新能源材料與器件專業(yè)多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索

1、    新能源材料與器件專業(yè)多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索    李愛菊【摘 要】對以化學(xué)專業(yè)為基礎(chǔ)開設(shè)的新能源材料與器件專業(yè)發(fā)展水平和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革現(xiàn)狀進(jìn)行分析，探討新能源材料與器件專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系。以華南師范大學(xué)新能源材料與器件專業(yè)多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革為例，針對化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)之上開展起來的新能源材料與器件這類應(yīng)用學(xué)科專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)，提出了突出院校特色，構(gòu)建四個層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系的新能源材料與器件專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)?！娟P(guān)鍵詞】實(shí)驗(yàn)教學(xué)；新能源材料與器件；多層次0 引言新能源材料與器件專業(yè)是國家教育部于2009年為適應(yīng)國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要而開始設(shè)立的新

2、專業(yè)。該專業(yè)及其相關(guān)學(xué)科的建設(shè)正處于起步階段，無現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，需要認(rèn)真研討和規(guī)劃。華南師范大學(xué)結(jié)合自己的特色和優(yōu)勢，提出了大力加強(qiáng)化學(xué)與新能源材料與器件專學(xué)科建設(shè)，服務(wù)于珠三角和華南地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的“十三五”規(guī)劃。目前，華南師范大學(xué)成立新能源材料與器件專業(yè)勷勤創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班，實(shí)施25人為單位的小班教學(xué)模式，以創(chuàng)新為目標(biāo)，將研究性學(xué)習(xí)和科學(xué)研究貫穿到整個學(xué)習(xí)階段，為高層次的研究生教育培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、創(chuàng)新能力強(qiáng)的優(yōu)秀人才。本文結(jié)合華南師范大學(xué)新能源材料與器件專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及資源情況，針對新能源材料與器件專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式開展研究，提出了優(yōu)化課程體系、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型人才的目標(biāo)。1

3、新能源材料與器件專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)面臨的問題縱觀全國22所設(shè)立新能源材料與器件專業(yè)的高校，第一屆學(xué)生最早的是2010年入學(xué)，截止目前僅有兩屆學(xué)生畢業(yè)。所以，無論從教師關(guān)于創(chuàng)辦這一專業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，還是社會對走向工作崗位的畢業(yè)生反饋意見，均少之又少。開設(shè)這一專業(yè)的所有學(xué)?；径际敲^過河，無成熟經(jīng)驗(yàn)可借鑒。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，新能源材料與器件專業(yè)的學(xué)生在基礎(chǔ)知識掌握的程度與實(shí)際應(yīng)用能力方面無法達(dá)到用人單位的要求。在調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)學(xué)生無法認(rèn)識到參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程的重要性，過于重視理論知識學(xué)習(xí)而忽略了對所學(xué)知識的實(shí)踐。不僅如此，大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容過于單調(diào)，缺乏創(chuàng)新性與綜合性，無法調(diào)動學(xué)習(xí)興趣，最

4、終導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程無法達(dá)到預(yù)期效果。1.1 實(shí)驗(yàn)課程體系不完整，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)不完善新能源材料與器件作為一個全新的專業(yè)，各高校對實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置和教材的選取均是在不斷嘗試中進(jìn)行，建立的實(shí)驗(yàn)課程體系僅經(jīng)過一兩屆學(xué)生的驗(yàn)證，不可避免地存在這樣那樣的問題。以華南師范大學(xué)為例，新能源材料與器件專業(yè)是在化學(xué)教育專業(yè)基礎(chǔ)上設(shè)立的，教學(xué)內(nèi)容更側(cè)重理論知識，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)比重相對較大，材料類實(shí)驗(yàn)相對較少，綜合、設(shè)計(jì)性的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)更少之又少，再加上新專業(yè)建設(shè)經(jīng)費(fèi)有限，導(dǎo)致專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)中能源材料制備、性能表征和能源元器件制造和檢測等方面的儀器設(shè)備數(shù)量不足。1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容繁雜，趣味性不夠各校實(shí)驗(yàn)教學(xué)選取的

5、教材基本是根據(jù)自己學(xué)校的特色和現(xiàn)有成熟專業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，不是偏向化學(xué)類就是偏向材料物理類。以華南師范大學(xué)為例，基本是選擇化學(xué)類和少量材料類教材。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置也是根據(jù)學(xué)校化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)，更多偏向于化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容繁多且驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)條目居多，創(chuàng)新性和應(yīng)用性不足。1.3 教學(xué)模式、教學(xué)手段和教學(xué)方法需要改革目前，雖然實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的呼聲很高，但由于各個學(xué)校教學(xué)條件的限制和師資力量的參差不齊。目前各個學(xué)校和各個老師為了順利完成教學(xué)任務(wù)，所采用的教學(xué)方法和流程基本仍然延續(xù)“照單抓藥”的模式。從實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)內(nèi)容和過程到具體的實(shí)驗(yàn)步驟都是預(yù)先設(shè)定好，學(xué)生基本不需要深入思考即可較好進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這樣的實(shí)驗(yàn)課對新

6、能源材料與器件實(shí)驗(yàn)教學(xué)固然是必要的，通過這種教學(xué)可使學(xué)生掌握一些分析方法和基本操作技能；能夠培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。不過，這種“照單抓藥”式教學(xué)，難以提高學(xué)生的動手能力和分析問題、解決問題的能力，對學(xué)生思維能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高也存在一定的局限性。所以這種教學(xué)模式亟待改革，以改變學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣差、教學(xué)效果差等問題。2 構(gòu)建全新多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系華南師范大學(xué)對人才培養(yǎng)的定位是：以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為基礎(chǔ)，以研究型人才培養(yǎng)為重點(diǎn)，培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識面寬、實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的創(chuàng)新型人才。因此，在構(gòu)建新能源材料與器件專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系時(shí)，需要依據(jù)本學(xué)科的特點(diǎn)，針對目前普遍存在

7、的問題，結(jié)合本校傳統(tǒng)化學(xué)、材料化學(xué)、物理等學(xué)科方面的優(yōu)勢，并考慮學(xué)生的基礎(chǔ)知識和基本技能、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和科研能力的培養(yǎng)目標(biāo)，華南師范大學(xué)提出了四個層次的新能源材料與器件專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系（見圖1）。新能源材料與器件專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系內(nèi)容主要由基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和校外工廠實(shí)踐（畢業(yè)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)）四個部分組成，對應(yīng)于“基礎(chǔ)綜合創(chuàng)新應(yīng)用”四個層次的全新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。2.1 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)精煉基礎(chǔ)（化學(xué)實(shí)驗(yàn)、電化學(xué)實(shí)驗(yàn)、材料類實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使其與理論知識同步，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，小綜合實(shí)驗(yàn)為輔，既加深理論知識的理解，又培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)技能與應(yīng)用。此部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，集

8、中在大一和大二兩個學(xué)年度完成。2.2 綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，在第五學(xué)期（大三上學(xué)期）增加綜合實(shí)驗(yàn)，以設(shè)計(jì)為主，講究完真實(shí)驗(yàn)，以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，從而培養(yǎng)創(chuàng)新意識、科研作風(fēng)。2.3 研究創(chuàng)新性教學(xué)在學(xué)生建立完整的理論知識體系與掌握實(shí)際應(yīng)用技能后，應(yīng)當(dāng)按照教學(xué)計(jì)劃對學(xué)生就業(yè)、深造、撰寫畢業(yè)論文等進(jìn)行準(zhǔn)備，在大學(xué)第六個學(xué)期開設(shè)具有針對性的創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)課程，在實(shí)驗(yàn)課程的安排上應(yīng)當(dāng)盡量增加學(xué)科之間的交叉，在對學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行鞏固的同時(shí)，也能夠增加學(xué)生對多學(xué)科知識的理解能力。通過研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步提高學(xué)生在新能源材料與器件相關(guān)研究內(nèi)容方面自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，分析問題和

9、解決問題的能力，并拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)空間，培養(yǎng)創(chuàng)新凈勝、實(shí)踐能力，激發(fā)學(xué)生發(fā)散性思維，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。2.4 校外工廠實(shí)踐第七學(xué)期本專業(yè)學(xué)生全部進(jìn)入工廠進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)，讓學(xué)生在生產(chǎn)現(xiàn)場以工人、技術(shù)員、管理員等身份，直接參與生產(chǎn)過程，將在學(xué)校學(xué)習(xí)的專業(yè)知識與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合。3 結(jié)束語華南師范大學(xué)通過近5年在廣泛調(diào)研國內(nèi)不同高校新能源材料與器件專業(yè)建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的基礎(chǔ)上，對華南師范大學(xué)新能源材料與器件專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系進(jìn)行了初步探索，建立的“基礎(chǔ)綜合創(chuàng)新應(yīng)用”四個層次的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系，加強(qiáng)了本專業(yè)化學(xué)電源及電池材料制備等的特色建設(shè)，在培養(yǎng)學(xué)生的基本技能、分析和解決問題的能力、創(chuàng)新和科研能力等方面取得了