新能源材料本科教學課程思政探索與實踐

摘" 要：課程思政建設是高校落實立德樹人的重要舉措。新能源技術的快速發展促進新能源材料專業的人才培養，在新能源材料類課程授課過程中，工匠精神、科學精神、科技創新等價值引領與專業知識傳授同等重要。該文首先論述新能源材料課程建設背景、涵蓋內容及課程思政建設總體思路，然后提出“課程知識點-思政元素”挖掘策略。針對新能源材料知識點的特點，該文多角度挖掘課程思政元素，建立課程思政素材庫，并探究思政元素的融入方法，致力于教學質量的有效提升。

關鍵詞：新能源材料；課程思政；教學改革；課程知識點；課程建設

中圖分類號：G641" " " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-000X（2023）29-0069-04

Abstract： Curriculum ideological and political construction is a crucial measure to implement morality education and cultivate students in universities. The rapid development of new energy technology has promoted the cultivation of talents in the major of new energy materials. In the teaching processes of new energy materials courses， the value guidance of craftsmanship spirit， scientific spirit， scientific and technological innovation， and other values is as important as the teaching of professional knowledge. This paper first discusses the background， contents， and general idea of the ideological and political construction of the course New Energy Materials， and then puts forward the strategy of exploring ideological and political elements based on curriculum knowledge points. Aiming at the characteristics of the knowledge points of New Energy Materials， this paper explores the ideological and political elements of the course from multiple perspectives， establishes a database of the ideological and political elements of the course， and explores the integration methods of these elements， which would contribute to the effective improvement of teaching quality.

Keywords： New Energy Materials; curriculum ideological and political education; teaching reform; curriculum knowledge points; curriculum construction

基金項目：重慶大學本科教學改革研究項目“新工科背景下《新能源材料》的‘三維一體’教學探索與實踐”（2021Y18）；重慶市高等教育教學改革研究項目“基于STEM教育理念的混合式智能教學模式探索與實踐”（222009）；重慶市高等教育學會項目“《新能源材料與器件》課程O2O智慧教學模式構建”（CQGJ21A001）；重慶大學研究生教育教學改革研究項目“新工科背景下新能源材料類研究生多方位協同培養模式的探索與實踐”（cquyjg21337）；重慶大學本科教學改革研究項目“國際聯合辦學本科生全英文課程建設與持續改進機制”（2021Y20）

第一作者簡介：韓廣（1985-），男，漢族，山東淄博人，博士，研究員，碩士研究生導師，博士研究生導師。研究方向為熱電材料與器件。

立德樹人是教育的根本任務，課程思政建設是落實立德樹人的重要舉措。2016年12月，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出“其他各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應[1]”；2019年3月，習近平總書記在學校思想政治理論課教師座談會上指出“要堅持顯性教育和隱性教育相統一，挖掘其他課程和教學方式中蘊含的思想政治教育資源，實現全員全程全方位育人[2]”。2020年5月，教育部印發《高等學校課程思政建設指導綱要》，指出“要緊緊圍繞國家和區域發展需求，結合學校發展定位和人才培養目標，構建全面覆蓋、類型豐富、層次遞進、相互支撐的課程思政體系[3]”。課程思政成為各類專業課本科教學的關鍵內容[4-6]。

新能源與新材料是國家《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》（簡稱《“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要》）部署的重要領域，對于建設清潔低碳、安全高效的能源體系至關重要。在國家節能減排戰略、“碳達峰”“碳中和”目標的指引下，新能源汽車、光伏發電等新能源技術獲得快速發展，新能源領域的人才培養受到廣泛重視。新能源材料本科生專業課也應運而生，并成為重慶大學材料科學與工程專業的一門專業課。在課程建設和講授過程中，構建了基礎及前沿的知識內容，通過挖掘豐富的新能源材料相關的思政元素并有機融入到課程教學中，在講授專業知識的同時，促使學生培養正確的人生觀、價值觀，加強科技強國、工匠精神、科學精神等價值引領，形成了協同育人效應。

一" 新能源材料課程建設背景與內容

在世界嚴峻能源危機背景下、在我國大力發展新能源技術政策下、在新能源企業對相關專業高質量人才的需求下，國內高校更新工科專業設置并大力發展新能源材料與器件專業，同時開設新能源材料類課程[7-9]。近年來，可持續發展理念、能源結構優化也促進了新能源領域的快速發展及相關領域人才培養。2020年9月22日，習近平主席在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上指出：“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。”我國“碳達峰”“碳中和”的“雙碳”目標更是增加了新能源材料相關專業人才培養的緊迫性。為適應這一重要需求，2021年9月，重慶大學材料科學與工程學院開設新能源材料課程，作為材料科學與工程專業（材料科學方向）本科生的專業選修課，并已開展了兩學期的課堂授課。課程旨在加深學生對新能源材料的基本原理和最新發展的認知，為培養新能源材料領域人才奠定相應基礎。

新能源材料課程具有鮮明的基礎性和前沿性：既有豐富的物理與化學原理，又有最前沿的技術與材料突破。在課程建設初期（2019—2021年），筆者團隊調研了國內高校開設新能源材料相關課程情況，廣泛調研了新能源材料類專業書籍，并擬定該課程應較為全面地涵蓋典型的新能源材料。通過課程學習，使學生了解能源的概念及分類、新能源材料的發展及應用，理解鋰離子電池、超級電容器、太陽能電池、熱電能源轉換、光催化、儲氫及燃料電池等新能源轉換與存儲技術的應用背景、工作原理、典型材料與發展動態，并對新能源材料的組成、制備方法與性能特點進行掌握。通過本課程的學習，學生不但掌握新能源材料的功能特性與基本工作原理，并能知悉新能源材料與器件領域的最新發展趨勢，還能理解國家在新能源、新材料發展方向的重要舉措，為學生后續在該方向的進一步發展夯實基礎。

二" 新能源材料課程思政建設總體思路

新能源材料課程在建立之初及建設過程中即注重課程思政的建設，將課程思政相關內容寫入到教學大綱中。課程建設格外注重知識體系與思政元素的融合與貫通：除了構建新能源材料方面的基礎及前沿知識體系，還引入新能源材料相關的課程思政元素，讓學生在夯實專業基礎的同時，通過真實案例分析，弘揚工匠精神、彰顯科技強國的關鍵作用，加強學生的報國情懷和創新意識，讓學生心懷成為優秀新能源材料科學家和工程師的志向，培養具有社會主義核心價值觀的新能源材料人才。

課程緊密結合習近平主席在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上指出的“碳達峰”“碳中和”目標，積極帶領學生領會習近平總書記在黨的十九大報告中指出的“必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念”，在黨的二十大報告中提出的“加快規劃建設新型能源體系……積極參與應對氣候變化全球治理”，從而讓學生理解發展清潔能源技術及其關鍵材料的重要性，激發學生的學習興趣。結合國家《“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要》提出的“建設清潔低碳、安全高效的能源體系”，強調發展新能源材料的重要性；在具體講授鋰離子電池材料、太陽能電池材料、儲氫材料和燃料電池材料等知識點時，詳細介紹我國在發展上述材料的《中國制造2025》等發展規劃，讓學生深切體會到專業使命感、責任感及工匠精神，進而將科技強國、材料強國等思政元素有機融入專業教學中，引導學生擔負起中華民族偉大復興的重任，從而探索出帶有鮮明課程特色的課程思政模式。

三" 基于新能源材料知識點的思政元素挖掘與融入

思政元素建設的關鍵在于教師。對于工科類課程，要求專業教師不但要掌握系統深入的專業知識和熟練的授課技巧，需要自身承載著優秀的科學精神、奮斗精神、職業道德，還需要針對具體課程特點進行相關案例研討和思政閃光點的尋找。這對于老師而言，也是在努力成為“經師”和“人師”的統一者。針對新能源材料課程授課特點，可以從多角度來挖掘思政元素：通過過去二十年我國新能源材料取得的成就和突破，反映科技創新、材料創新給予經濟持續、快速發展的強勁動力；通過厘清新能源技術及新能源材料發展的挑戰，給學生肩膀上“壓擔子”，從而促進學生以飽滿熱情投入到新能源材料的知識學習和科技創新上；通過展現新能源材料領域的最新進展，在開闊學生科技視野的同時，激發學生培養科學精神并萌發自主創新、追求卓越的意識。

結合課程知識點，授課教師應多角度深入挖掘思政元素。筆者在新能源材料課堂授課實踐中，基于課程知識點特征挖掘思政案例，構建了新能源材料課程思政素材庫（表1），從而有機結合專業教學與思政內容。部分“課程知識點-思政元素”對應關系如下：①可持續發展思政元素，在緒論部分，結合習近平總書記提出的“綠水青山就是金山銀山”理念及“碳達峰”“碳中和”目標，強調發展綠色低碳經濟、可持續能源及新能源材料的重要性。②科技強國思政元素，針對太陽能電池及其關鍵材料，結合我國多晶硅制備技術及多晶硅太陽能電池的發展歷程、我國光伏產業的快速發展和巨大成就，闡述科學技術突破及創新精神、工匠精神的重要性；針對高效能量存儲技術，結合我國在鋰離子電池、鈉離子電池、超級電容器等方面的快速發展，展現大規模高效儲能技術在國家經濟發展中的重要地位。③科技創新思政元素，結合2018年中國科協提出的60個重大科學問題和重大工程技術難題，闡述熱電轉換材料與器件、光催化材料、動力電池技術等領域的挑戰，讓學生認識到急需解決的關鍵科學與技術問題，真切感受到相關領域的責任與重擔，從而啟發學生形成創新意識并努力實現科技創新與突破。④科技扶貧思政元素，結合我國在光伏扶貧電站方面的投入及產生的發電收益，闡述科技發展在扶貧方面的關鍵作用。⑤科學精神思政元素，針對鋰離子電池及其材料，結合諾貝爾化學獎獲得者John B. Goodenough先生發展鋰離子電池電極材料及其90多歲依舊工作不息的故事，加深學生對不畏困難、追求卓越的科學精神和愛崗敬業的職業觀念的領悟。

在新能源材料課程授課過程中，專業教師在講解課程知識點的同時，開展相關新能源材料思政案例的分析，并結合國家新能源材料發展政策解讀、國家新能源材料發展趨勢相關視頻觀看，及時將科學發展觀、科技強國、科技創新、科技扶貧、科學精神及工匠精神等思政元素引入到課堂教學中。同時，還需進行課堂討論、學生口頭報告等多種方式，加強教師與學生的溝通、互動與交流，充分發揮學生的主觀能動性，讓學生潛移默化吸收思政元素背后的價值。尤其，小組主題匯報要求小組進行自主選題，團隊成員之間需要分工合作進行資料收集、文獻查找、幻燈片制作及口頭匯報，在小組進行新能源材料創新故事講述過程中，自然而然地明白科技創新的重要性。此外，新能源材料是一門實踐性強的課程，授課教師可以設計合理的新能源材料制備及器件組裝、性能測試實驗，通過視頻拍攝、剪輯等方式，將相關實驗過程和結果還原于課堂上，讓學生知曉實驗參數對材料結構、性質與功能具有重要影響，細微參數的改變會使新能源器件能量轉換效率產生巨大變化；在條件允許情況下，可以合理設置新能源材料相關合成、表征及測試的實驗，讓學生能夠參與到上述實驗中，從而讓學生建立起仔細認真、團隊合作、精益求精和創新精神。

在持續改進方面，教師團隊應組織定期研討、師生討論、課程群交流和問卷調查等諸多交流方式，形成良好的學生反饋機制，對課程思政內容進行更新與完善，從而推動新能源材料的課程思政改革，并打造一支新能源材料課程思政方面的特色教學團隊。由于新能源材料是一個快速發展的領域，授課教師應該與時俱進，不斷更新授課內容，并對課程思政元素進行合并、更新、重組。此外，由于該課程與功能材料、材料物理性能、半導體材料與器件等相關課程有較為緊密的關聯性，本課程的思政案例可進一步應用到相關課程的思政元素融入中。

四" 新能源材料課程思政案例——太陽能電池及其材料

針對太陽能電池材料章節特點，課程思政元素的融入通過豐富的案例數據展開，通過太陽能電池材料發展數據對比讓學生體會其中蘊含的思政道理。比如，多晶硅太陽能電池的工作原理和關鍵材料是新能源材料課程中的重要內容。在介紹我國多晶硅半導體制備技術突破時，指出20年前我國多晶硅生產企業技術水平低、生產規模小、成本高，2002年時的多晶硅產量還不到世界總產量的0.25%；緊接著指出我國隨后自力更生，自主研發了多晶硅的生產設備，形成了規模化生產體系，打破了國外多年的技術封鎖和市場壟斷，使得2020年我國多晶硅產量已占據全球產量的76%；隨后，進一步指出半導體產業的快速發展強勢帶動了太陽能新能源產業的發展，使得我國光伏產業在世界光伏中占有舉足輕重的地位，2015—2021年連續7年光伏發電并網裝機容量居全球首位。通過這種鮮明對比，讓學生體會到創新、專注、精益求精的工匠精神，感受到科技強國、材料強國的關鍵作用，并能激發學生的民族自豪感和愛國主義精神。

針對同一知識點或授課主題，可以進行多角度課程思政元素挖掘，并融入到課堂教學中。比如，從科技扶貧角度，挖掘到截至2020年下半年，我國累計建成光伏扶貧電站2 636萬千瓦，每年可產生發電收益約180億元，顯示了科技扶貧的重要作用；從尖端科技創新角度，挖掘到中國空間站“天宮”采用先進的柔性三結砷化鎵太陽能電池翼，可獲得30%的光電轉化效率，是國際空間站太陽能電池轉換效率的兩倍，彰顯了新能源材料與器件創新在尖端科技中的關鍵地位；從國家政策角度，挖掘到國務院2021年印發的《2030年前碳達峰行動方案》提出“全面推進風電、太陽能發電大規模開發和高質量發展，堅持集中式與分布式并舉，加快建設風電和光伏發電基地。加快智能光伏產業創新升級和特色應用，創新“光伏+”模式，推進光伏發電多元布局……到2030年，風電、太陽能發電總裝機容量達到12億千瓦以上”，顯示出光伏發電在未來可持續能源產生、“雙碳”目標實現方面將發揮著重要作用。針對新能源材料的課程內容，通過多角度課程思政元素挖掘和融入，在夯實學生新能源材料基礎知識的同時，加強科技強國、科技創新、工匠精神等價值引領，在潛移默化中達到立德樹人的目標。

五" 結束語

新能源材料是一門新能源領域本科人才培養的重要課程，其課程思政元素的挖掘和融入具有鮮明的時代特征，對于培養具有創新精神、工匠精神、科學精神的學生具有重要意義。思政元素的融入會讓新能源材料課堂更有溫度和深度，會讓專業知識更生動、更有時代感、更有知識背后的價值。課程思政建設與實踐是一個不斷發展、更新、優化的過程，需要授課教師不斷挖掘課程中的思政元素，并采用適宜的方法融入課程教學中，從而促進立德樹人根本任務的實現。

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