?2019自考畢業(yè)論文范文：光電功能材料課程設(shè)計的開展研究

自考論文：光電功能材料課程設(shè)計的開展研究

摘要：本文詳細(xì)描述應(yīng)用型本科教育課程設(shè)計的教學(xué)過程, 并以應(yīng)用型本科光電功能材料課程設(shè)計為案例, 研究新型的專業(yè)課程設(shè)計中所遇的問題;以專業(yè)課程設(shè)計為契機(jī), 以服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展為立足點(diǎn), 以培養(yǎng)學(xué)以致用的應(yīng)用型技術(shù)人才為宗旨, 提出產(chǎn)教融合的教學(xué)模式;從解決實際問題出發(fā), 一相關(guān)課題作為課程設(shè)計的內(nèi)容, 組織實施企業(yè)實踐, 并取得良好的效果。

關(guān)鍵詞：光電功能材料; 課程設(shè)計; 產(chǎn)教融合;

當(dāng)前我們國家學(xué)術(shù)型大學(xué)較多, 而應(yīng)用型大學(xué)所占的比重相對較少。為了改變這種現(xiàn)狀, 使我國高等教育更好地為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù), 向應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)型是亟待解決的問題。教育部在《關(guān)于地方本科高校轉(zhuǎn)型發(fā)展的指導(dǎo)意見 (征求意見稿) 》中指出:“除規(guī)劃為研究型大學(xué)的院校和一些特殊院校外, 地方本科高校的新設(shè)、升格和更名原則上明確為應(yīng)用技術(shù)類型。”然而, 如何建設(shè)好應(yīng)用型大學(xué)、培養(yǎng)好應(yīng)用型人才, 是當(dāng)前我國高等教育所面臨的問題。在此背景下, 各級院系如何通過課程體系改革實現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)則是擺在我們面前亟待解決的問題。

在應(yīng)用型本科教育中, 專業(yè)課程設(shè)計是大學(xué)本科教育中尤為重要的一個環(huán)節(jié), 可以直接讓學(xué)生體會到理論聯(lián)系實際的過程。專業(yè)課程設(shè)計對本科生具有較大的影響, 為大四的本科畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)。課程設(shè)計是否合理關(guān)系到學(xué)校教育質(zhì)量的高低和培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)。作為應(yīng)用型本科教育, 應(yīng)該注重把理論知識與實踐結(jié)合起來, 通過專業(yè)課程設(shè)計則可以達(dá)到這個目標(biāo)。本文以光電功能材料課程設(shè)計為例, 提出新型課程設(shè)計模式:理論課程——實驗——企業(yè)實踐——報告。

一、課程設(shè)計的主要內(nèi)容與目標(biāo)

課程設(shè)計一般安排在完成相關(guān)專業(yè)課程學(xué)習(xí)之后進(jìn)行, 專業(yè)課程設(shè)計所需時間一般為2~4周。首先, 指導(dǎo)老師布置相關(guān)課題, 講解課題的來源與研究的必要性, 并下達(dá)相關(guān)的專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書。學(xué)生根據(jù)課題查詢相關(guān)文獻(xiàn), 閱讀相關(guān)資料, 并寫出一份與課題相關(guān)的研究現(xiàn)狀報告。其次, 學(xué)生根據(jù)調(diào)研的結(jié)果, 提出實驗方案, 并討論實驗方案的合理性, 確定最終實驗方案, 按照實驗方案開展相關(guān)的實驗, 學(xué)習(xí)如何分析實驗所得的測試結(jié)果, 并得到相關(guān)結(jié)論。再次, 指導(dǎo)老師帶領(lǐng)學(xué)生到相關(guān)企業(yè)實踐, 現(xiàn)場學(xué)習(xí)和解決生產(chǎn)中所遇的問題。再后, 指導(dǎo)老師指導(dǎo)學(xué)生撰寫課程設(shè)計總結(jié)報告, 以及準(zhǔn)備相關(guān)的專業(yè)答辯。最終, 指導(dǎo)老師按照學(xué)生的實驗表現(xiàn)情況以及課程設(shè)計報告質(zhì)量進(jìn)行打分, 評定成績。

通過課程設(shè)計實踐活動可以增強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)習(xí)的相關(guān)專業(yè)知識的進(jìn)一步理解, 并對理論學(xué)習(xí)中的教學(xué)實踐加以補(bǔ)充。課程設(shè)計也可以有效激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考問題的能力, 促使學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題, 并用所學(xué)習(xí)的知識有效分析和解決問題。根據(jù)課程設(shè)計的內(nèi)容, 組織到相關(guān)企業(yè)實踐, 了解企業(yè)如何處理相關(guān)專業(yè)問題, 為實現(xiàn)產(chǎn)教結(jié)合的教育模式奠定基礎(chǔ)。另一方面, 通過企業(yè)參觀, 與企業(yè)交流, 讓學(xué)生了解企業(yè)的相關(guān)需求, 有助于以后增加應(yīng)用型本科人才的就業(yè)機(jī)會。通過這種內(nèi)容豐富的課程設(shè)計實踐活動, 有助于實現(xiàn)產(chǎn)教融合的教育模式, 培養(yǎng)出更為優(yōu)秀的應(yīng)用型本科人才的目標(biāo)。

二、課程設(shè)計的選題

現(xiàn)以光電功能材料課程設(shè)計為案例, 闡述關(guān)于應(yīng)用型本科課程設(shè)計選題問題。課程設(shè)計圍繞光電功能材料, 解決晶硅太陽電池相關(guān)的技術(shù)問題。當(dāng)前為了解決能源與環(huán)境問題, 世界各國都在積極發(fā)展光伏發(fā)電技術(shù)。然而, 高昂的光伏發(fā)電成本在很大程度上限制了其大規(guī)模應(yīng)用。本課程設(shè)計圍繞如何降低晶硅太陽電池成本出發(fā), 分析晶硅太陽電池的成本組成, 提出相關(guān)技術(shù)問題。基于此, 我們開設(shè)光電功能材料課程設(shè)計, 讓學(xué)生直接接觸太陽電池的生產(chǎn), 利用自身所學(xué)知識解決相關(guān)技術(shù)問題。

目前, 晶硅太陽電池因為工藝成熟、轉(zhuǎn)換效率高、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn), 占據(jù)光伏市場90%以上的份額。根據(jù)專家預(yù)測, 在未來很長一段時間內(nèi)晶硅太陽電池仍然會占據(jù)市場主導(dǎo)地位。為了降低晶硅太陽電池的成本, 只有一方面降低原材料的成本, 另一方面提高電池的轉(zhuǎn)換效率。光學(xué)損失是阻礙電池轉(zhuǎn)換效率的一個主要因素, 降低太陽電池表面反射率, 可以增加晶硅的表面積, 有效提高光吸收, 從而提高電池轉(zhuǎn)換效率。在課程設(shè)計中, 提出制備具有不同表面結(jié)構(gòu)的晶硅太陽電池。選題中涉及如利用單晶硅各向異性、化學(xué)腐蝕速率、表面鈍化以及微觀形貌觀察等知識, 綜合了《材料科學(xué)基礎(chǔ)》《大學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)》《太陽電池材料及工藝》以及《材料測試分析技術(shù)》等課程中的知識。通過本次課程設(shè)計使學(xué)生把以前已學(xué)習(xí)的專業(yè)知識有機(jī)地串聯(lián)起來, 并應(yīng)用相關(guān)專業(yè)知識解決生產(chǎn)中的實際問題。

三、課程設(shè)計的實驗與企業(yè)實踐

如何順利開展課程設(shè)計的實驗工作是課程設(shè)計最為關(guān)鍵的一步。如果說前期的選題與文獻(xiàn)調(diào)研都是處于理論階段, 那么實驗是真正把理論轉(zhuǎn)化為實踐的重要一環(huán)。一般在學(xué)生確定實驗方案后, 在老師的指導(dǎo)下學(xué)生開始獨(dú)立操作, 開展實驗工作, 其中部分實驗需要指導(dǎo)老師帶領(lǐng)學(xué)生完成, 如表面形貌表征分析。開展實驗工作, 首先要規(guī)劃好實驗時間的安排, 明確每個階段所需要完成的工作任務(wù)。其次, 明確實驗中所用到的一些技術(shù)手段例如制備方法、檢測手段等。最后, 對實驗數(shù)據(jù)與結(jié)果進(jìn)行分析, 這是實驗工作的核心部分。科學(xué)處理數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)最終得到相關(guān)結(jié)論, 這不僅是科研型人才必備的技能, 同時更應(yīng)是應(yīng)用型人才的專業(yè)技能。因為, 在分析數(shù)據(jù)的過程中可以很好地把專業(yè)理論應(yīng)用到實踐中來, 這是我們培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才的重要目標(biāo)之一。

在本案例中, 安排學(xué)生進(jìn)行硅片表面織構(gòu)化處理實驗, 硅片表面織構(gòu)化處理有許多方法, 其中化學(xué)溶液法包括堿溶液制絨、酸溶液制絨與金屬輔助腐蝕法。這三種方法分別存在各自的優(yōu)缺點(diǎn), 結(jié)合每種方法的特點(diǎn), 通過課程設(shè)計探索出一種新型適用于工業(yè)化生產(chǎn)的硅片表面織構(gòu)方法。采用化學(xué)溶液法進(jìn)行織構(gòu)化處理, 溶液配方、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等因素對硅片表面織構(gòu)都有較大的影響, 通過測試具有不同織構(gòu)的硅片表面反射率, 得出表面織構(gòu)與反射率之間關(guān)系的結(jié)論。整個實驗包括硅片選擇、硅片清洗、去除硅片損傷層、表面織構(gòu)化處理以及性能表征。教師有機(jī)地將整個實驗劃分為多個小實驗, 根據(jù)實驗步驟和不同參數(shù)分別安排學(xué)生的實驗, 基本實現(xiàn)一人一個實驗的目標(biāo), 每人都需進(jìn)行相關(guān)實驗研究, 避免了團(tuán)隊協(xié)作中少數(shù)學(xué)生逃避親自動手做實驗的問題。綜合每個實驗步驟以及相關(guān)參數(shù)實驗得到最終的實驗結(jié)果。整個課程設(shè)計的實驗部分就是先化整為零再到化零為整的過程, 充分調(diào)動團(tuán)隊每個成員的積極性, 提高每位學(xué)生解決實際問題的能力。

應(yīng)用型本科教育以服務(wù)社會為立足點(diǎn), 以學(xué)以致用為宗旨, 培養(yǎng)人才。為了更好地服務(wù)社會, 就必須了解當(dāng)前社會需求什么類型、什么專業(yè)技能人才。通過與企業(yè)密切交流可以幫助我們了解市場的訴求, 有助于搭建企業(yè)與高校的合作橋梁。

新世紀(jì)出現(xiàn)許多新興產(chǎn)業(yè), 其發(fā)展速度比傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)快很多, 更新?lián)Q代也較快。在本案例中, 所關(guān)注的光伏產(chǎn)業(yè)是新興產(chǎn)業(yè)中的一種, 需要我們實時跟蹤并了解光伏產(chǎn)業(yè)相關(guān)需求, 盡快在教學(xué)上做出相應(yīng)調(diào)整以適應(yīng)新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展, 最終形成產(chǎn)教融合的教育模式。學(xué)生通過與企業(yè)面對面交流, 更深入地學(xué)習(xí)相關(guān)產(chǎn)業(yè)知識, 認(rèn)識到所學(xué)專業(yè)課程知識的重要性與實用性, 有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

本案例中研究晶體硅表面制絨, 即是工業(yè)中晶硅太陽電池的制備中的一個環(huán)節(jié), 因此本課程設(shè)計與工業(yè)生產(chǎn)有很好的銜接性。通過與企業(yè)交流, 學(xué)生可以在產(chǎn)線上進(jìn)一步了解多孔硅的制備, 并將課程設(shè)計中最佳的實驗參數(shù)應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中, 檢驗課程設(shè)計的成果。將不同工藝下制備的多孔硅片在相同的后續(xù)工藝處理下, 得到多晶硅太陽電池, 以此檢驗本課程設(shè)計的成果。

四、課程設(shè)計報告

在課程設(shè)計實驗與企業(yè)參觀交流結(jié)束之后, 教師指導(dǎo)學(xué)生撰寫課程設(shè)計報告以及準(zhǔn)備相關(guān)的課程設(shè)計答辯。課程設(shè)計報告內(nèi)容包括選題背景、文獻(xiàn)綜述、實驗方法與測試方法、實驗結(jié)果分析和結(jié)論。在整個課程設(shè)計報告撰寫過程中, 指導(dǎo)教師需要對學(xué)生的課程設(shè)計報告認(rèn)真修改, 并加以補(bǔ)充。完成課程設(shè)計報告之后, 指導(dǎo)教師組織學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計答辯。最后, 對學(xué)生在課程設(shè)計中的表現(xiàn)、課程設(shè)計報告以及答辯情況進(jìn)行評審, 評定學(xué)生課程設(shè)計的成績。學(xué)生課程設(shè)計的成績應(yīng)包括實驗工作情況、所撰寫報告的質(zhì)量以及答辯表現(xiàn)情況。學(xué)生成績考核中, 除了要注重課程設(shè)計報告撰寫情況的考查, 同時要注重學(xué)生在課程設(shè)計中動手能力的考核。

五、結(jié)束語

本文闡述應(yīng)用型本科功能材料專業(yè)的光電功能材料課程設(shè)計的教學(xué)過程, 以及所遇到的問題和解決問題的方案。光電功能材料課程設(shè)計包括選題、文獻(xiàn)調(diào)研、實驗方案的確定、實驗工作的開展、實驗結(jié)果的分析、企業(yè)交流、課程設(shè)計報告的撰寫等內(nèi)容。本文提出了產(chǎn)教融合的教學(xué)理念, 以響應(yīng)應(yīng)用型本科專業(yè)教育的要求, 培養(yǎng)出新形勢下的應(yīng)用型技術(shù)人才, 更好地為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。

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