基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新能源課程教學(xué)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(qiáng)、注重學(xué)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(xué)生掌握和了解材料專業(yè)的知識體系和實(shí)踐能力，還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)興趣，從而增強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)的歸屬感和認(rèn)可度。

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

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

隨著世界經(jīng)濟(jì)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(yán)重威脅。解決能源危機(jī)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(diǎn)。隨著新能源產(chǎn)業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)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(jì)、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(xué)作為傳統(tǒng)工科院校，一直秉持能力導(dǎo)向的一體化教學(xué)體系建設(shè)的理念。材料科學(xué)與工程學(xué)院依托無機(jī)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(xué)、綜合實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等課程重要組成部分的合理設(shè)計(jì)和改革調(diào)整，構(gòu)建目標(biāo)明確、模塊化、層次化、系統(tǒng)化的教學(xué)體系，改革教學(xué)及考核方法及手段，實(shí)現(xiàn)對學(xué)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(xué)生思維創(chuàng)新能力，全面提高人才綜合素質(zhì)，進(jìn)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(xué)無機(jī)及粉末材料專業(yè)特點(diǎn)，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(shí)際應(yīng)用和科研需求的特色專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，必須對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行改革和探索。

二、教學(xué)內(nèi)容的探索和改革

新能源材料技術(shù)是對無機(jī)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行的關(guān)于新能源知識的“啟蒙”教育，因此在教學(xué)內(nèi)容選擇上，應(yīng)當(dāng)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(jī)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(diǎn)、應(yīng)用條件和前景等；通過對學(xué)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(xué)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(jì)、制備與加工方法、性能與應(yīng)用等；由于新能源材料的實(shí)用性，因此重點(diǎn)介紹新能源材料器件的應(yīng)用及所涉及的各部件所需學(xué)科，讓學(xué)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(xué)科，每時每刻都有大量的新的研究成果報(bào)道，因此在教學(xué)中以教材中的知識點(diǎn)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(jìn)展進(jìn)行介紹，也鼓勵學(xué)生自行搜索閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，并抽出課堂時間讓學(xué)生在講臺上分享閱讀成果給其他學(xué)生，在此過程中培養(yǎng)和教授學(xué)生跟蹤先進(jìn)的研究成果和閱讀的方法。

三、教學(xué)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(xué)科交叉并緊密結(jié)合當(dāng)下熱點(diǎn)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?yàn)橐詫W(xué)生自學(xué)為主體的教學(xué)模式。如在學(xué)習(xí)燃料電池和鋰離子電池章節(jié)后，讓學(xué)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(diǎn)等相關(guān)知識，并進(jìn)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(xué)生自行擬定內(nèi)容進(jìn)行材料整理和總結(jié)，激發(fā)學(xué)生的興趣，拓寬其視野；并且通過這個學(xué)習(xí)過程，練習(xí)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(xué)生成績評定是教學(xué)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(xué)科前沿的特點(diǎn)，通過多種形式對學(xué)生進(jìn)行考評，如平時成績（主要包括學(xué)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(xué)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(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，避免了考前突擊、死記硬背的情況。考慮到學(xué)生學(xué)習(xí)的差異性和對不同知識點(diǎn)掌握的深度不同，在題型設(shè)計(jì)上，可以設(shè)計(jì)多道問答題，讓學(xué)生自由選擇其中幾道進(jìn)行作答，有利于發(fā)揮學(xué)生各自學(xué)習(xí)特點(diǎn)。

五、實(shí)踐與教學(xué)的結(jié)合

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

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

參考文獻(xiàn)：

[1]李品將，法文君.《新能源材料與技術(shù)》課程教學(xué)實(shí)踐與探索[J].環(huán)境與能源，2012，（3）：36-37.

[2]楊曉東，崔亞新，劉貴富.試論高等學(xué)校專業(yè)導(dǎo)論課的開設(shè)[J].黑龍江高教研究，2010，（7）：147-149.

[3]張帥，林本才，劉振.新能源材料專業(yè)固體物理學(xué)教學(xué)改革與實(shí)踐初探[J].教育教學(xué)論壇，2014，（29）：34.

[4]林本才，張帥，劉振.新能源材料概論課程教學(xué)改革與實(shí)踐初探[J].教育教學(xué)論壇，2016，（9）：26-27.