑒于這種情況，做為教師，必須改變已有的教學方法和教學手段，而采用問題式教學法教學能夠很好的解決以往教學中出現的一些問題。
2問題式教學法的運用
問題式教學法一般是教師根據學生需要掌握的內容提出相應的問題，學生對問題進行分析和思考，通過查資料以及其它各種方式找出解決問題的方法，教師對學生提出的方法進行總結并給出結論，最終達到學生通過思考學習知識的目的。問題式教學法最大的優勢在于將學生在學習中的地位由“被動”變為“主動”，通過教師為學生設定的問題引導學生自主的進行學習思考，學生能夠在思考問題并解決問題的過程中不知不覺達到學習知識的目的。問題式教學法分為“提出問題”、“分析問題”、“解決問題”、“總結深化”四個步驟，將問題式教學法運用在有機化學實驗的教學中能夠達到比較理想的教學效果。
2.1讓學生帶著問題進行實驗預習
實驗預習是每個學生進行實驗之前必須完成的環節。預習實驗一方面是為了使學生在動手實驗之前做到心中有數，了解實驗的目的、原理，清楚實驗中使用到的儀器、裝置和藥品以及實驗過程的操作步驟；另一方面也可以鍛煉學生的自學能力同時提高了聽課的效率。然而，現在的實驗預習往往沒有得到學生的重視，大部分學生只是將書上的內容進行了抄襲，根本沒有達到實驗預習應有的效果和目的，這些問題在實驗過程中以各種方式被暴露出來，結果不僅會造成實驗失敗的后果還給實驗室帶來一定的安全隱患。針對這種情況，需要教師有目的的對學生的預習環節進行強化干預，事先將實驗項目告知學生，并將預設問題提出，要求學生通過預習實驗教材，查閱圖書館相關文獻資料甚至借助互聯網尋求解答。當然，預設問題的提出需要教師對教材有很強的把控力，預設的問題不僅應該具有針對性而且要切合學生實際的知識水平。例如，在進行乙酰苯胺制備實驗前，可以提出以下幾個問題：(1)本實驗為什么要使用分餾裝置？(2)反應時分餾柱柱頂溫度為什么控制在105℃？過高過低有何不妥？(3)除了用水作溶劑重結晶提純乙酸苯胺外，還可以選用其他什么溶劑？(4)本實驗采取了哪些措施來提高乙酰苯胺收率？將問題提給學生后，學生將會帶著這些問題運用各種方式去獲知問題的答案，獲知答案的過程中，學生必須了解實驗的目的和原理，對實驗裝置和實驗藥品的物理性質有了清楚地認識，對實驗的步驟也會進行深入地思考，使得學生對于實驗有了全面、深刻的認識，達到了實驗預習的目的，調動了學生學習的積極性，培養了學生的自學能力。
2.2讓學生在實驗過程中帶著問題積極思考
1.1樹立啟發式的實驗教育觀念
要實現由驗證型實驗教學方法向啟發式的實驗教學方法的轉變，教師應首先樹立啟發式實驗教育的教學理念，變傳統的單向知識傳授模式為知識傳授與啟發探索相結合的模式。這樣才能將研究能力和創新能力培養融入到課堂教學中，貫穿于教學的各個環節。同時，通過啟發式實驗教育，能使學生變“模仿”實驗為“探索發現”實驗。這種以學生為主體、教師為主導的課堂是將學習知識、培養技能和能力融為一體的載體，學生將會對課堂產生極大的興趣。
1.2教師啟發式的實驗教學
以往填鴨式的有機實驗課堂教學形式單調，難以激起學生的學習興趣、求知欲望和創造欲望，學生只是在眾多的知識當中被動地接受教師講授的現象、原理、規律等，缺乏主動、積極地去認知、探究。教師啟發式的實驗教學則在實驗之初，介紹目前幾種常用的實驗方案，啟發學生通過比較發現幾種方案的優缺點及適用范圍，然后引導學生提出適合實驗室應用的實驗方案或對某個步驟提出改進方案，最終讓學生分組實驗進行對比和驗證。實驗過程需要學生在全過程手腦并用，并讓學生在改進的實驗與已有的實驗步驟和現象的對比中發現問題，思考問題的根源。如用于液體混合物分離的蒸餾與分餾實驗，在教材中是兩個各自獨立的基本實驗操作，我們則將兩個實驗合并為一個實驗，讓學生通過分析自己得到的蒸餾與回流的實驗結果，得到蒸餾與分餾操作在分離液體混合物的異同，從而得到不同分離方法的適用范圍。又例如在乙酰水楊酸的實驗中，書中的方案是固定水楊酸與乙酸酐的用量，計算收率。而改進后的方案為，設置不同劑量比例的實驗組，讓同學分組操作，不同實驗組之間通過對比實驗現象與收率，分析原因，通過對不同劑量組數據的分析，使同學在這一過程中認識到酰化劑的劑量對反應的影響。通過這種改革，使學生在一種探索研究性氛圍中幫助學生掌握實驗要點、難點及注意事項，使學生深刻理解實驗步驟的設置原理，規范實驗操作。通過這種啟發式實驗教學，激發學生探索和創造性研究的積極性，從被動接受者轉變成知識的創造者，為他們將來進行畢業設計、科研工作做準備。
2啟發式科研訓練在有機化學實驗課程的實施效果
以往傳統實驗教學主要以講授法和演示法為主，學生只要“照方抓藥”式被動開展實驗，缺乏思考、分析、提煉和整合歸納知識的能力。啟發式實驗教學則實現了教學與科研的雙贏。大二年級學生在實驗課結束后感言：“有機化學實驗很鍛煉我們實驗技能”。他們在有機化學課堂中了受到科研的啟蒙教育，能主動以較大的興趣投入到課堂的科研訓練過程中，在提高綜合實踐能力的同時，創新意識和能力能夠得到明顯提高。
3結語
1.1《機械優化設計》課程理論教學研究與改革
《機械優化設計》課程理論教學體系的建設主要包括優化課程內容、制定課程教學大綱、編寫課程教案幾個方面。如前所述，機械優化設計課程教學需要克服“四個脫節”。因此在課程體系研究方面主要解決實現理論基礎教學和應用能力培養相結合，以及課程內容與技術發展相結合兩個問題。
（1）實現理論基礎教學和應用能力培養相結合針對因該課程數學基礎較多導致工科學生畏難情緒大，學習熱情不高等問題，在課程數學理論基礎等知識點方面，側重算法原理的講解而非算法過程的介紹；側重使學生掌握使用現有數學工具解決工程問題，而非自行編制算法程序求解數值問題。從而使學生從算法原理和理論基礎中跳出來，提升到知識的應用的層次。
（2）課程內容與技術發展相結合機械設計問題已經從求解小規模單一問題發展到求解大規模復雜性問題。因此優化方法也從經典的優化方法發展到多學科設計優化、智能優化方法、基于仿真的優化等領域。因此課程內容應和技術發展相結合，適當引入先進優化方法的介紹。為學生從解決簡單數值問題過渡到今后解決復雜工程問題提供知識儲備。適應“卓越計劃”提出的培養學生工程能力的要求。
1.2《機械優化設計》實驗課程體系的建設
《機械優化設計》實驗課程體系的建設主要包括實驗內容與實驗項目的設置、制定實驗教學大綱、編寫實驗指導書幾個方面。實驗體系建設的主要目的是使實驗項目設置與工程問題相結合，實驗內容與工程實踐所需的綜合性知識應用相適應。
（1）首先在實驗項目設置時，根據“卓越計劃”的要求，以培養學生的工程能力和知識的綜合運用能力為目標。通過建立知識-能力-實驗內容關系矩陣。將各個知識點的能力培養落實到各個實驗項目環節。并且實驗項目的設置突出和其他相關課程內容、工程問題相結合。避免知識點與工程應用脫節，從而達到工程技術人才的具備知識的綜合運用能力的培養要求。
（2）其次在實驗項目設置時，對不同類型的實驗項目，優化其實驗方法及其目的。主要改革體系現在以下三個方面：算法原理類實驗，避免要求學生采用通用語言編寫成熟優化算法的實驗。而采用數值計算軟件驗證，并要求主要對比分析不同算法的求解過程的特點。工程問題類實驗。側重于工程優化問題數學模型的構建，如何選擇合適的優化方法求解。綜合類實驗，和考核環節的課程project相結合，采取開放式的實驗方式。側重于培養學生對知識的綜合運用能力、工程素質和合作意識。
1.3《機械優化設計》教學方法研究
教學方法有多種，不同的方法有不同的特點和其適應性。本項目研究的一個重要內容之一是擬比較幾種方法的特點，將其融入到不同實驗的教學過程中。
（1）對于基礎理論的介紹，以板書教學為主，多媒體教學為輔。這樣有利于學生理解理論基礎，克服學生對數學推導的畏懼心理。
（2）對于各種算法的介紹，在簡單介紹其原理的基礎上，采用對比教學的方法，側重于各種算法特點和適用性的比較。并應用結合成熟的數值計算軟件，采取現場實驗教學的方法進行講解。
（3）在考核形式方面。除日常的考核和實驗成績考核以外，結合課程項目教學的方法，讓學生以組為單位完成一個自選的項目（Project），并以組為單位做一個展示（Presentation）。一方面鍛煉學生運用知識綜合解決問題的能力，另一方面培養學生的團隊協作和工程素質。
2改革特色及成效
“卓越計劃”強調學生工程實踐能力的培養。因此結合“卓越計劃”的實施契機，在對課程建設中存在的問題進行系統深入地分析的基礎上，經過不斷的教學研究與實踐，我?！稒C械優化設計》實驗教學已初步形成了特色。并取得了一定的成效。主要體現在以下幾個方面：
（1）在理論教學建設方面實現理論基礎教學和應用能力培養相結合；課程內容與技術發展相結合。從而使學生從算法原理和理論基礎中跳出來，提升到知識的應用的層次。適應“卓越計劃”提出的培養學生工程能力的要求。
（2）在實驗課程建設方面根據“卓越計劃”的要求，以培養學生的工程能力和知識的綜合運用能力為目標。通過建立知識-能力-實驗內容關系矩陣。將各個知識點的能力培養落實到各個實驗項目環節。并針對不同類型實驗，優化其實驗方法。
