有机合成实验方法篇1
关键词：师范专业；有机化学实验；教学改革
一、实验教学内容的优化
随着学生培养模式的不断变化，学校增开了许多新课程，使传统专业的实验课课时被压缩，如化学师范专业有机化学实验在以往的教学大纲中为108课时，现在减少为80课时。这样的话，如果原有实验内容不进行更改，单位课时内学生被迫完成较过去多得多的实验内容，疲于应付，难以激发学生的学习兴趣，甚至会引起学生厌学情绪，很难达到预期的教学效果。针对如此状况，有必要对实验教学内容进行改革。我们的做法就是对实验内容进行优化和重新编排，将实验内容分解为有机化合物物理常数测点、提纯方法和有机合成三个方面。传统的实验教学中，这些内容均独立开设，每次课学生需要掌握的内容相对简单。现在，由于教学课时的缩短，我们将常数测点、提纯方法教学穿插在有机合成教学过程中。如，在乙酸乙酯的制备实验教学中，综合了加热、回流、蒸馏、萃取等基本操作教学以及水分离器的使用方法介绍，通过测定乙酸乙酯产品的纯度，教授学生对折光率的测定，这些做法可使学生直观地认识到基本操作在有机合成实验中的重要性。在肉桂酸的制备实验教学中，教授训练学生回流、重结晶和熔点测定等基本操作。通过将单个实验操作分散到有机合成实验中，避免了传统的单个实验操作学习过程的枯燥无味以及“只见树木，不见森林”的弊端，激发了学生做实验的兴趣，也使学生搭建实验装置的实验技能不断提高。另外，我们还安排一些简单的科研实验，如微波合成肉桂酸的实验，传统肉桂酸合成在加热条件下需要几个小时才能完成，而用微波辅助加热，只需十几分钟，这些改革措施培养了学生的探索精神和创新能力。
二、实验教学方法的改进
传统的实验教学方法一般是教师从实验目的、实验原理、实验步骤、实验注意事项等方面一一讲解，而学生按照书本中的实验方法逐步操作，几乎不思考为什么要加酸或加碱。这种教学方法根本不需要学生动脑筋，学生毫无学习的主动性。为了改变传统教学的弊端，我们要求学生课前先预习，并在对学生提出具体预习要求，如：对于环己烯制备实验，要求学生查阅环己烯、环己醇、环己醚等相关物质的物理常数，环己烯制备反应的机理，解释反应温度控制在90度的原因，这样使得学生在完成实验预习报告时，就不能再简单地抄书，促使学生加深对理论知识理解，培养了学生的思考习惯。在实验讲解环节，改变传统的“老师讲书，学生听书”的教学模式，尝试让个别学生事先预习准备，然后给同学们进行讲解，其他学生补充，最后教师总结的教学模式。通过尝试发现，学生在实验前对每个实验都能认真地预习、准备，甚至有的学生通过查阅文献，还提出了自己的实验方法和老师进行讨论。这不仅锻炼了化学师范专业本科生的教学技能，更是加深了学生对理论知识的理解，培养了学生独立思考的求知精神。
三、实验成绩评定体系的改良
传统的师范专业学生有机化学实验成绩评定中，实验操作成绩占30%，实验报告成绩70%。这种考核方式容易误导学生重视实验报告的书写，而忽略实验操作的训练，不利于学生实验动手能力和实验协调能力的培养。为此，我们采用多元化的考核方式，注重学生学习过程的考核，即考核内容包括上课出勤（5%）、实验预习（10%）、实验课堂讲解和提问（15%）、实验操作（25%）、实验报告（20%）和实验操作考试（25%）。我们也对实验报告的评分也进行了进一步的细化，即实验目的、实验原理和实验操作三部分内容相对来说比较简单，占实验报告成绩的30%，实验数据处理和分析占40%，实验注意事项和改进方法占20%，思考题占10%。这样的实验成绩评定方法，要求学生必须注重实验原理的叙述、实验装置的组合、实验现象的观察、实验结果的处理和讨论以及实验误差的来源和分析，训练的结果使得学生逐渐掌握了科学的实验方法，养成了科学的处理问题的态度。特别是需要回答的思考题一般都是针对实验中的某个操作环节进行探讨，需要学生参阅一定的文献才能完成，这使得学生查阅资料、分析问题和解决问题的能力进一步得以提高，为其今后的工作和学习打下基础。这种成绩评定方法的改良增加了学生求知的原动力。
有机合成实验方法篇2
关键词:有机化学实验；实验教学；教学改革
1引言
有机化学实验是一门重要的基础实验课，是化学及其相关学科学生的主干课程之一.有机化学实验作为有机化学理论课的有效辅助和补充，不但能够帮助学生更好地理解理论内容，而且能够有效地训练学生的基本操作，掌握有机化合物的分离、合成、纯化和鉴别的方法.另一方面，有机化学实验课是实践性的课程，对培养学生的动手能力、观察能力、理论联系实践、分析与解决问题的能力及创新思维能力等方面的起着不可替代的作用[1].但是，目前高校化学实验课存在不足，如教学内容固定、单一，教学方法比较呆板，教师在教学过程中“照本宣科”，学生在实验中“照方抓药”，应付差事，很少动脑筋去思考问题，更不能发现问题.因此，如何全面提高有机化学实验教学质量，以及在实验教学中如何发挥教师的导向作用及学生的主体作用，更好地提高学生的综合素质是我们化学实验教师面临的重要课题.本文从分析有机化学实验教学过程中存在的弊端出发，针对有机化学实验教学中的问题提出了几点改革尝试.
2有机化学实验教学存在的弊端
2.1实验内容设置不合理
传统有机化学实验教学的目的是要求学生掌握基本的实验操作，掌握鉴定和合成基础有机化合物的方法.因此，实验基本操作，简单有机化合物性质的检验以及基础有机化合物的制备构成了高校有机化学实验的大部分内容，基本操作和单个化合物的合成成为实验课程安排的重点，这些实验在方法和结果上是一定的，从而导致学生的实验预习流于形式，难以激发学生的实验兴趣.在实验过程中，学生在方法上按部就班地操作，在结果强调与教材一致，而重要的实验现象观察和分析被忽略了.这样，实验课教学的结果是学生机械地记住实验步骤和实验结果，而学生理论联系实践能力和分析以及解决问题能力的并不没有得到煅炼和提高.
2.2实验教学方法单一，教学效果欠佳
一直以来，许多师生认为有机化学实验课是有机理论课的附属品，对实验课重视不够.在学生开始做实验之前，教师通常会将要做的实验讲解一遍，这种以教师为主体讲授的授课方式成为了有机实验课的教学主要内容，其中包括实验装置的搭建，药品的用量，实验步骤以及注意事项等.学生在实验的过程中，只要依据教学参考书的步骤“照方抓药”，完成实验就可以了.这种单一的教学方法把有机化学实验变成了对教学参考书和教师讲解的验证过程，忽略了学生的学习主动性，抑制了学生的思维能力和创新能力，影响了教学效果[2].
2.3环保意识不足，污染情况不容忽视
目前有机化学实验内容多，覆盖面广，因而所产生的污染物范围广，品种多，组成变化大.由于污染物具有这样的特点，排放后集中处理起来变得困难.当前，在化学实验室中，每天都有许多学生在做实验,实验过程中不可避免的会产生“三废”（废液、废气和废渣），而这些没有经过无害化处理的废物通常都直接排放到环境，长期累积，严重污染环境[3].因此，有机化学实验中污染物的毒害性和对环境的污染不容忽视.
3有机化学实验教学改革探索
3.1合理优化和设置实验教学内容
实验教学内容的质量关系到学生对该课程的兴趣和学习的动力.有机化学实验的内容较多，为了提高教学质量，需要做到以下几点：
3.1.1选择有代表性的实验内容
有机化学实验的教学目的是通过有机实验训练学生的基本实验技术和技能，使学生掌握重要化合物的合成、分离、纯化和鉴定，.因此，首先要在强化基本操作训练上下功夫.基本操作是化学实验的基础和重点，对学生掌握化合物的合成、分离、鉴定和实验技能的提高都起着重要作用，同时有助于学生形成良好的实验习惯和扎实的实验技能.在我们的教学中，蒸馏、回流、重结晶和色谱法等操作实验是我们精选的内容.实验开始前，详细地介绍了各个操作的要求及要点：包括了解实验仪器的性能、使用步骤和维护的方法，要求学生掌握实验仪器的使用方法，安装操作顺序，适合使用的实验内容以及注意事项等.为了加深学生对实验操作的印象，在实验过程中要求学生多次动手练习.通过这些实验可以进一步地提高学生的基本操作能力，促使他们较快地适应科学研究工作.乙酸乙酯的合成、溴乙烷的制备等典型合成实验的选择使学生在验证和巩固理论知识的同时，强化了实验操作.
3.1.2开设自主设计型实验，提高学生的综合实验能力
如何在有限的课时内使学生的实验能力得到提高？过去，实验所需的仪器，药品均有实验员准备好，学生做实验按部就班，只需将试剂按照教材步骤滴加即可.学生只是机械地操作，毫无主动性可言，离开教材，就无法下手.因此，有必要对有机化学实验内容进行调整，以建立起从接受型到培养综合型的教学体系.在实验教学改革中开设综合实验可以拓宽有机实验的内容，增强学生的综合实验素质，如开设一些自主设计型实验.所谓的自主设计实验是教师安排一个实验课题给学生，学生拿到课题以后，根据已掌握的相关知识，结合文献资料，设计出实验路线，然后与教师讨论其可行性，经过可行性分析以后，合理的实验方案交给学生实施的一种新型实验课开课方式.自主设计实验能够有效地提高学生的创新和实践能力.在选题时，教师可以参考较早开设设计实验的综合型大学所选的课题.然后教研室集体讨论，要求所选题目难度适中，能够锻炼学生的解决问题和动手能力.例如，我们开设了己二酸和肉桂酸制备的自主设计实验，有效地提高了学生的学习兴趣和综合能力.在实验课之前，提出实验题目和实验目的，学生查阅资料，写出实验原理，制定实验方案，然后讨论实施.在实施的过程中，许多同学根据自己设计的路线很好地把握试剂配比及实验装置的选择，顺利完成了实验，个别失败的同学也找到了失败的原因，吸取了教训.实验结束后，通过同学们广泛的探讨，他们明白了自己设计的路线的优缺点.自主设计型实验的开设，考查了学生理论与实践相结合的能力，锻炼了他们的动手能力以及独立思考、设计和完成实验能力，培养了他们分析问题和解决问题的综合素质.
3.2改革有机化学实验教学方法，注重学生为主体
在传统的实验教学中，作为“主演”的教师负责讲解实验内容包括实验目的、实验原理、操作要点和注意事项等.作为“听众”的学生听完后按照要求和固定的程序进行实验.因此学生在预习的时候缺少压力和积极性，预习常常流于形式.这样限制了学生自由发展和自我思考的空间，影响了学生创造性思维的发挥，不利于学生实验能力和科学创造力的培养.因而要更新实验教学观念，改变教学方法.首先，教师应转变角色，由“主演”变成“导演”，这样教师不仅要掌握和讲述与实验有关的理论知识，还要熟练把握实验进度以及了解实验过程中可能出现的问题，做到“胸有成竹”.同时，教师课堂授课关系到能否激发学生的学习兴趣，一个优秀的教师能把枯燥无味的课堂内容讲的生动形象.这就要求教师应善于把握实验教材与大纲，努力创造积极的问题情境.鼓励学生去思考、探索，发现问题，大胆寻求解决问题的方法与途径，力求解决问题的新颖性和高效性.在指导实验过程中，教师要认真负责、注意观察学生实验进度，提醒学生实验中要注意的问题，及时发现问题，及时解决，严格把好质量关.学生应由“听众”变成“主角”.作为“主角”学生首先要练好基本操作这一“基本功”.为此，我们制定了详细的实验教学计划，上课前，要求学生认真预习实验内容包括实验原理、步骤、注意事项等，通过详细的预习写出具体的实验预习报告.上课时，要求一位同学为大家讲解和演示，通过这种方式可以有效地扭转他们被动的接受知识的局面，转变成主动发现知识.学生成为教学活动中的“主角”，有助于调动学生的主动性和积极性，有利活跃课堂氛围.当然学生还不具备流畅讲解的能力，同时对实验内容也不可能把握地十分准确，示范时难免会出现错误，这时教师要发挥其“导演”的作用，及时纠正和指导，共同完成教学内容.
3.3引导学生树立绿色化学理念，积极创建绿色化学实验室
上世纪90年代出现的绿色化学，就是为了从源头上防止和治理环境污染，其核心是利用化学技术和方法，在化学过程中采用无毒无害的原料或可再生资源，通过控制反应条件使化学品在生产过程中实现废物的零排放，同时产品对人体的健康没有危害，对环境不产生污染[4].目前，除了工业生产引起的环境污染以外，高校化学实验室所引起的环境污染也不容忽视.如何减少有机化学实验污染以及对实验污染的防治研究正逐渐被各个高校所重视.近年来，我们以绿色化学为指导思想，精选实验内容、改进实验条件，为创建绿色化有机学实验室进行了积极的探索.首先，引导学生树立绿色化学的理念.在培养学生各项实验技能，完成实验教学内容的同时，还要对学生进行绿色化学和环境保护教育.将“绿色化学”、“绿色技术”、“化学原子经济性”以及“可持续发展”等理念贯穿于整个化学实验，例如，要求同学们在化学品使用过程中遵从5“R”原则(rejection拒用、reduce减量、recycling回收、reuse重复使用、regeneration再生)，避免实验中药品的浪费和污染问题.通过对学生实施绿色化的教育，激发学生的学习兴趣，培养学生严肃认真的科学态度和环境保护的责任心，同时能够通过相关理论和方法去解决化学实验中的污染问题，提高学生环境保护的能力和素质.其次，选择“绿色化”的实验内容.有机实验课程与理论课密切相关，有机实验课程在训练学生操作能力的同时，能够对相关理论进行验证和应用.但是，在教学实践中，应尽量选择无毒或低毒，后处理容易的，对环境影响小，操作简便，并且能够实现同一个目的实验.淘汰或改进毒性大、危险性大、对环境污染严重、以及“三废”后处理困难的实验项目.我们在有机实验教学中，通过选用无毒、低毒的实验药品和试剂来实现有机实验的绿色化.如重结晶实验使用水作为溶剂，用“肉桂酸”的合成代替“喹啉”的制备，减少了有毒、致癌试剂“硝基苯”、“苯胺”等药品的使用.在经典实验苯乙酮的制备中，我们用生理毒性比苯小得多的甲苯为原料，改为制备对甲基苯乙酮等.绿色化的实验内容达到了同样实验目标，同时降低了有毒试剂对身体的伤害和对环境的污染.再次，实现化学实验的微型化.作为20年发展起来的一种化学实验新技术、新方法—微型化学实验[5]是在微型化的仪器中进行实验.由于实验仪器小，所使用化学试剂微量即可，反应时间也大大缩短，然而实验现象却不受影响，可以明显观察实验结果，同时操作方便安全，所产生的废物比传统的方法要少的多，减轻了对环境的污染.因此，微型化学实验对化学实验的“绿色化”提供了一条有效途径.比如，乙酸乙酯、甲基橙和乙酰苯胺的制备等微型化实验，达到了相同的教学目的，取得了较满意的教学结果，同时降低了水、电能源的损耗.微型化学实验并不是常规实验方法的简单缩小，而是利用微型化实验仪器对实验内容进行创新的再现.它有利于培养学生的学习兴趣和动手能力，有利于增强学生的环保意识，提高有机化学实验教学质量，同时取得良好的环境效应.最后，科学合理的处理“三废”[6].在有机化学实验室里，应设立废酸槽和废碱槽，一段时间后，将其进行中和达到规定的pH为6-9后排放.在实验的教学中，教师要强调学生环境保护的重要性，同时言传身教，从自身做起，积极营造一个干净、环保的绿色化学实验室.督促学生遵守实验室规则，禁止乱扔、乱倒行为，减少有害物质的任意挥发.同时，设立相应的废液槽，不同的废液须倒入指定容器内，并按照相关的方法进行妥善处理，能够再利用的要进行回收.有害废液、废渣特别是有毒药品如氰化物、重铬酸钾、铅盐、砷、汞的化合物等不得直接倒入水池，火柴梗、废纸屑应投入废纸篓中.通过对“废弃物”的治理，不仅解决了实验室中废物的污染问题，而且使学生亲自参与到环境保护的活动中，切身体会到环境保护的重要性，培养学生的环保责任感，增强了绿色化学和环境保护的理念，使同学们真正关心和重视绿色有机化学实验室的建设.
4结语
综上所述，通过优化实验内容和增加选题的自主性和开放性对有机化学实验教学改革进行了几点尝试.发挥了学生的主体作用，增加了学生更多展现自己能力的机会，增强了学生节能、减排的的环保意识.使学生的知识结构得到了充实和完善，学生的实验动手、思考能力和应用能力得到锻炼和培养.然而，有机化学实验教学改革是个持续的过程，只有不断地适应变化、发展的新形势，及时精选和更新实验内容，重视和加强现代化的教学技术和方法在有机化学实验教学中的应用，才能达到有机化学实验教学改革的新高度.
参考文献：
〔1〕兰州大学．有机化学实验(第三版)[m]．北京：高等教育出版社，2010.
〔2〕李香兰.有机化学实验教学改革与探索[J].实验室科学，2008(3):35-38.
〔3〕潘蕾.基于资源共享的实验室管理体制改革与实践[J].实验技术与管理，2010，27(12)：205-207.
〔4〕孙尔康，高卫，张剑荣，等.提高环境保护意识，建立绿色化学实验室[J].实验技术与管理，2007，24(11):10-11.
〔5〕黄忠京.微型有机化学实验教学初探[J]．广西民族大学学报(自然科学版)，2007，13(2):106-108．
有机合成实验方法篇3
1药学专业有机化学实验教学现状分析
随着我校药学教育的办学体制、办学模式、办学定位以及办学规模的增大，对药学专业有机化学实验教学课程体系和教学内容等方面提出了更高的要求，药学教育面临着新的机遇和挑战。体现在教材内容上，我校目前有机化学实验教学内容多为验证性实验，教材上非常详细地列出了实验目的、实验原理和实验内容，学生是被动的接受知识，教学效果差，已不能满足当今社会对人才培养的要求。体现在管理体制上，实验教学教学大纲和教学计划及相应的考核体系不完善。实验课的考核在该门课程所占比例较小(20%)，学生不重视实验课，由于不能保证1人1组，有些同学又不主动，所以动手操作技能较差。实验室规模小，效益低，实验课与理论课的有机联系被割裂，学科间交叉亦很困难。在教学指导思想上，重视技能的培养和理论的验证，忽视实验对理论形成的推动作用，忽视创新意识的培养。在教学内容上，由于受经费投入、学生扩招等多方面因素的影响，基本操作、验证型实验多，综合型、设计型实验少；陈旧内容多，新颖内容少；实验教学手段落后，传统实验技术多，新技术内容少。在教学方法上，教师按实验教材讲授，学生按实验教材操作，操作过程程式化，过程简单，结果分析单调，学生独立自主思维不够。
2实验教学改革思路和方案
2.1实验教学改革思路
2.1.1教学管理方面充分认识实验教学改革的必要性和迫切性根据现有实验室面积，制定实验室管理规范和实验室动态运行管理记录，提高实验室的使用率和资源共享。按照基础课实验、专业基础课实验1人1组、专业课实验2人1组、小班上课(15人)的规划，将有机化学实验和实验课程设置为独立考试和考核课程，并记相应的学分，制定教学计划。
2.1.2实验教学内容方面增加实验教学的考核内容增加综合型实验与设计型实验。设计型实验是指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实验的实验；综合型实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。从严格的定义出发，要求综合型实验与设计型实验至少占实验课程总数的50%。因此需要重新修订实验教学大纲，设置实验内容，加大综合型实验与设计型实验的比例。
2.1.3教学方法方面可以采用多种形式教学如多媒体教学，形成一套规范的操作标准，减少验证型的性质实验内容。增加综合、设计型内容，教师根据实验内容，确定多种实验方案，采用启发式、讨论式等多种手段对每个小组的实验方案进行评价，注重学生提出的创新思路及多学科知识交叉综合实验技能的培养。如教师提前将内容布置下去，引导学生：采取文献查阅确定实验路线教师修订学生预实验进一步修订实验方案对实验结果采取多种手段(熔点测定、分液等)进行判定对实验结果进行总结交流写出实验小节。通过实验教学对学生文献查阅、归纳、总结能力及论文写作等都进行了训练。教师根据实验内容对各个环节制定评分标准，最后给出实验考试成绩。
2.2实验教学的改革方案
(1)改革实验教学的管理体系，确定实验教学计划，调动教师进行实验教学改革的积极性。
(2)重新修订有机化学的实验教学大纲，增加开放型、综合设计型实验大纲。
(3)重新编写实验教材，增加综合、设计型实验内容。
(4)分别建立有机化学实验教学改革办法，除实验内容、教学方法的改进外，建立实验室开放的办法；增加学生选择实验的内容，逐步开放实验室，满足学生提高实验技能的要求；建立实验室管理规范和实验室动态运行管理记录。
(5)根据实验内容和要求分别制订有机化学实验课的考核办法。
(6)建立实验教学动态监测，及时与学生开展教学相长活动，通过“评教”收集学生反馈信息和对改革措施的意见与建议；通过“评学”将教师的思路与办法向学生讲授清楚；通过动态监测，不断地在教学过程中及时调整教学环节和方法，以在短时间内保证教学质量的前提下，完成教学改革。
3有机化学实验教学创新的措施
3.1选择与专业密切相关的基本操作进行强化训练目前，我们还没有自己是有机实验教材，所选的有机化学实验教材内容仍多为性质实验，对药学专业学生的针对性不强，不能引起学生足够的重视，花费学时多，对学生基本操作技能的训练收益却不大。因此药学专业的有机化学实验应根据专业需要自编实验教材，删减性质实验，增设包含沸点的测定、连续回流提取等基本操作训练的实验项目，以便更好地服务于后继课程。
3.2增设综合性、研究性实验，培养学生创新能力和科研素质[2]有些有机化学实验训练项目单一，没有新意，学生的积极性和主动性不高，实验效果不佳。为调动学生的实验积极性，增加了综合性、研究性实验。如将传统的有机化合物性质实验(均为学生兴趣不大的验证试验)改为“药学成分的提取、初步分离及成分预实试”。实验可按照药学科研实验前期处理的常规方法进行，即药材粉碎回流提取回收溶剂粗提物萃取分离(或柱色谱分离)萃取液回收溶剂各萃取部分薄层检查或试管反应确定含有的化学成分类型。通过这个实验，可以让学生初步了解天然产物的提取过程，掌握索氏提取器的工作原理和使用方法。同时还可训练升华操作，巩固蒸馏操作、熔点的测定等。为了调动学生的主动性，可以设计合成实验训练，安排一到两个有机物的合成设计实验或文献合成实验，即在没有现成的实验方案的情况下，让学生由指定原料制备某一有机化合物。要求学生查阅有关文献资料，独立设计一个完整的实验方案，包括合成原理、仪器和试剂的选择、操作步骤的确定、产品的纯化等。通过合成设计实验，可以培养学生独立处理问题和解决问题的能力。另外，吸收学生参与教师的科研课题，如教师带领学生进行大学生创新性实验。在有机化学实验教学中给学生提供进行部分研究性实验的机会，以调动学生的实验积极性，提高学生发现问题、解决问题的能力，培养学生创新能力和良好的科研素质。
4规范实验成绩评定制度
有机合成实验方法篇4
G4
文献标识码：a
文章编号：16723198（2015）11013402
0引言
本课程随着高教改革的步伐，其教学方法方面进行了一系列的改革，在教学内容、教学平台、教师培训及其实验平台和考核方面也取得了一定的成效。但随着计算机技术的日新月异，和社会对计算机类人才实践能力、运用知识等综合能力不断提出更新更高的需求，这些需求倒逼着对本课程教学方法做进一步的改进和创新。需要教师在教学内容、教学方法等合理整合、提高教师能力、遵循教学规律来加强学生实验实践能力，和课程考核等方面予以研究。
1数字电子技术课程目前的教学方法
数字电子技术是计算类专业的基础课程，其内容是经典的。目前本课程的教学方法主要是理论教学和实验教学两个环节组成。理论教学以课堂教学形式进行，老师讲，学生听课。实践教学是学生在硬件实验箱或者虚拟平台上，以验证性实验为主，起到巩固课堂学习的目的，最后进行笔试考核。另外随着教学改革的需要，一是增加学生自主学习时间，二是增加学生较宽领域知识的涉猎，在总教学学时有限的情况下，一般采取减少专业课程教学学时的办法来满足以上改革的需要。所以，随着本课程学时不断减少的情况下，现用的教学方法也有待创新改革。
2目前本课程教学方法存在的问题
（1）教学平台单一，教学内容侧重不够准确。教学形式单一，没有充分利用现代开发技术平台，或者先进齐全的实验室设备，没有合理分配课程学时，没有把抽象的理论性强逻辑强的知识，用直观的方法予以表达。另外由于专业学时压缩的需要，不少高校处理方式或者简单缩减理论和实验学时，或者干脆删掉本课程，这是一种消极适应的处理方法。
（2）尊重成人学习规律不够，提供给学生主动机会欠缺。没有引导学生感性认识和理解抽象概念，难以激发学生的兴趣，面对抽象难懂的知识，和机械教学方法下的学习，慢慢导致学生惧怕计算机硬件的心理困惑，逃避类似课程的学习。另外，多年应试教育下来，多数学生自我管理的习惯和能力还不具备，因此不少学生课堂或跟不上老师进度，或没兴趣听课，课堂上玩手机，大把的课余时间也无法有效利用。四年下来，没学好专业，难就业，还养成很多陋习。所以遵循成人学习规律，结合课程引导学生进行自我管理好习惯的积累，培养自学能力，通过布置个性化有针对性的作业，引导学生思考、讨论，消除学生抄袭作业的可能。
（3）考核形式单一。目前考核方法难以调动学生的学习激情，分数至上的方法导致学生重视理论学习，轻视实践动手能力的培养。
3新教学方法研究
3.1具体研究对象
在尊重教学规律的前提下，从教学平台、任课教师和学生等多方面入手，研究新的合理教学方法。在数字电子技术课程学时极其有限的情况下，进一步细化和整合教学内容，合理组织教学，提升教师专业水平和与学生互动能力，将传统的简单理论加实验课程教学方法改革，研究形成理论、实验和实践一体化，课堂教学、实验室教学和课外自主学习等多平台有机整合一体化的课程教学方法。
3.2研究内容
在符合教学大纲教学要求与内容的前提下，把原有理论加实验分开的教学方法，进行改进，采取多管齐下、有机整合的教学方法。
学生学习知识的平台有教室听课、实验室动手和课外自学等多种形式，只要激发学生学习的自觉性，可以引导学生，围绕课程知识体系，把这些平台多管齐下，有机利用整合，做到高效学习和各种能力的有效提高。
本课程知识体系包括基本概念、数字逻辑代数和基本经典的设计和分析方法；具体数字电路的分析和设计验证性的知识；和实现相关电路的开发软件仿真平台，以及课内外习题的解答。以效率为目的，注重学生成人的学习规律，将这些内容进行合理的分类整合，有效结合不同学习环境，安排教学内容，有计划展开教学工作。
依据教学环境，将教学内容分成三部分。
一是在课堂教室里，把逻辑推理性强的知识用多媒体设备演示和黑板逐一推导，构建知识的整体框架，以便学生对本课程有一个大致的印象，起到入门的作用。另外，课内外习题的解答也在教室进行，便于学生对知识疑点的准确掌握。该部分占全部学时六分之一左右。
二是具体数字电路的分析和设计在老师讲解或者案例自学的基础上，接着让学生验证。这部分在实验室授课完成，大约为二分之一学时。
在老师引导下演示，学生照着学会用仿真平台实现功能部件的分析与设计。需要立马验证辅助理解的抽象知识在实验室进行，结合实验室多媒体设备和实验设备，老师先讲解一般方法，经典例题，学生立马练习相关习题，予以验证理解。老师可以及时通过实验等方式解答学生的疑惑。其优点就是学生有机会动手参与，调动了学生学习的主动性，符合成人学习特点。以上两部分的学时就是传统教学方法的理论学时，但新的教学方法既完成了理论知识的传授，也完成的基本验证性实验的任务。
三是完成课程设计综合型较强的实践内容，增强学生运用知识的机会和能力。教学任务包括引导学生合理利用课外时间自学掌握proteus等仿真软件的使用。较大复杂度和难度的课题，将分组来实现，大约8学时。基本原则：学生为主、标准统一、过程透明、均有收获。通过合理分组，引导学生运用学到的知识完成复杂度难度较大的课题。从课题验收标准、学生分组、课题的选择、任务的划分、过程管理、课题完成到文档整理、演示评价，都严格管理，培养学生自我督促，互相激励的机制。这可以充分调动学生主动用好课外时间，也可以培养学生互相协调沟通能力、文档的撰写能力。对于课程设计实践中遇到的问题，老师在实验室予以一对一指导解答。
3.3新教学方法要解决的主要问题
（1）激发学生的学习兴趣，引导他们充分合理利用课余时间的好习惯，逐步熟练掌握Quartusii仿真软件的使用。
（2）规划好衔接好教室课堂讲授、实验室讲授和学生分组实践的内容与进度。实时关注学生理解掌握知识的程度，做动态调整。
（3）课题分组时，结合学生具体情况有机搭配，做到每个同学都有相应的收获。
3.4新教学方法的评价
（1）形成系统完善的本课程教学方法。任课教师授课水平和与学生互动能力大大提到，受到学生认可和好评。
（2）引导学生掌握proteus等仿真软件，熟练实现数字逻辑电路图和VHDL编程两种输入方法。引导学生不仅理性掌握数字电子技术课程的基本概念和基本方法，通过基本验证性实验和课题实践还能感性了解计算机底层电路的分析与设计，做到理论与实践的有机结合。
（3）通过课外作业，和课内及时有效动手，引导学生自主学习，激发学生学习兴趣和潜力。通过分组协作完成课题，培养学生整合知识、收集整理资料的能力，训练学生组织能力、合作与协作能力，写作和表达能力。
（4）尤其做到了以人为本，遵循成人学习多元理论规律，多方法有机结合教学方法。
有机合成实验方法篇5
[关键词]沥青混合料；配合比设计；Gtm
沥青混合料的设计是影响沥青路面施工质量与使用性能的一个技术关键，沥青混合料设计包括选择矿料种类、矿料级配、确定沥青用量和混合料密度以及期望达到的路用性能要求。沥青混合料设计方法中最为重要的是试验方法、评价指标和技术标准。下面仅对我国常用的马歇尔法和最近几年流行的Gtm方法进行分析，并结合工程实践做Gtm一些试验指标的对比。
1.马歇尔试验方法的缺陷
我国的马歇尔设计方法的具体步骤是：（1）试验选择符合技术要求的原材料。（2）根据混合料类型，选定矿质集料级配。(3)选择沥青用量，制作五个马歇尔试件。（4）测定马歇尔试件的毛体积相对密度，计算试件的空隙率VV和Vma，根据Vma和VV计算沥青饱和度。（5）进行马歇尔试验，确定马歇尔稳定度和流值。（6）对比技术标准要求确定沥青用量范围。（7）设计最佳沥青用量oaC。（8）进行路用性能检验，包括车辙试验、浸水马歇尔试验。（9）若路用性能检验合格，则以上述混合料参数进行配比设计，否则应重新设计。
从以上马歇尔设计步骤可看出，该方法对混合料的、密度、空隙率、矿料间隙率等指标有明确的要求。可是，国内外的研究成果均表明，马歇尔试验方法与试验指标与实际路用性能指标有较大差异。首先，在试件成型方面，马歇尔方法锤击次数与路面成型时的压实功能和交通量大小都没有内在联系，马歇尔击锤的冲击力与车辆轮胎接地压强存在巨大差异，马歇尔试模对沥青混合料的约束条件也与实际路面材料的受力条件不同。
2.Gtm试验方法的原理及特点
Gtm是柔性路面在车辆荷载作用下的机械模拟,是把压实实验机、剪切实验机和车辆模拟机合并成一台沥青混合料成型机。Gtm根据汽车轮胎对路面的实际接触压强设定试验时的设计压强,采用揉搓方法压实沥青混合料,模拟了现场压实及汽车轮胎与路面的相互作用,试件在设计压强作用下被旋转压实到平衡状态,使沥青混合料密度达到汽车轮胎实际作用于路面时所产生的最终密度。
Gtm确定沥青混合料沥青用量的步骤为：（1）根据拟建公路汽车轮胎对路面的接触压强做为设计压强。（2）根据Gtm的工作压力，调整Gtm试验机机械角到所需角度。（3）根据经验选取5个不同的用油量进行试件成型到平衡状态。（4）根据不同用油量对应的GSi、GSF、毛体积相对密度画出图形,确定出初步用油量范围(GSi≤1.05并且GSF≮1.3)及相应毛体积相对密度。（5）综合考虑各因素确定油石比范围,并取范围的中值为最佳油石比,对应的毛体积相对密度为施工控制的标准密度。（6）对设计的沥青混合料进行高温稳定性及水稳定性等验证试验。从Gtm的设计原理和过程可知,它是以防止混合料的最终塑性过大变形作为混合料设计的目标,
3.与马歇尔试验方法的试验数据对比分析
下面仅以承唐高速公路某试验段段的沥青混合料配合比设计为例对Gtm和马歇尔试验方法的有关数据进行对比分析。
沥青路面一般结构为:上面层4cm厚aC-16i,中面层5cm厚aC-20i,下面层9cm厚aC-25i,沥青混合料矿料级配范围见表1。下面层采用aH-70重交沥青,中、上面层采用SBS改性沥青,所用粗骨料为玄武岩，细集料全部采用石灰岩机制砂，沥青混合料配合比设计参数如下：Gtm表面旋转垂直压强0.8mpa，旋转角度1.400；试件成型温度:普通沥青140～145℃,改性沥青160～165℃。试件成型控制:成型到极限平衡状态。采用同种材料相同级配分别用Gtm和马歇尔试验方法对底、中、表面层进行对比试验的结果。
从表中数据可以看出,与马歇尔成型的试件相比,Gtm设计的沥青混合料有油石比降低、密度增大的特点；数据显示底面层油石比减少0.8%，密度增加2.76%；中面层油石比减少0.5%，密度增加2.99%；表面层油石比减少0.6%，密度增加3.45%。从车辙试验动稳定度来看,Gtm方法比马歇尔方法设计的沥青混合料的高温稳定性更好。
采用Gtm进行沥青混合料设计是把高温抗车辙性能作为主要控制指标的方法,对于沥青混合料的高温稳定性确实有重要意义，但Gtm设计方法对路面结构的耐久性、抗老化能力和抗疲劳开裂能力的影响有待进一步研究与验证。马歇尔试验方法虽然和路面材料实际路用性能有很大差异，但考虑我国的实际情况、经验与技术水平,马歇尔试验方法仍是技术规范规定的沥青混合料标准试验方法，这就要求在采用Gtm等国外其他设计方法时要按规范规定的马歇尔方法进行高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性、渗水系数等路用性能指标的检验，以进一步提高沥青混合料配合比设计的实用性和科学性。
参考文献:
有机合成实验方法篇6
关键词：民用飞机运行文件和持续适航文件验证
中图分类号：F41文献标识码：a文章编号：1674-098X（2016）09（c）-0015-05
theValidationoftheoperationDocumentandContinuedairworthinessinstructionsforCivilaviationResearch
ZhuJiexia1Chenpeng2
（1.ShanghaiaircraftCustomerServiceCo.，LtdtpDept，Shanghai，200241，China；2.Schslertrading（shanghai）co.，LtD，Shanghai，200070，China）
abstract：thisarticleintroducesthevalidationoftheoperationdocumentandcontinuedairworthinessinstructionsforcivilaviation.First，itshowstheverificationrequirementsoftheaircraftevaluationGroup.thenitdescribesthefourphases.anditseparatelygivesexplanationofverificationmethodandobjectaswellasverificationphasesandworkflow.Duringeachphase，somegeneralrequirements，suchasverificationteam，verificationoccasionselection，verificationlogisticsupport，verificationresultsevaluation，verificationrecordandreportwilllistinthispaper.
Keywords：Civilaviation；operationdocumentandcontinuedairworthinessinstructions；Verification
安全是世界范围内的永恒主题之一，民用航空领域亦不例外。航空器在投入使用之后，正确地使用和维修是保持其固有适航性、安全性和可靠性的基础，而正确地使用和维修则需要通过航空器制造商制定和提供正确、合理、详尽、便于使用和维修的航空器运行文件和持续适航文件来保证，但如果所编写的运行文件和持续适航文件未经过充分验证，有可能导致飞机投入使用后，在使用和维护方面出现差错，甚至发生危险事故或出现故障无法维修等问题，给客户造成一系列的经济损失。为避免由运行文件和持续适航文件的错误带来的不安全事故，局方要求对运行文件和持续适航文件内容进行验证。
目前，国际国内都制定了针对民用飞机运行文件和持续适航文件的适航规章，中国民航局的咨询通告aC-91-11R1和aC-91-24，也已明确对文件的验证要求。然而，国内民机制造商在技术出版物的编制过程中，虽然严格贯彻了适航规章对飞机设计的要求，但还未能充分考虑运行规章和客户的运行和维修操作要求。同时，国内对运行文件和适航文件的验证流程也多半停留在书面验证，实际操作验证还没有形成一套完整的理论和切实有效的验证管理体系和方法。该文结合适航规章要求和国内民机验证经验，提出了运行文件和持续适航文件的验证实施方法和过程。
1运行文件和持续适航文件验证要求
1.1aC-91-11R1和aC-91-24要求
咨询通告aC-91-11R1《航空器的持续适航文件》和aC-91-24《航空器的运行文件》中规定。
（1）对于经过审核的运行文件和持续适航文件内容，应当以草稿的形式予以内部出版编辑，并提供预期使用人员（如试飞维修人员、工程支援人员、试飞人员、运行支持人员等）进行必要的验证，确认运行文件和持续适航文件的内容准确、可正确理解和具备可操作性。
（2）验证应当在确认不影响安全的情况下，由验证人员严格按照运行文件和持续适航文件的内容进行操作，否则验证工作视为无效。
（3）对于因研制过程中设计更改和验证问题造成的运行文件和持续适航文件内容修订，应当重复上述审核和验证过程，直至航空器设计冻结后形成运行文件和持续适航文件的初稿，并提供局方审核。
1.2管理要求
除适航规章要求外，民机运行文件和持续适航文件的验证工作还应该紧密联系型号自身的特点，一般情况下应在民机取得型号合格证（tC）前完成验证，并满足以下管理要求。
（1）每本手册须根据手册内容确定具体验证项目清单和具体实施计划，并组织有资质的人员完成验证。
（2）确保验证内容与验证方法之间的一一对应关系，确保手册所有内容得到验证。
（3）供应商提供的运行文件和持续适航文件的验证应采用现场参与、抽查验证或要求供应商提供验证记录的方式进行。
（4）民机研制是反复迭代的过程，所以验证也应反复进行，运行文件和持续适航文件交付后若发生修，也应实施相应的验证。
2运行文件和持续适航文件的验证方法和对象
2.1验证方法
总结民机运行文件和持续适航文件的验证方法，采用双“V”（Verification：书面验证；Validation：实际操作验证）的指导思想，保证手册内容最终状态符合适航要求和用户要求。
2.1.1书面验证
书面验证是指将运行文件和持续适航文件内容与设计数据、试飞数据、试验数据、工艺规范、飞机实际技术状态等进行书面比对，审查文件内容的技术依据和数据来源，确保运行文件和持续适航文件内容与设计的一致性、完整性和正确性。书面验证方法可细分为三类：书面验证方法一、书面验证方法二和书面验证方法三（见表1）。
2.1.2实际操作验证
实际操作验证是指对运行文件和持续适航文件中的飞行操作程序和维修操作程序通过实际操作加以验证，确保程序的可操作性。具体方法包括：飞行试验验证、飞行模拟机验证、机上地面试验验证、其他地面验证等（见表2）。
2.2验证方法选取原则
根据运行文件和持续适航文件种类的不同，验证方法也存在多样性。每本手册需要根据各自内容确定使用的验证方法，可以选择一种或多种方法。按照验证方法的适用性规定以下原则。
（1）所有运行文件和持续适航文件及其修订都应进行书面验证。
（2）运行文件和持续适航文件验证方法可按照表1和表2选取。
（3）运行文件实际操作验证应按照飞行模拟器验证、机上地面试验操作、飞行试验验证的先后顺序选取。
2.3实际操作验证的对象
实际操作验证对象包括维修操作程序和飞行运行操作程序。
注：结构修理手册（SRm）、无损检测手册（nDt）、载重平衡手册（wBm）在手册编制过程中需完成实验验证或模拟验证，并保留验证的相关记录。
2.3.1维修操作程序
以飞机维修手册（amm）中维修实施程序为验证主体，并在书面和实际操作验证中同步验证图解零件目录（aipC）、工具和设备手册（tem）、消耗品手册（Cpm）、维修计划文件（mpD）、线路图册（wDm）等关联的持续适航文件。验证关联图如图1所示。
2.3.2飞行运行操作程序
包括但不限于以下方面。
（1）飞行机组操作手册（FCom）中四种类型操作程序，即正常程序、非正常程序、应急程序和补充程序。
（2）快速参考手册（QRH）中正常检查单。
（3）机组检查单（pCL）：该检查单结合FCom的正常程序开展验证工作。
（4）偏差放行指南（DDG）中考虑了不工作项目的修正或补充的飞行机组正常操作程序，即操作程序中（o）项。
3验证阶段划分和流程
结合民机运行文件和持续适航文件的验证特点，验证工作主要分为四个阶段组织进行：规划阶段、准备阶段、实施阶段和总结报批阶段。运行文件和持续适航文件验证流程见图2。
3.1规划阶段
3.1.1制定验证方案和计划
通过研究局方对技术出版物的相关规章要求，以民用飞机运行文件和持续适航文件内容为研究对象，充分调研、考虑民用飞机维修人员、飞行操作人员、运行支援人员等技术出版物相关使用人员的需求，定义技术出版物验证类型，形成技术出版物验证的实施方案；还需综合考虑验证实施的关键要素，对实施验证所需的机构和人员要求、各技术出版物验证项目清单、验证方法、保障条件、验证计划等进行研究，形成规范性文件；通过实践检验技术方案，保证方案的合理性和可执行性，适用于现有型号飞机的验证工作。
3.1.2验证时机
目前，国内民机运行文件和持续适航文件的验证缺少前期规划，很多验证程序未能结合总装、维修和试验试飞等型号计划实时开展。验证程序存在不可逆的性质，后期补做会增加大量的人力、物力和协调成本。为此，应确定以下原则。
（1）运行文件和持续适航文件的编制工作必须按照编制计划完成。
（2）综合考虑需要飞机制造、试飞试验协助完成的验证项目，以保证这些验证项目被列入飞机制造单位和试飞单位的工作计划，不影响手册验证工作的启动。
（3）需要进行操作验证的内容，工作启动前完成相应的书面验证工作。
（4）操作验证一般是窕验证，可以根据飞机的总装、试飞试验计划随时调整、制定合理的验证计划，择机穿插在飞机的总装制造、试验试飞和功能可靠性试飞阶段完成运行文件和持续适航文件的操作验证。
3.2准备阶段
为了使验证实施能有效、顺利地进行，准备阶段需组建验证团队并对人员进行培训，同时还需做好设备、人员、环境等资源保障准备。
3.2.1验证团队
进行验证的第一步是建立完整的验证团队，进行职能分配。通过团队之间的紧密合作来完成运行文件和持续适航文件的验证工作。验证团队应包含管理人员、验证执行人员及技术保障人员等。建议的验证团队组成如图3所示。
管理人员负责制定验证计划和确定验证项目清单；对验证过程进行质量控制、风险管理；对验证活动涉及的各个单位及部门进行计划、经费成本、人力、适航、飞机构型及风险管理等接口协调，保障验证工作的顺利开展。验证人员对需验证的内容进行书面验证和实际操作验证；按照要求对验证记录进行收集、分析，现场解决验证过程中出现的问题，并给出验证结果评估。技术保障人员全面负责验证的技术保障工作；在启动验证工作前培训操作人员，使其了解验证工作的重要意义以及验证过程中需要注意的事项，如：必须严格按照维修手册中所述程序进行验证操作；不能忽视手册中出现的各类“警告”“警戒”“注”等提示性信息等；按需提供消耗品/零件及维修设备/设施等。
3.2.2验证设备保障
验证设备应满足民机运行文件和持续适航文件中需验证内容的特点和验证要求，包括：供验证用的飞机、飞行模拟机、铁鸟试验台、地面保障设备、场站设施、安全设备、校正设备或工具、计算机、消耗材料等。
3.2.3验证人员保障
符合性验证的主要人员包括：飞行试验人员、设计研发人员、总装制造人员及客户服务文件编写人员等。
（1）书面验证应由经验丰富的专业技术人员、维修操作人员和飞行操作人员对需验证的内容进行书面验证。
（2）实际操作验证应由具有一定飞行经验、地面维修经验或专业设计经验的，且具有验证资质的人员参与。
3.2.4验证其他保障
（1）构型保障：在飞机上实施操作验证前应确认验证所涉及的系统或部件符合验证所需的构型要求。
（2）地域要求：有地域要求的验证项目，应在规定的地域进行验证。
（3）季节要求：符合性验证中如有季节要求限制的验证程序应在相关的要求中予以明确。
（4）其他要求：细化验证要求及数据记录要求；宣贯验证要求及注意事项以及培训验证人员；落实验证所需备件、消耗品、设备/设施及计量要求等。
3.3实施阶段
实施阶段包括进行书面/实际操作验证，并对验证结果进行记录和评估，按需实施手册修订和重新实施验证。
3.3.1验证记录
验证实施人员应对验证过程中产生的数据进行收集并真实记录，验证记录应完整、如实反映验证时的状态与结果，验证记录的方式主要为书面文字，必要时也可以用照片、录音、摄像等方式，以备后期查看。
验证记录至少应包括验证记录编号、验证飞机序列号、验证项目、验证目的、验证方法、验证时间、验证要求、验证设备/设施、验证必要环境、验证步骤、参与验证人员签名、验证结论等信息。
3.3.2验证结果评估
（1）应对操作程序作下述要素评估，并最终给出结论。
①程序内容应与飞机状态（或反应）一致。
②程序的表达应简明具体，可操作性好，易于理解，无歧义。
③程序逻辑应符合飞行机组和维修人员的思维方式和操作习惯。
④程序有效地处理了故障或问题，使飞机进入一个相对安全的状态。
⑤程序执行过程中和执行后不应引起飞机状态产生不良后果。
（2）所有（书面、实际操作）验证结果都应经过评估并给出书面评估结论，以确认验证结果的有效性、正确性、准确性。
（3）评估结论分为下述三种。
①通过。
②修订后通过。
③修订并验证后通过。
注1：结论为“修订后通过”：修订内容获得评估人员认可后，无需实施验证；
注2：结论为“修订并验证后通过”：修订相关内容并获得评估人员认可后，需再次实施验证，且验证结果符合预期。
评估人员要求：
书面验证结果评估应由手册主编和专业设计人员完成；
实际操作验证结果评估应由专业人员完成。其中维修程序操作验证结果评估应由负责该操作程序验证的团队负责人完成；飞行操作验证结果评估应由负责该操作程序验证的团队负责人完成。
3.3.3验证结果应用
运行文件和持续适航文件编写人员负责基于有效的验证结果修订相关手册内容，并按需开展再次验证。
3.4总结报批阶段
总结报批阶段负责对验证数据、记录归档；编制验证报告，并整理符合性验证支持材料，上报局方。
3.4.1验证记录保存
验证完成后，应保存验证培训、验证数据、验证报告等相关记录。
验证记录和报告的保存应保证任何人不能修改数据，并确保数据的完整性和可追溯性。
3.4.2编制验证报告
对验证记录进行分析后，手册主编需编制符合性验证报告，该文件是重要的符合性表明材料，申请方藉此向局方表明符合性。
验证报告按照手册结构可以以手册或以专i为单位编制。
验证报告中应从验证目的、对象、要求、资源保障、实施、供应商手册验证情况（按需）、验证结果分析和结论以及其他必要的支撑材料（例如验证记录单）等方面进行编制，应明确手册内容是否符合要求、有哪些方面需要改进，判断手册项目内容的准确性、合理性、可操作性。
验证报告编制完成后需经适航部门审核认可后报局方批准。
4结语
对民机运行文件和持续适航文件制定合理的验证实施方案能大幅提高民机技术出版物的验证管理和实施能力，形成对民机技术出版物保障交付的有力支持，并将为我国民机技术出版物的验证理论和实施奠定技术基础；同时，这一工作对保证民机技术出版物顺利通过局方审查，提高客户对民机的市场接受度也具有重大的价值。该文推荐的方法可广泛应用于国产支线客机、干线客机和宽体客机的运行文件和持续适航文件验证工作。
参考文献
[1]中国民用航空局飞行标准司.航空器的持续适航文件[Z].北京：中国民用航空局飞行标准司，2014.
有机合成实验方法篇7
关键词：创新人才有机合成实验探索实践
本科实验教学是培养学生动手能力和创新思维等综合素质的重要环节，是理论教学的继续、补充、扩展和深化［1］。教育部明确指出：实践教学对于提高学生的综合素质、培养学生的创新精神与实践能力具有特殊作用［2］。面对21世纪科技、社会发展对创新创业型人才的要求，2007年安徽农业大学在原有的化学实验教学课程体系中增设了有机合成实验课程。本着有效地培养学生的创新思维和创新实践能力的原则，我们对有机合成实验的教学内容、教学模式进行了探索与实践。
1.优化和扩展实验内容，建立适合于创新型人才培养的有机合成实验内容体系。
有机合成实验是与有机合成理论课相配套的实验课程。该课程现作为应用化学专业高年级专业实验必修课，是有机化学实验课的一个延伸，为学生毕业后从事复杂有机化学品的合成与开发提供必要的知识和技能基础。有机合成实验是在大学三年级第一学期开设，此时开设此课程有极大的可行性：首先，学生经过了两年大学化学基础实验的基本操作、基本技能的训练，已经具备了进行综合能力训练的条件；其次，在时间上大学生没有考研、找工作等因素的干扰，主观上有检验自己能力的意愿和要求，能主动充分地利用课外时间查找文献资料、设计实验；最后，有机合成实验在教学计划上的合理安排保证了学生对实验的参与程度，从而保证了有机合成实验开设的可行性。
在有机合成实验的教学实践中，首先要了解有机合成实验的具体内容，以及它与有机化学实验的联系与区别。有机化学实验的目的是训练学生从事有机化学实验的基本操作、基本实验技能，加深学生对有机化学基本概念、原理的认识理解。有机合成实验是在有机化学实验的基础上，通过安排一些难度较大的综合性、设计性、体现研究性的高一层次的实验，进一步巩固和提高学生所学的知识和技能，培养创新能力，激发创新意识，对科学研究和实验室研究有全面的认识，培养良好的实验室工作方法、工作习惯、实事求是的实验室工作作风和严谨认真的科学态度，使学生既有一颗善于分析和思考的头脑，又有一双勤劳能干会做实验的手，为大四的毕业论文打下基础。
为了使实验内容有利于培养学生的创新思维和创新实践能力，我们在内容的选择方面尽可能多地采用先进的实验方法、技术、仪器，等等，尽可能结合自身科研成果开发综合性研究性实验，尽可能多地采用绿色化学实验技术，培养学生的实践能力、创新意识和绿色意识，培养学生对有机合成实验合成现实物质的兴趣和感情。现在有机合成实验全部是设计性、综合性实验，实验内容丰富了，难度加大了，实验仪器先进、高档了，学生的自学能力提高了，创新思维的时空扩大了，实践能力增强了。尤其是那些从科研成果中开发出来的开放性综合性实验，无疑给学生营造了一种科学研究和创新探索的学习氛围，让学生了解到有机合成研究成果从课题来源文献检索申请立项研究方案设计、合成产品综合分析、表征总结报告、撰写论文的全过程，并从中感悟到化学研究工作的奥秘和精髓，培养学生的科学素养。比如，我在讲授Knoevenagel法合成香豆素的过程中，引入超声波辐射合成技术到有机合成中，其中涉及绿色化学、环境友好化学等热点话题，引导有兴趣的学生进行研究性实验，在满足教学基本要求的基础上，让优等生有更多的发展机会，探索有利于拔尖人才脱颖而出的实验内容、教育模式。
05年安徽农业大学开设应用化学本科专业，原有的基础有机化学实验课程体系已经不能满足培养化学类创新型人才的要求，根据人才培养方案，2007年我们开设有机合成实验课程，刚开设时只有20学时，而根据“制备（多步合成）结构、性能测试与表征应用”的实验流程，课时量明显不足，包含的反应类型只有卤化、氧化、酰化、缩合反应、环化、酯化反应等。经过四年的研究与实践，有机合成课程内容体系基本完善，开发出了不同层次的综合性、设计性、研究性实验，在原有的基础上充实了有机合成实验课程，课程量现在为40学时。
2.改革教学模式，将创新能力的培养贯穿于整个教学过程。
由于教学是一个复杂的系统工程，任何一个环节处理不好，都必然影响到培养效果。因此，我们将创新能力的培养贯穿于教学的各个环节中。
在教学理念上，根据素质教育的理念，我们将创新能力的培养放在了首位，增强了师生的自主性。教师的自主性体现在实验的选题上是由教师将科研中有利于培养学生创新能力的部分挑选开发出来转化成学生实验，避免了过去那种生硬地将几种有机实验技术机械地拼凑在一起的情况。实验的题目具有典型性、先进性、实用性、灵活性，教师在题目选择上最大限度地体现了自主性。学生的自主性体现在学生拿到题目后从实验原理、性质、选择方法、查阅文献资料、设计方法到自己动手进行仪器选取、组装、使用，到汇总结果、提交科研论文，整个过程都是一个自主型实验过程，从而最大程度体现了学生的自主性［3］。
在教学方法上，我们采用启发研究式教学，充分发挥学生的主观能动性。在有机合成实验教学过程中，在启发式教学的基础上，将研究式教学引入进来，有利于培养学生发现问题、提出问题的能力，并学会一套完整的实验研究工作方法，包括实验设计思想、实验方法和条件的选择、实验现象的观察和数据记录、实验结果的分析，以及研究报告的书写等训练，逐步培养学生将知识技能转化为研究能力的素养。
在教学过程中，我们注重培养学生严谨、求实、不怕困难的科学态度和发现问题的能力。在鼓励学生独立思考的同时，适时地给以点拨、解惑，使整个实验过程充满探索与挑战。有机合成实验全部为综合性、设计性实验，实验内容多，周期长，需要相对完整的实验时间，宜安排整天实验，连续完成。每个单元需要6-8个学时。实验全过程由学生独立完成，不允许中断实验，教师在实验过程中辅以必要的指导和提示，使学生学会实际运用所学的理论知识和实验技能。这样安排，虽然有可能增加教师的工作负担，但从教学效果来看，我们得到了学生的认同，并取得了较好的实际效果。因为学生自始至终参与实验的全过程，培养了独立思考和实际操作能力，养成了良好的工作习惯，为适应将来走上社会后的工作环境打下了基础。
3.改革实验的考核方法，激发学生的创新欲望。
在实验考核方面，我们改变了过去以知识为主的考核状况，不以实验成败论英雄，将创新能力的考核放在首位。创新能力主要包括两个方面：一是提出问题的能力，二是解决问题的能力［4］。从创新角度看提出问题更为重要，因此我们在实验考核中加大平时成绩的比重，在实验报告中鼓励创新。比如，能对实验现象和实验改进发表自己的新见解等即可获得高分。不把实验的结果作为衡量实验成绩的唯一标准。即使实验结果不理想，学生若能找出失败的原因，并能分析合理，仍可获得较好的成绩。通过这种全面的考核方式，学生学习的主动性提高了，创新欲望被激发了，同时又较为客观地对学生的能力进行了评判。
4.有机合成实验教学改革所取得的效果。
虽然实施有机合成实验教学改革时间并不长，但我们已经取得了显著的成效。例如，在毕业论文阶段，学生在论文的选题与实施中，创新意识明显增强，并表现出较强的动手能力、独立工作能力和综合实验能力；部分从事有机合成科研的毕业生，其动手能力、工作能力受到用人单位的好评。更可喜的是学校对化学实验中心投入的加大，实验课程管理教学体制上更深层次的改革，实验资源的共享等，都调动了教师参与实验教学的积极性，提高了学生对有机合成实验的兴趣，拓宽了学生的知识面，培养了学生的创新能力和创新意识，明显提高好有机实验教学质量和水平。经过问卷调查及平时调查，学生对本专业化学实验满意率明显提高。然而我们应清醒地看到，实验教学的改革是持续的过程，要不断适应变化的形势和发展的理念，有机合成实验教学模式体系还有待在实践中进一步优化和完善。特别是在有机合成实验课堂管理的精细化、实验内容的绿色化等方面，还有待进一步探索和研究。
参考文献：
［1］张以顺，黎茵，陈云凤.植物生理学实验研究型教学模式探索与实践［J］.安徽农业科学，2011，39，（4）：2515-2516.
［2］胡卓军，舒志定.论课程改革中高校实验教师的角色转换－存在论视角的探讨［J］.中国高教研究，2007，（6）：89-91.
［3］孙琳，刘春萍，吕菊波等.有机综合研究型化学实验的设立与教学模式的探索.高师理科学刊，2004，24，（3）：75-76.
有机合成实验方法篇8
关键词：计算机专业；实验教学；递进式综合实验
0.引言
计算机专业是一门技术性、实践性、应用性很强的学科。在注重理论的同时，也不能忽视实验教学。系统、科学的实验安排不仅能帮助学生加深对基础理论的认知，还能够让他们将学到的专业理论知识转化为实际应用能力，以达到理论和实践相结合的目的。高等院校在教学安排中越来越重视实验教学环节，加强实验教学力度，但实际效果不甚理想，还存在一些问题。例如：验证类实验所占比例大、难度小，学生只需根据实验指导书即可完成，无需了解原理，实验效果不佳；设计类实验任务不明确、指导力度不够，学生不知从何手下，难以深入完成；实验内容较为分散，不同课程之间缺少联系，都是以基于单个技术点、技术与技术之间相互割裂的实验为主，不利于学生理解实验的重要性和树立完整的计算机系统概念。
针对以上实验教学现状和问题，本文提出面向计算机专业的递进式综合实验教学方案，旨在帮助计算机专业学生设计和完成与每门专业课程相互联系的实验课程，巩固计算机专业基础知识的同时，熟悉理论知识的具体应用，提高解决工程问题的能力。
1.递进式综合实验设计的基本思路
该综合实验教学方案从设计数字逻辑器件出发，到实现基本的处理器，然后围绕设计的处理器编写或修改汇编器、高级语言编译器和简单的操作系统。实验伴随整个本科教学阶段，具体细化到每门专业课程，覆盖课程有数字逻辑、计算机组成原理、微机原理与接口技术、汇编程序设计、编译原理和操作系统。该综合实验方案的设计遵从以下两个原则：一是前后课程实验相互衔接，前导课程的实验结果要为后续课程实验所用。例如数字逻辑实验中设计的基本逻辑器件如寄存器、加法器、移位器、计数器等要被计算机组成原理实验用来构建完整的处理器，为后续课程计算机组成原理服务。二是以设计类实验为主，鼓励创新。设计类实验相比于验证类实验较难，但如果指导到位，学生更愿意投入时间去设计完成属于自己的实验成果。在完成设计类实验的同时，鼓励学生创新，将自己的想法融入到实验中。
2.递进式综合实验方案
2.1数字逻辑器件设计
数字逻辑电路是一门实践性较强的技术基础课，与其相伴随的实验内容为数字逻辑器件设计，包括组合逻辑器件设计和时序逻辑器件设计。基本的组合逻辑器件有编码器、译码器、数据选择器、加法器和数值比较器等；而要设计完成的时序逻辑部件有寄存器、移位器和计数器等。数字逻辑器件的设计通过两种方式完成：首先是在熟悉一种硬件辅助设计工具的基础上（如Xilinx公司的iSe），以电路图的方式作为输入，完成设计工作；然后在掌握一门硬件描述语言（如VerilogHDL）的前提下，采用硬件描述语言以可综合的方式描述器件，完成设计和验证工作，为后续实验打下基础。
作为递进式综合实验方案的硬件入门实验，数字逻辑器件设计实验归纳起来要完成以下实验任务：熟练使用硬件辅助设计工具，掌握一门硬件描述语言，完成各种组合逻辑和时序逻辑器件的设计及验证工作。
2.2汇编语言程序设计
汇编语言是一种面向具体体系架构的标记语言。鉴于mipS32指令标准开源非常规整，在具体的教学安排中，围绕mipS32体系架构讲解指令分类和格式、寻址方式以及汇编语言程序设计方法。具体实验围绕拟定的mipS32指令子集，以mipS模拟器为平台进行。实验内容为满足不同要求的汇编语言程序设计。例如，通过设计计算复杂数学表达式的程序帮助学生熟悉算术和逻辑运算指令；通过设计字符串比较程序来帮助学生熟悉条件转移指令和循环程序设计方法；运用子程序实现排序和检索程序，可帮助学生掌握模块化的程序设计思想。
作为递进式综合实验方案的软件入门实验，汇编语言程序设计需要完成的目标包括：熟悉mipS32体系架构及相关模拟器的使用；运用所学的mipS指令和汇编程序设计方法，编写汇编程序，并在模拟器中验证程序的正确性。该实验在帮助学生掌握基本程序设计方法的同时，让他们熟悉mipS32体系架构，为后期实验的处理器设计及验证奠定基础。
2.3处理器部件设计及整合
伴随计算机组成原理课程的实验为mipS32处理器部件设计及整合。该实验以汇编语言程序设计课程中熟悉的mipS32体系架构为基础，围绕mipSi指令集的特定子集，在数字逻辑实验所设计的逻辑器件基础上，采用硬件描述语言对处理器部件进行设计。需要完成的处理器为5级mipS流水线处理器，让学生在理解设计思路的前提下，分别完成每级流水线及相关部件的设计，最后将5级流水线整合成一个完整的处理器，并在仿真软件中完成指令验证工作。
作为处理器设计实验，该实验需要完成的任务归纳起来有两点：一是完成各种处理器部件的设计；二是掌握处理器设计方法，将处理器部件和基本的数字逻辑器件整合成一个完整的处理器。鉴于实验内容较多，具体实验时可以将学生划分为若干个小组，每组成员协同完成实验。
2.4接口部件设计及系统集成
标准的计算机系统包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。处理器由运算器和控制器构成。为了方便处理器与用户的交互，构建一个完整的硬件层面上的计算机系统，还需要设计间接或直接辅助输入输出数据的接口电路，包括总线模块、中断系统、定时器、串口、LCD和pS/2接口电路。总线模块设计只进行地址译码得到片选信号和片内地址选择信号；中断控制系统设计可以只考虑较少数量的中断源、较简单的中断优先级；pS/2接口电路用于连接pS/2鼠标键盘；而LCD接口电路用于连接标准LCD显示屏。在完成基本的接口部件设计后，将其与处理器整合到一块，构建一个完整的计算机硬件系统，然后采用具体的硬件辅助设计软件，将系统实现到具体的FpGa开发板上。
作为计算机硬件系统设计的最后实验，该实验需要完成的任务包括总线模块设计、中断系统设计以及基本的外设接口电路设计，最后整合成计算机硬件系统，并运用相关平台将其实现到具体的FGpa开发板上。
2.5编译器构建
编译原理课程理论性非常强。为了让编译原理更具体，围绕一个中心任务即设计面向前期实验的计算机硬件系统特定范围的C语言编译器，将大任务细化到编译器设计的每个过程：词法分析、语法分析、中间代码生成、目标代码生成、代码优化和符号表管理等。词法分析阶段设计特定范围C语言的词法分析器；语法分析阶段根据前阶段输出完成语法解析器；设计中间代码生成器生成源程序对应的中间语言代码；目标代码生成阶段按照目标机器的指令格式和寄存器定义，完成中间代码到目标代码的替换；符号表作为存放源程序中定义的所有符号信息的数据结构，需要良好的设计；代码优化部分负责对目标代码进行优化，提升代码效率。编译原理课程的设计难度较大，建议学生分组实施。
编译器构建的另一个方案是修改GCC面向mipS体系结构部分的源码，使编译生成的指令落在已实现指令的范围内。这种实验方案不适用于编译原理课程，但对于提高学生的编程能力大有帮助，可以考虑让有兴趣的学生参与其中。
2.6操作系统实验设计
操作系统作为计算机专业的核心课程，包罗了各种计算机领域的奇思妙想。如果能通过实验将这些精彩想法具体化，将对学生理解操作系统精髓大有帮助。该部分实验是以前期实现的计算机硬件系统为平台，运用mipS32汇编指令和可被编译的c语言，结合操作系统原理，设计一个简单的操作系统。该部分实验需要完成的基本目标为设计一个单道的字符界面操作系统，支持BioS引导加载系统代码、封装数条系统调用以及实现简单文件系统，并且能够安装在学生设计的处理器上运行。
3.递进式综合实验实现平台
硬件实验基于仿真软件、FpGa设计软件和FpGa开发板实现。数字逻辑器件、处理器和接口部件先在仿真软件中完成逻辑验证，然后运用FpGa设计软件将其综合实现到FpGa芯片。结合FpGa开发板提供的设备，如点触开关、拨码开关、LCD显示屏、七段数码管和pS2接口等，学生完成最终的验证实验。本综合实验采用Xilinx公司的Virtex-5XUpV5-LX110t开发板。板上的Virtex-5XCV5-LX110t型号FpGa能提供丰富的编程资源满足实验要求。
基于仿真软件和硬件开发板，处理器的设计分6步走：第1步实现算术逻辑运算单元的设计及验证；第2步完成数据通路设计、指令扩展及验证；第3步为流水线相关性处理；第4步是中断功能实现；第5步是接口逻辑设计；第6步是系统仿真、综合、实现及测试。
软件实验基于硬件实验实现的处理器、面向mipS指令集的编译器以及处理器模拟器来完成。处理器模拟器包含汇编功能，汇编器模拟器和编译器设计也属于软件实验的一部分。学生编写应用程序，运用已有的工具链完成程序验证，并将其装载到指令存储器中，完成在板验证。
汇编器运用C#语言，采用3次遍历对mipS汇编程序进行解释。第1遍对源程序进行系统调用代码链接、格式规整；第2遍确定标签和指令地址；第3遍作逐条指令解释。模拟器是为展示mipS五段流水线执行过程，主要分为指令分析模块、流水线控制及执行模块、寄存器模块、存储器模块和界面显示控制模块。流水线模拟器采用C#构建，也可实现为web版，免去安装，方便学生网上使用。交叉编译器面向C语言语法子集，能将简单C程序编译成mipS处理器能识别的机器码。编译器运用词法分析器生成工具Lex和语法分析器生成工具Yacc构建。有了这一系列工具，学生能用支持的C语言子集编写C程序，并让其运行在mipS处理器上；结合操作系统课程学到的知识，还可以编写基于字符界面的单任务操作系统。
有机合成实验方法篇9
关键词：开放式实验教学；计算机网络课程；实验教学方法；实验项目；实验项目类型
计算机网络是计算机网络专业的基础课程，它是一门综合叉学科，综合应用计算机技术和现代通信技术两个学科的概念和方法，形成了自己独立的教学体系。计算机网络课程对实验环境要求极高、对学生的实践动手能力要求也很强。目前计算机网络课程的教学模式存在许多问题，无法适应课程的要求，主要表现如下。
1)实验教学方法落后。
目前计算机网络课程实验教学主要以教师为中心而忽视了学生的认知主体作用，学生只能在教师的指导下做验证性实验，在整个教学过程中缺乏互动，难以激发学生的学习热情，不利于人才的创新思维培养。
2)缺乏先进实验教学环境。
目前计算机网络课程的实验环境基本上有两种：一种是将数十台计算机通过网络连接设备连接的小型局域网；另一种是只提供简单的网络设备和计算机，这些都无法满足实验教学需求。
3)学生自主实验时间不足。
在传统教学模式下，实验时间通常是以班级为单位统一安排，可开设的实验数目也受场地和时间限制。计算机网络是一门实践性很强的课程，学生没有充足的实验操作时间就造成理论知识与实践脱节，不能学以致用。
上述问题严重制约了计算机网络专业学生的专
业知识培养和技能水平提高，造成大部分毕业生的实践动手能力弱，无法满足企业和社会对专业人才的需求。因此，研究和探索一种适合我国国情的计算机网络课程实验教学模式日益重要。
1相关教学研究现状
随着计算机网络应用的日益发展，国内外积极探索计算机网络课程教学，特别是针对计算机网络实验教学方面积累了很多宝贵的教学经验。nigelLinge和Davidparsons介绍了一种通过解决网络客户实际问题的过程进行学习的计算机网络教学方法(problem-BasedLearning)，经过英国索尔福德大学的教学实践证明其优于传统的讲授型教学方法[1]。
DesignCaicedo,C.e.Cerroni,w.设计了一种新型计算机网络实验平台，该平台通过管理设备可调控管理各种网络设备和微机，构造出真实计算机网络的实验教学环境，具有分布式操作和团队式协作等优点[2]。
蔡群英、黄镇建设计的基于nS-2的无线网络仿真实验为计算机网络课程的实验教学提出一种新的思路，有助于学生实践能力和创新能力的培养[3]。黄俊、韩玲莉等人探索了基于协议数据包分析的计算机网络课程教学方法，通过跟踪和分析网络协议数据包以加深学生对计算机网络的原理和应用的理解，激发学生的学习兴趣[4]。
2开放式计算机网络实验教学模式
开放式实验教学的思路起源于国际上先进实验室的全天候开放模式，这种模式后来逐渐被国内一些重点大学借鉴和使用。开放式实验教学是实验教学改革的一个重要方向和创新，在院校实验资源共享、提高学生自主学习能力、创新能力培养等方面都能起到积极作用[5]。
开放式实验教学模式允许学生自主选择实验项目和实验时间，在自己没有完全掌握或者感兴趣的方面可以进行一些较深入的探索和实践，进而在此基础上进行研究和创新。开放式实验教学模式就是要实现从教师为中心向学生为中心的教学观念的转化，从单纯的知识传授向培养学生实践创新能力的方向转化，从根本上提高实验教学质量[6]。
开放式计算机网络实验教学模式主要从下列几个方面进行改革。
2.1开放式实验教学环境
计算机网络课程是一门实践性要求很强的课程，单纯依靠课堂教学时间远远无法满足课程的要求，通过开放式实验教学可以很好地解决这个问题。实验室在满足日常课堂教学的情况下，可将实验室环境开放给学生使用，学生采用团队合作或者独立操作的形式深入探索在课堂教学未完全掌握的或者自己感兴趣的实验项目，当然实验教师也可以结合自己的科研项目给学生制订一些实验内容，这样不仅增加了学生实践动手的机会，也可以培养学生自主学习能力和开放创新精神。总之，充分的实验室开放时间是保证实验教学质量的前提。
在实验室硬件条件允许的情况下，采用远程在线CiSCo实验室的运作方式也是一种很好的方法。我院于2007年与福建锐捷网络公司共建了开放式网络实验室。该实验室通过RG-Limp服务器实现学生远程登录实验室的功能，学生通过远程预约实验的方式，在任何地点通过internet网络远程登录到实验室操作相关的实验项目，并且可以对比系统给出的参考答案进行自主学习。经过近几年远程计算机网络实验室的运行，我们发现学生的参与热情较高，实验效果不错。但是目前由于受到资金和设备的限制只能实现部分网络拓扑结构比较简单的实验项目，如果网络拓扑结构复杂的话，在本地实验室内的连线也相应的比较复杂，不利于大规模实现。远程计算机网络实验的技术和实现还有待于继续探索研究。
2.2开放式教与学观念
开放式计算机网络实验教学不仅需要更新实验室的硬件环境，更为重要的是改变传统的计算机网络实验教学理念。
开放式实验教学模式最基本的教学理念就是“开放”，是相对于“封闭式”实验教学形式而言，这里的开放是指实验时间开放、实验项目开放、实验设备开放。开放式实验教学赋予学生更多的学习主动权，在不受时间、空间和设备及实验项目的限制下，自主设计和研究网络实验，自主探究相关的科学问题。
“授之以鱼不如授之以渔”，在实验教学过程中，除了讲授实验操作的步骤和方法，让学生去验证理论，更重要的是指导学生如何主动地去寻找问题，思考问题以及探究问题。
开放式实验教学模式主要体现在两个方面：
1)赋予学生自主性学习的权力。在开放式实验教学过程中，必须是以学生为主体，指导教师为辅助，充分调动学生独立自主学习的思维，以培养学生对学习主题的兴趣，能够自觉地进行主动性学习和探索研究性学习。
2)引导学生进行协作性学习。计算机网络课程由于自身的特点通常需要分组实验，所以必须引导学生依靠自身的专业知识、技术方法或实验经验以自由组合方式形成课题研究小组团队，在开放式实验环境下通过协作合作的方式进行实验[7]。当然在条件允许的情况下，指导教师也可以参与到团队中去做指导工作。
在传统计算机网络实验教学过程中，学生通常按照指导教师的安排或者实验指导书的说明步骤进行计算机网络实验，同时因为受到实验设备和实验条件的限制，常采用分组实验的形式。参与这种分组实验的同学并不能完全领会实验项目的要求，只是“生搬硬套”按照步骤进行实验，甚至有的同学根本没有充分参与进来，可想而知，这样的实验质量必定难以保证。
开放式实验教学模式则不同，它赋予学生自主实验的权力，给予学生充分的实验时间和完善的实验设备，采用以“学生为主，教师为辅”的教学模式。教师提供的实验指导书仅起到一个参考性的作用，关键是学生将自己所学的知识和兴趣结合起来，融入到实验项目中，充分展示出自己的动手能力和思考问题的能力，充分发挥出自主能动性。对于综合性、设计性和创新性的实验项目，没有固定现成的答案，很多问题有待学生去思考，通过实验的方法得到结果，从实验项目的方案设计、测试和完成都由学生逐步完成。这样的实验教学效果比传统方式要好得多。因此，开放式实验教学需要引导学生，把问题留给学生，让学生学会探究式学习，学会思考问题，自主完成实验项目，有利于提高综合能力。
2.3开放式实验教学方法
开放式实验教学方法改革主要包括实验项目的设计、实验教学大纲的修订以及实验指导书的编写等方面。按照实验教学方式，实验项目主要分为几种形式：操作性实验、验证性实验、综合性实验、设计性实验和研究创新性实验。在我们修订教学大纲的过程中需要增加设计性和研究性实验所占的比重，尽可能多地设计一些研究创新性的实验以供学生在开放式实验室内自己完成。
实验教学是一个渐进的过程，在初始阶段只能采用操作性和验证式实验，相应的实验指导书也需要编写的比较详细，需要给出明确的实验步骤，网络拓扑图以及配置命令等。通过这些前期操作性和验证性的实验可以使学生熟悉计算机网络实验相关的仪器设备、实验环境以及对实验一定的感性认识和体验。接着学生可以逐步进行设计性和综合性实验，即实验指
导书只给出具体网络应用的实验要求，提供必要的提示，要求学生自行设计实验网络拓扑图，选择相关的网络设备，按照设计的拓扑图进行网络连接、网络配置以测试是否到达该网络应用的要求。学生对于这类实验项目可能在实验课堂上无法完全掌握，就需要在课后继续进行探究。最后学生积累到一定的程度，就可以进行一些研究创新性的实验，完全按照自己对计算机网络课程的理解，对自己感兴趣的计算机网络问题进行自主研究和探索。这类实验就是“开放式”实验教学模式最提倡的实验项目，实验指导书完全不需要给出任何提示和步骤，只需要给学生指出相关的最新技术和理论，以供学生自己去学习、借鉴和思考。开放式计算机网络实验教学模式的进度如图1所示。
图1开放式计算机网络实验教学模式进度图
3结语
通过几年的建设和改革，我校的开放式计算机网络实验教学已取得了一定成绩，该教学方法突破了传统教学模式的瓶颈，激发了学生主动学习的兴趣，提高了学生进行创新研究性学习的能力。计算机网络技术的发展和学生计算机网络知识的增加，将对该课程提出更高的要求。为此，我们需要吸收其他课程改革和建设的成功经验，不断补充和完善教学内容，改进教学方法，引入新的教学手段，提高本课程的教学质量，以培养学生的实践能力和综合素质。
参考文献：
[1]nigelLinge,Davidparsons．problem-BasedLearningasaneffectivetoolforteachingComputernetwork[J]．ieeetransactionsoneducation,2006,49(1):5-10．
[2]Caicedo,C.e.,Cerroni．DesignofaComputernetworkingLaboratoryforefficientmanageabilityandeffectiveteaching[C]．FrontiersineducationConference,2009,39thieee:1-6．
[3]蔡群英,黄镇建.基于nS2的无线网络隐藏节点问题仿真实验[J]．实验室研究与探索,2009,28(11):74-76．
[4]黄俊,韩玲莉,陈光平.基于协议数据包分析的计算机网络课程教学方法探索[J].实验室研究与探索,2006,25(6):653-656．
[5]魏楚元,张翰韬,吕橙．计算机网络开放式实验教学与创新实践能力的培养[J]．实验室研究与探索,2007,26(6):9-12．
[6]张炜,陈峰,祝勇仁．开放式创新实验室建设与学生创新能力培养模式的研究[J]．高等理科教育,2008,78(2):70-73．
[7]王金发,何炎明,戚康标,等.“开放式、研究性”实验教学模式的创立与实践[J]．高等理科教育,2007,76(6):97-100．
ResearchandpracticeofopenexperimentalteachingofComputernetworkCourses
ZHUChun,FanGYuefeng,LiUHanzhong,DenGXiuchun
(CollegeofComputerScienceandinformationtechnology,ZhejiangwanliUniversity,ningbo315100,China)
abstract:thispaperproposesanopenexperimentteachingmodelofcomputernetwork,theexperimentalteachingmethodsfrom“closed”to“open”,theexperimentalprojectfrom“verification,operationalexperiments”to“design,researchandinnovativeexperiments”,theteachingconceptfromteacher-centeredtostudent-centered.thisexperimentalteachingmethodintroducesanewmethodtotheexperimentalteachingcoursesaboutComputernetwork，itishelpfultocultivatestudents’abilityofpracticeandcreativity.
有机合成实验方法篇10
关键词：无机化学实验；教学改革；实验教学
作者简介：李艳青（1980-），女，河北满城人，华北电力大学科技学院，讲师；许佩瑶（1965-），女，河北保定人，华北电力大学环境科学与工程学院，教授。（河北?保定?071000）
中图分类号：G642.0?????文献标识码：a?????文章编号：1007-0079（2012）20-0090-02
化学是实践性很强的学科，实验教学在化学教学中占据举足轻重的地位，是一种特殊形式的教学活动。它和理论课内容环环相扣，有助于学生及时理解消化理论课的内容，并增加学生学习的兴趣，具有其他教育活动所不可取代的功能，是培养学生创新能力教育中最重要的一个环节。
无机化学是华北电力大学应用化学、能源化工、环境工程、环境科学等专业的重要专业基础课程，它紧承高中化学，不仅是各专业课的基础，同时也是其他化学基础课的基础。无机化学实验是无机化学课程的重要组成部分，是学生入学后的第一门化学实验课程，对于学生理解掌握无机化学课程的基本原理、培养动手能力和创新思维能力起着至关重要的作用。其基本教学目标可归纳为三个方面：训练学生良好的实验室工作习惯和素养；训练学生的基本实验操作技术和技能；培养学生具有独立进行实验研究工作的初步能力。[1]而在华北电力大学无机化学实验的教学中，原教学体系已经不能满足培养学生创新能力的要求，因此对原课程教学体系及教学方法进行改革变得尤为必要。
一、无机化学实验教学的现状及存在的问题
现华北电力大学应用化学和能源化工专业设立了“无机化学实验a”课程，学时32；环境工程和环境科学专业设立“无机化学实验B”课程，24学时。与其他“211”院校的对应专业相比，华北电力大学的无机化学实验学时明显偏少，如果仍延续传统的理论验证实验模式，无法达到教学目标的要求。所以如何在有限的时间内为学生提供符合学习规律、具有先进性、适合于本科生使用的无机化学实验教学体系是亟待解决的问题。
目前存在的主要问题如下：
（1）实验学时少：目前“无机化学实验a”仅能开设12个实验，主要是基本理论验证实验和常见元素性质实验，制备、分离、鉴定等综合性较强的实验较少；“无机化学实验B”只能开设9～10个实验，元素部分的实验基本无法开出，远远不能满足学生的求知需要。
（2）实验教材内容陈旧：所用的教材是2000年自编的讲义，采取“示范型”的编写方式，形式呆板，缺乏对实验理论、方法、特点的系统介绍，使实验教材停留在实验操作指导的水平上，学生在实验中基本上是“照方抓药”，处于被动状态，不能很好地达到培养实验能力的目的。
（3）实验教学方法比较单一：在实验教学中，仍局限在“验证理论”或“仪器的使用和操作方法训练”的模式上，沿用几十年不变的学生预习，教师课堂讲解，学生按实验步骤操作，课后完成实验报告的老一套做法，使实验课落后于科技的发展和时代的要求，制约了实验教学水平的提高以及学生实验能力和素质的培养。
（4）考核方式不科学：目前在实验成绩的评定上，主要依据实验报告和学生实验操作的情况。由于有部分学生无故旷课，甚至相互抄袭实验报告，或是照着实验书通篇抄写，造成实验成绩评定不能全面反映学生实验能力的高低，使得学生在思想上产生了重理论轻实验、重实验操作轻实验设计、重实验结果轻实验结果分析论证的倾向。
无机化学实验教学改革的目的是建立一个无机化学实验教学的新模式，使无机化学实验具有教学内容前瞻性、教学方法创新性、教学手段现代性的特点，积极促进无机化学实验课教学质量的提高。对无机化学实验的教学体系进行改革，完善教学内容，改革教学方法和考核方法，引入网络教学手段以弥补学时不足，对于提高无机化学实验的教学效果，培养学生独立观察、分析实验现象和作出结论的能力以及科学工作方法显得尤为必要。
二、无机化学实验教学体系的改革
无机化学实验在化学实验教学中占有特殊地位，是学生化学实验教育的第一门实验教学课程，学生的兴趣和学习态度如何会直接影响今后整体化学实验教学的效果。[2]华北电力大学无机化学实验的教学改革应全面分析调研无机化学实验课程内容、方法，找出存在的问题，以学校培养创新人才的教学目标为宗旨，对课程体系进行全面改革，并在实际教学实践中验证改革的效果。
1.课程体系的定位
通过调研工作分析比较国内知名综合性大学、行业大学应用化学和环境专业无机化学实验设立情况。调研结果显示，国内大学无机化学实验或单独设课、与分析化学实验合并设立“无机及分析化学实验”或四大化学统一设立“大学化学实验”课程，但无机实验部分的内容80％左右相同，20％为各校根据自身特点设立的实验，如化工大学的无机制备、地质大学的岩层分析，农业大学的土壤性质[3]等；同时和后续课程教师沟通，了解后续课程对化学实验技能的要求。通过研究讨论对我院各专业无机化学实验课程教学体系有了比较明确的定位：即夯实基础，注重特色。也就是在课程体系中确定70％左右的内容为无机化学基本理论和基本知识实验，30％左右为与专业特色相关的实验。
2.教学内容改革和教材编写
将实验内容分为三个模块，分别为“一般理论验证及基本操作训练实验”、“元素性质实验”、“综合性和设计性实验”。每个模块的训练目的不同。根据华北电力大学化学和环境专业各自的特点分别编写适合的教材。在编写中注意筛选、精简、删除、合并教材实验内容，突出电力特色，如对化学专业增加“去离子水的制备和水质检验”；对环境专业，增加“电厂化学车间酸碱废水性质及处理”等与专业相关的实验内容，增加学生的学习兴趣。同时提高综合型设计性实验在整个实验课程中的比重，对原设计性实验进行修改，以期更适应学生的认知水平，在每个验证实验中也增加如混合离子的分离鉴定等设计性小实验，兼顾学生基本操作能力训练和学生创新思维能力的培养。
三、实验教学方法改革
实验教学方法的改革是改革的中心。如何在短短几十个学时中达到培养学生进行化学科学研究的能力的目的是改革要解决的主要问题。
首先，根据“三大实验模块”各自的训练目的循序渐进地采用“指导”、“启发”和“探讨”三个阶段的教学方式。在一般实验中，以“指导”为主，训练学生对实验设备、实验操作方法和化学基本原理的熟悉、掌握。在综合性实验中，启发学生如何发现问题，如何一步步地解决问题。在设计性型实验中，由学生自行拟订方案，动手实验，教学方法以探讨为主，鼓励学生充分发挥创造力和想象力，运用各方面的知识自行设计实验方案，自已探索，独立解决问题。
其次，充分利用多媒体课件、网络教学等教学资源。由于课时限制，无机化学实验很多内容都无法让学生在实验室完成。实行实验室开放制度、建立实验网络平台是解决这一问题的有效手段。[4]无机化学实验仪器和设备主要是玻璃仪器，不需要特殊维护，开放实验室几乎不需要额外的费用，可为基础好的、学有余力的学生提供课外学习和小型研究的场所；建立实验室网络平台，将无机化学课程中涉及到的各种物质图片和由于学时限制无法开出的实验制成视频上网，学生利用课余时间可以在网上观看学习。不仅可以使实验内容更加丰富，省时省力，激发学生的学习兴趣，产生较好的教学效果，还可以培养学生驾驭现代教育信息技术的能力。
四、实验教学过程管理改革
加强实验教学各环节的规范化管理，确保学生能力的提高。为此可把实验教学过程分为预习、实验、报告、总结四个环节，对四个环节的教学管理建立规范化的内容和质量指标体系。实验前要求学生写好预习报告，实验时首先提问学生实验有关的操作和现象，讲解时只给学生讲解一些注意事项，实验过程中及时指出学生操作中的问题，并对学生的操作进行打分，对每一步的内容与指标尽量做到量化，使教学双方在整个实验教学过程中都有据可依。[5]
五、改革实验考核方式，提高学生的学习积极性
建立一套有利于学生创新能力培养的实验考核方式，从措施上保证学生在实验中主动预习，主动动手，自觉提高。考核结果采用平时成绩、实验报告成绩、考核成绩相结合的方式。平时成绩主要包括出勤率、实验态度、课堂应答能力、实验操作技能等，由教师按5分制记录在册；实验报告成绩包括实验预习、实验记录、实验完成情况和实验结果的准确性及对实验结果的讨论和分析等，由老师批改实验报告给出；考核成绩拟建立实验考核试题库，根据教学目的分别采用抽签选题、现场口试、方案答辩、实验报告答辩和实验操作检查等方式，对学生的基础知识、实践能力和创新能力进行综合考核。
无机化学实验课程改革在华北电力大学2010、2011级应化、环工、环科各专业进行了实施，综合考核结果表明，学生的实验基本技能和分析解决实际问题的能力水平明显高于往届。与此同时，追踪调查发现，学生在后来其他化学实验课表现出基本操作规范、熟练，具有较高的动手能力、独立思考能力和良好的实验素质，教学改革取得了较好的效果。
参考文献：
[1]杨有为,魏建德,胡玉才.对无机化学实验教学改革的探索研究[J].化工时刊,2008,22(3):76-77.
[2]王利勇,韩媛媛,丁士文,等.大学无机化学实验教学改革的思考[J].实验室科学,2008,(3):28-29.
[3]杨昱,徐雅琴,杨玉玲.农业院校无机化学实验教学改革的几点思考[J].实验室科学,2011,14(4):35-37.