米兰竞技足球俱乐部
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 期刊導讀  
自製可視化半導體微區電沉積及光電化學測試裝置的研製與應用
來源:《米兰竞技足球俱乐部》雜誌 時間:2024-12-4 15:45:05
  [導讀]為了提高應用電化學的教學效果,通過實驗和科研加深學生對電化學理論知識、測試方法及實驗儀器的掌握,係統地培養學生的動手能力、主動思考能力、創新能力、儀器開發能力和科研素養,探索了以自製實驗教學儀器—可視化半導體微區電沉積及光電化學測試裝置為基礎開展的實驗與科研訓練。實踐證明,該裝置能夠提高應用電化學課程的教學效果以及對學生綜合素質的培養效果。

  電化學是研究電能與(yu) 化學能相互轉換,以及轉換過程中電荷在電子導體(ti) /離子導體(ti) 界麵轉移規律的學科,在工業(ye) 生產(chan) 領域具有廣泛的應用[1]。應用電化學作為(wei) 材料化學、材料科學與(yu) 工程、化學、化工等專(zhuan) 業(ye) 的必修課,不僅(jin) 涉及電化學熱力學和電極過程動力學等電化學原理,還涉及電催化、化學電源、無機物和有機物的電合成、電化學傳(chuan) 感器、金屬腐蝕與(yu) 防護以及電化學測試技術等應用[2-3]。課程內(nei) 容覆蓋麵廣,知識點多。

  近年來,筆者在佛山大學為(wei) 材料化學專(zhuan) 業(ye) 的本科生講授應用電化學課程中發現,學生對課堂講授的知識點掌握不足,難以理解和掌握電化學原理。大部分學生對電極/溶液界麵雙電層模型、電極過程的界麵電荷轉移以及液相傳(chuan) 質過程缺乏清晰的理解,習(xi) 慣於(yu) 以機械式記憶課程的知識點通過期末考試。筆者在指導本科畢業(ye) 設計的過程中又發現,有些學生雖然期末考試成績不錯,但是在做畢業(ye) 設計實驗時卻不知道三電極測試體(ti) 係的組成以及如何連接電化學工作站,不具備開展電化學實驗的能力。因此,如何提高應用電化學課程教學質量,使學生能夠更牢固地理解和掌握好電化學知識,熟悉電化學測試技術及分析方法,具備使用電化學知識與(yu) 電化學測試技術解決(jue) 工業(ye) 生產(chan) 問題的能力,是目前亟待解決(jue) 的問題。實驗和科研訓練是提高實驗技能和掌握理論知識的最有效手段[4-7]。應用電化學是一門實踐性很強的學科,大多數普通高校的材料化學專(zhuan) 業(ye) 都設置了該課程。學生通過實驗、數據分析、結果討論與(yu) 撰寫(xie) 報告等,理解掌握電化學理論知識和提升實驗能力[4-5]。

  佛山大學應用電化學課程仍以課堂教學為(wei) 主,並未開設相應的實驗。為(wei) 了能夠提高應用電化學課程教學效果和激發學生的學習(xi) 、科研興(xing) 趣,結合筆者的研究方向,自製可視化半導體(ti) 微區電沉積及光電化學測試裝置(簡稱光電化學測試裝置),並以此裝置為(wei) 基礎建設了科研訓練平台,吸引學生以科研小組的形式參與(yu) 電化學實驗,開展微區電沉積及半導體(ti) 光電化學分解水產(chan) 氫等方向的研究,培養(yang) 學生的動手能力和創新能力。經過幾年的實踐與(yu) 探索,以光電化學測試裝置為(wei) 平台建立的本科生科研小組取得了不錯的成績,並起到以點帶麵的作用,極大地提高了學生學習(xi) 應用電化學課程的積極性。此外,近年來畢業(ye) 班學生越來越趨向選擇電化學/光電化學的課題作為(wei) 畢業(ye) 設計題目。

  1 光電化學測試裝置製作的必要性

  2 光電化學測試裝置的工作原理與(yu) 組成

  3 科研訓練實例—P型氧化亞(ya) 銅的微區電沉積

  4 光電化學測試裝置的特色與(yu) 亮點

  5 以光電化學測試裝置為(wei) 科研平台的人才培養(yang) 效果

  6 結語

  應用電化學是一門基礎學科,同時也是一門應用性和實驗性很強的學科,在能源、化工、材料、材料腐蝕與(yu) 防護等領域有廣泛的應用,掌握好這門課程對學生將來的發展具有重要意義(yi) 。為(wei) 了避免學生以死記硬背的形式學習(xi) 這門課程,同時提高學生的電化學實驗技能,培養(yang) 學生科研素養(yang) 和創新能力,筆者以自製的光電化學測試裝置為(wei) 基礎,建立本科生實驗、教學和科研平台。經過3年的探索,目前已形成了階梯式學生科研團隊,極大地激發了學生從(cong) 事電化學研究的意願與(yu) 學習(xi) 積極性,顯著地提升了應用電化學課程教學效果。目前,越來越多畢業(ye) 班的學生樂(le) 於(yu) 選擇電化學相關(guan) 的課題作為(wei) 畢業(ye) 設計,這說明了在佛山大學材料化學專(zhuan) 業(ye) 中應用電化學課程正逐步地向優(you) 質課程發展,越來越受到學生的喜愛。

  參考文獻

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麥滿芳1 馬信洲2,3* 1.佛山大學物理與(yu) 光電工程學院 2.佛山大學材料與(yu) 能源學院 3.佛山大學分析測試中心


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