研究性实验教学在材料学科人才培养中的应用和探索

以硫化钼二维结构的气相合成与光电探测应用为课题,在材料专业本科生中开展了研究性实验教学试点。参与课程的学生在教师引导下直面二维半导体材料的合成与应用,自主探索与相互协作相结合,通过气相沉积法成功制备了原子层厚度的硫化钼二维结构并组装成光电探测器,探究探测器在定功率变波长及定波长变功率光照下的光电响应行为。证明了硫化钼二维结构具有良好的可见光响应稳定性和毫秒级的响应速度,实现了良好的光电探测效果。研究性实验教学改变了传统实验教学尚未实验,结论已知的固有模式,将学科前沿问题融入实验教学过程,不预设答案,学生在课程中可充分发挥主观能动性。

自驱动α-Ga_(2)O_(3)/Cu_(2)O双波段光电探测器的研究性实验教学设计

为培养创新型人才,结合电子科学与技术专业的教学内容,设计了内容为“自驱动α-Ga_(2)O_(3)/Cu_(2)O双波段光电探测器”的研究性实验。采用水热法和光沉积法分别制备α-Ga_(2)O_(3)纳米线和Cu_(2)O纳米颗粒,采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对纳米线进行了表征,通过合理设计器件的能带结构,所制备的α-Ga_(2)O_(3)/Cu_(2)O异质结光电探测器具备对深紫外和近紫外分辨探测的能力,并深入分析了其中的物理机制。将学术研究的探索精神融入实验中不仅可以提升实验的趣味性,还可以锻炼学生的自主学习能力、创新实践能力和科研探索能力。

纳米上转换发光材料的合成与表征研究性实验

将科研成果融入实验教学,面向本科生开设了“纳米上转换发光材料的合成与表征”研究性创新实验。实验采用均匀沉淀法合成Y_(2)O_(3):Yb^(3+),Ho^(3+)纳米上转换发光材料,利用X射线衍射、透射电子显微镜和上转换发射光谱对材料的结构、形貌和发光性能进行表征,并分析材料粒子尺寸对发光颜色的影响。实验中包含纳米材料制备、上转换发光性能研究等科研热点内容,涉及物理、化学、材料等多学科知识的交叉融合。通过实验的学习和操作,有助于激发学生对发光材料和纳米材料的研究兴趣,加深学生对材料合成方法和发光过程的认知,既拓展了学生的眼界和思维,又强化了学生的综合实验技能。

生物制药专业微生物学研究性实验教学的探索

山东第一医科大学生物制药专业学生开设了以“植物内生菌资源的开发利用”为主题的研究性实验,以培养学生的创新能力,提高学生的综合素质。从校园或泰山上采集植物样品,分离、鉴定并保藏其中的内生细菌、放线菌和霉菌,学习微生物的纯培养、显微观察、菌种保藏等各项基本操作技术。在引申实验中融入了分子生物学研究方法以及生物化学的研究方法。实验以植物内生菌为研究对象,使对学生的培养从大众化的共性培养转变为个性化的培养。

反应器技术研究性综合实验设计与探索

基于培养学生创新精神和实践能力的需求,结合科研实践,设计了具有研究性和开放性的综合教学实验,并进行了教学探索。该教学实验项目探究培养模式对动物细胞生长代谢的影响。实验涵盖动物细胞培养模式、细胞生长和代谢动力学参数检测分析等多个环节,综合训练学生生物反应动力学、仪器分析、数据分析等多方面的知识和技能,并且培养学生利用实验数据进行反应器设计的拓展和创新能力。在类似于现实科研工作的场景中,激发学生的科技创新兴趣、培养学生的科技创新能力、实践能力和工程意识。

有机化学实验教学对科研素养的培养——目标导向的研究性实验与创新能力培养

针对本科生科研素养的培养,我们在本科有机化学实验教学中开展了一系列教学探索。本文总结了目标导向的研究性实验教学活动,通过方案设计、实施和总结三阶段的教学过程设计,让学生在实验教学过程中体验到科学研究的全过程,培养了基本的科研能力,取得了良好的教学效果。

目标导向的研究性实验与创新能力培养实例——超声波辅助的Fischer酯化反应条件初探

在目标导向的研究性实验与创新能力培养教学活动中,通过方案设计、实施和总结三阶段的教学过程设计,使学生在实验学习过程中体验到科学研究的全过程,培养创新能力。本文以学生未发表的实验报告论文为例,展示教学成果。该报告以苯甲酸乙酯的酯化合成反应为例,比较了超声波辅助条件下不同催化剂对Fischer酯化反应的催化效率,结果表明酸负载的蒙脱土K-10催化效果明显优于浓硫酸催化。同时还比较了负载前后蒙脱土的粉末X射线衍射谱图,并对催化机理进行了初步的讨论。该工作的研究结果表明超声波辅助的Fischer酯化反应条件温和,对小分子酯类化合物合成有一定的借鉴意义。

范德瓦尔斯异质结界面效应的研究性实验教学设计

为培养创新型人才,设计了内容为“范德瓦尔斯异质结的制备和界面效应研究”的研究性实验。采用干法转移制备了二维异质结MoS_(2)/WTe_(2),通过拉曼光谱对异质结进行了表征,利用光致发光光谱的手段探究了异质结界面耦合效应及机理。将学术研究与实验内容相融合可提高实验的趣味性和探究性,充分锻炼了学生的综合实践能力、创新思维和团队协作意识。

以研究性实验驱动的“精细化工实验”教学改革与实践

研究性实验教学作为一种新的实验教学模式,在教学过程中更多强调学生的自主性、创新性,重视学生研究意识和创新能力的培养。本文在精细化工实验教学过程中引入了研究性实验教学方法,优化了实验内容并对实验教学成果考核评价方式进行了改革。结果表明研究性实验教学方法能够更好的激发和调动学生们对实验的兴趣和积极性,对新的学习成果评价考核方式满意度较高。研究性实验教学对学生创新能力及意识的培养中具有重要作用。

三联吡啶衍生物合成实验中研究生人才培养的应用和探索

物质的制备是化学硕士生在研究过程中的一个核心环节,涉及到多个研究方向。以4′-(5-甲酰基噻吩-2基-苯基)-2,2′:6′,2″-三联吡啶有机中间体的合成为例,依据学生的研究水平和基础,从课题的选择、实验方案设计两方面,以学生的实际问题为导向,阐述在实验实施过程中如何指导学生基于理论知识和文献调研对实验方案进行优化,指导学生分析问题出现的原因,引导学生寻求解决问题的办法及途径,以获得理想的实验效果。尤其使学生认识到实验方案设计的重要性,促进学生自主学习和深度学习,提高学生的应变能力、实验设计能力和研究能力,对研究生培养和学术发展具有一定的借鉴作用。

开放式研究性实验教学的设计与管理

通过回顾开放式、研究性实验教学的发展过程,总结了开展开放式、研究性实验教学的系统设计与管理所取得的成功经验,指出开放式、研究性实验教学对提高学生的自主性和研究性学习能力、综合素质和核心竞争力的重要作用。

实行研究性实验教学 培养学生的研究能力

最近,国家教育部在<关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见>中指出:"积极推动研究性教学,提高大学生的创新能力","要增加综合性与创新性实验","引导大学生了解多种学术观点并开展讨论、追踪本学科领域最新进展,提高自主学习和独立研究的能力".多年来我们在本科教学中坚持探索和实践研究性教学,积累了经验,并取得显著成效.现将研究性实验教学的理念和实践效果做一简要总结,以便进一步积极推动研究性教学,培养大学生的研究和创新能力.

原理性和研究性核磁共振实验教学探索与实践

实践了原理性和研究性核磁共振实验的教学改革,从推进实验室开放、允许自主设计实验方案、自主开展实验等方面,为学生创造自主探索的环境和条件,对学生进行系统性的科学研究训练,激发学习兴趣,培养独立分析问题、解决问题的能力,总体上提高了核磁共振实验教学质量以及仪器设备的利用率,效果良好。

综合研究性实验项目的教学设计与过程管理

综合研究性实验项目对于培养学生的探索精神、创新意识和创造能力有着重要的作用。针对综合研究性实验项目的内容特点及其在教学过程中存在的常见问题,总结出一套较为完善的教学设计方式和过程管理模式,在培养学生理论联系实践、提高学生创新能力方面具有显著效果,有推广价值。

发光材料研究性实验教学方案的构建与实践

让专业教师成为实验教学环节中的骨干力量,利用他们的科研素质构建研究性实验教学方案是很好的探索方式。基于对发光材料的长期研究,针对材料专业本科生提出了一套可行的研究性实验教学方案并在具有一定材料专业知识的三年级学生中进行了实施。结果表明,构建的这套研究方案激发了学生的学习主动性,并能够提高他们的创新能力,实现了培养创新型人才的目的。

联系实际问题开设研究性化学实验

开设研究性实验是培养学生创新意识和创新能力的重要手段。介绍了开设基于实际问题的研究性化学实验的目的、意义、实施方法和效果及体会。

研究性物理实验教学的实践

物理实验教学中心采用学生自主设计研究性实验教学模式,通过构建研究性实验教学平台、开放多项研究性实验题目,使学生的科学态度和工作作风在物理实验教学中得以培养.通过研究性实验的教学实践,激发了学生的学习兴趣,培养了创新意识,磨练了意志,提高了综合素质.

恶臭嗅觉测定研究性实验教学设计

针对日益严峻的恶臭污染问题,依托先进的学科建设平台,设计了恶臭嗅觉测定研究性教学实验。该实验将国标三点比较式臭袋法和欧标动态嗅觉仪法进行对比研究。实验结果表明,动态嗅觉仪在恶臭浓度测定方面具有更高的精度、可重复性和准确性。实验采用"引导-探索-实验-掌握"的研究性教学模式,通过让学生自主设计实验方案、全面参与嗅辨过程并获得实验结果,使学生掌握了恶臭嗅觉测定法的基础知识,了解了国际先进恶臭监测设备的结构和功能,为学生今后从事恶臭领域的研究提供了良好的基础。

生命科学研究性实验教学探讨

大学实验课程是对本科生进行科学研究基本训练、培养学生创新素质和实践能力的重要课程。目前实验教学中,验证性实验较多,而综合性、设计性实验相对不足。为了培养本科生的科研素质和提高综合实验技能,我们在2009级丁颖实验班中开设了"生命科学研究性实验"课程。就生命科学研究性实验课程的设计理念、实验课题的筛选、实验教学管理以及实验教学的组织方式等方面进行了经验总结,希望为研究性实验课程的教学改革提供参考和借鉴。

环境科学类专业研究性实验教学平台

为提高实验教学效果、增强学生实践能力,结合高校环境科学类专业实验教学的开设情况,将研究性教学的理念贯彻于高校的实验教学构建了环境科学类专业研究性实验教学平台,建立了相关的教学体系,并对平台相对应的运行机制与管理模式进行了探索,保证了实验教学平台的正常运行,提高了平台的利用效率、建设效益和对人才培养的服务支撑能力。