新能源材料与器件专业多层次实验教学模式的探索

李爱菊

【摘 要】对以化学专业为基础开设的新能源材料与器件专业发展水平和实验教学改革现状进行分析，探讨新能源材料与器件专业实验教学课程体系。以华南师范大学新能源材料与器件专业多层次实验教学改革为例，针对化学专业基础之上开展起来的新能源材料与器件这类应用学科专业的实验教学特点，提出了突出院校特色，构建四个层次实验教学课程体系的新能源材料与器件专业实验教学目标。

【关键词】实验教学；新能源材料与器件；多层次

0 引言

新能源材料与器件专业是国家教育部于2009年为适应国家战略性新兴产业发展需要而开始设立的新专业。该专业及其相关学科的建设正处于起步阶段，无现成经验可以借鉴，需要认真研讨和规划。华南师范大学结合自己的特色和优势，提出了大力加强化学与新能源材料与器件专学科建设，服务于珠三角和华南地区的经济社会发展的“十三五”规划。

目前，华南师范大学成立新能源材料与器件专业勷勤创新实验班，实施25人为单位的小班教学模式，以创新为目标，将研究性学习和科学研究贯穿到整个学习阶段，为高层次的研究生教育培养基础扎实、创新能力强的优秀人才。本文结合华南师范大学新能源材料与器件专业培养目标及资源情况，针对新能源材料与器件专业实验教学模式开展研究，提出了优化课程体系、加强实践教学环节、培养高素质复合型人才的目标。

1 新能源材料与器件专业实验教学面临的问题

纵观全国22所设立新能源材料与器件专业的高校，第一届学生最早的是2010年入学，截止目前仅有两届学生毕业。所以，无论从教师关于创办这一专业的经验，还是社会对走向工作岗位的毕业生反馈意见，均少之又少。开设这一专业的所有学校基本都是摸着石头过河，无成熟经验可借鉴。根据统计结果显示，新能源材料与器件专业的学生在基础知识掌握的程度与实际应用能力方面无法达到用人单位的要求。在调查过程中发现，绝大多数学生无法认识到参与实验教学课程的重要性，过于重视理论知识学习而忽略了对所学知识的实践。不仅如此，大多数学生认为实验课内容过于单调，缺乏创新性与综合性，无法调动学习兴趣，最终导致实验教学课程无法达到预期效果。

1.1 实验课程体系不完整，实验室建设不完善

新能源材料与器件作为一个全新的专业，各高校对实验课程的设置和教材的选取均是在不断尝试中进行，建立的实验课程体系仅经过一两届学生的验证，不可避免地存在这样那样的问题。以华南师范大学为例，新能源材料与器件专业是在化学教育专业基础上设立的，教学内容更侧重理论知识，实验教学中基础化学实验比重相对较大，材料类实验相对较少，综合、设计性的创新实验更少之又少，再加上新专业建设经费有限，导致专业实验室的建设中能源材料制备、性能表征和能源元器件制造和检测等方面的仪器设备数量不足。

1.2 实验教学内容繁杂，趣味性不够

各校实验教学选取的教材基本是根据自己学校的特色和现有成熟专业的经验，不是偏向化学类就是偏向材料物理类。以华南师范大学为例，基本是选择化学类和少量材料类教材。实验内容的设置也是根据学校化学实验教学基础，更多偏向于化学基础实验，实验内容繁多且验证性实验条目居多，创新性和应用性不足。

1.3 教学模式、教学手段和教学方法需要改革

目前，虽然实验教学改革的呼声很高，但由于各个学校教学条件的限制和师资力量的参差不齐。目前各个学校和各个老师为了顺利完成教学任务，所采用的教学方法和流程基本仍然延续“照单抓药”的模式。从实验目的、实验内容和过程到具体的实验步骤都是预先设定好，学生基本不需要深入思考即可较好进行实验。这样的实验课对新能源材料与器件实验教学固然是必要的，通过这种教学可使学生掌握一些分析方法和基本操作技能；能够培养学生严谨、认真和实事求是的科学态度。不过，这种“照单抓药”式教学，难以提高学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力，对学生思维能力、创新能力的培养和提高也存在一定的局限性。所以这种教学模式亟待改革，以改变学生的学习兴趣差、教学效果差等问题。

2 构建全新多层次实验教学课程体系

华南师范大学对人才培养的定位是：以应用型人才培养为基础，以研究型人才培养为重点，培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高的创新型人才。因此，在构建新能源材料与器件专业实验教学课程体系时，需要依据本学科的特点，针对目前普遍存在的问题，结合本校传统化学、材料化学、物理等学科方面的优势，并考虑学生的基础知识和基本技能、实践能力、创新能力和科研能力的培养目标，华南师范大学提出了四个层次的新能源材料与器件专业实验教学课程体系（见图1）。新能源材料与器件专业实践教学体系内容主要由基础实验、专业基础实验、综合设计性实验、研究创新性实验和校外工厂实践（毕业实习、生产实习）四个部分组成，对应于“基础——综合——创新——应用”四个层次的全新实验教学模式。

2.1 基础实验教学

精炼基础（化学实验、电化学实验、材料类实验）实验内容，使其与理论知识同步，以验证性实验为主，小综合实验为辅，既加深理论知识的理解，又培养实验基础技能与应用。此部分实验内容，集中在大一和大二两个学年度完成。

2.2 综合设计性实验教学

重视综合设计性实验，在第五学期（大三上学期）增加综合实验，以设计为主，讲究完真实验，以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，从而培养创新意识、科研作风。

2.3 研究创新性教学

在学生建立完整的理论知识体系与掌握实际应用技能后，应当按照教学计划对学生就业、深造、撰写毕业论文等进行准备，在大学第六个学期开设具有针对性的创新型实验课程，在实验课程的安排上应当尽量增加学科之间的交叉，在对学生实验技能进行巩固的同时，也能够增加学生对多学科知识的理解能力。通过研究创新性实验，进一步提高学生在新能源材料与器件相关研究内容方面自主设计实验，分析问题和解决问题的能力，并拓宽学生的学习空间，培养创新净胜、实践能力，激发学生发散性思维，培养团队合作精神。

2.4 校外工厂实践

第七学期本专业学生全部进入工厂进行生产实习，让学生在生产现场以工人、技术员、管理员等身份，直接参与生产过程，将在学校学习的专业知识与生产实践相结合。

3 结束语

华南师范大学通过近5年在广泛调研国内不同高校新能源材料与器件专业建设和实验教学改革的基础上，对华南师范大学新能源材料与器件专业实验教学课程体系进行了初步探索，建立的“基础——综合——创新——应用”四个层次的新型实验教学课程体系，加强了本专业化学电源及电池材料制备等的特色建设，在培养学生的基本技能、分析和解决问题的能力、创新和科研能力等方面取得了一些成绩，但仍然有面临许多问题和不足。

【参考文献】

[1]曾惠丹，杨云霞，赵崇军，等.新能源材料与器件专业实验教学探讨[J].实验室研究与探索，199-202.

[2]陈敏，肖勇，卢其明，等.农林院校分层次化学开放实验教学[J].实验室研究与探索，188-191.

[责任编辑：王楠]