新能源材料與器件專業(yè)多層次實驗教學模式的探索

李愛菊

【摘 要】對以化學專業(yè)為基礎(chǔ)開設(shè)的新能源材料與器件專業(yè)發(fā)展水平和實驗教學改革現(xiàn)狀進行分析，探討新能源材料與器件專業(yè)實驗教學課程體系。以華南師范大學新能源材料與器件專業(yè)多層次實驗教學改革為例，針對化學專業(yè)基礎(chǔ)之上開展起來的新能源材料與器件這類應用學科專業(yè)的實驗教學特點，提出了突出院校特色，構(gòu)建四個層次實驗教學課程體系的新能源材料與器件專業(yè)實驗教學目標。

【關(guān)鍵詞】實驗教學；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)立的新專業(yè)。該專業(yè)及其相關(guān)學科的建設(shè)正處于起步階段，無現(xiàn)成經(jīng)驗可以借鑒，需要認真研討和規(guī)劃。華南師范大學結(jié)合自己的特色和優(yōu)勢，提出了大力加強化學與新能源材料與器件專學科建設(shè)，服務于珠三角和華南地區(qū)的經(jīng)濟社會發(fā)展的“十三五”規(guī)劃。

目前，華南師范大學成立新能源材料與器件專業(yè)勷勤創(chuàng)新實驗班，實施25人為單位的小班教學模式，以創(chuàng)新為目標，將研究性學習和科學研究貫穿到整個學習階段，為高層次的研究生教育培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、創(chuàng)新能力強的優(yōu)秀人才。本文結(jié)合華南師范大學新能源材料與器件專業(yè)培養(yǎng)目標及資源情況，針對新能源材料與器件專業(yè)實驗教學模式開展研究，提出了優(yōu)化課程體系、加強實踐教學環(huán)節(jié)、培養(yǎng)高素質(zhì)復合型人才的目標。

1 新能源材料與器件專業(yè)實驗教學面臨的問題

縱觀全國22所設(shè)立新能源材料與器件專業(yè)的高校，第一屆學生最早的是2010年入學，截止目前僅有兩屆學生畢業(yè)。所以，無論從教師關(guān)于創(chuàng)辦這一專業(yè)的經(jīng)驗，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)的所有學校基本都是摸著石頭過河，無成熟經(jīng)驗可借鑒。根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果顯示，新能源材料與器件專業(yè)的學生在基礎(chǔ)知識掌握的程度與實際應用能力方面無法達到用人單位的要求。在調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)學生無法認識到參與實驗教學課程的重要性，過于重視理論知識學習而忽略了對所學知識的實踐。不僅如此，大多數(shù)學生認為實驗課內(nèi)容過于單調(diào)，缺乏創(chuàng)新性與綜合性，無法調(diào)動學習興趣，最終導致實驗教學課程無法達到預期效果。

1.1 實驗課程體系不完整，實驗室建設(shè)不完善

新能源材料與器件作為一個全新的專業(yè)，各高校對實驗課程的設(shè)置和教材的選取均是在不斷嘗試中進行，建立的實驗課程體系僅經(jīng)過一兩屆學生的驗證，不可避免地存在這樣那樣的問題。以華南師范大學為例，新能源材料與器件專業(yè)是在化學教育專業(yè)基礎(chǔ)上設(shè)立的，教學內(nèi)容更側(cè)重理論知識，實驗教學中基礎(chǔ)化學實驗比重相對較大，材料類實驗相對較少，綜合、設(shè)計性的創(chuàng)新實驗更少之又少，再加上新專業(yè)建設(shè)經(jīng)費有限，導致專業(yè)實驗室的建設(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 實驗教學內(nèi)容繁雜，趣味性不夠

各校實驗教學選取的教材基本是根據(jù)自己學校的特色和現(xiàn)有成熟專業(yè)的經(jīng)驗，不是偏向化學類就是偏向材料物理類。以華南師范大學為例，基本是選擇化學類和少量材料類教材。實驗內(nèi)容的設(shè)置也是根據(jù)學?；瘜W實驗教學基礎(chǔ)，更多偏向于化學基礎(chǔ)實驗，實驗內(nèi)容繁多且驗證性實驗條目居多，創(chuàng)新性和應用性不足。

1.3 教學模式、教學手段和教學方法需要改革

目前，雖然實驗教學改革的呼聲很高，但由于各個學校教學條件的限制和師資力量的參差不齊。目前各個學校和各個老師為了順利完成教學任務，所采用的教學方法和流程基本仍然延續(xù)“照單抓藥”的模式。從實驗目的、實驗內(nèi)容和過程到具體的實驗步驟都是預先設(shè)定好，學生基本不需要深入思考即可較好進行實驗。這樣的實驗課對新能源材料與器件實驗教學固然是必要的，通過這種教學可使學生掌握一些分析方法和基本操作技能；能夠培養(yǎng)學生嚴謹、認真和實事求是的科學態(tài)度。不過，這種“照單抓藥”式教學，難以提高學生的動手能力和分析問題、解決問題的能力，對學生思維能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高也存在一定的局限性。所以這種教學模式亟待改革，以改變學生的學習興趣差、教學效果差等問題。

2 構(gòu)建全新多層次實驗教學課程體系

華南師范大學對人才培養(yǎng)的定位是：以應用型人才培養(yǎng)為基礎(chǔ)，以研究型人才培養(yǎng)為重點，培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、知識面寬、實踐能力強、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)實驗教學課程體系時，需要依據(jù)本學科的特點，針對目前普遍存在的問題，結(jié)合本校傳統(tǒng)化學、材料化學、物理等學科方面的優(yōu)勢，并考慮學生的基礎(chǔ)知識和基本技能、實踐能力、創(chuàng)新能力和科研能力的培養(yǎng)目標，華南師范大學提出了四個層次的新能源材料與器件專業(yè)實驗教學課程體系（見圖1）。新能源材料與器件專業(yè)實踐教學體系內(nèi)容主要由基礎(chǔ)實驗、專業(yè)基礎(chǔ)實驗、綜合設(shè)計性實驗、研究創(chuàng)新性實驗和校外工廠實踐（畢業(yè)實習、生產(chǎn)實習）四個部分組成，對應于“基礎(chǔ)——綜合——創(chuàng)新——應用”四個層次的全新實驗教學模式。

2.1 基礎(chǔ)實驗教學

精煉基礎(chǔ)（化學實驗、電化學實驗、材料類實驗）實驗內(nèi)容，使其與理論知識同步，以驗證性實驗為主，小綜合實驗為輔，既加深理論知識的理解，又培養(yǎng)實驗基礎(chǔ)技能與應用。此部分實驗內(nèi)容，集中在大一和大二兩個學年度完成。

2.2 綜合設(shè)計性實驗教學

重視綜合設(shè)計性實驗，在第五學期（大三上學期）增加綜合實驗，以設(shè)計為主，講究完真實驗，以培養(yǎng)學生發(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。

2.3 研究創(chuàng)新性教學

在學生建立完整的理論知識體系與掌握實際應用技能后，應當按照教學計劃對學生就業(yè)、深造、撰寫畢業(yè)論文等進行準備，在大學第六個學期開設(shè)具有針對性的創(chuàng)新型實驗課程，在實驗課程的安排上應當盡量增加學科之間的交叉，在對學生實驗技能進行鞏固的同時，也能夠增加學生對多學科知識的理解能力。通過研究創(chuàng)新性實驗，進一步提高學生在新能源材料與器件相關(guān)研究內(nèi)容方面自主設(shè)計實驗，分析問題和解決問題的能力，并拓寬學生的學習空間，培養(yǎng)創(chuàng)新凈勝、實踐能力，激發(fā)學生發(fā)散性思維，培養(yǎng)團隊合作精神。

2.4 校外工廠實踐

第七學期本專業(yè)學生全部進入工廠進行生產(chǎn)實習，讓學生在生產(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，將在學校學習的專業(yè)知識與生產(chǎn)實踐相結(jié)合。

3 結(jié)束語

華南師范大學通過近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)和實驗教學改革的基礎(chǔ)上，對華南師范大學新能源材料與器件專業(yè)實驗教學課程體系進行了初步探索，建立的“基礎(chǔ)——綜合——創(chuàng)新——應用”四個層次的新型實驗教學課程體系，加強了本專業(yè)化學電源及電池材料制備等的特色建設(shè)，在培養(yǎng)學生的基本技能、分析和解決問題的能力、創(chuàng)新和科研能力等方面取得了一些成績，但仍然有面臨許多問題和不足。

【參考文獻】

[1]曾惠丹，楊云霞，趙崇軍，等.新能源材料與器件專業(yè)實驗教學探討[J].實驗室研究與探索，199-202.

[2]陳敏，肖勇，盧其明，等.農(nóng)林院校分層次化學開放實驗教學[J].實驗室研究與探索，188-191.

[責任編輯：王楠]