“有机功能材料与器件”课程实验教学模式初探.pdf
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1、 108 第 25 卷第 3 期遵义师范学院学报2023 年 6 月实验教学是高等院校教学的重要组成部分,在塑造大学生认知、培养学生动手能力和提升学生综合素质等方面发挥着不可或缺的作用1。对课程“有机功能材料与器件”而言,开展功能材料的实验合成和器件制备研究是学生认识器件性能与有机功能材料之间逻辑关系的关键一环,因此如何开展好该课程的实验教学显得尤为重要。随着教学改革的不断深入,实验教学在运用传统教学模式的基础上已经逐渐融合各种新型教学方法和手段2-4,这样不仅可以弥补传统教学模式的不足,还能激发学生的学习兴趣,提高教学质量。为提升“有机功能材料与器件”课程的实验教学效果,作者将参与式教学设计
2、、虚拟仿真实验教学平台等新兴教学方法引入进来,通过创新教学模式,调动学生实验积极性,提高了实验教学效果,实现了学生综合能力的提升。收稿日期:2022-10-12基金项目:中国博士后科学基金面上项目(2022M711684);江苏省高校自然科学研究面上项目(22KJB430036);南京邮电大学校级自然科学基金项目(NY221084)作者简介:曹洪涛,男,河南扶沟县人,南京邮电大学材料科学与工程学院讲师,博士。主要研究方向:有机功能材料与器件。“有机功能材料与器件”课程实验教学模式初探曹洪涛1a,解令海1b,朱彬2(1.南京邮电大学a.材料科学与工程学院;b.化学与生命科学学院,江苏南京2100
3、23;2.遵义师范学院化学化工学院,贵州 遵义563006)摘要:有机功能材料与器件是化学、材料化学、材料物理等专业的一门专业选修课,它对培养研究型人才和激发学生创造力具有重要支撑作用。为提升该课程的教学效果,作者根据当前课程教学模式发展的特点,将新的教学方法(如参与式教学、虚拟仿真实验教学平台)引入课程教学中,建立了“以学生为中心”“虚实互促”融合的实验教学模式。通过新教学模式的实践,有效激发了学生的学习兴趣和实验积极性,提高了教学效果,进一步提升了学生的综合能力。关键词:实验教学;参与式法;虚拟仿真中图分类号:G652文献标识码:A文章编号:1009-3583(2023)-0108-03P
4、reliminaryExplorationofExperimentalTeachingModeintheCourse of“Organic Functional Materials and Devices”CAO Hong-tao1a,XIE Ling-hai1b,ZHU Bin2(a.College ofMaterials Science and Engineering;b.College ofChemistry and Life Sciences,Nanjing University ofPosts&Telecommuni-cations,Nanjing 210023,China;2.Sc
5、hool of Chemistry and Chemical Engineering,Zunyi Normal University,Zunyi 563006,China)The course“Organic Functional Materials and Devices”is a professional elective course for chemistry,material chemistry,material physics and other related majors,playing a vital supporting role in training research
6、talents and stimulating students creativity.Investigating and summarizing the teaching mode is important for improving the teaching effect of“Functional Organic Materials andDevices”.In this course,two novel teaching methods,namely participatory teaching design and virtual simulation experiment teac
7、hing,are introduced based on analysis ofthe currentdevelopmentcharacteristicsofcourse-teaching mode.As aresult,aspecialteaching modepossessing“student-centered”and“virtual-real inter-promoted”character is successfully established.Subsequently,this teaching modeis adopted and perfected,which stimulat
8、es students interest in course-learning and activeness in experiment-operating together withimproving the teaching effect and enhancing students comprehensive ability.experimental teaching;participatory method;virtual simulation第 25 卷第 3 期2023 年 6 月遵义师范学院学报Journal of Zunyi Normal UniversityVol.25,No
9、.3Jun.2023 109 1“有机功能材料与器件”传统教学模式传统的“有机功能材料与器件”课程实验教学模式(图 1),往往以教师为中心来开展教学,教师从完成教学任务角度出发,向学生讲授大纲知识点,布置相关作业,完成相应考核。这样的教学模式意味着学生的学习是机械式的学习,缺少“自我感”和“主人翁”精神。另外,在传统的实验教学模式中,教师往往会选择一些容易操作的实验来供学生完成,而对一些难度大、危险性高、成本昂贵的实验则尽量避免。这种教学模式会造成学生在实验认知上存在一定的局限性,对实验原理产生模糊认识,实验操作不熟练,实验兴趣不高。例如,该课程在介绍有机功能材料的设计规则时,需要学生从微观的
10、角度来认识器件性能与材料结构之间的关系,从而更好地把握分子结构设计需要考虑的因素5;另外,器件制备过程中需要对其工作原理有着清晰的认知,以便更好地控制操作工艺。然而传统的实验教学模式,学生往往对实验原理和操作方法理解不够深入,实验效果不佳。因此,改革传统教学模式势在必行。图 1“有机功能材料与器件”传统教学模式2“有机功能材料与器件”新型教学模式为解决传统实验教学模式存在的问题,我们根据当前课程教学模式的发展趋势与特点,将“参与式教学”6与“虚拟仿真教学”7方法引入“有机功能材料与器件”的实验教学中,构建了该课程的新型教学模式(图 2)。在新的教学模式中,教师更加注重学生的参与,学生可以自主选
11、择实验知识点进行自我学习,从而牢记知识点,构建了“以学生为中心”的教学图 2“有机功能材料与器件”新型实验教学模式模式;同时,借助“虚拟仿真技术”平台,学生自主选择反应条件和路线进行实验,让学生理解和掌握功能材料设计与合成的方法,构建了“虚实互助”的实验教学模式。两种模式协调使用,统筹推进,更好地提升了该课程的教学效果。2.1 参与式教学“以学生为中心”模式参与式教学是教师在实验教学中引导学生以“主人翁”的精神参与课程的学习和讲授,学生能更好地理解实验内容,并将知识点和技能传授给其他学生,是一种新型“协作式”的学习方式8。在这种模式下,学生可以参与实验设计,完成实验并对实验效果进行评价,通过与
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