現實情景模擬法融入新能源材料與技術課程的教學體系建設和探討

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2025）14-0091-（

Abstract：Theintegrationofreal-worldscenariosimulationmethodinthecourseofNewEnergyMaterialsandTechnology offerssignificantadvantagesandvalue.Thisapproachcombinestheoreticalknowledgewithpracticalapplications，fosteringa hands-onandinterdisciplinarylearningexperience.Byengagingstudentsinreal-lifesituations，theycanapplytheiracquired knowledgeefectively.Thesimulationmethodcultivatesproblem-solvingskillsandencouragesinnovativethinking，enabling studentstotacklecomplexchalengesinthefieldofnewenergymaterialsandtechnology.Moreover，itsparksstudentsinterest andenhancestheirunderstandingofthesubjectmaterbyconectingtheoreticalconceptstoreal-worldcontextsCollaborative teamworkandcommunicationareemphasizedthroughthisapproach，furtherdevelopingstudents’abilitiestocollboratefectively. Theexpectedoutcomesofemployingreal-worldscenariosimulationincludepracticalproblem-solving，interdisciplinaryresearch achievements，iovativediscoveries，thedevelopmentofpracticalskils，ndacademiccontributions.Byprovidingstudentswith practicalexperienceandfosteringtheiranalyticalandinovativecapabilities，thismethodologyequipsthemwiththencessary skillsand knowledge for future careersandacademic pursuitsin the fieldof new energymaterialsand technology.

Keywords：newenergymaterials;realisticscenariosimulation；interdisciplinarylearning;problem-solvingability；inovative thinking

隨著全球對新能源的需求不斷增長，新能源材料與技術的研究和應用變得日益重要。新能源材料與技術這門大學課程，對于當代材料類大學本科學生的重要性不言而喻。隨著環境污染問題和能源危機的不斷加劇，全球對于新能源技術的需求越來越高，而新能源材料是新能源技術的基礎。學習新能源材料與技術這門課程可以幫助學生了解新能源材料的基本特性、生產工藝和應用等方面的知識，為新能源產業的發展和應用作出貢獻。我國在新能源產業中的快速發展，對新能源材料專業人才的需求越來越大。

新能源材料與技術這門課程可以幫助學生掌握相關專業知識和技能，提高競爭力，為未來就業做好準備。

在當前的國家發展戰略中，新能源產業發展被放在了十分重要的位置。新能源材料與技術這門課程可以使學生了解新能源產業的發展現狀、政策法規等方面的知識，為國家新能源產業的發展作出貢獻。因此，新能源材料與技術這門大學課程對于學生的未來發展和對社會的發展都具有非常重要的意義。

目前，傳統工科教學存在諸多問題需要解決。傳統課堂上理工科的課程通常采用講授理論知識、互動討論、習題和作業，以及考試評估等方式進行教學。不過，這樣的傳統教學模式在某些方面存在一些不足之處，例如，缺乏實際應用、缺乏互動和合作，以及缺乏個性化和差異化教學。傳統教學模式通常注重理論知識的傳授，但缺乏實際應用。學生可能只是被動地接受知識，而沒有機會將其應用到實際問題中。同時，學生通常缺乏與教師和學生之間的互動和合作，只能被動地接受教師的講解和演示。這可能限制了學生的思維發展和批判性思考能力的培養。為了培養具備創新能力和實踐技能的新能源專業人才，教育部門必須積極探索有效的教學方法和體系，以提高學生的實踐能力和應用水平7-

為了解決這樣的教學困境，許多大學和學院已經開始在課程設計中融入模擬法教學元素。教師們通過設計模擬案例、實驗室模擬、虛擬仿真等活動，為學生提供更真實和實踐導向的學習體驗。這些活動可以涉及解決實際問題、模擬專業環境、角色扮演和團隊合作等-1。

鑒于此，本研究擬打算通過以下方式利用模擬法教學，在新工科建設浪潮中，開展新能源材料與技術這門課的模擬法設計實踐性項目。結合課程內容，設計一系列實踐性項目，要求學生在模擬環境中應用所學知識解決相關問題。在教學中采用靈活的教學方法和策略，結合學科特點和學生需求，有助于提高新能源材料與技術教學效果和學生的學習成果。

本文提出了現實情景模擬教學法在新能源材料與技術課程中的建設。擬開展在新能源材料與技術課程中的自主模擬式學習的體系建設。其中，通過讓學生分組合作，以抽簽的方式選擇國內外的特定地區，分析和討論當地應該如何開發、開展和研究相應的新能源材料。力爭創造模擬環境讓學生自主學習，以提高學生的實踐能力、激發學生的學習興趣、培養學生的獨立思考能力和加強學生的團隊合作能力。

現實情景模擬教學法有希望有效彌補傳統教學方法的不足。模擬式教學法更注重學生的實踐和實際操作，使他們能夠在真實或模擬環境中應用所學知識解決問題。模擬式教學法鼓勵學生主動參與，與教師和學生進行互動和合作，促進知識的共享和交流。其還可以根據學生的個體特點和需求進行個性化和差異化教學，提供更加精確和有效的學習支持。

需要指出的是，傳統教學模式和模擬式教學法并非完全互斥，它們可以結合使用，以便充分發揮各自的優勢。

一 現實情景模擬法在新能源材料與技術課程中的意義與挑戰

新工科建設是應對新經濟的挑戰，從服務國家戰略、滿足產業需求和面向未來發展的高度，在“卓越工程師教育培養計劃\"的基礎上，提出的一項持續深化工程教育改革的重大行動計劃。新工科建設具有反映時代特征、內涵新并且豐富、多學科交融、多主體參與和涉及面廣等特點。新工科建設注重培養學生的跨學科綜合能力和解決實際問題的能力。而該項自的模擬式學習，便著重解決與新能源材料相關的實際問題，在教學過程中逐步培養學習興趣和提高學生的實踐、團隊合作和獨立思考能力。

通過模擬特定環境和進行實際案例分析，學生能夠親身參與到新能源材料前期的開發、調研研究和后期可能應用的過程分析中，培養其實際操作和解決問題的能力，并培養他們自主思考、獨立思考和創新能力。在該過程中通過自主選擇和分組合作的方式，學生可以對感興趣的國內外地區進行深入研究和討論，增加學習的主動性和積極性，并通過分工合作、協作討論和匯報展示等環節，培養學生的團隊協作和溝通能力，同時培養他們理解和尊重他人觀點的能力。總之，這個項目通過自主模擬式學習體系建設，培養了其實踐能力、學習興趣、獨立思考能力和團隊合作能力，以適應現代工程領域對綜合能力強的專業人才的需求。

在建設新能源材料與技術課程的現實情景模擬教學中，以下教學問題是教師和學生將面臨的重要挑戰。

首先是實踐與理論的結合問題。如何將理論知識與實踐應用相結合，使學生能夠在模擬環境中運用所學知識解決實際問題。這涉及如何設計實踐性項目和案例，以及如何引導學生將理論知識應用到實際情景中。其次還需要考慮跨學科知識的整合。新能源材料與技術涉及多個學科領域，如材料科學、能源工程、環境科學等。如何整合跨學科的知識，使學生能夠全面理解和應用相關概念和原理，培養學生的綜合能力和跨學科思維。再次，團隊合作與溝通能力也是課程中的重要一環。新能源材料與技術的應用通常需要團隊合作，學生需要與其他成員密切合作，共同解決問題。須考慮如何培養學生的團隊合作和溝通能力，使他們能夠有效地與團隊成員合作、分享信息和協調工作。最后，學生參與和反饋也同樣重要。要考慮如何促使學生積極參與模擬教學活動，并及時收集他們的反饋和意見。通過與學生的互動和交流，了解他們的學習需求和困難，及時調整和改進教學設計，提高教學效果。

這些關鍵教育教學問題需要通過合理的教學設計和教學方法來解決。例如設計實踐性項目和案例，組織跨學科的團隊合作項目，利用虛擬仿真技術進行模擬實驗，促進學生之間的互動和合作，收集學生的反饋并及時調整教學策略等。通過解決這些問題，可以更好地培養學生的實踐能力、跨學科思維和團隊合作能力，提高他們在新能源材料與技術領域的綜合素養。

二 新能源材料與技術課程的教學規劃、設計與實施

在新能源材料與技術課程中展開現實情景模擬法教學的規劃，包括文獻綜述和需求調研兩個方面的研究思路，并提供相應的教學設計和實施方法。

在文獻綜述方面，首先，進行相關領域的文獻綜述，了解現實情景模擬教學法在其他領域的應用情況和研究成果。重點關注與新能源材料和技術相關的實踐性教學方法和案例。收集和分析這些文獻，以便為本課程的建設提供借鑒和參考。可以研究現實情景模擬教學法在工程類和科學類課程中的應用情況，特別是與實驗室實踐和實際工程項目相關的案例；調查現實情景模擬教學法對學生學習動機、知識掌握和技能發展的影響；探索如何將現實情景模擬教學法與跨學科整合相結合，提供多學科的綜合教學體驗。同時，還可以根據需求進行調研。通過與教師、學生、行業專家等的訪談或問卷調查，了解他們對新能源材料與技術課程的期望、需求和面臨的教學問題。這可以幫助確定教學的重點和方向，并確保教學內容貼近實際應用情景。

通過與教師的訪談，了解他們對現有課程的看法，以及他們認為哪些方面可以通過現實情景模擬教學法來改進。通過與學生的問卷調查，了解他們對課程的期望和需求，以及他們對實踐性學習和團隊合作的看法。與行業專家進行訪談，了解他們對學生應具備的實際技能和知識的期望，及其對課程的建議。

在教學設計方面，需要基于文獻綜述和需求調研的結果，設計合適的現實情景模擬題目，確保教學內容貼近實際應用情景，并注重實踐和跨學科整合。組織學生參與實際的新能源材料和技術項目，讓他們在實踐中應用所學知識和技能，解決實際問題。鼓勵學生進行小組合作，模擬真實的團隊工作環境，培養合作與溝通能力，并提供實際案例和情境來推動團隊合作的發展。為學生提供相關的學習資源，如實驗設備、模擬軟件、文獻資料等，并提供必要的技術支持，確保學生能夠順利進行實踐和學習活動。

在教學實施過程中，將設計好的教學方案落實到實際教學中。確保教學過程中注重學生的主動參與和實踐能力的培養。例如安排學生進行實驗、實地考察、模擬操作等實踐活動，讓他們親身體驗和應用新能源材料和技術。引導學生進行案例分析，提供真實案例或情境，讓學生分析和解決其中的問題，培養其問題解決能力和創新思維。創設情境化學習環境：通過虛擬實驗室、模擬軟件、多媒體教具等工具，創造出逼真的情境化學習環境，幫助學生在模擬情境中進行學習和實踐。制作教學視頻演示，展示新能源材料和技術在實際應用中的場景和效果，同時邀請行業專家分享其實踐經驗和案例，激發學生的學習興趣和實踐動力。

通過以上的研究思路、教學設計和實施方法，可以將現實情景模擬法教學有機地融入新能源材料與技術課程中，提高學生的實踐能力、問題解決能力和創新能力，使他們能夠更好地應對實際工作中的挑戰和需求。

現實情景模擬法在建設新能源材料與技術的開展進程中可以按照以下階段進行展開，以提前準備、課程展開、課后總結和提升反饋修改課程內容為主要的角度。

在提前準備階段，確定研究目標和問題，并進行文獻綜述和需求調研，同時完善研究設計和方法選擇。在課程展開階段，根據研究設計，選擇符合當前社會關注熱點的模擬目標城市，使學生能夠有更高的熱情投入現實情景模擬教學過程中。并根據教學設計，組織學生進行實踐項目、團隊合作和實驗操作等活動。指導學生在模擬環境中運用所學知識解決實際問題，促進跨學科知識的整合和實踐能力的培養。同時，要做好數據收集和記錄，收集學生的學習成果、反饋意見和評估數據，還要記錄學生的表現、參與情況和團隊合作情況等重要信息。在課后總結階段，要根據收集的數據，進行教學評估和分析，評估教學效果和學生的學習成果。分析學生的反饋意見和教學過程中出現的問題。總結教學過程中的成功經驗和教訓，歸納出有效的教學策略和方法。反思教學自標和方法是否達到預期效果，是否需要改進和調整。

最后，在提升反饋修改課程內容階段，收集學生和教師的反饋意見，包括課程內容、教學方法和實踐項目的改進建議。整理和分析反饋意見，找出共性問題和改進方向。對課程內容進行修改和調整，以提升教學效果和學生參與度。

三目前的前期開展基礎與下一步的改革嘗試

在2022—2023年教學工作中，新能源材料與技術課程將材料科學與工程學院大四的6個班的學生按照自愿組合的方式分成了12個小組。每個小組通過抽簽的方式被分配一個研究題目，其中包括國內城市如黑龍江大慶、山西大同、山東青島和吉林省吉林市等，以及海外城市如巴西圣保羅、阿根廷布宜諾斯艾利斯、韓國釜山等。

在小組內，學生們分工協作，從調研到分析，最終出具發展方向并進行匯報展示。這意味著每個小組需要對所分配的城市進行調研，了解該地區的新能源材料和技術的應用和發展情況，分析該地區的資源條件、政策環境以及市場需求等，并提出相應的發展方向和建議。通過這樣的實踐任務，學生們能夠將所學知識應用到實際情境中，并培養團隊合作能力和解決問題的能力。在該課程模塊開展過程中，老師退居二線，起到輔助和支撐作用，并在學生需要的時候扮演提供資源、工具和引導自主探究的角色。老師為學生提供相關的學習資源和工具，如課程資料、參考書籍、學術論文和實驗室設備等，以便學生自主學習和研究。課堂講授部分被用于激發學生對新能源材料的興趣和熱情，老師通過講解和實踐讓學生更好地了解新能源材料的應用和發展前景。此外，老師鼓勵學生在自主學習過程中提出問題和困惑，并及時給予反饋和支持。同時，學生也被給予充分的自主學習時間和空間，讓他們可以按照自己的節奏和方式進行學習和研究。

這種模擬式學習的優勢十分明顯。第一，可以幫助學生深入了解新能源材料產業。通過自主學習項目，學生可以深入了解新能源材料產業的發展現狀、市場需求和技術趨勢等方面的內容。通過對產業的分析和研究，學生可以掌握新能源材料產業的相關知識，了解其未來發展的趨勢和方向。例如有4組同學都選擇了在相關城市開發鋰電池的相關材料，比如負極材料石墨或者正極材料磷酸鐵鋰等，這些內容的學習加深了他們對鋰離子電池相關內容的認識，和對該產業現狀的理解。第二，可以鍛煉學生的實踐學習能力。通過自主學習項目，學生可以鍛煉實踐能力，例如通過調研、實驗、模擬生產等方式，加深對新能源材料產業的理解和掌握。學生也可以通過實踐中遇到的問題和困難，培養解決問題的能力和創新精神。很多新能源相關的知識都來源于前沿學術文獻，第6組和第8組同學通過大量的文獻學習，自主查閱掌握了關于太陽能電池工作原理，以及人工合成分子篩在石化工業中的應用的相關知識。第三，該模式也可以提升團隊協作能力。在自主學習項目中，學生往往需要與同學合作完成任務。通過合作，學生可以學會協調和合作，尊重他人的觀點和建議，發揚團隊精神。這些能力對學生的未來工作和生活都有很大的幫助。第四，這樣的學習模式可以增強學生的學習興趣和主動性。學生在研究和探索新能源材料產業的過程中，會逐漸形成自己的思考和觀點，并通過自主學習項目展示和分享自己的研究成果，進一步激發學習興趣和主動性。第五，可以提高學生學術水平和創新能力。通過自主學習項目，學生可以獲得更多的學術資源和知識，進一步提高學術水平。同時，通過自主學習項目的研究和探索，學生可以培養創新能力，將理論知識與實踐結合，為新能源材料產業的發展作出自己的貢獻。

現實情景模擬法在接下來的改革嘗試同樣值得期待。在新能源材料與技術的自主模擬學習項目中，為了讓學生更加深入地了解新能源材料產業，增強自己的實踐能力、團隊協作能力、學習興趣和主動性，提高學術水平和創新能力，為未來的學習和工作打下堅實的基礎，在持續改進方向要提高選題的靈活性和多樣化的選題范圍。可以引入學生參與選題的環節，讓他們能夠提出自己感興趣的研究方向或現實問題。通過學生的參與，可以增加他們對研究題目的投入和積極性，提高其學習動力和參與度。擴大選題范圍，涵蓋更多領域和應用場景，除了城市的新能源材料和技術應用研究，還可以考慮包括農村地區、工業園區、交通運輸等不同場景的選題，使學生在不同領域中進行研究，增加他們的知識廣度和應用能力。同時，將選題與實際應用緊密結合，讓學生明確選題的實際意義和應用背景。鼓勵學生進行多學科交叉研究，將新能源材料與技術與“一帶一路\"倡議中的其他領域相結合，如可再生能源、智能電網、交通運輸等。這樣可以幫助學生更好地理解“一帶一路\"倡議的綜合性和復雜性，培養他們的跨學科思維和解決問題的能力。引導學生在研究過程中注重實踐聯系，探索如何將新能源材料和技術應用到解決現實問題中，培養學生的創新思維和解決問題的能力。

四預期建設結果

在新能源材料與技術課程中，使用現實情境模擬法進行研究可以帶來很多預想內的預期成果。

首先，將提高學生解決實際問題的能力。通過現實情境模擬，學生能夠應用所學的新能源材料與技術知識，解決實際的能源問題或挑戰。這包括開發新的能源材料、設計高效的能源系統、改進能源存儲技術等。預期成果是學生能夠提出切實可行的解決方案，有助于解決當今和未來的能源問題。

同時，培養跨學科分析的能力。現實情境模擬法鼓勵學生進行跨學科的研究，整合不同領域的知識和技術。預期成果是學生能夠提出綜合性的研究方案，將新能源材料與技術與其他相關領域（如環境科學、工程學、經濟學等）相結合，讓其有機會將不同的知識整合起來，活學活用，為能源領域的綜合問題提供全面而創新的解決方案。

培養學生的創新性思維，通過現實情境模擬，學生將被鼓勵思考創新的想法和方法。利用年輕人活躍的思維，為目前新能源的開發和發展以頭腦風暴的形式，提出新想法。預期成果包括學生提出新的概念、技術或方法，教學同時反饋和促進高校教師科研，以改進現有的能源材料與技術，推動能源領域的創新發展。

以課堂教學補充實踐經驗與能力，通過參與現實情境模擬研究，學生在實踐中提升解決問題的能力、實驗技能、數據分析能力、創新思維能力以及團隊合作和溝通能力等。這些能力和經驗將為學生未來的職業發展和學術研究提供堅實的基礎。

在大四階段開展現實情境模擬研究，可能會引發學生對某個細分領域的興趣，直接促進學生確定在畢設階段的選題以及研究生階段的研究方向，這些可能潛在會產生后續的學術產出，如學術論文、研究報告、技術方案等。現實情境模擬法影響深遠，如果能激起學生的興趣和持續研究的熱情，將為我國今后的新能源領域發展培養出重要的新鮮血液和未來的中堅力量。

五結束語

綜上所述，新能源材料與技術課程中的現實情境模擬法能夠通過實踐性學習、跨學科思維、激發學習興趣、培養創新能力以及強調團隊合作與交流，為學生提供更加實際、綜合和終身學習的學習體驗。這些優勢和價值有助于學生在課程學習中獲得更好的教育效果，并為將所學知識應用于實際工作和社會發展打下堅實基礎。

參考文獻：

[1]廖宜心.“碳中和\"愿景目標下藍碳交易的理論證成與制度建構——以方法論為視角[J].湖北經濟學院學報（人文社會科學版），2023，20（12）：63-69.

[2]王許磊.基于新能源產業發展的技術技能人才培養研究[J]黑龍江教育（高教研究與評估），2023（12）：68-71.

[3]邵帥，徐娟.我國新能源產業高質量發展的瓶頸與對策[J].國家治理，2023（17）：39-45.

[4]王煜超.基于可持續發展理念的新能源產業轉型路徑探析[J]產業創新研究，2023（16）：21-23.

[5]陳伯明，蔣吉清.問題導向教學法的建構及與傳統教學法教學效果的比較研究——以\"土木工程材料\"課程教學為例[』.科教導刊，2023（2）：114-117.

[6]郭魯倩.我國高校混合式教學存在的問題及改進策略[J]內江科技，2021，42（8）：31-32.

[7]王蒙軍，武一，劉劍飛.新工科背景下單片機課程的項目情景教學方法[J].實驗室科學，2019，22（6）：94-97.

[8]潘麗峰，羅丹.工科大學生創新能力培養的思考[J].中國科教創新導刊，2008（25）：71.

[9]于浩，楊樹峰，苗勝軍.“新工科\"背景下雙創型復合人才的培養]教育教學論壇，2020（7）：328-330.

[10]陳志為，高婧.新工科教育模式下的課程教學方法研究——以“道路勘測設計\"為例[J]教育現代化，2019，6（36）：116-117，122.