高校实验教学方法探讨

夏薇?陈坤?韩晨?刘艺炜

摘 要：本文以“酯交换法制备生物柴油”实验为例，分析了高校实验教学中存在的问题，提出在实验教学内容、教学方法等方面进行改革的思路和方法。

关键词：高校；实验教学；方法

一、高校实验教学存在的问题

“酯交换法制备生物柴油实验”是中国石油大学（华东）应用化学系的专业类实验，其开放的对象为化学工程学院应用化学系大三的学生，学生已经学习了化学类基础课程以及部分专业课程，之前也学习和参与过许多化学类实验，具有一定的学习能力和分析问题能力。

生物柴油即脂肪酸甲酯，是一种含氧清洁燃料，可由菜籽油、大豆油、回收烹饪油、动物油等可再生油脂制取加工而成，属于环境友好型绿色燃料。石油大学传统以研究石油能源与化工为主，现在的研究领域拓展到新型能源、材料和化学化工领域，生物柴油的研究也是本校化工学院很多课题组研究的热点。现在工业上制备生物柴油的常用方法是酯交换法，用化学催化反应生成。而此实验在教学中也存在着以上所提及过的问题。

1.实验过程机械化

学生在传统实验中为了缩短教学时间会采用教科书上提供的实验方案和实验过程，从而保证快速安全地完成实验，但是在这样的情况下学生也会丧失设计实验的机会，这样实验成了验证的过程，缺少了自我思考。

2.难以同时开设多组实验

生物柴油的生产、催化、反应条件有多种，如果自由组合设计实验数目达十几种，而反应中实验条件的变化在很大程度上影响合成效果，如醇油物质量比、催化剂用量、反应温度、搅拌速度、反应时间等。而且酯化反应为一连串平行反应，所以每一组实验都很慢，一般的实验教学时间只够学生做一组实验，难以多组实验均开设，以对比不同反应条件对反应的影响。

二、实验教学改革策略

1.从课题组来，到课题组去

我们的创新尝试在于建立开放课题组交流模式，在每学期的学生工作中都会安排高年级与低年级的交流，从而引导低年级的学生更好更快发展，而高年级的学生如硕士生、博士生一般隶属于各个课题组，大部分已经开始着手研究自己的课题。研究课题需要集思广益，所以我们希望在课题组开放模式中建设一个有效的平台，低年级学生可以了解相关课题的基础信息，而他们提出的问题让高年级学生自主探索，从而推动课题的进一步发展。

中国石油大学重质油国家重点实验室内有多个课题组进行着有关生物柴油的科研课题，借此机会让学生访问相关课题组，并以此项目为例进行交流，这样不仅细化了交流内容，更对生物柴油的性质及其研究有了更深的理解，这样学生在实验开始之前已经有了一个比较主观的认识，更加熟悉实验内容，对实验更有兴趣。而实验结束后学生可以把实验感想和问题再与课题组讨论，这样开放的课题组模式不仅有利于低年级与高年级交流，也利于教学和科研的不断进步。

2.分析思考，自我制订实验方案

越来越多的教师提出以空白平台展现给学生，即不给学生提供实验设计，学生通过预习自己搭建平台，选择需要的设备，运用自己设计的方案进行实验。本实验中化学催化反应的催化剂在生物柴油的制备中起了决定性作用，其性能的好坏直接影响了产品的反应时间及产率。均相催化剂一般采用强酸强碱，它对设备腐蚀严重，在催化剂后处理之中经过中和会产生废渣，处理工序复杂，环境污染严重。而非均相催化剂的选择，就需要学生查阅文献，自己设计实验而不是主观臆测。

3.数据再利用，高效实验必备术

采用多组实验的方法、数据进行综合互相对比，发现实验趋势，减少实验耗时，提高效率。以本次实验教学的一组实验数据为例，提出对实验可能有影响的变量。本年级应用化学系共五个教学班，我们将每班25名同学分为6个小组，每两个小组研究一个变量的影响，进行阶梯实验。安排该系一、二、三、四和五班分别以醇油比、搅拌速度、催化剂种类、催化剂用量和反应时间为变量进行实验。在所有的实验结束以后，将所有的数据进行汇总，得到一个全面系统的实验结论。

三、结语

实验教学与理论教学相比，具有直观性、实践性、综合性、创新性等特点，在培养学生创新能力、合作能力等方面起着十分重要的作用。创新实验教学方法，对提高高校理工科教学质量具有重要意义。

参考文献：

肖建富，肖亚芹，王涛.实验教学管理体系的改革与创新[J].实验技术与管理，2006，23（2）：22-24.