提高高校本科生科研素養(yǎng)是新時代本科生教育的重要目標(biāo),開設(shè)必修科研項目訓(xùn)練課程是提高本科生綜合能力特別是科研能力的重要途徑。通過實踐探討了本科生必修科研項目訓(xùn)練課面臨的一系列問題;從科研素養(yǎng)養(yǎng)成機制和培養(yǎng)手段等角度闡明了開展科研項目訓(xùn)練課的基本思路。以能源與動力專業(yè)中新能源科研訓(xùn)練項目為例,闡述了立足于專業(yè)特點,明確科研素養(yǎng)養(yǎng)成機制和使用有效的科研素養(yǎng)養(yǎng)成手段的重要性;論述了適當(dāng)開設(shè)必修科研項目訓(xùn)練課程對推進本科生逐步養(yǎng)成科研素養(yǎng),適應(yīng)新形勢下對本科生培養(yǎng)更高要求的定位具有重要意義。 

【文章來源】：實驗室研究與探索. 2020,39(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

本科生科研素養(yǎng)養(yǎng)成機制與養(yǎng)成手段

在課題的初始階段，應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識到課題的基本背景。即淡水資源在社會生產(chǎn)與居民生活中扮演著重要的角色，通過光熱轉(zhuǎn)換將海水蒸發(fā)為水蒸氣并收集以獲得淡水的方法，相比于傳統(tǒng)的海水淡化方法(冷凍法、反滲透法、多級閃蒸法等)擁有零能耗、不需要建設(shè)大型設(shè)備等優(yōu)點;然而自然條件下水表面對光的弱吸收性能以及體積系統(tǒng)工作模式制約了光熱轉(zhuǎn)換在海水淡化方向上的應(yīng)用，因此通過制備高效的界面型光熱轉(zhuǎn)換材料促進蒸發(fā)有著重要意義，結(jié)合冷凝蒸汽收集淡水裝置的設(shè)計最終實現(xiàn)光熱轉(zhuǎn)換材料與整體裝置的集成與優(yōu)化。整個過程中對學(xué)生自學(xué)能力提出了新的要求，區(qū)別于傳統(tǒng)的課本學(xué)習(xí)，在認(rèn)識課題的過程中，首先由老師或?qū)W長推薦典型的界面光熱轉(zhuǎn)換文獻(xiàn)進行閱讀。由于較為前沿的研究主要集中在英文期刊上，因此該過程對學(xué)生的英文閱讀能力進行了鍛煉，主要包括:(1)全英文文獻(xiàn)閱讀能力的鍛煉，(2)對專業(yè)名詞的理解，(3)把握文章的邏輯以及學(xué)習(xí)文章完整的表達(dá)過程。其次，在認(rèn)識課題的階段，對學(xué)生查閱文獻(xiàn)的能力也進行了鍛煉。借助Web of science核心的“引用”與“被引用”功能，讓學(xué)生自發(fā)查閱，使文獻(xiàn)庫從最開始給的1～2篇文章拓展到10～20篇文章，通過歸類后有選擇有目的地閱讀加深對課題的認(rèn)識，同時為開展課題制定一個初步的方案。此階段對學(xué)生能力獲取的考核方式包括撰寫綜述報告、分組討論、教師評價及小組互評等方式。

在對課題有一定的認(rèn)識后，正式開展高效界面型光熱轉(zhuǎn)換材料及零能耗海水淡化裝置的研究。初期將小組成員分為基礎(chǔ)研究組和創(chuàng)新裝置組安排不同任務(wù)�；A(chǔ)研究組主要負(fù)責(zé)材料制備及性能測試，結(jié)合實驗室當(dāng)前研究較為成熟的碳基材料探究提升光熱轉(zhuǎn)換效率的方案。在該過程中，小組成員通過查閱綜述類文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)目前的光熱轉(zhuǎn)換材料主要可分為碳基材料、半導(dǎo)體和等離子體材料等，然后初步確定在碳?xì)稚县?fù)載窄帶隙半導(dǎo)體材料以提升光熱轉(zhuǎn)換能力的方案，這一步驟訓(xùn)練了知識應(yīng)用能力。在材料制備過程中涉及電化學(xué)沉積、水熱合成、管式爐熱處理、管式爐還原等步驟，充分鍛煉了小組成員的動手能力及團隊協(xié)作能力。材料制備完成后通過對其進行SEM[見圖3(a)]、TEM、ECSA、contact angle、XRD、UV-Vis[見圖3(b)]等實驗學(xué)習(xí)材料表征常用的方法，并在分析每一個表征結(jié)果后加深對材料特性的認(rèn)識。常規(guī)表征結(jié)束后再對光熱轉(zhuǎn)換材料的蒸發(fā)速率[見圖3(c)]、對不同光強的適應(yīng)能力、循環(huán)使用性能等進行測試以進一步評估材料性能。光熱轉(zhuǎn)換材料在光熱轉(zhuǎn)換機理，材料特性上進行討論和改進，偏向于基礎(chǔ)研究，但將該材料實際應(yīng)用于淡化海水還涉及整體裝置的設(shè)計，因此另一小組便負(fù)責(zé)裝置的設(shè)計和搭建。在此過程中可培養(yǎng)學(xué)生將理論與實踐相結(jié)合，基礎(chǔ)研究與實際應(yīng)用相結(jié)合的意識。小組成員通過獨立思考和文獻(xiàn)調(diào)研確定各自的裝置方案，再通過交流論證對裝置可行性、原料成本和搭建難度等要素進行綜合分析，最終篩選出最佳方案并購買材料進行組裝[見圖3(d)]，此過程鍛煉了學(xué)生的邏輯思維、交流協(xié)作能力和動手能力。最后，將光熱轉(zhuǎn)換材料集成并優(yōu)化后制得了風(fēng)力驅(qū)動曲柄雨刷海水淡化裝置。在室外測試證實了該裝置的可行性[見圖3(e)]后，實驗部分順利完成。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3626428