新能源材料與器件專業多層次實驗教學模式的探索

李愛菊

【摘 要】對以化學專業為基礎開設的新能源材料與器件專業發展水平和實驗教學改革現狀進行分析，探討新能源材料與器件專業實驗教學課程體系。以華南師范大學新能源材料與器件專業多層次實驗教學改革為例，針對化學專業基礎之上開展起來的新能源材料與器件這類應用學科專業的實驗教學特點，提出了突出院校特色，構建四個層次實驗教學課程體系的新能源材料與器件專業實驗教學目標。

【關鍵詞】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是國家教育部于2009年為適應國家戰略性新興產業發展需要而開始設立的新專業。該專業及其相關學科的建設正處于起步階段，無現成經驗可以借鑒，需要認真研討和規劃。華南師范大學結合自己的特色和優勢，提出了大力加強化學與新能源材料與器件專學科建設，服務于珠三角和華南地區的經濟社會發展的“十三五”規劃。

目前，華南師范大學成立新能源材料與器件專業勷勤創新實驗班，實施25人為單位的小班教學模式，以創新為目標，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基礎扎實、創新能力強的優秀人才。本文結合華南師范大學新能源材料與器件專業培養目標及資源情況，針對新能源材料與器件專業實驗教學模式開展研究，提出了優化課程體系、加強實踐教學環節、培養高素質復合型人才的目標。

1 新能源材料與器件專業實驗教學面臨的問題

縱觀全國22所設立新能源材料與器件專業的高校，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。所以，無論從教師關于創辦這一專業的經驗，還是社會對走向工作崗位的畢業生反饋意見，均少之又少。開設這一專業的所有學校基本都是摸著石頭過河，無成熟經驗可借鑒。根據統計結果顯示，新能源材料與器件專業的學生在基礎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。在調查過程中發現，絕大多數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，大多數學生認為實驗課內容過于單調，缺乏創新性與綜合性，無法調動學習興趣，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，實驗室建設不完善

新能源材料與器件作為一個全新的專業，各高校對實驗課程的設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是在化學教育專業基礎上設立的，教學內容更側重理論知識，實驗教學中基礎化學實驗比重相對較大，材料類實驗相對較少，綜合、設計性的創新實驗更少之又少，再加上新專業建設經費有限，導致專業實驗室的建設中能源材料制備、性能表征和能源元器件制造和檢測等方面的儀器設備數量不足。

1.2 實驗教學內容繁雜，趣味性不夠

各校實驗教學選取的教材基本是根據自己學校的特色和現有成熟專業的經驗，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。實驗內容的設置也是根據學校化學實驗教學基礎，更多偏向于化學基礎實驗，實驗內容繁多且驗證性實驗條目居多，創新性和應用性不足。

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“照單抓藥”的模式。從實驗目的、實驗內容和過程到具體的實驗步驟都是預先設定好，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；能夠培養學生嚴謹、認真和實事求是的科學態度。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、創新能力的培養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的定位是：以應用型人才培養為基礎，以研究型人才培養為重點，培養基礎扎實、知識面寬、實踐能力強、綜合素質高的創新型人才。因此，在構建新能源材料與器件專業實驗教學課程體系時，需要依據本學科的特點，針對目前普遍存在的問題，結合本校傳統化學、材料化學、物理等學科方面的優勢，并考慮學生的基礎知識和基本技能、實踐能力、創新能力和科研能力的培養目標，華南師范大學提出了四個層次的新能源材料與器件專業實驗教學課程體系（見圖1）。新能源材料與器件專業實踐教學體系內容主要由基礎實驗、專業基礎實驗、綜合設計性實驗、研究創新性實驗和校外工廠實踐（畢業實習、生產實習）四個部分組成，對應于“基礎——綜合——創新——應用”四個層次的全新實驗教學模式。

2.1 基礎實驗教學

精煉基礎（化學實驗、電化學實驗、材料類實驗）實驗內容，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，又培養實驗基礎技能與應用。此部分實驗內容，集中在大一和大二兩個學年度完成。

2.2 綜合設計性實驗教學

重視綜合設計性實驗，在第五學期（大三上學期）增加綜合實驗，以設計為主，講究完真實驗，以培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力，從而培養創新意識、科研作風。

2.3 研究創新性教學

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、深造、撰寫畢業論文等進行準備，在大學第六個學期開設具有針對性的創新型實驗課程，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。通過研究創新性實驗，進一步提高學生在新能源材料與器件相關研究內容方面自主設計實驗，分析問題和解決問題的能力，并拓寬學生的學習空間，培養創新凈勝、實踐能力，激發學生發散性思維，培養團隊合作精神。

2.4 校外工廠實踐

第七學期本專業學生全部進入工廠進行生產實習，讓學生在生產現場以工人、技術員、管理員等身份，直接參與生產過程，將在學校學習的專業知識與生產實踐相結合。

3 結束語

華南師范大學通過近5年在廣泛調研國內不同高校新能源材料與器件專業建設和實驗教學改革的基礎上，對華南師范大學新能源材料與器件專業實驗教學課程體系進行了初步探索，建立的“基礎——綜合——創新——應用”四個層次的新型實驗教學課程體系，加強了本專業化學電源及電池材料制備等的特色建設，在培養學生的基本技能、分析和解決問題的能力、創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]