科教融合下计算机模拟实验教学设计——以电场作用下的Z型异质结电子结构调节为例

摘要

本论文探讨了在科教融合背景下，以Z型异质结电子结构调节为例，设计了一项计算机模拟实验的教学方案。通过将科学知识与实践教学相结合，旨在提升学生的学习兴趣和创新能力。论文首先介绍了计算机模拟实验的优势，强调其在理解复杂物理和化学概念方面的重要性。接着，实验部分设定了四个主要目标，包括了解第一性原理计算机模拟、理解Z型异质结的电子结构特征、探索电场对其电子结构的影响，以及掌握使用VASP软件进行材料计算的技能。研究通过构建GaN/C3N4异质结模型，分析其电子结构和电子迁移机制，发现Z型异质结在光电器件和催化反应中具有优良的性能。最后，论文提出了基于实验的教学建议，强调理论与实践结合、小组合作和多媒体教学的重要性，以帮助学生深入理解Z型异质结的电子结构及其调节机制，为未来的学习和研究奠定基础。