基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新能源課程教學改革初探

徐晨曦 程繼貴

摘要：新能源材料與技術(shù)課是一門信息量大、綜合性強、注重學科前沿、緊密結(jié)合時代發(fā)展現(xiàn)狀的專業(yè)選修課。該課程的開設(shè)不僅能讓學生掌握和了解材料專業(yè)的知識體系和實踐能力，還能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和學習興趣，從而增強學生對專業(yè)的歸屬感和認可度。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力；考核方式；理論實踐結(jié)合

中圖分類號：G40-03 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）15-0083-02

隨著世界經(jīng)濟快速發(fā)展和人口的不斷增長，能源消耗和環(huán)境污染問題的矛盾日益尖銳，已對人類社會的發(fā)展造成嚴重威脅。解決能源危機與環(huán)境污染的關(guān)鍵是新能源材料與技術(shù)的突破，因此開發(fā)新型綠色能源已成為全世界研究和關(guān)注的重點。隨著新能源產(chǎn)業(yè)在我國國民經(jīng)濟中的地位日益攀升，為適應(yīng)國家新能源戰(zhàn)略需求，我國對掌握新能源領(lǐng)域相關(guān)基礎(chǔ)知識并對新能源技術(shù)與器件具有一定設(shè)計、制造以及應(yīng)用能力的高層次人才的需求也越來越大，因此培養(yǎng)新能源材料的本科及以上層次人才是十分必要和緊迫的。

一、背景介紹

合肥工業(yè)大學作為傳統(tǒng)工科院校，一直秉持能力導向的一體化教學體系建設(shè)的理念。材料科學與工程學院依托無機及粉體材料專業(yè)的特色和優(yōu)勢，有效地結(jié)合功能材料在能源器件中的應(yīng)用，開設(shè)了《新能源材料技術(shù)》課程，以期通過對課堂教學、綜合實驗、課程設(shè)計等課程重要組成部分的合理設(shè)計和改革調(diào)整，構(gòu)建目標明確、模塊化、層次化、系統(tǒng)化的教學體系，改革教學及考核方法及手段，實現(xiàn)對學生創(chuàng)新素質(zhì)和科研能力的全面培養(yǎng)和提升，培養(yǎng)學生思維創(chuàng)新能力，全面提高人才綜合素質(zhì)，進而為高校院所、科研單位及企事業(yè)公司輸送高素質(zhì)、高質(zhì)量的卓越人才。本文針對合肥工業(yè)大學無機及粉末材料專業(yè)特點，結(jié)合《新能源材料技術(shù)》課程特色研究制定符合本課程實際應(yīng)用和科研需求的特色專業(yè)培養(yǎng)目標。為實現(xiàn)這一目標，必須對教學內(nèi)容和教學方法進行改革和探索。

二、教學內(nèi)容的探索和改革

新能源材料技術(shù)是對無機專業(yè)學生進行的關(guān)于新能源知識的“啟蒙”教育，因此在教學內(nèi)容選擇上，應(yīng)當由簡入繁，基礎(chǔ)結(jié)合發(fā)展做出全方位的介紹。由介紹石油危機及發(fā)展歷史、世界能源結(jié)構(gòu)和現(xiàn)狀、中國能源現(xiàn)狀及面臨的問題等入手，從而引入新能源的概念、分類、特點、應(yīng)用條件和前景等；通過對學生未來就業(yè)的從事相關(guān)新能源行業(yè)的企業(yè)介紹，闡明各個國家及企業(yè)在不同的環(huán)境中選擇的新能源種類和發(fā)展的方向；結(jié)合我系已上過的材料科學基礎(chǔ)等課程引入新能源材料的主要概念、組成、結(jié)構(gòu)設(shè)計、制備與加工方法、性能與應(yīng)用等；由于新能源材料的實用性，因此重點介紹新能源材料器件的應(yīng)用及所涉及的各部件所需學科，讓學生對整體流程清晰明確。在具體內(nèi)容上，以燃料電池、鋰離子電池、太陽能電池這三類目前應(yīng)用最廣泛的新能源為主，并輔以介紹生物質(zhì)能源等其他能源。由于新能源材料是一門新興的并且還在不斷發(fā)展中的學科，每時每刻都有大量的新的研究成果報道，因此在教學中以教材中的知識點為基礎(chǔ)，更要時刻結(jié)合前沿性的科研論文和產(chǎn)業(yè)進展進行介紹，也鼓勵學生自行搜索閱讀相關(guān)文獻，并抽出課堂時間讓學生在講臺上分享閱讀成果給其他學生，在此過程中培養(yǎng)和教授學生跟蹤先進的研究成果和閱讀的方法。

三、教學方法和方式的多元化

根據(jù)新能源材料的特色，在授課方式上向多學科交叉并緊密結(jié)合當下熱點前沿的方式轉(zhuǎn)變；將以教師為主體的傳統(tǒng)授課方式逐漸轉(zhuǎn)向為以學生自學為主體的教學模式。如在學習燃料電池和鋰離子電池章節(jié)后，讓學生自行查找日本豐田公司的“mirai”款的燃料電池汽車和電動汽車tesla等的制造工藝、優(yōu)缺點等相關(guān)知識，并進行對比。同時，在課程中增設(shè)小論文、演講等環(huán)節(jié)，在新能源材料相關(guān)內(nèi)容中讓學生自行擬定內(nèi)容進行材料整理和總結(jié)，激發(fā)學生的興趣，拓寬其視野；并且通過這個學習過程，練習資料的查閱和寫作能力，著重培養(yǎng)其創(chuàng)新能力。

四、課程考核方式的改革

學生成績評定是教學過程的重要環(huán)節(jié)。結(jié)合新能源材料課程內(nèi)容豐富、關(guān)注學科前沿的特點，通過多種形式對學生進行考評，如平時成績（主要包括學生課堂出勤情況、課堂提問環(huán)節(jié)等）、作業(yè)成績、演講成績、期中和期末考試成績。考試內(nèi)容的設(shè)置上多采用開放式答案的題目，而題目不局限于課堂或教材中的內(nèi)容，而是需要學生綜合課外閱讀，并深入理解課程內(nèi)容才能作答，這樣促進學生自主學習，避免了考前突擊、死記硬背的情況?？紤]到學生學習的差異性和對不同知識點掌握的深度不同，在題型設(shè)計上，可以設(shè)計多道問答題，讓學生自由選擇其中幾道進行作答，有利于發(fā)揮學生各自學習特點。

五、實踐與教學的結(jié)合

新能源材料課程的特色決定了其對實踐環(huán)節(jié)的需求。同時實踐學習也是提升學生創(chuàng)新能力的有效手段，因此通過設(shè)計專業(yè)演示實驗和學生自己動手實驗，給予學生對新能源材料及器件直觀的感受和了解，并帶領(lǐng)學生前往本校實驗室或相關(guān)企業(yè)及研究院所參觀學習，直觀觀察新能源材料的生產(chǎn)制造流程，使學生意識到理論學習與實際情況間的差別。同時鼓勵本科生積極進入相關(guān)教師實驗室進行全方位的實驗實踐活動，如參加大學生創(chuàng)新實驗等工作，以反饋課程教學知識的理解。

新能源材料技術(shù)是一門理論和實踐相結(jié)合的重要學科，應(yīng)在傳授學生新能源領(lǐng)域相關(guān)知識的同時，培養(yǎng)學生獨立思考能力和創(chuàng)新能力，建立具有特色的特色化、實踐型的教學模式。

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