高校本科生必修科研项目训练课的改革探索
发布时间：2022-02-15 10:03
提高高校本科生科研素养是新时代本科生教育的重要目标,开设必修科研项目训练课程是提高本科生综合能力特别是科研能力的重要途径。通过实践探讨了本科生必修科研项目训练课面临的一系列问题;从科研素养养成机制和培养手段等角度阐明了开展科研项目训练课的基本思路。以能源与动力专业中新能源科研训练项目为例,阐述了立足于专业特点,明确科研素养养成机制和使用有效的科研素养养成手段的重要性;论述了适当开设必修科研项目训练课程对推进本科生逐步养成科研素养,适应新形势下对本科生培养更高要求的定位具有重要意义。
【文章来源】：实验室研究与探索. 2020,39(10)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
本科生科研素养养成机制与养成手段
在课题的初始阶段，应使学生认识到课题的基本背景。即淡水资源在社会生产与居民生活中扮演着重要的角色，通过光热转换将海水蒸发为水蒸气并收集以获得淡水的方法，相比于传统的海水淡化方法(冷冻法、反渗透法、多级闪蒸法等)拥有零能耗、不需要建设大型设备等优点;然而自然条件下水表面对光的弱吸收性能以及体积系统工作模式制约了光热转换在海水淡化方向上的应用，因此通过制备高效的界面型光热转换材料促进蒸发有着重要意义，结合冷凝蒸汽收集淡水装置的设计最终实现光热转换材料与整体装置的集成与优化。整个过程中对学生自学能力提出了新的要求，区别于传统的课本学习，在认识课题的过程中，首先由老师或学长推荐典型的界面光热转换文献进行阅读。由于较为前沿的研究主要集中在英文期刊上，因此该过程对学生的英文阅读能力进行了锻炼，主要包括:(1)全英文文献阅读能力的锻炼，(2)对专业名词的理解，(3)把握文章的逻辑以及学习文章完整的表达过程。其次，在认识课题的阶段，对学生查阅文献的能力也进行了锻炼。借助Web of science核心的“引用”与“被引用”功能，让学生自发查阅，使文献库从最开始给的1～2篇文章拓展到10～20篇文章，通过归类后有选择有目的地阅读加深对课题的认识，同时为开展课题制定一个初步的方案。此阶段对学生能力获取的考核方式包括撰写综述报告、分组讨论、教师评价及小组互评等方式。
在对课题有一定的认识后，正式开展高效界面型光热转换材料及零能耗海水淡化装置的研究。初期将小组成员分为基础研究组和创新装置组安排不同任务。基础研究组主要负责材料制备及性能测试，结合实验室当前研究较为成熟的碳基材料探究提升光热转换效率的方案。在该过程中，小组成员通过查阅综述类文献发现目前的光热转换材料主要可分为碳基材料、半导体和等离子体材料等，然后初步确定在碳毡上负载窄带隙半导体材料以提升光热转换能力的方案，这一步骤训练了知识应用能力。在材料制备过程中涉及电化学沉积、水热合成、管式炉热处理、管式炉还原等步骤，充分锻炼了小组成员的动手能力及团队协作能力。材料制备完成后通过对其进行SEM[见图3(a)]、TEM、ECSA、contact angle、XRD、UV-Vis[见图3(b)]等实验学习材料表征常用的方法，并在分析每一个表征结果后加深对材料特性的认识。常规表征结束后再对光热转换材料的蒸发速率[见图3(c)]、对不同光强的适应能力、循环使用性能等进行测试以进一步评估材料性能。光热转换材料在光热转换机理，材料特性上进行讨论和改进，偏向于基础研究，但将该材料实际应用于淡化海水还涉及整体装置的设计，因此另一小组便负责装置的设计和搭建。在此过程中可培养学生将理论与实践相结合，基础研究与实际应用相结合的意识。小组成员通过独立思考和文献调研确定各自的装置方案，再通过交流论证对装置可行性、原料成本和搭建难度等要素进行综合分析，最终筛选出最佳方案并购买材料进行组装[见图3(d)]，此过程锻炼了学生的逻辑思维、交流协作能力和动手能力。最后，将光热转换材料集成并优化后制得了风力驱动曲柄雨刷海水淡化装置。在室外测试证实了该装置的可行性[见图3(e)]后，实验部分顺利完成。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新时代传统产业转型升级:动力、路径与政策[J]. 刘勇. 学习与探索. 2018(11)
[2]工科大学生新能源类课程研究性学习探讨[J]. 孙庆强,刘学东,李志国. 科技视界. 2017(19)
[3]高校本科生科研素养培养教育探索[J]. 付坤,王瑞,杨罕,王金国,凌振宝. 实验室研究与探索. 2017(03)
[4]大学生科技创新素质培养策略研究[J]. 吴连臣,王红琳,陈曦. 高等农业教育. 2015(05)
[5]我国产业转型升级下的高校毕业生就业——研究回顾与展望[J]. 李付俊,孟续铎. 人口与经济. 2014(06)
[6]课堂教学模式改革探论[J]. 郭玉莲. 教育理论与实践. 2012(10)
[7]加强文献检索课教学改革,提高大学生信息素养——北京化工大学学生信息素养调查透视[J]. 张慧卿,朱冬香. 科技经济市场. 2010(10)
[8]大学知识创造能力评价指标体系研究[J]. 夏敏,王前. 科学学与科学技术管理. 2010(05)
[9]大学生科技创新素质培养的探索与实践——以通化师范学院为个案的实证分析[J]. 张继德,沈慧娟. 通化师范学院学报. 2009(01)
[10]基于培养创新实践能力的高校实验教学体系改革探索[J]. 楼盛华,戴文战,叶秉良. 高等理科教育. 2008(03)
硕士论文
[1]硕士研究生科研素质及其自我养成[D]. 韩炎坪.广西师范大学 2012
[2]高校复合型人才培养模式改革的研究[D]. 黄江美.广西大学 2008
本文编号：3626428
【文章来源】：实验室研究与探索. 2020,39(10)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
本科生科研素养养成机制与养成手段
在课题的初始阶段，应使学生认识到课题的基本背景。即淡水资源在社会生产与居民生活中扮演着重要的角色，通过光热转换将海水蒸发为水蒸气并收集以获得淡水的方法，相比于传统的海水淡化方法(冷冻法、反渗透法、多级闪蒸法等)拥有零能耗、不需要建设大型设备等优点;然而自然条件下水表面对光的弱吸收性能以及体积系统工作模式制约了光热转换在海水淡化方向上的应用，因此通过制备高效的界面型光热转换材料促进蒸发有着重要意义，结合冷凝蒸汽收集淡水装置的设计最终实现光热转换材料与整体装置的集成与优化。整个过程中对学生自学能力提出了新的要求，区别于传统的课本学习，在认识课题的过程中，首先由老师或学长推荐典型的界面光热转换文献进行阅读。由于较为前沿的研究主要集中在英文期刊上，因此该过程对学生的英文阅读能力进行了锻炼，主要包括:(1)全英文文献阅读能力的锻炼，(2)对专业名词的理解，(3)把握文章的逻辑以及学习文章完整的表达过程。其次，在认识课题的阶段，对学生查阅文献的能力也进行了锻炼。借助Web of science核心的“引用”与“被引用”功能，让学生自发查阅，使文献库从最开始给的1～2篇文章拓展到10～20篇文章，通过归类后有选择有目的地阅读加深对课题的认识，同时为开展课题制定一个初步的方案。此阶段对学生能力获取的考核方式包括撰写综述报告、分组讨论、教师评价及小组互评等方式。
在对课题有一定的认识后，正式开展高效界面型光热转换材料及零能耗海水淡化装置的研究。初期将小组成员分为基础研究组和创新装置组安排不同任务。基础研究组主要负责材料制备及性能测试，结合实验室当前研究较为成熟的碳基材料探究提升光热转换效率的方案。在该过程中，小组成员通过查阅综述类文献发现目前的光热转换材料主要可分为碳基材料、半导体和等离子体材料等，然后初步确定在碳毡上负载窄带隙半导体材料以提升光热转换能力的方案，这一步骤训练了知识应用能力。在材料制备过程中涉及电化学沉积、水热合成、管式炉热处理、管式炉还原等步骤，充分锻炼了小组成员的动手能力及团队协作能力。材料制备完成后通过对其进行SEM[见图3(a)]、TEM、ECSA、contact angle、XRD、UV-Vis[见图3(b)]等实验学习材料表征常用的方法，并在分析每一个表征结果后加深对材料特性的认识。常规表征结束后再对光热转换材料的蒸发速率[见图3(c)]、对不同光强的适应能力、循环使用性能等进行测试以进一步评估材料性能。光热转换材料在光热转换机理，材料特性上进行讨论和改进，偏向于基础研究，但将该材料实际应用于淡化海水还涉及整体装置的设计，因此另一小组便负责装置的设计和搭建。在此过程中可培养学生将理论与实践相结合，基础研究与实际应用相结合的意识。小组成员通过独立思考和文献调研确定各自的装置方案，再通过交流论证对装置可行性、原料成本和搭建难度等要素进行综合分析，最终筛选出最佳方案并购买材料进行组装[见图3(d)]，此过程锻炼了学生的逻辑思维、交流协作能力和动手能力。最后，将光热转换材料集成并优化后制得了风力驱动曲柄雨刷海水淡化装置。在室外测试证实了该装置的可行性[见图3(e)]后，实验部分顺利完成。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新时代传统产业转型升级:动力、路径与政策[J]. 刘勇. 学习与探索. 2018(11)
[2]工科大学生新能源类课程研究性学习探讨[J]. 孙庆强,刘学东,李志国. 科技视界. 2017(19)
[3]高校本科生科研素养培养教育探索[J]. 付坤,王瑞,杨罕,王金国,凌振宝. 实验室研究与探索. 2017(03)
[4]大学生科技创新素质培养策略研究[J]. 吴连臣,王红琳,陈曦. 高等农业教育. 2015(05)
[5]我国产业转型升级下的高校毕业生就业——研究回顾与展望[J]. 李付俊,孟续铎. 人口与经济. 2014(06)
[6]课堂教学模式改革探论[J]. 郭玉莲. 教育理论与实践. 2012(10)
[7]加强文献检索课教学改革,提高大学生信息素养——北京化工大学学生信息素养调查透视[J]. 张慧卿,朱冬香. 科技经济市场. 2010(10)
[8]大学知识创造能力评价指标体系研究[J]. 夏敏,王前. 科学学与科学技术管理. 2010(05)
[9]大学生科技创新素质培养的探索与实践——以通化师范学院为个案的实证分析[J]. 张继德,沈慧娟. 通化师范学院学报. 2009(01)
[10]基于培养创新实践能力的高校实验教学体系改革探索[J]. 楼盛华,戴文战,叶秉良. 高等理科教育. 2008(03)
硕士论文
[1]硕士研究生科研素质及其自我养成[D]. 韩炎坪.广西师范大学 2012
[2]高校复合型人才培养模式改革的研究[D]. 黄江美.广西大学 2008
本文编号：3626428
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