科研成果融入燃料電池課程教學(xué)初探

摘要：教材知識滯后于最新的科研成果是教學(xué)體系中的一個重要問題，為使學(xué)生獲得最新的理論和實(shí)際鍛煉機(jī)會，將科研成果融入到課堂教學(xué)中，并構(gòu)建了“課上教學(xué)”、“課后調(diào)研”、“分層培養(yǎng)”和“過程與考試并重”的教學(xué)體系。實(shí)踐證明，該體系有利于學(xué)生對燃料電池相關(guān)科技發(fā)展動態(tài)的掌握，增強(qiáng)了科研成果與課堂教學(xué)的聯(lián)系，發(fā)揮了科研成果在能力與專業(yè)培養(yǎng)中的積極作用。

關(guān)鍵詞：科研成果；燃料電池；教學(xué)模式；綜合素質(zhì)

燃料電池是一種將儲存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的能量轉(zhuǎn)換裝置，又稱電化學(xué)發(fā)電器。它是繼水力發(fā)電、熱能發(fā)電和原子能發(fā)電之后的第四種發(fā)電技術(shù)。燃料電池是湖北大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院微電子科學(xué)與工程、電子科學(xué)與技術(shù)和電子科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)業(yè)三個專業(yè)的選修課程。

傳統(tǒng)教學(xué)中，教材的知識內(nèi)容往往滯后于最新的科技進(jìn)步，燃料電池因其獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)，這一現(xiàn)象更為嚴(yán)重。近五年來，湖北大學(xué)物電學(xué)院承擔(dān)了包括國家"863"國家重大科學(xué)研究計劃、國家自然科學(xué)基金等在內(nèi)的科研項(xiàng)目100余項(xiàng)，在物電的部分領(lǐng)域的研究躋身國際先進(jìn)之列，部分成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平，為了將這些科研成果和最新的科學(xué)知識反應(yīng)到教學(xué)中去，燃料電池課程進(jìn)行了初步的探索和實(shí)踐，本文主要就科研成果融入燃料電池課程教學(xué)的一些做法進(jìn)行總結(jié)，或可供國內(nèi)同行參考。

1、教學(xué)目的及內(nèi)容

燃料電池課程的教學(xué)內(nèi)容主要包括燃料電池簡介及發(fā)展歷程，燃料電池概述，電化學(xué)基礎(chǔ)，堿性燃料電池，磷酸型燃料電池，質(zhì)子交換膜燃料電池，熔融碳酸鹽燃料電池，固體氧化物燃料電池，其他燃料電池共九章內(nèi)容，其目的在于使學(xué)生了解各種燃料電池的基本原理及發(fā)展歷程，掌握燃料電池的基礎(chǔ)知識，調(diào)動學(xué)生對燃料電池的研究興趣、拓展視野，鍛煉其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，并培養(yǎng)創(chuàng)造性思維及動手能力。

2、科研助力教學(xué)

2.1課堂教學(xué)—注入科研活水

大學(xué)本科教學(xué)目的除了傳授知識，還肩負(fù)發(fā)現(xiàn)未知和培養(yǎng)學(xué)生探求新知能力的任務(wù)，這就要求教師努力將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，提升教學(xué)水平，并將科研體會，科學(xué)思維方法，前沿科技融入到基礎(chǔ)課教學(xué)中去，避免淪為教材和書本的發(fā)聲器。

著名科學(xué)家錢偉長曾指出，“教學(xué)沒有科研做底蘊(yùn)，就是一種沒有觀點(diǎn)的教育”。課本知識多是共識性且得到檢驗(yàn)的知識，系統(tǒng)性比較強(qiáng)，但是最新的科學(xué)認(rèn)識反映不足，科研成果多是局部知識點(diǎn)的反應(yīng)，雖然缺乏系統(tǒng)性但其新穎性比較強(qiáng)，把豐富的科研成果和科研經(jīng)歷融入到課堂教學(xué)中，將最新的知識和信息傳遞給學(xué)生，宛如“源頭活水”，可以彌補(bǔ)了原有課程知識與最新研究之間的“斷層”，極大地豐富、補(bǔ)充了教學(xué)內(nèi)容，解決教材知識基礎(chǔ)性強(qiáng)而新穎性不足的缺陷。

將最前沿的學(xué)術(shù)成果不斷充實(shí)到課堂中，理論聯(lián)系實(shí)際的講授，會激發(fā)學(xué)生的興趣，活躍學(xué)生的思維。同時，通過前沿信息驅(qū)動下的師生互動和探究性教學(xué)，不斷追蹤問題和引領(lǐng)學(xué)科前沿，既可推進(jìn)科技和管理技術(shù)的發(fā)展，又可以完善教師自身知識體系。采取課堂教學(xué)“講得清、放得開”原則，以講方法、講思路、講要點(diǎn)為主線，讓學(xué)生感受、理解知識產(chǎn)生發(fā)展的過程，通過課堂辯論賽等形式，促進(jìn)學(xué)生的“問題導(dǎo)向型”學(xué)習(xí)，讓由被動的內(nèi)容接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€具有創(chuàng)造性的主動學(xué)習(xí)者。

2.2課后調(diào)研—提高學(xué)習(xí)主動性

科研對教學(xué)的促進(jìn)不能只局限于教學(xué)內(nèi)容，在大學(xué)課堂中，教師對于學(xué)生影響更多的是他們思考問題的方式、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度和求索的科學(xué)精神，因此需要把教學(xué)重點(diǎn)從過去的傳授知識轉(zhuǎn)移到以研究、探索為基礎(chǔ)的教學(xué)上來，但由于學(xué)時的限制，致使課程講授以基礎(chǔ)的知識為主，影響了學(xué)生興趣的發(fā)揮，因此本課程在課下讓學(xué)生分組開展調(diào)研，以滿足了學(xué)生開拓知識面的需求。

調(diào)查內(nèi)容主要包括：目前燃料電池研發(fā)的國內(nèi)外企業(yè)，并對企業(yè)的研發(fā)情況進(jìn)行簡要評價；調(diào)查已經(jīng)發(fā)行的燃料電池車，包括概念車和示范運(yùn)行車輛，列舉燃料電池相關(guān)參數(shù)；調(diào)查各國政府對燃料電池的支持情況，并對至少各國家的支持力度給出具體的信息等。

通過調(diào)研使學(xué)生可以直觀地了解到所學(xué)知識的應(yīng)用領(lǐng)域，并為今后的工作和深造打下一定的基礎(chǔ)。

2.3分層培養(yǎng)—培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才

傳統(tǒng)教育注重對知識的傳授和記憶，學(xué)生學(xué)的越來越“規(guī)矩”，創(chuàng)新思維越來越“單薄”，為了最大程度地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)科學(xué)探索精神，對于學(xué)有余力的學(xué)生，本課程提供綜合性創(chuàng)新型試驗(yàn)條件，通過對試驗(yàn)過程和現(xiàn)象的分析，可完成知識的擴(kuò)展，并依托科研試驗(yàn)室促使創(chuàng)新人才脫穎而出。

科研試驗(yàn)室是鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力，促使知識飛躍的最佳場所和人才培養(yǎng)的難得上品素材。本課程鼓勵學(xué)生利用課余時間參與到教師科研項(xiàng)目的分解課題，并將科研問題設(shè)計成適合學(xué)生科創(chuàng)訓(xùn)練的課題，通過帶領(lǐng)學(xué)生參與科研工作，訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新意識和團(tuán)隊(duì)意識，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。課題組目前已經(jīng)形成了穩(wěn)定的指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)和積極向上的學(xué)習(xí)科研氛圍。通過課余的科研提升，可以使具有較強(qiáng)創(chuàng)新精神的學(xué)生在創(chuàng)新試驗(yàn)開拓自己的思路、展示自己的創(chuàng)意、踐行自己的想法，從而可以激發(fā)學(xué)生的參與熱情，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力及科技創(chuàng)新精神。

2.4過程與考試并重—重視綜合能力評估

教學(xué)效果的好壞是以學(xué)生是否參與、怎樣參與、參與多少來決定的，考評的內(nèi)容僅局限于對知識的了解和理解，而忽視對學(xué)習(xí)能力與方法的考評方式并不可取，因?yàn)檫@種既不能全面檢查學(xué)習(xí)效果，更沒有顧及學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)，無法充分發(fā)揮考評對學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用。為此，本課程建立一個學(xué)習(xí)過程與考試并重的方式來考核，按照平時成績40%，考試成績60%的比例進(jìn)行考核，其中，平時成績通過課后調(diào)研、課堂辯論賽等“無標(biāo)準(zhǔn)答案”的開放式作業(yè)進(jìn)行考核，建立一個內(nèi)容多維、方法多樣、過程與結(jié)果并重的學(xué)業(yè)評價體系，以評促學(xué)，促進(jìn)學(xué)生的綜合能力發(fā)展。

3、總結(jié)

本文就在科研成果融入燃料電池課程教學(xué)的實(shí)踐工作做了一些總結(jié)，通過不斷的探索與努力，目前燃料電池課程的教學(xué)體系日漸完善成熟，現(xiàn)在部分學(xué)生通過學(xué)習(xí)及科研試驗(yàn)室鍛煉的鍛煉，已經(jīng)完成多項(xiàng)重要試驗(yàn)數(shù)據(jù)并準(zhǔn)備在國際知名SCI期刊發(fā)表論文，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新情感。

實(shí)踐證明，本著重視培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)、創(chuàng)新思維與團(tuán)結(jié)探索精神的教學(xué)理念，當(dāng)前的燃料電池課程教學(xué)符合大學(xué)生的培養(yǎng)要求，使學(xué)生能夠掌握燃料電池的基礎(chǔ)知識，并能調(diào)動學(xué)生對燃料電池的研究興趣、拓展了學(xué)生的視野，通過創(chuàng)造性地進(jìn)行一些科研試驗(yàn)，有力地促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)、提高了學(xué)生的科研與工程實(shí)踐能力。

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作者簡介：王浚英（1986-），女，博士。