山东大学教学成果奖推荐书-海南大学.doc

教 学 成 果 奖 推 荐 书 成果名称 以教学实验项目开发培养本科生创意能力 成果完成人 杨 亮 成果完成单位 材料与化工学院 (盖章) 成果科类 代 码 序 号 海 南 大 学 制 二〇一二年六月一日 一、成 果 简 介 成果 曾获 奖励 情况 获奖时间 获奖种类 获奖等级 获奖金额（元） 授奖部门 成果起 止时间 起始： 年 月 日 完成： 年 月 日 主题词 本科教学实验；科技竞赛；创新能力培养； 一、成果主要内容： 本项目以自主开发具有海南大学专业特色并适合本科学生实验教学项目为依托，采用开放实验室的方式引导学生利用课余时间进行实验项目开发工作，培养学生实际动手能力、分析问题和解决问题的能力，优化学生的课外知识结构，提高社会竞争力；将开发成熟的实验项目应用于实验教学，更能引起学生的学习兴趣及知识共鸣，提高教学质量。 自主研发的实验项目中已有三个实验项目应用于实验教学，收到良好的实验效果，节省了大量的实验经费。项目内容如下： 1.真空镀膜实验机理仿真采用Visual Basic 2010学习版编程开发环境与OpenGL技术，利用蒙特卡罗算法及分形理论，基于量子力学及固体物理的基本知识，选择合理的势函数对物理气相沉积薄膜外延生长机理进行仿真。利用计算机的高速、稳定特性将薄膜生长初期原子的位置及三维形貌进行显示，成功展示了薄膜初期的形貌，为提高学生理解薄膜生长模型提供依据，本软件还可通过设定参数对成膜条件的进行研究； 2.接触角表面能实验采用普通网络摄像头、步进电机及其他基本的机械装置研究具有自主产权的实验仪器，该仪器结构简单，成本低，采用开放式结构设计，有利用于学生了解仪器结构；该仪器的软件部分采用Visual Basic 2010学习版编程开发环境进行开发，操作界面简单，测量原理清楚，能使学生尽快掌握接触角表面能的测量方法，为今后从事该方面的研究提供帮助；其次实验也为学生进行实验研究提供了解决问题的一种方法，利用简单的研究及软件来解决实验问题； 3.多孔膜孔径分析实验主要解决材料专业学生对电镜照片后处理的技术实验，本软件采用Visual Basic 2010学习版编程开发环境进行开发，操作界面简单，分析结果可靠，有利用于提高学生对数据处理的意识及数据处理的技巧，更有利用于培养学生对科学研究的兴趣及解决问题的能力。 以教学实验项目开发为依托，提升了学生的创新意识及创意能力；以本项目的基本思想出发，积极指导学生参加课外科技竞赛活动，均取得了不错的成绩。如全国大学生挑战杯二等奖一项、全国大学能节能减排二等奖一项、海南省挑战杯特等奖一项、全国环保大赛金奖一项银奖二项等。 该项目的成果也得到了国内专家有认可，在《大学物理》《物理实验》等核心期刊发表教学研究论文5篇，省级期刊1篇，已经接收1篇还有1篇正在审稿之中；研究成功的实验项目也积极申请专利和知识产权工作，接触角及表面能测量装置201010600278.4）、微孔电镜照片孔径统计软件申请号（2011SR093897）及可闻声波辅助光催化装置申请号（2012201548715）。 二、创新点： 本项目主要以自主开发特色教学实验项目为核心，利用计算机及相关硬件自行设计实验仪器，编写操作界面，教学仪器在硬件设计及软件开发方面均有学生参与，使开发的实验项目内容学生更容易理解，操作更贴近学生的习惯；以计算机仿真实现理论模型，并以参数调整来研究成膜过程机理，为学生提高理论水平及深入理解理论均有十分有效，显示采用OpenGL技术进行三维显示及人机交互，提高了学生学习的乐趣；多孔孔径分布分析为提高学生对数据进行深入处理的意识及对统计思想的理解均十分有利。以上三项目均为本人独立完成，为原创性工作。 在制作技术方面，此三项目研究发过程中涉及Visual Basic 2010与OpenGL结合进行软件系统开发，目前在国内外还未见有系统论述及相关教程；接触角表面能测量装置中涉及的Visual Basic 2010 进行并口、USB口进行通讯技术也未见报道；对电镜多孔处理技术目前仅能通过人工进行统计，未有报道计算机自动统计功能软件。 学生利用自主开发特色教学实验项目内容参加课外竞赛，即有利于提高学生自身的科学素养又有利用于提高学生的社会竞争力及创造力，且成果用于教学更有利于引导学生对成果转化的意识。 三、应用情况： 本项目开发的三个实验已经在07级材料科