新能源材料課程多尺度實驗教學(xué)模式構(gòu)建與探索

摘 要:以新能源與工程專業(yè)本科生的重要專業(yè)課—新能源材料課程的實驗教學(xué)改革為目的，建立以課堂、實驗室和企業(yè)為載體的實驗教學(xué)模式，設(shè)計多學(xué)科、多領(lǐng)域、多規(guī)模交叉創(chuàng)新性實驗，提出新能源材料的多尺度實驗教學(xué)方法，著眼于大學(xué)生的實驗操作能力和創(chuàng)新能力，加強新能源材料學(xué)科的本科生實驗室設(shè)施構(gòu)建，培養(yǎng)新能源科學(xué)與工程專業(yè)本科生的追蹤前沿意識和創(chuàng)造力，逐步提高其解決問題的能力。

關(guān)鍵詞:新能源材料 多尺度 實驗教學(xué) 創(chuàng)新能力 本科生

中圖分類號:G64文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1673-9795(2012)03(a)-0065-01

新能源材料作為高等學(xué)校新能源科學(xué)與工程專業(yè)的一門專業(yè)課，知識點多，且知識更新速度快。實驗教學(xué)是新能源材料課程教學(xué)中實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合的一個重要步驟，它可以加深大學(xué)生對新能源材料基礎(chǔ)理論知識的學(xué)習(xí)，掌握新能源材料制備和性能測試的基本方法。傳統(tǒng)學(xué)科的實驗教學(xué)是以教師為主體，選定課程的實驗教材，講解實驗?zāi)康摹⒃砗头椒ǎ瑢W(xué)生按照教師的要求進行現(xiàn)場操作。且開設(shè)的多為驗證性實驗，少有探索性內(nèi)容，這樣學(xué)生就不能跟蹤新能源材料的世界前沿領(lǐng)域，減少了探索未知領(lǐng)域的機會，難以達到培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。因此，本教研室從以下幾個方面對新能源材料課程的實驗教學(xué)部分進行了改革與探索。

1 建立新能源材料課程的實驗教學(xué)數(shù)據(jù)庫

利用已有的資源，建立新能源材料課程的實驗教學(xué)數(shù)據(jù)庫，由以教為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)為主，本教研室把各種素材資源和視頻資料整合起來，實施大學(xué)生自主學(xué)習(xí)的實驗教學(xué)模式。在新能源材料課程的實驗教學(xué)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)過程中，本教研室的教師負(fù)責(zé)制訂方案和指導(dǎo)，依據(jù)新編新能源材料大綱的要求，以教研室的研究生為主體，本學(xué)科的本科生作為助手與研究生一同收集和組織相關(guān)的知識，包括文字、圖片和音像資料等。在此實踐活動中，大學(xué)生不僅掌握了新能源材料相關(guān)基礎(chǔ)知識，也學(xué)習(xí)到信息技術(shù)方面的知識，綜合素質(zhì)明顯提高，受益非淺。

本數(shù)據(jù)庫詳細(xì)介紹了新能源材料課程的實驗?zāi)康摹?nèi)容、步驟和注意事項，重點闡述了相關(guān)實驗儀器設(shè)備的使用方法，使本課程的實驗教學(xué)直觀化、動態(tài)化。大學(xué)生可以通過數(shù)據(jù)庫學(xué)習(xí)實驗的相關(guān)內(nèi)容，掌握實驗所需的材料，這樣的學(xué)習(xí)、思考和交流有助于大學(xué)生對新能源材料課程實驗內(nèi)容的掌握，起到事半功倍的教學(xué)效果。本數(shù)據(jù)庫為下一步的多媒體和網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)提供了必不可少的素材。

2 開展新型新能源材料多媒體和網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)

新能源材料實驗室建設(shè)是保證新能源材料課程教學(xué)質(zhì)量的重要手段[1]。為改革實驗教學(xué)，本教研室重點建設(shè)了新能源材料多媒體實驗室，包括服務(wù)器、投影機系統(tǒng)和數(shù)碼相機等一系列設(shè)備，實現(xiàn)了實驗教學(xué)手段的多媒體化[2～3]。

實行多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)在一些學(xué)校已卓有成效，極大促進了教學(xué)質(zhì)量的提高。因此本教研室在借鑒兄弟院校成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上建立了實驗教學(xué)網(wǎng)站，實現(xiàn)了信息技術(shù)與課程實驗教學(xué)的整合，本科生通過訪問網(wǎng)站，可以登錄數(shù)據(jù)庫，了解學(xué)科的前沿動態(tài)，他們也可以利用這個網(wǎng)站查閱資料、預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容、撰寫實驗報告，有效提高實驗課的效率和質(zhì)量。另外，網(wǎng)站交流平臺加入了本教研室老師和研究生的郵箱，大學(xué)生可通過給老師發(fā)送郵件，實施網(wǎng)上答疑，方便教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，提高實驗教學(xué)效果，使課內(nèi)外的實驗教學(xué)互為補充[4]。本網(wǎng)站由計算機管理人員對信息內(nèi)容審核，其余的由計算機管理端自動完成。管理人員可對信息完全控制，確保內(nèi)容的安全性[5]。

3 開設(shè)新能源材料課程探索創(chuàng)新性實驗

探索創(chuàng)新性實驗是結(jié)合新能源材料教材內(nèi)容和大學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，精心進行實驗教學(xué)設(shè)計，創(chuàng)制出特定的實驗條件和環(huán)境，供大學(xué)生學(xué)習(xí)的一種實際操作。探索性實驗有助于培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和獨立操作的能力。大學(xué)生在獨自實驗和同學(xué)間的討論中探索新能源材料的科學(xué)規(guī)律，在實踐中理解概念。在實驗教學(xué)過程中，有效開發(fā)學(xué)生的智力，培養(yǎng)學(xué)生探索、分析、歸納和綜合的能力[6]。

如何調(diào)整和確定實驗教學(xué)內(nèi)容，提供學(xué)生實踐和探索的環(huán)境，是新能源材料實驗教學(xué)改革的一個重要方面。依據(jù)新能源材料課程教學(xué)大綱的要求，遵循教學(xué)系統(tǒng)性規(guī)律，采取開設(shè)創(chuàng)新性實驗的原則，設(shè)計實驗教學(xué)方案和內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生去相關(guān)的實驗室和企業(yè)去參觀和實習(xí)，培養(yǎng)打?qū)W生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，并進一步提高大學(xué)生創(chuàng)新能力。

4 結(jié)語

在新能源材料課程的實驗教學(xué)改革過程中，通過建立實驗教學(xué)數(shù)據(jù)庫、多媒體實驗室和開設(shè)創(chuàng)新性實驗項目等方法，將課堂、實驗室與企業(yè)結(jié)合起來，培養(yǎng)了學(xué)生對新能源材料的興趣。此外，通過創(chuàng)新性實驗訓(xùn)練，改變了以往大學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書進行觀察的被動學(xué)習(xí)局面，通過大學(xué)生在網(wǎng)站的數(shù)據(jù)庫中查閱資料，設(shè)計創(chuàng)新性實驗，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和分析問題能力。最后，通過本實驗教學(xué)改革，改變了大學(xué)生應(yīng)付實驗課的問題，使他們可以帶著問題進入實驗室，從事科學(xué)研究的興趣得到極大激發(fā)。

參考文獻

[1] 王寶泉，張伯乾.制定高等學(xué)校實驗室建設(shè)的規(guī)劃的探討［J］．實驗室研究與探索，2006，25(3):383～385．

[2] 黃春梅，許鴻川，林如，等．多媒體系統(tǒng)在植物學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用［J］．實驗室研究與探索，2005，24(4):30～32．

[3] 徐遠(yuǎn)衛(wèi)，周聽．建設(shè)多媒體實驗室與提升實驗教學(xué)的探討［J］．實驗室研究與探索，2008，27(3):103～105．

[4] 劉天穗，陳億新，陳國術(shù).基礎(chǔ)合成實驗教材和教學(xué)網(wǎng)站的建設(shè)與實踐［J］.廣東化工，2011，38（2）:197～198.

[5] 劉波，王本玉，王磊.建立教學(xué)網(wǎng)站實現(xiàn)網(wǎng)上信息交流和信息管理［J］.邵陽學(xué)院學(xué)報，2003，2（5）:151～152.

[6] 盧杰民，馮燕瑛.加強探索性實驗教學(xué)［J］.1995（2）:43.

①課題來源:南京理工大學(xué)高等教育教改立項研究課題。

通訊作者:王文舉(1982～)：男，山西聞喜人，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向為儲熱。材料設(shè)計，生物質(zhì)衍生物制氫和CO2捕集及利用等。

Email:wangwenju1982@gmail.com。