緊扣實踐的《現代電源技術》課程教學探索*

侯春平，吳建棟，薛 同，盛之林

(北方民族大學材料科學與工程學院，材料科學國家級實驗教學示范中心(北方民族大學)，寧夏硅靶及硅碳負極材料工程技術研究中心，寧夏 銀川 750021)

為適應我國新能源、新材料、新能源汽車、節(jié)能環(huán)保、高端裝備制造等國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展對專業(yè)人才的需要，2011年國家新增設立了新能源材料與器件本科專業(yè)，該專業(yè)是由材料、物理、化學、電子、機械等多學科交叉，以能量轉換與存儲材料及其器件設計、制備工程技術為培養(yǎng)特色的戰(zhàn)略性新興專業(yè)，重點是研究與開發(fā)新一代高性能綠色能源材料、技術和器件(如通訊、汽車、醫(yī)療領域的動力電源)，發(fā)展“新能源材料”(新型鋰離子電池材料、新型燃料電池材料和新型太陽能電池材料)的學術研究方向。新能源材料與器件專業(yè)設置，主要依托材料、化學化工和物理學院，跨能源科學、材料科學、化學等多個學科，擬培養(yǎng)能掌握新能源材料專業(yè)基本理論、基本知識和工程技術技能，掌握新能源材料組成、結構、性能的測試技術與分析方法，了解新能源材料科學的發(fā)展方向，具備開發(fā)新能源材料、研究新工藝、提高和改善材料性能的基本能力的新能源材料專門人才[1]?！冬F代電源技術》(Technologiesfor Advanced Power Sources)則是近年來發(fā)展新工科專業(yè)背景下該專業(yè)的專業(yè)必修課和核心課。

北方民族大學的新能源材料與器件專業(yè)成立于2012年，是為適應新興行業(yè)發(fā)展需要，面向全國，培養(yǎng)新能源產業(yè)發(fā)展所需的專業(yè)人才而設立的新專業(yè)。經過近幾年的建設，我校新能源材料與器件專業(yè)無論在師資和生源方面，還是在學生就業(yè)和專業(yè)影響方面均取得了很大的發(fā)展。我校該專業(yè)的人才培養(yǎng)模式和課程體系的構建還在持續(xù)完善過程中，將理論與實踐結合，以培養(yǎng)滿足新能源產業(yè)發(fā)展對專門、專業(yè)人才的需求。

如何引導學生學習掌握好《現代電源技術》課程，并在工作實踐付諸運用實施，一直是專任教師教育教學改革研究的命題。就教學過程來說，該專業(yè)課程學習過程中，會存在理論學習和生產實踐結合不緊密，缺乏系統(tǒng)、針對性強的教材支撐，以及現有教材內容陳舊、更新較慢等不足。

教學過程中貫徹執(zhí)行以習近平總書記在學校思想政治理論課教師座談會上的重要講話和用新時代中國特色社會主義思想鑄魂育人的教育思想，針對《現代電源技術》教學中存在的不足，結合新能源材料產業(yè)發(fā)展現狀和實踐需要，提出比較適合當前《現代電源技術》教學內容框架，完善課程大綱，選編合適的教材，對部分授課內容邀請企業(yè)工程技術人員以專題報告形式“在線工廠情景”，進行工廠生產分析化驗過程的視頻直播講解，將線上和線下教學相結合，對學生進行教學和輔導。通過課程學習，培養(yǎng)學生學習錢學森等科學家的愛國主義精神，增強學生們的認知能力，加深對專業(yè)知識的理解，提高學習的興趣，培養(yǎng)大學生實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力[1-6]。

1 《現代電源技術》教學改革措施

作者發(fā)現《現代電源技術》課程教學環(huán)節(jié)目前存在的問題主要集中在以下幾方面：(1)前期課程中的思想政治元素涉及較少，純業(yè)務課程學習在調動學生的積極性方面稍顯不足；(2)針對新能源材料與器件專業(yè)的特點，現有教材內容陳舊、更新較慢，缺乏系統(tǒng)、針對性強的教材支撐，不能適應專業(yè)當前的需求；(3)課程教學中存在理論學習和生產實踐結合不緊密，學生們不能及時、直觀地了解到工廠生產實際；(4)學生的基礎知識的差異性較大，需要進行必要的基礎知識補課和分級教學。針對以上存在的問題，作者從不同方面著手進行教育教學改革，措施可操作性強，取得了較好的教學效果。

1.1 教學目標方面

(1)在《現代電源技術》教學中進行思政教學內容設計，擬增加中國鋰離子電池方面的權威陳立泉院士、楊裕生院士等科學家以及寧德時代曾毓群、深圳比亞迪王傳福等企業(yè)家的行業(yè)經歷進行示范講解，將培養(yǎng)學生的科學精神、創(chuàng)新精神和人生觀、價值觀結合起來，把學生的專業(yè)素質和職業(yè)素養(yǎng)培養(yǎng)同增強學生的社會責任感結合起來。

(2)通過優(yōu)選教材，優(yōu)選出適合新時期新能源材料與器件專業(yè)的《現代電源技術》課程教材，整理提出適合新能源材料與器件專業(yè)學生的教學內容體系。補充行業(yè)前沿知識和技術發(fā)展趨勢，使學生能夠準確把握專業(yè)發(fā)展方向及行業(yè)前沿技術。解決該專業(yè)學生在學習《現代電源技術》中遇到的教材與學科實際進展銜接不緊密的問題，提高學生學習的積極性，使學生掌握《現代電源技術》專業(yè)核心課的基礎知識、基本原理及其研究方法，把握學科前沿，為該專業(yè)學生從事新能源方向的研究和工作實踐奠定了基礎。

(3)對部分授課內容引入企業(yè)工程技術人員以專題報告形式和“在線工廠情景”形式，進行工廠生產、分析、化驗過程的視頻直播和講解3～6小時，讓學生充分了解到工廠的實際生產狀況以及學科的最新進展，增強專業(yè)的信心和自豪感。

總之，通過本次教學改革課題實施，能夠起到促進新能源材料與器件專業(yè)師生學習和運用《現代電源技術》課程知識主動性，掌握基礎知識和理論，把握學科前沿，通過“在線工廠情景”熟悉和了解當前實際工廠的實際生產狀況，包括材料、設備和工藝等，把學生的理論學習和實踐體會結合起來，培養(yǎng)學生的科學精神、創(chuàng)新精神，樹立正確的人生觀和價值觀。通過課程教學改革，提高了學生認識問題、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)和造就高素質的綜合型人才。

1.2 教學內容方面

《現代電源技術》課程是近年來發(fā)展新工科專業(yè)背景下誕生的一個新興專業(yè)，跨能源科學、材料科學、化學等多個學科，課程內容和理論研究發(fā)展很快，不及時更新，很容易使學習研究落伍?！冬F代電源技術》教學內容面廣，授課時為48學時，包含多種化學電源和器件，比如涉及能量存儲材料與器件的有鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池、超級電容器等，以及涉及能量轉換材料與器件的有太陽能電池、燃料電池和金屬-空氣電池等。該課程的電化學反應會用到高數、物理、化學、機械、電子、結構等方面的理論基礎，比較抽象，存在學生感到難度大、不易理解的情況和學生的興趣和學習積極性不高的問題。鑒于此，作者從以下方面開展工作，以促進學生學習興趣和積極性的提高以及理論和實踐的緊密結合。

(1)落實習近平同志在全國教育大會上的講話精神，深挖課程主要內容中的“課程思政”元素，進行思政教學內容的設計。通過將“培養(yǎng)創(chuàng)新精神、科學精神，樹立正確的人生觀和價值觀”、 “科技的人文情懷，啟發(fā)科學興趣，培養(yǎng)職業(yè)素養(yǎng)和社會責任感”和“啟發(fā)科學思維，樹立嚴謹的科學態(tài)度”等思政元素與課程內容的交融，實現高等教育既“教書”，又“育人”的目的。

(2)非常有必要對現有《現代電源技術》課程的涉及的教材進行梳理，分析它們的優(yōu)勢和不足，整理提出適合新能源材料與器件專業(yè)學生的教學內容體系，結合線上、線下教學方式，提高學生的學習積極性，促進課程體系的改革。同時，補充行業(yè)前沿知識和技術發(fā)展趨勢，使學生能夠準確把握專業(yè)發(fā)展方向及行業(yè)前沿技術。

(3)緊扣新能源產業(yè)的快速發(fā)展和生產實踐，結合本科生培養(yǎng)和加強就業(yè)的目的要求，邀請行業(yè)內具有資深經驗的專家、工程師擔任線上教學老師進行專題授課，把“在線工廠情景”搬進課堂，將學校教師和企業(yè)教師的教學方式進行有機結合，相互補充，相互促進，培養(yǎng)學生的專業(yè)興趣及掌握工程化知識，對工程技術人員參與教學的模式、可行性、教學政治原則進行探索、分析與總結。選擇了行業(yè)電池及材料等生產的企業(yè)技術人員3～5人，授課3～6小時。

最后，授課過程中引入學科著名科學家和行業(yè)知名企業(yè)家的科研、生產實踐的鮮活例子，比如中國鋰離子電池方面的權威陳立泉院士、楊裕生院士等科學家以及寧德時代曾毓群、深圳比亞迪王傳福等企業(yè)家的行業(yè)經歷，激發(fā)學生的專業(yè)興趣，以達到鍛煉學生的專業(yè)知識能力和培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和人文素養(yǎng)的結合。

1.3 教學方式方面

科學技術的發(fā)展以及今年年初新冠疫情的影響，使線上教學的教學方式逐漸成為一種新常態(tài)，勢必會和線下教學融合發(fā)展。而且，對于00后的大學生來講，以前線下面對面的傳統(tǒng)教學模式已顯得有些單調呆板?，F代的大學生喜歡新鮮事物，喜歡主動“出擊”，改變以前的教學方式勢在必行。鑒于此，作者從以下教學方式的改變上開展工作，促進了學生學習興趣和積極性的提高。

(1)采用板書和多媒體相結合的授課方式，板書內容比例控制在10%～15%，把重點內容和基礎理論講透。實踐證明，板書過程能夠加深學生的印象和理解，是多媒體不能完全取代的一種授課方式。

(2)采用啟發(fā)式教學，將《現代電源技術》課程的內容與生活實際緊密結合起來，通過“在線工廠情景”的形式，把工廠的實際生產狀況和課程知識結合起來，實現線上學習和線下學習的有效結合，“在線工廠情景”學習3～6小時，調動學生的學習積極性。

(3)增強教與學的互動環(huán)節(jié)，課件增加動畫視頻，提高學生課堂學習興趣，同時采取問答、搶答等形式，結合文獻查閱、調研等手段，加深學生的課堂理解。讓學生成為學習的主角，通過學習分享自己的收獲和經驗。

(4)鼓勵學生參與回答問題和完成課堂作業(yè)和學習思考，根據教學大綱的要求及學生期末成績評定規(guī)定，探索采取“積分形式”獲取平時成績。鼓勵學生參加到課外學術活動中去，培養(yǎng)學生的探索創(chuàng)新精神。

2 結 語

通過《現代電源技術》課程教學改革項目實施，深挖課程主要內容中的“課程思政”元素，實現了新能源材料與器件工科專業(yè)學生“培養(yǎng)創(chuàng)新精神、科學精神”和“樹立正確的人生觀和價值觀”的深度結合。同時，把“在線工廠情景”搬進課堂，讓學校教師和企業(yè)教師的教學方式進行有機結合，相互補充，相互促進，培養(yǎng)學生的專業(yè)興趣及掌握工程化知識，把學生的理論學習和實踐體會結合起來，達到了學生綜合素質教育的目的。