新能源材料与器件专业的物理化学实验课程中学生能力培养探讨

新能源材料与器件专业的物理化学实验课程中学生能力培养探讨

作者：李英杰

来源：《教学管理与教育研究》2016年第10期

摘要：新能源材料与器件专业是近几年新开设的本科专业，与传统专业相比，其物理化学实验课程教学存在一定的特殊性。文章从实验内容的设计、教学环节的改革、教学方法的改进、教学评价环节的优化等角度入手，探讨了提升学生的理论联系实践能力、自学能力、创造性思维能力、计算机应用能力等问题，并有针对性地提出了培养良好的工作作风和协作能力的方法及建议。

关键词：新能源材料与器件 物理化学实验 能力培养

新能源材料与器件专业是结合国家能源战略需求在近几年开始开设的本科专业，旨在培养从事新能源材料与器件，如LED、太阳能电池、储能材料等方向的相关科学研究、工程设计及技术服务等工作的专门人才。该专业学生需要具有扎实的物理、化学及材料基础知识。物理化学是以物理的原理和实验技术为基础，研究化学体系的性质和行为，发现并建立化学体系中特殊规律的学科。作为“化学的灵魂”，物理化学实验课程是新能源材料与器件专业学生必修的重要基础课。当前人才培养向应用型转化，实验教学过程作为实施素质教育的重要环节，是培养学生实践能力和科研能力的重要手段。物理化学实验课程对学生综合素质的培养、动手能力和创造思维的培养起着至关重要的作用。物理化学实验教学的目的是使学生掌握物理化学理论知识及相应的操作技能，提升学生分析和解决问题的能力，促进其理论联系实践。文章将探讨在新能源材料与器件专业的物理化学实验课程过程中，如何有针对性地提高学生的能力，以适应应用型人才的培养的要求。

一、科学设计实验内容，提升学生理论联系实际的能力

新能源材料与器件专业学生对于物理化学知识的需求有其专业特殊性，如电化学、胶体化学相关内容是储能材料的制备技术与工艺等的基础，表面物理化学则是晶体生长、太阳能电池、LED材料制备等技术的基础。在实验内容设计中特别着重对这部分内容的设计，使学生能够学以致用。开设了电化学合成聚苯胺、电极材料的制备与电化学性能研究、多孔材料的制备及气体吸附性能测试等实验项目，有针对性地提升学生将理论教学中学习的内容应用于实验课程乃至日后工程实践的能力。 二、培养学生的自学能力

为了培养学生自学能力，对于某些相对安全的实验，可采取学生自行学习、完成实验预习报告、在实验课堂上讲解，由任课教师予以监督并把关的形式进行教学。学生需要完成固定格

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式的实验预习报告，其间需完成查阅相关文献、安排实验步骤、提出实验注意事项、提出数据及实验结果处理方法等。在实验课堂上，陈述预习内容，教师在其陈述基础上予以适当纠正或补充，实验成绩由实验预习报告、实验过程及实验报告三部分成绩综合评价。针对新能源材料与器件专业的专业特点，每次实验课要求学生查找物理化学实验在LED制备与应用、太阳能电池片制备及储能材料的设计及制备方面的应用案例，安排时间进行交流，对于准备充分的学生予以奖励。这种教学方法有效地提升了学生的学习兴趣，使学生由被动学习变为主动学习，大大提升了学生包括文献查找能力、文献阅读能力及知识的综合运用能力等的自学能力。 三、提高学生的创造性思维能力

学生们思维活跃、“天马行空”，与之相应的，建立两种机制以促进其发挥。

首先，为了给学生创造更加灵活的实验环境，避免局限于课堂内容，我特别安排了学生自由实验时间：在保证安全的前提下，在课堂时间以外安排教师为学生提供实验辅助、答疑，为学生提供实际条件，配合其将课堂学习或实验中产生的“奇思妙想”付诸实践，大大提升学生的创新思维能力。如有学生在网上看到太阳能电池制作的视频，希望重复，我们就提供了相应的实验条件，与学生一起重复了网上的实验过程并取得了成功。这种做法大大提升了学生的学习兴趣，使其更加喜欢思考，喜欢追逐知识。

其次，在每次实验完成后，要求学生对实验中出现的问题予以评价、提出改进意见，并作为实验成绩的一部分写入实验报告中。在总结的过程中，学生们对实验方法、安排、仪器设备、实验结果分析、误差分析等方面展开大胆设想，提出建议，拓展了学生的发散思维，激发了学生的创造力和想象力。 （下转62页） （上接60页）

四、提升学生应用计算机的能力

在实验数据处理过程中，有意识地要求学生采用计算机处理。如在进行铁的极化曲线测定实验时，要求学生运用计算机采集实验数据，将采集到的文本文件在课后进行处理。要求使用origin或excel进行数据处理并绘制曲线。由于计算机采集数据数量庞大，与特定的实验条件相结合，有效地避免了学生互相之间抄袭实验结果，客观上促使学生必须亲自完成数据处理过程，提升了计算机应用能力。与此同时，在实验数据采集的过程中，学生要了解计算机接口技术、AD/DA转换、数据采集技术等基础知识，这也是对计算机硬件知识应用的有效实践。 五、培养学生良好的工作作风和协作能力

当前社会需要应用型人才，注重工程实践能力的培养。然而工程实践能力的培养不仅仅局限于科学技术知识层面的培养，更要注重学生与人相处、协作能力的培养。对部分无法一个人

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完成的实验，将学生分组，每个人轮流做小组长，负责安排整个小组的实验分工及具体工作细节。这个过程中，既锻炼了学生相互沟通协作的能力，也培养了其做好计划、做好危机处理的良好工作作风。在分组时，由教师安排，避免过分相熟的同学自由组合，锻炼学生与不同性格人合作的能力。学生毕业后走向社会，遇到的环境、周围的人，情况各自不同，能否与不同类型的人共同协作，开展工作，一定程度上决定了未来的成败，因此，我们认为协作能力的培养至关重要。

综上，文章针对新能源材料与器件专业学生，在作为其基础课程的物理化学实验课程的教学中，通过教学内容、教学环节的设计、教学方法的改进、教学评价环节的优化等方法，探讨了如何提升学生的理论联系实践能力、自学能力、创造性思维能力、计算机应用能力及培养良好的工作作风和协作能力等问题。这些方法的实施为新能源材料与器件专业学生的综合能力提升贡献了巨大力量，亦可类比应用到其他专业或其他课程的实验教学中。 参考文献

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