王靜+時志強+紀(jì)秀杰

【摘 要】隨著環(huán)境污染和能源枯竭的加重，國內(nèi)很多公司對于新能源材料的專業(yè)人才的需求旺盛。如何在學(xué)校中培養(yǎng)符合用人單位需求的專業(yè)人才，早日形成專業(yè)人才培養(yǎng)特色成為各高校新能源專業(yè)面臨的重要問題。綜合實驗一般涉及多門課程知識及多種實驗手段，讓學(xué)生參與實驗的設(shè)計，對提高學(xué)生專業(yè)意識、學(xué)習(xí)積極性、實際動手能力以及團隊合作精神很有成效。

【關(guān)鍵詞】綜合實驗；創(chuàng)造能力；實驗設(shè)計

綜合性實驗是指實驗內(nèi)容涉及課程的綜合知識或與課程相關(guān)的系統(tǒng)性實驗。具體做法是將教學(xué)大綱要求的某些基本的實驗方法和實驗手段有機地綜合在某一個實驗中，達到完整的、綜合的實驗?zāi)康?。綜合實驗課程體系的建立，在高校經(jīng)過數(shù)年的實踐，已經(jīng)證明了通過綜合實驗可以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和綜合能力。符合培養(yǎng)知識、能力、素質(zhì)綜合發(fā)展的創(chuàng)新型人才的方向。

“超級電容器的組裝及電容性能的測試與分析”和“靜電紡絲纖維的制備及性能研究”是天津工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院無機非金屬材料教研室針對新能源產(chǎn)業(yè)方向開設(shè)的綜合實驗，兩項實驗開展五年來，對于如何提高學(xué)生實驗的主動性，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力大有益處。結(jié)合“超級電容器的組裝及電容性能的測試與分析”和“靜電紡絲纖維的制備及性能研究”，以下談?wù)劰P者在實驗教學(xué)過程中對教學(xué)方法及實驗設(shè)計的體會。

1.實驗內(nèi)容的“接地氣”

俗話說：興趣是最好的老師，提高學(xué)生興趣，寓學(xué)于樂是提高實驗教學(xué)成果的最佳方式。充電電池等新型能源設(shè)備，在我們生活中非常常見，如：手機的電池，筆記本電腦電池等等，人們尤其是年輕人越來越關(guān)注電池使用壽命和容量的大小問題。因此，開設(shè)“超級電容器的組裝及電容性能的測試與分析”快充特性的“超級電池”會受到廣大同學(xué)的歡迎，從興趣出發(fā)，抓住同學(xué)們的好奇心。從紐扣電容器的電極材料制備出發(fā)，進行半電池的組裝，測試，就能夠讓同學(xué)們自己動手制作電池，再親自測試其壽命和容量，在不同的倍率條件下進行測試考察快充快放對整個電池容量的影響。此時，可以給同學(xué)們提出問題，萬能充到底對電池有沒有影響？ipad 數(shù)據(jù)線能不能給蘋果手機充電？給手機充電時先插電源，還是先手機端？同學(xué)們各抒己見，討論激烈。

在重點和難點部分，使用教學(xué)儀器進行現(xiàn)場講解，加深學(xué)生對樹脂配方調(diào)節(jié)的方法和注意事項的記憶，事半功倍。最后由學(xué)生親自操作，在學(xué)生自己操作的過程中，再次體會儀器的使用和操作順序，補充在觀摩視頻和教師講解中沒有注意的事項，查漏補缺，達到系統(tǒng)全面掌握儀器使用的目的。這些方法，在最大程度上吸引了學(xué)生興趣，通過開放型的實驗設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生思考和學(xué)習(xí)成型工藝的特點和要點的區(qū)分和記憶。

2.實驗內(nèi)容的“復(fù)合性”

實驗內(nèi)容的復(fù)合性是綜合實驗的重要特征。對基礎(chǔ)課而言， 實驗內(nèi)容一般為本課程的知識綜合或系列課程知識綜合。而專業(yè)課則常常涉及相關(guān)課程或多門課程的綜合知識。目的在于培養(yǎng)學(xué)生知識的綜合能力和綜合知識的應(yīng)用能力。選擇教學(xué)實驗內(nèi)容的原則是：綜合性、基礎(chǔ)性、典型性、可操作性。基于上述原則， 考慮到不同專業(yè)學(xué)生的知識儲備狀況。綜合實驗的同學(xué)一般為大四的同學(xué)，已經(jīng)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了本專業(yè)的專業(yè)實驗課程，對于基本實驗和制備實驗的操作性比較強，對于制備材料和產(chǎn)品性能的系統(tǒng)研究和綜合評價相對較少。因此，在“超級電容器的組裝及電容性能的測試與分析”和“靜電紡絲纖維的制備及性能研究”中，考察基本操作的制備實驗只占40%，一般為前期的準(zhǔn)備實驗，而對產(chǎn)品進行評價作為主要研究內(nèi)容。本綜合實驗中涉及多種電化學(xué)測試方法：恒流充放電儀、電化學(xué)工作站，Arbin充放電儀和AUTOLAB綜合測試儀等；可以全面的對制品性能進行測量。

3.實驗內(nèi)容的“實踐性”

大四的畢業(yè)生同學(xué)面臨著考研和就業(yè)的雙重選擇，由于一直在接受學(xué)校教育，對于社會上行業(yè)實際需求和工作內(nèi)容充滿著好奇。本實驗涉及的超級電容器制備已經(jīng)具備較為完整的中試生產(chǎn)線，可以讓同學(xué)們對社會實踐有更深一步的認(rèn)識。如超級電容器的制作過程可以分為“備料→混料→調(diào)漿→涂膜→低溫干燥→壓膜→沖片→高溫干燥→稱量質(zhì)量→轉(zhuǎn)移至手套箱→組裝→封口”，中試線對應(yīng)每一步操作都有相應(yīng)的儀器設(shè)備，如調(diào)漿需要混漿機進行混料，進而保證漿料的均一性，防止局部活性物質(zhì)組分不同，進而保證極片和制品的電化學(xué)性能。涂膜在企業(yè)生產(chǎn)中都使用間歇涂布機，實驗室具備一臺3米干燥箱的間歇涂布機，其操作都是在企業(yè)中的實際操作，對于學(xué)生動手操作能力的提高具有極大的幫助，也為其就業(yè)提供一個好的實踐經(jīng)歷。

4.實驗結(jié)果的“表達性”

實驗后，教師針對實驗要求學(xué)生進行數(shù)據(jù)處理或者實驗思考總結(jié)。一般情況下我們向同學(xué)們講解origin等作圖軟件的使用方法，通過事例數(shù)據(jù)的反復(fù)練習(xí)使同學(xué)們熟練掌這種作圖軟件，它能滿足大部分本科生的作圖需求，幫助同學(xué)們節(jié)省了以往手動作圖的時間，同時提高實驗結(jié)果的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，有利于科學(xué)研究的開展。綜合實驗的實驗報告不僅要求同學(xué)們對實驗相關(guān)的數(shù)據(jù)學(xué)會處理，同時還要求各組同學(xué)進行PPT匯報，同時其他組同學(xué)可以針對不同問題進行提問，這樣匯報人及其所在小組在數(shù)據(jù)的總結(jié)中就會條件反射的進行多方面的思考，進行達到更好的理解實驗內(nèi)容和資料收集的目的。另外，口頭匯報對于語言表達能力的提高也很有幫助。

5.結(jié)束語

綜合實驗把基礎(chǔ)理論知識， 各種實驗技能和實驗方法加以歸納、分析、相互滲透。綜合實驗的實施， 全方位鍛煉了學(xué)生的綜合能力。做為一名實驗教學(xué)工作者， 力爭在巧設(shè)綜合實驗方面下功夫， 提高數(shù)量， 保證質(zhì)量。培養(yǎng)出更多知識、能力、素質(zhì)綜合發(fā)展的創(chuàng)新型人才。endprint