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1．2仪器设备的安全使用问题
有机化学实验室的设备主要分为两大类，玻璃仪器类和电器类。玻璃仪器易碎，在玻璃仪器的安装、使用以及洗涤、干燥等步骤都必须小心，很容易造成割伤等意外。在我们实验室，一根小小的温度计，经常因为在使用过程中操作不当，每年都有学生因此而被割伤，极大影响了学生做实验的进度。另外做有机化学实验通常需要加热加压等操作，需要用到水浴或者油浴，或者电热套等仪器，有些学生使用电热套不当造成短路，还有把溶剂溅入电热套而造成冒出浓烟的情况多有发生。还有使用比较频繁的干燥箱，都可能因操作不当出现故障，会打乱正常的教学工作。另外，一些老化的设备在使用过程中更要格外小心，防止造成安全事故。
1．3完成实验后的收尾工作存在的安全问题
实验完成后，我们要求学生回收实验产物，清洗清点仪器，做好实验台面和实验室清洁卫生，检查水电是否关闭，实验室门窗是否关闭。曾经有学生因窗户没有及时关闭，下雨造成实验室的漏水殃及楼下实验室的事件发生，造成不好的影响。
2培养安全意识的措施
2．1明确各方人员职责
完成一项实验，需要实验室工作人员的前期准备，作为主体参与者的学生以及指导的教师共同的分工合作协调。一般来说，实验员为学生提供实验所需的药品试剂等;指导教师负责学生的整体规划，并督促学生按规章开展实验。不管是实验员还是教师，要对学生安全使用仪器设备，实验进程的合理安排，突发事件的应急处理进行培训。作为实验的主体—学生，我们就要做进一步的要求，在进实验室之前要求他们对本次实验的实验流程和操作中的相关注意事项做好预习工作。
2．2化学药剂的安全使用
进行有机化学实验所用的药品具有有毒、易燃、易爆或腐蚀性等一些特点。下面我以大学有机化学实验的制备实验“相转移催化法合成苯甲醇”为例，探讨如何对学生进行安全教育。在这个实验中，要达到的实验目的是要掌握卤代烃制备醇的原理和方法，了解相转移催化反应的原理及其应用，掌握机械搅拌，加热回流，萃取，干燥，常压蒸馏等基本操作。使用的试剂包括:苯氯甲烷，催化剂四乙基溴化铵，无水碳酸钾，乙醚，无水硫酸镁。那么针对试剂这一块的安全教育，要求学生进实验室之前，了解所用药品的物理化学性能，比如苯氯甲烷要求学生能了解到它的腐蚀性，这样学生在加料时就要小心，不要弄到皮肤上。一旦洒到皮肤上，要立即用水处理，再用肥皂水洗，还有它的催泪效应等;比如无水乙醚的易燃易爆低沸点的性质，使用过程中周围避免明火，蒸馏时应该采用水浴加热以及回收乙醚的存放还有它的麻醉性的了解。这里举此例说明在进入实验室之前，学生应该对自己在实验过程中使用的试剂药品的物理化学性质要有全面的了解，这是保证实验成功及自身安全非常重要的一个环节。
2．3仪器设备的安全使用
现在的有机化学实验所使用的玻璃仪器大多是标准接口玻璃仪器，那么在实验前要对标准口的玻璃仪器的使用进行学习。要装配一个实验装置，主要靠的是玻璃仪器的连接，把磨口和磨塞轻微地对旋连接，不宜用力过猛，不得在有角度时强行扭转，以免玻璃仪器破损割伤自己。在进行实验时，常常使用的温度计的破损最为严重，很多学生在给温度计套上橡胶塞时，手握的距离过远，导致温度计断裂，割伤手，另外水银温度计还存在一个水银的回收处理问题。所有这些，都要求学生在实验过程中去学习锻炼，做到安全使用。仍然以“相转移催化法合成苯甲醇”为例，这个实验所用的实验装置是一台机械搅拌器。机械搅拌器使用不当，会造成仪器的破损、试剂的洒落并使实验无法完成。因此在使用前，要指导学生对仪器安全使用，比如装配时保证搅拌棒垂直，搅拌头离瓶底的高度，开启搅拌前要检查装置是否稳妥，刚启动时转速不宜太快等。当然仪器的安全使用还有很多方面，本文只是提出一个例子供参考。
2．4对实验风险的预见及处理
事故应急预案是一种预先设置的危机处理机制和安全管理措施，其目的是为有效预防，及时控制和消除实验过程中突发事件及其危害，最大限度地减少对实验室工作人员、环境和社会造成的危害［4］。当然即使对学生进行了足够的安全知识教育，学生也预习了实验过程所使用的药品的物理化学性质以及掌握了仪器的正确使用，但是实验毕竟是一种操作实践过程，作为具有自主性的学生，仍然会有突发的实验事故发生。在这种情况下，指导教师要做一些应急处理，也要培养学生处理突发事件的能力。针对实验过程中发生的一般伤害、火灾、爆炸、中毒等突发事件而制定人员隔离机制、事故处理、事故报警等应急预案［5］。
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根据教育部高等学校化学类(即师范类)专业教学指导委员会制定的“化学专业实验教学基本内容”，将基本操作和基本技能作为一个单元单独训练，该阶段主要训练学生的基本技能，强调操作的规范性。在开始基础训练阶段，我们发给学生写实验预习报告的样本，要求学生按规范的样本格式写好预习报告和实验报告。要求学生在预习报告中要查阅写上实验所用药品试剂的物理常数。实验报告一定要实事求是的详细记录实验步骤现象，实验目的原理，要总结出实验的重难点、实验成败的关键步骤和操作、问题讨论及说明等。这样既要求学生在实验中动手，又要动脑。对于难度较大的基本操作实验如:减压蒸馏、纸层色谱、薄层色谱、重结晶、熔点测定、分馏、旋光度测定、萃取与洗涤等独立安排实验进行，并要求学生单人单做。对较简单的基本操作实验如:蒸馏及沸点的测定、折光率的测定、液体化合物的干燥、机械搅拌、磁力搅拌及密闭合成搅拌等均在相应的合成实验中一并进行，这样可使学生在少学时下学到更多的实验技能。其次删掉一些简单陈旧的实验，增加一些复杂的应用实验，趣味实验及前沿科学的新知识实验。该实验教学内容的重组提高了学生对实验的兴趣，激发了学生的求知欲，强化了学生娴熟的基本操作能力的训练。
1.2在实验内容的安排上注意实用性、趣味性、时代性
经典的有机化学实验都是成熟的验证性实验，对于师范本科生而言，通过这些实验掌握了相关的基础知识、基本操作技能、基本实验原理和方法，在培养学生的逻辑思维、推理、严谨的科学态度等方面是有益的。而且符合学生的认知规律。但我们要培养学生的创新能力，必须改进有机化学实验教学内容的知识结构，加强应用实验、趣味实验和涉及科学前沿课题的实验。如删去了一些简单陈旧缺乏应用性、趣味性的传统实验，增加了一些应用性实验，如:①药物阿司匹林的合成;②磺胺药物的合成;③从槐米中提取药物有效成分芦丁及鼠李糖;④从黄连中提取黄连素等。增加了一些趣味性实验如:①从烟叶中提取烟碱;②从茶叶中提取咖啡因;③合成减少农作物落花落果的防落素对氯苯氧乙酸;④合成除草剂2，4－二氯苯氧乙酸。增加一些与时俱进的前沿科学实验如:①冠醚合成;②纳米材料的合成与应用;③手性化合物的合成拆分及表征。通过增添应用实验、趣味实验和涉及科学前沿课题的实验，激发学生的学习兴趣和创新精神，将不愿学变为我要学。同时开阔了学生的知识视野，增加了学习的广度和深度，使学生看到了在人类生产和生活中有机实验的重要性，形成了自觉渴求新知识的意识，促进了教与学，提高了教学质量和水平。
1.3加强有机化学实验绿色化
化学专业培养的师范生是肩负着教育下一代重任的人类灵魂工程师—中学化学教师，故“安全—环保”理念和意识的形成以及具体实施就显得尤为重要［2］，且具有深远的社会效益和现实意义。为此我们在以下几个方面进行了实践:
1.3.1采用半微量实验和微量实验
有机实验易耗品多、产率低、“三废”排放多、能耗大、污染重。为此我们在不影响实验效果的情况下将教材上化学实验的药品用量均减半，或用半微量实验或微量实验方式进行，这样不仅大大降低了实验成本，实验环境也变得清洁，最重要的是学生的节能减排和环境保护意识也得到培养和强化。且有机化学实验的绿色化也得到彰显。
1.3.2尽可能减少或不用有毒害的化学试剂或原料
有机合成实验所用的化学试剂、溶剂、催化剂或多或少有一定的毒性，为了使有机化学实验绿色化，我们在实验内容的安排上减少或去除毒性大的有机实验，弃用毒性大的有机试剂或溶剂。如将水蒸气蒸馏实验中早期使用的有毒性的苯胺、苯甲醛和溴苯改为花椒和桂皮，使之为纯天然的绿色实验。将从茶叶中提取咖啡因和烟叶中提取烟碱的装置改用乙醇在索氏提取器中进行，这样既将实验时间缩短了2h，又消除了毒性。在有机合成实验中删除一些毒性大的实验，如苯和溴制溴苯、硝基苯的制备、苯胺的制备等。并结合专业特点新增一些对环境友好的药物合成实验如:合成口服治疗尿道感染药物扁桃酸、局部麻醉剂苯佐卡因等。将乙酰乙酸乙酯合成实验中用的有毒溶剂二甲苯和钠珠原料改为钠丝，用钠丝可不用二甲苯溶剂，从而有效地减少了环境污染，所有这些均使绿色化学教学在实验中对学生起到了潜移默化的作用，培养了学生的绿色化意识。
1.3.3采用“一条龙”化学实验
在有机化学实验中我们安排了“一条龙”合成实验，即将多个合成实验串联起来，前一个实验的产品作为后一个实验的原料，这样既节约了化学试剂，防止和减少了环境污染，又使学生把学过的知识系统化，也培养了学生综合分析问题和解决问题的能力［4］。如我们将苯胺乙酰化乙酰苯胺对乙酰氨基苯磺酰氯对乙酰氨基苯磺酰胺对氨基苯磺酰胺(磺胺)。在甲基橙制备实验中将3个串联起来，即苯胺磺化对氨基苯磺酸(重氮化)重氮盐(偶联)甲基橙。在局部麻醉剂苯佐卡因的制备中，将2个实验串联，即对硝基苯甲酸酯化对硝基苯甲酸乙酯(还原)对氨基苯甲酸乙酯(即苯佐卡因)。
2在有机化学实验教学内容的组织上分层次分阶段进行教学
有机化学实验教学内容改革重组后，以基本操作、简单合成、多步合成、综合实验、设计实验、开放实验的顺序组织教学内容。这样一个从基本技能训练、应用技能训练、综合技能训练到创新能力训练的四个层次的实验体系，使学生由浅入深、由简到繁、由单元技能训练到综合能力训练、再至创新能力训练，使学生的实验技能循序渐进，逐步提高，最终初步掌握简单的科学研究方法和创新能力。在实验操作中，又将合成、分离提纯及鉴定测试或表征等环节连成一体，形成系列化实验。这样做可使学生看到自己的实验成果，他们会更认真主动完成和掌握实验的全过程，并给他们带来成就感，从而调动学生的学习积极性和主动性，不断地提高教学质量。
3有机化学实验教学方式的改革使教学质量稳步提高
3.1要求学生课前认真预习，培养学生自学能力和查阅文献资料能力
学生每次进行实验前，教师要认真检查学生的实验预习报告，无预习报告者不得进入实验室做实验，写实验预习报告的目的是使学生在做每个实验前，必须认真查阅所使用药品试剂的理化性质，明确实验原理、目的及步骤，了解有关药品、仪器的使用方法，掌握实验的重难点，挖掘实验成败的关键问题及注意事项，明确每一步操作的目的任务，做到有的放矢，为做好每个实验奠定基础。通过检查学生的预习报告和口头提问，促进了学生学习的主动性和积极性，激发了学生做好实验的热情。通过在预习中查阅资料和网络化学资源，不仅可以帮助学生了解有机物的理化性质，解释实验现象，预测实验结果和选择正确的合成路线，而且还可以使学生了解相关科研方向的研究现状与最新进展。并使学生掌握了查阅文献的基本方法。从而培养了学生的综合能力、独立分析问题和解决问题的能力、创新能力以及初步的科研能力［5］。
3.2在课堂上认真讲解耐心指导
在教学内容改革整合后，教学方式对于落实教学目的起至关重要的作用。在基本操作实验部分，教师必须抓住重难点讲清实验原理，实验成败的关键问题，让学生理解每一步操作的原理，然后在学生做实验过程中认真检查学生的每一步操作，耐心纠正不规范操作。如在分馏和蒸馏的基本操作中，注意检查学生的装置是否规范美观，冷凝管的选择是否正确，温度计插得高低是否得当等，所有这些细节问题都直接影响到实验的效果和规范性。通过这部分基本操作培训，不仅培养了学生的动手能力，还培养了学生实事求是的科学态度和严肃认真的工作作风。
3.3在“一条龙”实验、综合实验、设计实验、开放性实验中进行分组实验教学
即让每组成员以既相对独立，又相互合作的方式完成整个实验。这样学生在独立完成部分实验之后与其他组员之间共享实验成果，共同分析解决实验中所遇到的问题。这种组合实验教学方式，可以培养学生的团队精神和协作精神，提高学生的科研素养和责任心。
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1．2重理论，轻实验
重理论，轻实验，这是传统实验教学方法的一个十分突出的问题，也是一个明显的教学弊端，严重影响了教学质量的提高。实验教学与理论教学是相辅相成，密不可分的。实验教学比理论教学更具有直观性和探究性，更能培养学生的创新意识以及运用理论知识解决实际问题的能力。学生对实验课的重要性认识不够，他们错误的指导思想是只要学好理论课，就学好了该课程。
2PBL教学过程
2.1确定教学对象
在2013级制药工程专业班级中选择3班学生作为实验组，学生4人一组，选1人作为小组长，采用PBL教学。选择2013级制药工程4班学生作为对照组，采用LBL教学。两个班级的理论课内容、实验内容、实验教师、考核量化评分标准均相同。
2．2编制问题库
在整个PBL的实施过程中，问题的设计是保证PBL教学能有效进行的前提。在设计问题时需要考虑以下几点：（1）设计的问题要结合学生的专业特点，符合教学目标。对于制药工程专业的学生，可把原来单一的有机化学实验内容与药物合成、天然药化等知识相结合，让学生更多的从制药方向去认识、理解和掌握有机化学实验操作，更符合制药工程专业学生的学习特点。（2）设计的问题要具有一定的深度和可探索性，可有多个解决方案，但问题的难易程度要让学生通过自主学习能够解决。（3）设计的问题要具有现实意义，值得去探究。同时，在设计问题时还要注意问题的层次性、开放性和有效性。以“重结晶法提纯乙酰苯胺”为例。
2．3学生自组学习
提前一周将下个实验的问题下发给学生，由小组长组织本组学生运用教材、工具书、网络、文献资料等进行查阅，并进行组内讨论学习实验内容，解决问题。这个环节能充分调动学生的学习积极性，培养学生的自主学习能力、表达和沟通能力、分析问题和解决问题的能力以及团队精神和协作能力。
2．4课堂讨论
在整个PBL的实施过程中，课堂讨论是PBL教学的关键。每次实验操作前，由每组选出一个代表回答问题，其他学生可就刚才的回答进行补充，再一起讨论。通过相互交流和讨论，学生可获得多个答案，扩大了知识面，更加激发了学生的学习兴趣。此过程教师控制学生发言时间，调节课堂气氛，最后教师总结。
2．5交流和总结
实验结束后，组织学生根据自己在实验中遇到的问题、解决的方法、数据的分析、还存在的问题进行交流和总结，最后写出实验报告。
3PBL教学考核方法设计
考核方式由三部分组成：平时实验综合成绩考核（40%）、实验操作考核（30%）和实验基本理论笔试考核（30%）。与以往的考核方式相比较，PBL教学考核方式中提高了平时实验综合成绩的权重，特别是提高了实验预习的分值，这样更能激发学生的实验预习动力，提高实验预习积极性；增加了实验操作考核，这样更能有效反映出PBL教学的优势。实验操作以综合性实验为考试内容。评分标准包括实验所涉及的基本操作、整体美观度、后处理、回答问题等。整体美观度主要考察学生组装仪器的效果、安全等方面；后处理主要考察学生对废液、废渣的处理及台面的整齐；问答问题主要考察学生对实验原理、注意事项等的理解。实验基本理论考试考核主要涉及有关有机化学实验的基本操作及相关原理与注意 事项等。
4PBL教学效果评价
实验课程结束后，将两个班的实验成绩进行对照、分析，结果可知，采用PBL教学方法的3班实验平均成绩优于采用传统的LBL教学方法的4班，尤其是实验操作成绩明显高于LBL教学的4班。通过有机化学实验的PBL教学，使制药工程专业的学生在以下能力方面得到了提高：（1）运用网络、文献资料、工具书、教材，查阅到关于有机化学实验的相关信息并进行自学，完成了由“学会”到“会学”的转化，提高了自主学习能力。（2）综合分析所得文献、借鉴文献，使自己具有可独立拟订课题的能力，提高了分析问题与独立解决问题的能力。（3）通过小组讨论、回答问题等环节训练，提高书面和口头语言组织和表达能力。（4）通过PBL教学，使学生熟练掌握有机实验中物质合成常见的反应装置搭建、产物的提纯分离、产品的基本物理参数测定等基本操作技能，提高了动手操作能力。（5）通过小组学习，潜移默化地培养了学生的团队学习理念，提高了学生的团队精神和协作能力。在这几个能力方面的培养，PBL教学班的学生都更胜一筹。
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2.1积极进行教学模式
改革传统的有机化学实验教学一般都是老师“唱主角”，学生“做配角”.老师讲、学生听，听完重复经典的实验内容.不但教学方法单一，学生也始终处于被动接受知识地位，自小，学生的主体作用没有得到发挥.这不利于激发学生的实验兴趣.同时也抑制了学生的思维能力、应用能力、创新能力的提高.因此，这就需要我们积极进行教学模式改革.学生预习方法的改进.成功的实验，离不开实验前的预习“.给人以鱼，不如授之以渔”针对每个实验命题，除了要求学生了解实验目的，领会实验原理，了解实验操作方法、步骤以外.还要求学生查文献；想实验设计；写内容组合；议分析结果.并找到操作的注意事项.通过课前预习报告的检查，课堂互动式交流给以监督.这样的预习，学生就会积极动脑，用心领会.同时也是学生文献查阅能力、思维能力、归纳总结能力、综合运用能力得到提升的过程.不懂的问题学生也会带着疑问进入实验室，这就为做好每一个实验奠定了基础.教师角色的转变.改变了过去课堂教学中过于强调知识传授的倾向，努力形成学生积极主动学习的态度.使学生获得基础知识与基本技能的过程成为学会学习和形成正确价值观的过程.发挥学生主体作用.每次实验课都由2-3名学生依据自己预习情况，分别根据老师的提问来讲解实验目的、实验原理、实验步骤、注意事项等.教师做出必要补充、纠正、解答.部分实验可以让学生分组进行对比，如改变某些反应条件（温度、时间）看对实验结果的影响.将探究式方法揉入教学中.使学生受所讲课程的“感化”而去钻研和探寻.正是这种“感化”，才可使学生得到如何去献身未来事业的方法和应用本领.实验课的讲解既需要学生掌握基本的实验操作技能，巩固理论知识，又要形成一个完整的解决问题的思路，还要学会用类似的方法，解决类似的问题.因此指导学生掌握认知过程比掌握学习的结果更为重要，它具有相对的稳定性和长效性.具有广泛的迁移作用.在实验课教学中，教师善于引导学生发现问题，进而解决问题.这也是“应用”能力提高的过程.多媒体教学进入实验课堂.传统的“一本书、一本教案、老师满堂灌”教学模式已跟不上现在的教育发展趋势.因此，教学手段必须现代化和信息化.多媒体教学的引入，充分利用了网络教育资源.不但增大了课堂信息容量，而且还节省了老师的板书时间.特别是在安全教育方面还有其他方法不可替代的作用，通过PPT的演示可以让学生更直观看到爆炸、燃烧等现象.增加了学生的感性认识.多媒体和板书相结合的教学模式大大的提高了课堂教学效果和教学质量.绿色环保贯彻始终.无论是有机化学实验中的验证实验、还是制备合成及提取等实验都用到大量有机试剂.在保证实验现象和效果的前提下，我们都采用微量或半微量的模式来完成教学.既经济又环保还达到了教学目的.制备合成实验中得到的产品有一部分直接用于性质实验和基本操作训练（如苯甲酸、环己烯等），对实验中产生的固体废弃物和废液统一回收统一处理.最大限度的降低了对环境的污染.
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（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。
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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。
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1．1加强基础操作训练，夯实基础有机化学实验按内容分为基础操作实验、有机合成实验和综合设计性实验三大块。为了缩减课时，一些常用的基础操作训练如常压蒸馏、液液萃取、重结晶等操作由于其在后续合成实验中出现的机会多，常常被压缩到合成实验中一起做，而未单独训练。通过实践证实，这样做效果很不好。因为合成实验牵涉的操作步骤多，实验过程匆忙，对基本操作的训练达不到规范要求，更谈不上培养良好的操作习惯了。而没有好的基本操作技能，也不可能达到合成实验要求的培养综合实验能力的目标，事倍功半。我校学生是在大一下学期开设有机化学实验课的，通过近些年的教学发现，大一学生的实验技能和实验素质都很差。由于中学教学围绕高考“指挥棒”转，存在“做实验不如讲实验，讲实验不如背实验”的不良倾向，造成中学实验教学与大学实验教学的严重脱节。这种脱节现象既不利于教学质量的提高，又影响了学生的身心发展。因此对于某些非常重要的基础操作，要做到教师认真讲解，学生反复练习。只有把基础打扎实了，学生才能具备独立操作有机合成实验的能力。
1．2有机合成实验与有机化学理论教学紧密结合，理论联系实际有机合成实验的进行紧随基础操作实验教学之后，不仅能夯实有机实验基本功，而且是理论教学中的一些重要反应的实践验证过程。作为培养学生动手能力和解决问题能力的一个承前启后的环节，必不可少。通过这些合成实验的学习，同学们不仅更加熟练了普通蒸馏、液液萃取、重结晶等一些基础操作，而且对课本中反复提到的亲核加成反应、羟醛缩合反应、酯缩合反应、康尼扎罗反应等都有了极深的感性认识。值得注意的是，这些有机合成实验的教学时间安排应和理论教学很好地结合起来，努力做到理论和实践的结合。
1．3开设综合设计性实验，强调启发式教学通过基础实验技能的培养、有机合成实验的进一步练习，在学生打好基础的前提下，开展综合设计性实验。实验教学初期，教师在讲授有机实验基础操作的时候应做到搭装置示范，认真讲解，耐心指导。在学生打好基础后，就应该调整教学方案，改变教学模式，由主角变导演，将学生放在主角的位置上，打破传统教学中学生被动接受的弊端，采用讨论式、提问式、启发式、发现式等多种方法引导学生，由他们自己主动地去完成对本次实验课内容的理解和掌握。由有解实验变为求解实验，由知识积累变为智能开发。这种教学模式，对提高学生的主动性和独立思考能力起到积极作用。设计性实验可从实验教材中已有的合成实验的反应条件、实验装置的优化出发，逐步扩展到给定目标化合物，同学通过查阅文献、参考书，设计合成路线、实验装置，最终合成目标化合物。综合设计性实验的开设，对于培养学生独立进行科学实验的能力、良好的科研素质、独立获取相关文献资料的能力都起到了决定性作用。
1．4采用微型化实验方法来代替部分常规实验方法，减少实验事故的发生微型化学实验是由美国的Mayo博士及其同事从1982年开始研究并试用的一种新型实验方法。它是以微小量的试剂，在微量化的仪器装置中进行实验。其试剂用量是常量制备实验的十分之一至千分之一，固体约为10mg～100mg，液体约为0．1mL～2mL。由于有机实验试剂毒性大，挥发性强，易燃易爆，因此有机实验的安全教学一直是教学中的一个重点。微型化实验的优势主要表现在实验试剂用量少，辅助材料用量少，反应时间短，不仅降低了实验成本，而且相应减少了爆炸、着火、中毒等事故的发生率，改善了实验环境，极大地减少了实验过程对环境的污染，提高了教学质量。目前，北京大学、山东大学、中山大学、云南大学等全国几十所高校均把微型化实验列为有机实验教学的内容。北京大学摸索了小量－半微量有机合成，已在教学中使用多年，效果良好，值得我校学习。
1．5尽量使用低毒无毒的有机试剂，创建绿色环保的有机实验教学体系在实验内容的安排上，应努力实现绿色化。绿色化学的基本内容是:由无毒害的原料，在无毒害的催化剂、溶剂等反应条件下，获得对环境友好的产物。有机化学实验不可避免地会产生一些三废，在有机化学实验过程中应该合理收集和排放三废，如对废弃物不处理随意排放，不仅对环境造成污染，而且会淡化学生的环保意识，养成不良的实验习惯。在实验操作中要求学生将实验中产生的废气进行处理、对废液进行回收处理、对产品进行回收利用。近些年，我校在这方面做出了努力，如将基本无毒的环己烷代替苯做为共沸除水剂、反应溶剂，将乙醇代替甲醇做为重结晶使用的溶剂，及时进行实验三废的处理等。但总体感觉力度过小，有待进一步加强。
1．6及时向学生介绍实验新技术新仪器，与时俱进仪器设备陈旧是高校实验教学的一个普遍问题，这不适应日新月异的实验技术的发展。为培养适合社会的新型人才，在教学中应注意及时将先进的仪器技术设备介绍给学生，例如:在介绍熔点的测定时，除介绍了毛细管测定法外，还应介绍显微熔点仪、电热熔点仪、热分析仪测定法，并演示显微熔点仪测熔点的操作;在介绍普通蒸馏装置时，应将旋转蒸发仪介绍给学生并作演示实验;在介绍制备化合物的红外光谱时，应使用傅立叶红外光谱仪就学生自己制备的产品作谱图，这样不仅扩宽了学生的知识面，开阔了视野，而且增强了学生的实验动手能力，提高了学生的学习积极性。
2建立完善的考核制度
加强实验教学质量调控实验成绩考核制度直接影响着学生的学习态度和积极性。规范实验考核制度能充分调动学生学习的主动性，对提高学生的实验动手能力、独立思考能力和创新能力起到了至关重要的作用。为了能客观公正地反映学生的实验能力，笔者认为有机实验成绩应改变原来单纯凭印象给分的错误方法，而由平时考核、实验笔试和期末考核三部分综合量化给分，具体实施方案如下:
2.1注重平时考核，加大其在总成绩中的比例教师对于平时实验的考核应分两部分组成。一部分是由出勤率、实验态度、实验装置的搭建、实验结果、卫生情况等组成，另一部分是实验预习报告、实验记录、实验报告成绩。教师针对以上提出的几个指标制作实验考核卡片，以5分制及时记录学生实验情况，期末将每次实验的成绩总评而给出平时成绩。
2.2开设实验基础内容笔试，进行量化考核为了预防学生只会做实验而不懂实验原理的现象出现，在学期末安排实验笔试考试。考核内容主要是有机化学实验的重要知识，包括实验室规则及安全常识，化学仪器的使用和养护方法，基础操作的原理及适用范围等。
2.3设置期末考核实验，充分反映学生的实验动手能力在学期末，安排一个全面涉及基础操作的合成实验作考核。就实验预习报告、实验态度、实验装置的搭建、实验情况记录、实验报告(要求当场交)完成情况、卫生情况等方面作综合考察。
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有机化学实验包括基本操作技能、分离纯化、有机合成、结构检测训练几大块，结合课堂实验教学、课外项目实验、科技创新等形式，逐渐形成了基础认知、综合设计、研究创新三个层次的实验教学体系［5］。基础性实验就是传统的课程实验，训练基本操作技术和技能;综合设计性实验是学生综合运用所学理论知识进行设计开发实验，培养学生的综合素质和创新能力，使学生初步具有分析问题和解决问题的能力;研究创新性实验是在提出实验项目后，由学生根据已有知识和实验条件进行实验方案设计，指导教师审查通过后，在教师的协助和指导下完成。根据我校的情况，基础实验采取全面预约开放形式;综合设计实验由课程小组共同确定实验项目，提出目的要求，以学生为主体、教师为主导完成实验，教师及时检查实验记录，并适当进行学生实验心得交流;研究创新实验可以由指导教师结合自身科研课题、企业项目或结合课程建设等提出具体探究性实验，或有学生与实际生活结合提出的趣味性题目，采用项目教学法［6］完成该层次实验，该层次实验通过项目立项管理，学生作为实验项目的第一责任人，充分调动了学生的主动性，又能培养学生的管理意识、责任意识和团队协作精神，通过文献查阅、方案设计、实验操作、应对突发事件、实验总结、交流讨论等实践活动，训练了学生各方面的综合素质。总结近期开放性实验教学已取得的经验，未来开放性实验教学的改革发展趋势将集中体现在以下几方面:(1)实验教学体系的构建与完善。根据学生的专业培养要求、知识结构、学校办学特色和实验条件，以及实验的难易程度等分级分层次组织实验教学，及时修订并完善实验实践教学计划和教学大纲，从实验教学整体出发，明确实验课程的任务和目标，调整实验项目和内容，构建层次递进的实验课程体系。(2)实验项目和内容不断更新。为了开放性实验进行得有声有色，首先要激发学生的实验兴趣，即要求开放性实验项目及内容能对学生产生足够的吸引力，这就要求实验项目及内容要充分体现实验室的特色和建设水平，让学生有机会接触到本学科专业发展的前沿，让学生尽可能多的学习使用常规实验接触不到的仪器设备，让学生紧跟现代科学技术的发展步伐和适应新时期的人才需求。(3)开放性实验室管理体制的完善。随着科技的进步，开放实验教学及其管理体制需要不断进行改革创新，即管理理念、管理技术手段、管理制度、管理模式的创新，充分运用计算机技术，建立与开放实验教学相适应的管理信息系统，涵盖开放实验预约、学生自主学习、仪器设备管理、实验耗材管理、实验是安全和成绩查询等。(4)质量考核和评价体系的完善。在整个实验教学过程中，不仅进行实验结果的考核，更应加重对实验过程的考核，指导教师在每次实验操作结束时及时对学生的实验思路、操作能力等方面做出定量或定性的评定。另外，开放性实验教学的质量对于培养大学生创新能力、实践能力又很重要的影响，因此，需要对开放性实验教学质量进行评价，建立科学性、系统性、可操作性的评价指标体系是很必要的。
3层次递进开放性实验教学模式的实施效果
实施层次递进开放性实验教学模式，学生预约确定实验项目，自主实验，提高了学生学习的主动性和积极性，促进了学生知识、能力、素质的协调发展。实验室开放预约一年来，实验室几乎成了学生的家，实验室全天都有学生实验，每班一半以上的学生参加了校级或省级大学生实践创新创业项目。
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(2)普遍存在药品试剂用量过大的缺点；
(3)受传统实验教学思想和方法制约，教学效果不够理想。
2有机化学实验教学的改革措施
根据目前实验教学中存在的弊端，对化学实验的教学内容和教学方法的改革进行了初步探讨。针对当前实验教学现状，并结合学科实际情况，我们认为以下的一些措施对提高实验教学的效果很有帮助：
2.1精选实验内容现有的有机化学实验的内容选取陈旧，实验的安排次序也不合理。例如，教材先要求单独训练学生的基本操作，像熔点、沸点测定等，然后再做一、两个有机物的制备实验和天然物的提取分离实验，这样的安排会使学生在学习基本操作时感到枯燥无味。此外，大部分合成实验的产物没有分离、纯化和表征，这是做有机合成的大忌。针对上述这些情况，笔者提出以下的几点改革措施：一、增加一些简单有机物的制备和提取分离、纯化天然物的实验，让学生在有趣的实验中掌握基本的实验操作。例如；在做乙酰苯胺的合成实验时，最后产品纯化需要用到重结晶的基本操作，而产物的表征要用到熔点的基本操作；在做乙酸乙酯的合成实验时，最后的产品纯化需要用到萃取、蒸馏的基本操作。二、在实验中，增加对产品结构的确定以及纯度验证的教学步骤，以加强学生对合成化合物的认识。
2.2制作短小精悍的微视频课件，实现慕课教学慕课(MOOC)的意思是大规模开放在线课程，是2012年兴起的一场席卷全球的教学信息化革命。慕课的核心概念是“微课程、小测验、实时解答、学习自由”，强调学生学习的自主性，彻底撼动现行的教育方式，使学生更容易获得知识、吸收知识。我校叶春海副校长曾多次在报告会上动员老师要认识慕课、开发慕课并使用慕课。慕课的主要载体是十分钟左右的微视频，我们可以为每一个有机实验制作一个功多个微视频，在视频中，除了教会学生基本的实验操作外，还诱导学生通过不断改变实验条件，以获得更佳的实验结果。学生在实验之前，通过慕课的学习，对实验过程已心中有数，这样，在具体操作时，就避免了边看书边做实验的坏习惯，并且，针对老师在视频中提出的问题，学生在实验中寻求解决的方法，克服了以前“照方抓药”的依赖心理，从而达到学习知识、掌握技能、培养能力的目的。
2.3实验的微型化微型化学实验具有一些常规化学实验无法比拟的优点：第一，节省实验经费，实验表明：微型实验的试剂用量比常规实验节省90%，故微型实验大大节省了实验经费；第二，操作安全、污染小，微型实验药品用量少，反应产物少，实验中不会造成危险；同时，生成的污染性物质的量少，对环境的污染就小；第三，节省实验时间、仪器简单、用剂量少、反应速率快、现象明显；第四，微型仪器来源广泛，可以做到人手一套，有利于激发学生的学习兴趣。
2.4撰写实验报告借鉴国外的教学培养模式，实验报告采用的格式，譬如以《有机化学》或其他杂志的格式来写，包括中英文摘要、引言、仪器与试剂、实验方法、实验结果与讨论、结论、参考文献等。这种书写方式要求学生对文献综合分析，数据的合理处理，实验结果正确分析和讨论，加深学生对所做反应理解和掌握，开阔学生的视野，培养学生的科学素养，同时提高学生的专业写作能力，为今后写毕业论文和科技论文打下坚实的基础。
2.5构建合理的考核方案在每次实验结束之后，老师对学生进行评价，最后以一个分数和评语的形式体现学生的实验操作水平。据日常教学的观察和思考，学生其实更关注老师在实验现场当场做出的实验分数评比，这样能够很快地回忆起自己哪些方面没有做好，甚至还有机会在考核之后再一次进行反思、实践。其实，除了给予评比之外，老师还应该发挥学生的主动性，让他们自己谈一谈实验的感想，比如在实验中收获了什么，哪些地方有失误，有没有建设性的意见等。这不仅有利于激发他们的学习兴趣，提高学习的积极性，而且能够促进整个教学实验环节的水平提升。
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高校有机化学开放性实验管理模式,有利于完善高校有机化学教学的内容,促进学生有机化学思维的发展。
(一)完善高校有机化学教学的内容
传统的有机化学实验教学内容较为单一,缺乏综合性和设计性的实验活动,高校有机化学开放性实验管理,能够完善高校有机化学教学的内容,展现学生的主体地位。
(二)促进学生有机化学思维的发展
高校有机化学开放性实验管理模式,能够使学生更加自由的发挥自身的想法,展现自身的才能,在有机化学实验中,丰富自身的理论知识体系,发散学生的有机化学思维。
3高校有机化学开放性实验管理的主要模式
高校有机化学开放性实验管理,主要具有必修实验半开放模式,选修实验预约开放、定时开放模式以及自选实验全天候开放式等模式。
(一)必修实验半开放模式
根据高校有机化学教学的内容,安排各个专业的必修化学实验项目、实验时间以及具体的指导教师。对于学生在课堂实验中,没有完成的内容,可以在课下或者其他时间继续完成。在学生的课余时间或者其他时间,对学生进行实验室开放,使学生能够拥有充足的时间来完成实验操作,满足不同学生对有机化学实验的要求。
(二)选修实验预约开放、定时开放模式
教师可以结合有机化学的教学内容和教学大纲的要求,引导学生做一些与有机化学教学内容相关的实验,使实验能够与学生的生活紧密相连,增加有机化学教学的价值。比如教师可以设计“海带中提取碘”等简单的有机化学实验,组织学生进行自主实验分析。学生可以结合自身的兴趣和爱好,自行提出实验申请,教师可以结合学生的实验要求和实验时间,采用预约开放、定时开放实验室的方式,为学生提供实验的平台。
(三)自选实验全天候开放式
高校可以通过设置一些全天候开放的实验室,以供学生进行自主实验研究,将实验室作为学生实验的第二课堂。学生可以将自己感兴趣的实验课程进行研究,也可以通过小组共同研究的方式,共同完成有机化学实验的课题整体研究活动。比如“绿色化学理念”下,学生可以对当前地方的水质进行检测,并通过化学提炼,检测水源中钙、铁等离子的含量。在此基础上,可以通过自行研究或者团队研究的方式,在高校内的开放性实验化学室进行进一步的研究和分析,检测各项数据,得出完整的调查和研究报告。学生也可以邀请化学教师参与到实验研究活动当中,对于学生存在的问题和疑虑进行解答和启发,构建和谐的师生关系。这种方式有利于营造科学、向上的校园氛围,使更多学生能够积极参与到有机化学实验活动当中,为学生未来的工作和发展奠定良好的基础。
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《基础化学实验》以实验操作训练、实验方法与技能训练为主，强调综合思维能力和创新能力的培养。基础性实验主要是训练基础化学实验的基本操作和技术，包括实验操作技能、物质的分离方法、物质的制备方法、物质性质与化学鉴定方法、物质定量分析方法、物性常数的测定方法，各种无机物、有机物制备、分离、提纯，基本物理量的测量、基本实验仪器的使用和基本测量方法与误差分析等。综合性实验涉及到四大化学知识和实验技术的综合应用，培养学生综合思维能力。根据专业特点，选择特定物质作为实验目标，全面训练学生掌握物质制备、分离与提纯、组成与含量测定的方法及操作技能，例如贝诺酯的制备、8－羟基喹啉的合成。贝诺酯是一种消炎镇痛药，以阿司匹林和扑热息痛作为原料进行Schotten－Baumann反应合成得到，该实验涉及基础有机化学理论、分离提纯技术、酰基化反应原理等理论和技能的综合使用。8－羟基喹啉是一种合成卤化喹啉类抗阿米巴药物的中间体，以邻氨基苯酚和甘油作原料进行Skraup反应合成得到，该实验综合使用了水蒸气蒸馏、重结晶、基础有机化学等理论和技能。培养学生应用化学知识和实验技能解决专业实际问题的能力以及进行简单科学研究的能力，进一步提高学生对专业的认识和兴趣。以第二课堂、大学生创新训练基地为依托，组织围绕合成工艺、天然活性成分提取工艺等具有专业特色的实验课题，以项目研究方式进行实验。学生在教师指导下，在自行调研的基础上选择课题，写出调研报告、实验方案，最后完成课题，从而培养学生的综合思维和创造能力。例如茶多酚提取及抗氧化作用的研究，让学生根据已经掌握的理论知识和实验技能，设计茶多酚的提取工艺、茶多酚含量的测定方法以及茶多酚清除超氧阴离子的方法。教师对学生设计的实验方案进行可行性分析，并对其中需要注意的事项进行指导调整。学生进一步完善实验方案后，再独立完成实验。
3根据教学体系和教学内容的重构，编写基础化学实验教材
在编写教材的内容上把传统四大基础化学实验按照知识体系与教学顺序整合为一体，涵盖实验化学的基本知识和技能、基础实验、综合实验和研究与设计实验，在基础实验内容的组合上按照研究物质或药物的实际程序进行编排。加深学生对实验实际应用价值的理解，使学生在完成系统的基础训练后能有计划地开展综合实验和设计实验，初步满足培养应用型人才的需要，提高学生解决实际问题的能力和素质。
4建设具有一定规模的基础化学实践教学基地
建设“一站五区”校内实践教学基地，可满足药学、制药工程、药物制剂、给排水工程、环境工程、安全工程等相关专业基础化学实验教学需求。“一站五区”校内实践教学基地是指通过“一站”，即卓越工程师培养站，培养站中“五区”，即基础实验实训区、综合实验实训区、创新与开发实验实训区、中试实验实训区及生产实习实训区，全面开展已有的基础性、综合性、设计与开发实验实训项目，并增加实际生产过程中实验实训环节和创新与开发实验训练项目，围绕复杂的、来自真实情境的工程项目或工业产品的设计生产过程精心设计任务，以强化学生工程实践能力、工程设计能力与创新能力。同时，积极拓展培养应用型技术人才的校外实习基地。
5改革基础化学实验考核办法，重视实践能力考核
基于基础化学实验课程体系、课程内容的改革，进一步规范基础化学实验课程考核的科学性，使考核更加科学、全面、合理。基础化学实验成绩评定采取综合评分办法，由平时预习、实验操作、实验报告和综合实践考核4部分相结合，按照平时预习占10％，实验操作占40％，实验报告占10％，综合实践占40％的比例。其中，综合实践是按照项目方式进行的综合性实验考试，能比较全面地考察学生创新能力和科学探究水平。新考核方式的实施，有利于客观真实地反映学生知识水平，有利于学生创新能力的发挥。
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【中图分类号】 G63 【文献标识码】 A 【文章编号】 1007-4244（2014）03-020-1
自20世纪90年代以来，世界化学教育正在发生深刻变化，实验教学在化学教育中的作用也越来越显著，众多国家普遍重视并呈现以下趋势：实验已不仅仅只是一种直观手段来为学生提供感性知识，更重要的是还能激发学生学习化学的兴趣和动机，让学生掌握实验技能和化学知识，培养学生解决化学问题的能力和科学态度，成为训练学生掌握科学研究方法和从事实际工作能力的一种极其重要的途径。由先前为主的教师演示实验逐渐演变成学生实验占主导，在老师的指导下学生进行独立思考，并且设计相关实验，要求学生亲自去动手、操作并观察、由所得的数据通过分析并且得出结论。这样可以充分发挥学生的创造性、主动性和主体性。与此同时，化学实验的设备、条件和仪器也日趋完善，特别是多媒体，计算机网络技术的引入，为实验教学在化学教育中的作用充分有效地发挥提供了物质基础。为了优化实验教学的模式，在人们长期的探索和研究当中，一种用来指导实验的理论――化学实验教学论，便应运而生了。
一、存在的问题
“化学实验教学论”体系发展至今，虽经过不断的实践与探索，依然还存在着一系列问题：
首先，在教学理念方面，由于多数师范院校的目标是要把师范院校建设成综合性的研究型大学，鼓励学生考研，对专业课尤其重视，却对教学论课程另眼相看，虽然同是专业必修课，并且还能够体现师范生的特色，很多老师把它当做副课，非常不重视。
其次，在教学内容方面，近些年来，新课改进行得如火如荼，此时传统的化学实验教学论教材内容便显得老化，所选实验都是传统的中学化学实验，或大学无机、有机实验的照搬照抄，过分强调学术化，强调实验技能的训练，验证实验偏多，没有创新，不能激发学生的兴趣，和生产、生活、社会联系较少。而且，关于实验教学论中的理论部分偏少，市面上的“化学实验教学论”教材基本上都是采用了大部分的基础实验操作作补充，这样就与普通的实验教材没有了区别。我们需要更详尽的理论来更好地指导实验教学。
第三，在教学方式方面，传统的高师化学教学论实验一般采用老师讲解实验原理和注意事项或演示实验、学生进行具体实验操作的方式，这种模式不能体现师范生的特色，也不利于学生实验创新能力、实验教学能力的提高。化学教学论实验应该根据不同的实验内容和培养目标采取不同的教学方式和方法，以利于激发学生的兴趣，提高学生参与实验教学的积极性，挖掘学生的创新探究潜力，培养作为未来教师的实验教学能力，最终达到提高学生综合素质的目的。
第四，在教学评价方面，教学评价是对学生现有的以及潜在的价值做出判断的活动，它的基本目的是更好地促进学生综合素质的提高。之前的化学教学论的实验成绩主要通过平时成绩加上期末考核两部分组成，而平时成绩一般是由实验报告来评分。因为学生的不重视，最后的实验报告也是毫无创新、毫无特色，给评价结果造成了严重的误差，也起不到激励学生的作用。期末考核也只是通过一次性的实验操作来定论，只注重结果，没有关注过程。以上这些评价都与新课改的理念背道而行，严重阻碍了学生的发展。
二、优化的迫切性
“通过实验学化学”这样的趋势在化学改革中已经越来越明显，化学实验主要作为化学课的辅助手段和认知基础，通过改革，它已经在化学课程中变得无处不在，从始至终，不仅成为化学教学的重要手段和内容，而且成为学生掌握知识、学会技能、了解方法、领悟思想的重要平台和媒介。达到学生获取实验事实，了解化学概念，构建知识框架，提高科学方法和科学素养的目的。中学化学实验教学从理念到内容、形式也随之发生着深刻的变化。
第一，实验教学目标方面，从基础知识掌握和培养基本技能到全面的学生科学素养转变，突出了通过实验教学对学生进行科学方法教育，充分展示了创造性和探究性的教育思维，对学生情感态度与价值观的培养更为关注；第二，实验内容方面，从注重学科知识向联系生活、贴近社会、体现STSE思想的方向转变，呈现实验内容微型化、生活化、绿色化等特点；第三，实验方式方面，探究性实验逐渐代替验证性实验，通过探究的形式，不仅使学生掌握了知识，还能够培养科学探究的兴趣和能力，并且提高学生的科学素养。
实验手段方面，从以前的玻璃仪器向核磁共振仪、质谱仪、红外光谱等现代化实验手段发展。不但提高了化学实验的形象性和准确度，还能够与时代接轨，了解最前沿的科技；
实验评价方面，从单纯的关注实验结果转变为注重实验过程，提倡评价方式、评价主体多元化，特别是学生的自我反思性评价。由于实验教学的发展改革，所以我们更需要一个有效的理论来进行指导，实验教学论体系就应该优化，以便让师生们更加容易去适应化学实验教学的变化。
基于上述分析可知，现行的化学实验教学论体系根本不能满足当前的实验教学模式，特别是在我国，新课标的实施过程中西部地区由于经济发展水平以及师资、认知度等方面的原因，化学实验教学论的推广程度更有待提高。本文旨在归纳总结出现行的实验教学论的不足之处，希望通过实地调研，探究其具体的实践操作情况，发现问题，找出解决的对策，最后通过实践来实现对现有化学实验教学论体系的优化。
参考文献：
[1]郑长龙.化学实验教学论[M].北京：高等教育出版社，2002.
[2]马建峰.化学实验教学论[M].北京：科学出版社，2006.
[3]蔡亚萍.中学化学实验设计与教学论[M].杭州：浙江教育出版社，2005.
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1设计性实验的步骤
通过基础实验和综合性实验训练使学生的实验技能有了提高后,我们才安排设计性实验。设计性实验主要按以下五个步骤来进行：
（1）设计题目的立项：教师提前3个星期给出大类设计题目，比如，我们给出设计美容、美发、护肤产品和农副产品的再利用两大类要求的大题目，并告知实验室条件和主要试剂，具体题目学生自定。学生们结合所学知识和自己的兴趣，通过上网查资料、图书馆借书等多种途径，设计了许多不同的实验题目，有面膜、面霜、洗发香波、洗涤剂、染发剂、香脂，还有果胶的提取、甲壳素的提取与应用、中药在化妆品中的应用等。
（2）开题报告的撰写：选题拟定后，学生查阅并整理文献资料，写出开题报告。开题报告包括以下主要内容：首先是概述，介绍该实验课题研究的目的、意义及其研究的历史和最新动态；接着是实验要达到的性能指标；然后根据实验室现有实验设备和条件拟定详细的实验方案：实验材料、实验设备、详细的实验步骤与实验方法、实验进度安排、检测手段等，其中需要详细列出所需化学试剂品种、数量、规格，实验仪器名称、检测设备名称等。实验方案需经过教师审阅同意，对于过于简单的配方实验要求增加一定的研究内容。若实验教师认为有的实验药品购买有困难，则通知学生寻找替代药品或更换相应实验内容。待实验教师初步确认实验方案设计合理并且实验条件具备后，学生进入实验室进行实验。
（3）开放的实验室：除常用实验试剂外，根据学生开题报告的实验要求，实验室还需提前购买某些特殊实验药品，并准备好仪器设备，然后开放实验室，供学生完成实验。按照预先设计的实验方案，学生提前预约安排实验时间，实验次数不限，只要在规定时间内完成实验即可。实验过程教师主要起指导作用。实验中再也不会像以前那样：学生对照黑板按部就班地“照方抓药”，而老师事无巨细、提前把实验中可能出现的每一个问题都“打预防针”。由于实验的成败取决于实验方案、准备工作和实验操作等各种因素，实验过程每一步都需要自己认真操作、仔细观察并及时记录，若出现问题需要自己动脑筋分析原因并加以克服。学生没有了依赖心理，从而充分调动了学生的学习主动性，极大地提高了学习兴趣。当然，学生有不清楚的地方而请教教师时，教师还是会耐心回答的。
（4）实验小论文的撰写：学生完成实验后进入实验数据整理阶段，根据实验结果撰写实验小论文。实验小论文的格式要求参照正式发表的科研论文要求，内容包括论文的题目、署名、中英文摘要、关键词、引言、实验方法、结果与讨论、参考文献等，并对其中的图、表、公式、符号等也同样按照正式的要求。通过严格写作训练，初步培养了学生科学实验的思维方式，使他们基本掌握了实验型论文的写作模式，为即将开始的毕业论文和毕业设计做了一次很好的基础训练。
（5）小型答辩会的开展：实验论文完成后，按照毕业论文答辩的模式，请来我系的专家教授，对学生的实验论文进行一次小型答辩。每个学生花10分钟时间介绍自己实验的背景、实验方案、实验过程、实验结果并进行产品展示，最后回答教师和学生的提问。答辩也是设计性实验考核的一部分，通过小型答辩会，大家不仅掌握了自己实验产品的性质、用途、物理参数，而且了解了其他同学产品的制备原理及方法，扩大了知识面，同时每个人还锻炼了口头表达能力和灵活应变能力，这为后面的毕业论文答辩也打下了一个良好的基础。
2设计性实验教学改革的效果
设计性实验这种独立解决问题的全面训练,既提高了学生的实验热情、激发了创造性思维，又巩固了所学的知识和技术,培养了学生的科研能力，深受学生们的欢迎。通过设计性试验教学改革，取得了如下成效：
（1）提高了学生自我动手能力
学生们在进行设计性实验后的体会中写到：“设计性实验提高了查阅资料及独立分析、解决问题的能力，具有极强的实践性，极大地提高了进行化学实验的兴趣，是培养学生自我动手能力的有效方法”“设计性实验后的答辩和产品展示非常重要，它让我们很有成就感……，希望以后多开展这类实验。”
（2）为学生的毕业论文打下良好的基础
查找资料，提出实验方案，严格的实验训练以及对实验现象的观察记录和分析总结，有利于培养学生严格的科学思维和科学实验能力，提高科学研究能力；实验论文的格式参照正式的规范格式要求，锻炼了他们的实验论文写作技能，为即将开展的毕业论文打下了基础；小型答辩会的训练，提高了他们论文答辩技巧，已经为毕业论文答辩做了良好的“预演”。经过设计性实验训练的学生得到带毕业论文教师的好评。
（3）受到毕业生用人单位的肯定
综合性设计性实验培养了学生认真仔细的科学态度，严谨踏实的工作作风，增强了他们分析问题、解决问题的能力。从近几届化工专业毕业生的情况看，除考取研究生的学生外，很多学生去了广东、福建等沿海大中型化工企业，由于他们经过了良好的专业实验等实践性训练，他们掌握新技术很快，动手能力也很强，普遍受到用人单位的好评。
3设计性实验带来的经验与不足
1）经费紧张，开设设计性实验次数有限
很多学生要求多开设计性实验，由于设计性实验每一个实验方案所需的药品不同，药品统计后种类繁多，考虑经费问题，购买的药品数量也有限。所以设计性实验开设有一定的局限性。基于此，学校需要重视设计性实验教学，加大经费投入力度，这样才能确保设计性实验教学的继续进行。
2）实验教师和实验技术人员工作量大大增加
审查学生的设计性实验方案、统计学生的实验仪器、实验药品，开放实验室，给实验教师和实验技术人员带来了大量的工作量。以统计实验药品为例，由于实验题目各异，实验方案众多，使得设计性实验药品种类多达200余种，由于学生查的资料不同，有些药品写的是商品名、别名或代号，实验技术人员要一一记录下来，再仔细归类汇总。对实验室已有的药品要统计需要的数量，对没有的试剂、材料要想办法购买，若实在无法解决，还要通知学生更换药品或实验内容……。凡此种种，需要实验教师和实验技术人员具有极大的耐心和无私的奉献精神才能完成实验教学。
