新能源材料及其應(yīng)用課程的教學(xué)探索

【摘""要】為了使新能源材料教學(xué)適應(yīng)21世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)新能源材料及其應(yīng)用課程教材內(nèi)容的選取、教學(xué)手段的改進(jìn)以及考核制度的完善等方面進(jìn)行一些改革探索與實(shí)踐。突出課程的特色化、針對(duì)性及實(shí)用性，以期教學(xué)能緊跟學(xué)科發(fā)展方向、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高課堂教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】新能源材料""教材內(nèi)容""教學(xué)方法和探索

【中圖分類號(hào)】G642""""""""【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A"""""""""【文章編號(hào)】1674-4810（2015）21-0035-02

能源和材料是支撐當(dāng)今人類文明和保障社會(huì)發(fā)展的最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和全球人口的不斷增長(zhǎng)，世界能源消耗也大幅上升，伴隨著主要化石燃料的匱乏和全球環(huán)境狀況的惡化，傳統(tǒng)能源工業(yè)已經(jīng)越來越難以滿足人類社會(huì)的發(fā)展需求。新能源材料的開發(fā)已引起世界各國(guó)研究機(jī)構(gòu)的廣泛重視，新的技術(shù)和成果不斷涌現(xiàn)?！笆濉逼陂g，我國(guó)已把新能源產(chǎn)業(yè)列入到了國(guó)家重點(diǎn)支持的七大領(lǐng)域之一，不僅得到了國(guó)家政策的支持，各地方也制定了很多優(yōu)惠政策鼓勵(lì)企業(yè)發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)。相對(duì)于傳統(tǒng)能源，新能源普遍具有污染少、儲(chǔ)量大的特點(diǎn)，對(duì)于解決當(dāng)今世界嚴(yán)重的能源短缺具有重要意義。解決能源可持續(xù)發(fā)展的方法之一是開發(fā)新材料、新技術(shù)，最大限度地實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能，促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

新能源材料及其應(yīng)用是為適應(yīng)新能源材料技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而開設(shè)的一門專業(yè)性課程。本課程主要涉及鋰離子電池材料、太陽能電池材料、儲(chǔ)能材料、燃料電池材料、其他節(jié)能材料等新能源材料技術(shù)及其應(yīng)用的相關(guān)理論知識(shí)，并融新知識(shí)、新理論和新技術(shù)于一體，是新能源材料領(lǐng)域綜合和前沿知識(shí)的論述，能為學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的形成提供一個(gè)有利、有效的平臺(tái)。本文結(jié)合筆者講授新能源材料及其應(yīng)用課程體會(huì)，在教材內(nèi)容選取、教學(xué)方法及考核制度上進(jìn)行了一些思考和實(shí)踐，以期提高該課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

一"課程的教材內(nèi)容選取

新能源材料及其應(yīng)用作為一門專業(yè)課程，其內(nèi)容涵蓋面廣、需隨時(shí)關(guān)注學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)、授課時(shí)間少（54學(xué)時(shí)）等特點(diǎn)決定了該課程的教學(xué)內(nèi)容不僅要具有系統(tǒng)性、科學(xué)性和新穎性，還要注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。若專業(yè)知識(shí)講深了，學(xué)生很難聽懂，不僅達(dá)不到預(yù)期效果，還可能造成學(xué)生對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)的恐懼;但若泛泛而談，學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的認(rèn)識(shí)又過于抽象，印象不深，專業(yè)“啟蒙”教育效果不明顯，因而，該課程教學(xué)內(nèi)容的選擇至關(guān)重要。這就需要我們?cè)诮虒W(xué)內(nèi)容上選取緊跟學(xué)科專業(yè)特點(diǎn)、適合學(xué)生發(fā)展需求以及能開闊學(xué)生專業(yè)視野的內(nèi)容，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程的熱情。在教學(xué)上打破傳統(tǒng)的僅僅是教師講學(xué)的授課模式，要采取讓學(xué)生參與其中的開放式教學(xué)模式，以啟發(fā)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新思維。

本課程側(cè)重講解當(dāng)前新能源材料的研究熱點(diǎn)，并結(jié)合筆者的研究項(xiàng)目和成果進(jìn)行授課;根據(jù)新能源材料的最新科研動(dòng)態(tài)、應(yīng)用狀況、本專業(yè)教師和本人的研究特長(zhǎng)以及學(xué)生將來的就業(yè)需要等方面對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行選取。同時(shí)為保證課程的系統(tǒng)性、科學(xué)性和先進(jìn)性，通過查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)和教材，并在該課程授課的實(shí)踐基礎(chǔ)上，形成了該課程組織體系。

二"課程的教學(xué)方法改進(jìn)

課程教學(xué)效果的好與不好，得看學(xué)生學(xué)得好不好。學(xué)生的興趣能不能最大程度地調(diào)動(dòng)、能不能積極主動(dòng)地動(dòng)手動(dòng)腦、課后能不能主動(dòng)學(xué)習(xí)和探索，這是評(píng)判一門課程教

學(xué)效果的標(biāo)準(zhǔn)。在教學(xué)內(nèi)容確定后，如何使其在授課過程中能被學(xué)生接受，很大程度上取決于合理的教學(xué)方法，采用適宜的教學(xué)方法是完成教學(xué)任務(wù)、提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在教學(xué)中要把握以學(xué)生為主體的教學(xué)思想，結(jié)合其身心發(fā)展的現(xiàn)狀，培養(yǎng)其獨(dú)立思維能力與創(chuàng)新能力。筆者根據(jù)本人進(jìn)行該課程教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，體會(huì)到新能源材料及其應(yīng)用課程的教學(xué)方法可做以下幾個(gè)方面改進(jìn)：

1.現(xiàn)代化的教學(xué)手段

多媒體系統(tǒng)教學(xué)現(xiàn)已成為各高校主要的教學(xué)手段，其有許多優(yōu)勢(shì)，如在課件中通過新能源材料的視頻資料（鋰離子電池和太陽能電池的應(yīng)用、溫差電池、節(jié)能LED及核能的開發(fā)等）、動(dòng)畫等引入學(xué)習(xí)項(xiàng)目，通過圖片資源理解教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)（例如，在講授太陽能光伏發(fā)電原理時(shí)，很難單純用語言文字講清楚的內(nèi)容，可采用多媒體課件的形式生動(dòng)形象地展示從電子空穴的形成到太陽能電池電壓建立的全過程），便于學(xué)生理解和掌握，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)使教學(xué)更具有直觀性和互動(dòng)性，可以大大提高單位時(shí)間內(nèi)學(xué)生掌握知識(shí)的內(nèi)容。

2.討論式和研究式的教學(xué)

我們采取了課堂講授、討論及研究相結(jié)合的教學(xué)方法，通過討論啟發(fā)學(xué)生的思維，使整個(gè)課堂教學(xué)形成教師與學(xué)生的互動(dòng)。討論的題目可以是課堂講授的內(nèi)容，也可以是需要補(bǔ)充的知識(shí)。同時(shí)，在討論式教學(xué)過程中，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生的懷疑精神，使其敢于突破傳統(tǒng)，提出獨(dú)到見解，允許錯(cuò)誤和失敗，并重視在錯(cuò)誤中積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)，堅(jiān)持正面激勵(lì)學(xué)生，維持他們對(duì)該課程的學(xué)習(xí)熱情和自信心，造就寬松和諧的課堂教學(xué)氛圍。研究式教學(xué)通過教給學(xué)生學(xué)習(xí)和研究方法，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科研能力。筆者在進(jìn)行新能源材料及其應(yīng)用課程的教學(xué)中，依據(jù)目前國(guó)內(nèi)外在新能源材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，設(shè)計(jì)一些研究性課題，布置學(xué)生課后查閱相關(guān)參考文獻(xiàn)資料，結(jié)合課程的學(xué)習(xí)，開展前沿課題的科學(xué)研究。

筆者指導(dǎo)學(xué)生開展了以下工作：（1）熱電氧化物Ca3Co2O6及Ca3Co4O9制備與表征;（2）Zn3V2O8熒光粉的合成及其光學(xué)性能研究;（3）ZnO納米棒薄膜的水熱法制備及其性能研究。學(xué)生通過親身參與，掌握多種材料制備方法以及現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)（如XRD、SEM等）。

另外，針對(duì)所研究問題要求學(xué)生以PPT形式完成課題報(bào)告進(jìn)行討論，提前兩周布置要查閱的題目，將查閱到的資料制作PPT，兩周后以作業(yè)的形式交上，教師將對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行查閱，一周后安排學(xué)生上臺(tái)報(bào)告，其他學(xué)生可以提問辯論，教師直接答疑和就關(guān)鍵和難點(diǎn)問題進(jìn)行詳細(xì)講授。每次安排幾位學(xué)生，直到課時(shí)結(jié)束，讓整個(gè)授課過程學(xué)生都能輪講1～2次。這一舉措可使學(xué)生很好地掌握新能源材料等知識(shí)內(nèi)容，對(duì)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)能有較多的了解。通過這種方式，把傳授知識(shí)與文獻(xiàn)檢索能力、思考能力和寫課題報(bào)告等能力的培養(yǎng)結(jié)合了起來。

3.讓科研成果滲入課堂教學(xué)中

更多地引用本單位的科研新成果來激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)接受為主動(dòng)學(xué)習(xí)，并在教學(xué)過程中結(jié)合科研活動(dòng)。例如，在講述固相法合成及性能測(cè)試一節(jié)中，介紹了筆者發(fā)表的文章，水熱合成法引入了筆者最新的研究成果Zn3（OH）2V2O7·2H2O的制備中。各類材料的講授都緊扣學(xué)科前沿，同時(shí)還補(bǔ)充了近期的研究熱點(diǎn)——納米材料的性能、制備及應(yīng)用。這些教學(xué)內(nèi)容的引人，既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又?jǐn)U大了學(xué)生的專業(yè)視野，使學(xué)生及時(shí)快捷地了解本學(xué)科的前沿問題及發(fā)展方向，同時(shí)也在一定程度上培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

三"考核方式的革新

新能源材料及其應(yīng)用課程內(nèi)容涉及面很廣泛，如何通過54個(gè)學(xué)時(shí)的學(xué)習(xí)來評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果，反映學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)能力，傳統(tǒng)的閉卷考試已經(jīng)不能衡量學(xué)生掌握知識(shí)的能力，成績(jī)的高低不一定和學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力、分析解決問題的能力成正比，因此本課程建立了多樣化的考核方式。

一是平時(shí)成績(jī)，主要包括提問、發(fā)言以及作業(yè)等。二是小論文和制作PPT。每章內(nèi)容結(jié)束以后要求學(xué)生就自己感興趣的某一部分教學(xué)內(nèi)容，對(duì)某種領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、某種合成方法或者某種具體無機(jī)材料進(jìn)行查閱文獻(xiàn)、撰寫小論文及制作成PPT上臺(tái)發(fā)表，從而提高學(xué)生文獻(xiàn)查閱、分析問題、解決問題以及表達(dá)的能力，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)和科研工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

四"結(jié)束語

本文針對(duì)我校材料科學(xué)與工程專業(yè)的新能源材料及其應(yīng)用課程的教材內(nèi)容選取和教學(xué)方法改革進(jìn)行了積極的探索，對(duì)課程的教學(xué)方法提出了課堂講授與討論式及研究式教學(xué)相結(jié)合、引入現(xiàn)代化教學(xué)手段、讓科研成果滲入課堂教學(xué)中以及考核方式的改進(jìn)，取得了較好的教學(xué)效果。

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〔責(zé)任編輯：龐遠(yuǎn)燕〕