新能源材料與器件專業(yè)課程思政教學探索
——以“儲能材料與器件”為例

王明珊 ，張 莉 ，陳俊臣 ，郭秉淑 ，馬志遠

（1.西南石油大學新能源與材料學院，四川 成都 610500；2.西南石油大學馬克思主義學院，四川 成都 610500）

引言

在《國務院關于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)的決定》中，[1]新能源、新材料是我國現(xiàn)階段重點發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產業(yè)。隨著全球氣候變暖和能源危機，全球能源格局正從傳統(tǒng)化石能源為主的能源消費模式向可再生能源為主的能源消費模式轉型，我國提出了2030 和2060 實現(xiàn)碳達峰和碳中和的減碳目標。高校作為培養(yǎng)各類人才的主陣地，如何培養(yǎng)適應經濟社會發(fā)展和國家能源結構調整和能源建設需要的人才，關系著國家經濟建設和穩(wěn)定發(fā)展。2016 年12 月，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調：要把思想政治工作貫穿高等教育的教育教學全過程，開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展的新局面。[2]

新能源材料與器件作為國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)專業(yè)，著力培養(yǎng)面向國家新能源、新材料發(fā)展的專業(yè)人才，我校于2010 年成為首批獲準建設的14 所高校之一，專業(yè)培養(yǎng)牢固樹立“以生為本”的教育理念，堅持立德樹人，將社會主義核心價值觀融入人才培養(yǎng)全過程，堅持以“促進人的全面發(fā)展，適應社會需要”為標準，培養(yǎng)面向太陽能、風能、氫能、儲能、節(jié)能環(huán)保等新能源行業(yè)領域的高素質應用型、研究型和復合型人才。課程思政是實現(xiàn)立德樹人培養(yǎng)目標，保障人才培養(yǎng)質量的重要環(huán)節(jié)，如何在專業(yè)課程中有機融合課程思政教育，實現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)、智慧啟迪和人格養(yǎng)成的統(tǒng)一[3]，是高校教師面臨的問題和挑戰(zhàn)。然而，傳統(tǒng)的理工課程本身基于自然認知的普遍性，教師在授課過程中往往只強調掌握技術和知識，實現(xiàn)對技術和知識的綜合運用，在傳授知識過程中容易忽視對學生思想滲透、價值引領、情感和道德修養(yǎng)的培養(yǎng)[4]。2020 年6 月，教育部印發(fā)了關于《高等學校課程思政建設指導綱要》的通知，進一步強調要把思政教育貫穿人才培養(yǎng)體系，將價值引導與知識傳授和能力培養(yǎng)有機融合，緊抓教師隊伍主力軍、課程建設主戰(zhàn)場和課堂教學主渠道，實現(xiàn)專業(yè)課程與思政課程協(xié)同育人。綱要中針對各類學科的特色對課程思政建設給出了具體的要求和指導意見，其中工科專業(yè)要加強學生的工程倫理教育，大國工匠精神和科技報國的家國情懷和使命擔當。

1 “儲能材料與器件”課程簡介

“儲能材料與器件”是新能源材料與器件本科專業(yè)的核心課程之一，課程內容緊密圍繞當前應用和發(fā)展的主要儲能器件的基礎知識和理論，主要講解鋰離子電池等電化學儲能器件的工作原理、結構，關鍵組成材料的理化性質和特性，使學生熟練掌握電化學儲能器件及關鍵材料的制備、設計的基本原理和方法。2010 年自該課程建設以來，教學團隊從教學大綱、教材、教學方法等方面進行了全面改革實踐。2017 年規(guī)劃編撰了《儲能材料與器件》教材。2018 年，“儲能材料與器件”在線課程開始建設，共完成了400 分鐘、九個章節(jié)的課程視頻內容，于2020 年在中國大學生MOOC 平臺發(fā)布。2021 年，課程獲得四川省省級線下一流本科課程。

2 “儲能材料與器件”課程思政相關教學環(huán)節(jié)的探索和實踐

近年來，電化學儲能技術發(fā)展迅猛，各種新型的儲能電池體系層出不窮，賦予課程內容豐富，涉及知識面廣，創(chuàng)新性強等特點，且儲能材料與器件的發(fā)展緊靠科學前沿，與新能源材料技術發(fā)展、人民生活需求和國家能源發(fā)展都密切相關。針對這些特點，該課程規(guī)劃設計了7 章內容，分別教授當前應用相對廣泛的電化學儲能器件。在課程中充分運用本學科思維，提煉思政教學案例中的“社會主義核心價值觀”，從思政元素貫穿教學大綱、教學設計、課堂、平時作業(yè)等方面，開展全方位育人的教學實踐，通過案例分析、討論式教學、視頻教學等教學方法，豐富思政元素的課堂體現(xiàn)形式，在教學過程中有機融合思政教育和專業(yè)課知識傳授，實現(xiàn)教書與育人，知識傳授與價值引領，傳道與授業(yè)解惑的統(tǒng)一。

2.1 思政教育融入教學大綱

本課程圍繞新時代背景，弘揚社會主義核心價值觀，在課程大綱中融入思政元素，主要培養(yǎng)學生樹立正確的人生觀、價值觀，加強學生為實現(xiàn)中華民族偉大復興的歷史責任感和使命感，培養(yǎng)學生嚴謹、踏實的科學態(tài)度和不畏艱險、勇攀高峰的科學家精神，樹立正確的工程倫理觀，認識到科學研究要面向世界科技前沿，面向經濟主戰(zhàn)場，面向國家重大需求，面向人民生命健康的思想，也培養(yǎng)學生時刻牢記不忘初心、堅定理想信念，為實現(xiàn)夢想而奮斗的精神的教學目標。

2.2 思政教育貫穿課程的建設思路

前言講述儲能技術的發(fā)展歷史、分類。從電池的誕生引入科學家需要具有探究自然奧秘的好奇心，要大膽質疑，認真實證，不斷實驗。同時，科學成就離不開精神支撐，需要有克服萬難、為國奉獻的精神。在介紹電化學基礎原理時，從電化學熱力學、電化學動力學理解化學電源內部的微觀變化過程到引起宏觀的電池的性能變化，培養(yǎng)學生建立見宏思微，以微窺宏的科學素養(yǎng)。在鋰離子電池章節(jié)中從鋰離子電池的發(fā)展引入電池領域的科學家事跡，啟發(fā)他們求真務實、攻堅克難的科學家精神。從正極材料的制備、性能及改性等教學內容出發(fā)，客觀介紹當前我國電池技術面臨的問題和挑戰(zhàn)，啟發(fā)學生的愛國思想和使命擔當。特別是我國關鍵核心技術受制于人的局面還沒有得到根本性改變，需要啟發(fā)學生勇于擔當，進一步激發(fā)創(chuàng)新“動能”。在金屬空氣電池章節(jié)中，從催化劑的開發(fā)研究是金屬空氣電池應用這個點出發(fā)，引入科學研究面臨艱難險阻，必須腳踏實地的科學態(tài)度。在液流電池章節(jié)中，將從液流電池在儲能電站領域的應用出發(fā)，闡述新能源技術對國家能源安全的重要性。引入國際格局，強調以扎實的學識防范化解科技重大風險。通過大國較量的案例啟發(fā)學生的愛國意識和社會責任感，提高學生對專業(yè)的認同感。在超級電容器章節(jié)中，從超級電容器的應用及前景為出發(fā)點以及在國民生活中的應用，引入科學技術必須滿足社會需求，服務社會和人民的需要。從中國科學家身上學習面對國際形勢，科學家們勇于挑戰(zhàn)，開拓創(chuàng)新的精神，樹立同學們的大國自信心，增強民族榮譽感（圖1）。

圖1 思政教育貫穿課程的建設思路

2.3 開展課程思政的教學設計案例

2.3.1 幫助學生樹立正確的工程倫理觀

在課堂上通過引入小型電動自行車在騎行過程中自燃，導致人員燒傷的社會問題，啟發(fā)學生關注鋰電池使用存在的安全問題，引導學生發(fā)現(xiàn)并思考工程實踐中的倫理問題。通過對鋰電池結構、材料、性能、成本等多方面進行信息收集，考察鋰電池制造過程中上述因素對電池安全性能的影響，通過評估獲得設計安全、可靠的電池方案，在這個過程中，學生的意識中已有了超越技術需要的人文和環(huán)境關懷。通過案例設計不僅教授了學生“電池設計的考察因素”，還通過實踐引導學生應該從需求、材料、成本、甚至美學角度對電池的設計進行考量，啟發(fā)學生今后在從事新能源材料研究與開發(fā)的工程倫理觀。

2.3.2 激發(fā)學生開拓創(chuàng)新，勇于挑戰(zhàn)的精神

中央電視臺《走進科學》中關于超級電容的節(jié)目，為同學們介紹了超級電容公交汽車在公共交通工具中的應用，啟發(fā)學生認識到科學技術必須滿足社會需求，服務社會和人民的需要。通過視頻中對比電池和電容器的優(yōu)缺點，深入認識超級電容器快速充放電的特點。我國從1997 年開始就一直在進行具有自主知識產權的超級電容器研發(fā)。當前，我國經濟發(fā)展迅速，國際關系錯綜復雜，大國之間經濟發(fā)展的速度跟科技發(fā)展的速度密切關聯(lián)，在科技創(chuàng)新發(fā)展的道路上，我國還存在很多問題，比如原始創(chuàng)新能力有待提高。需要同學樹立創(chuàng)新意識，認真學習理論知識，為國家民族科技創(chuàng)新貢獻自己的力量。

2.3.3 培養(yǎng)樹立攻堅克難，求真務實的科學家精神

在講授鋰離子電池發(fā)展的章節(jié)中，引入諾貝爾化學獎獲得者Goodenough 教授的人生履歷，講述他在57 歲才發(fā)明鋰離子電池正極材料鈷酸鋰，75 歲發(fā)明材料磷酸鐵鋰，90 歲開始研究固態(tài)電池，啟發(fā)同學們認識科學研究需要有對真理的渴望，以及學習科學家工作不息，步履不停的精神。

2.3.4 課程思政與行業(yè)現(xiàn)狀相結合，激發(fā)學生科技報國的動力

在講述鋰離子電池三元正極材料的發(fā)展現(xiàn)狀部分，引入行業(yè)數據和行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，對比國內外三元鋰電池的差距，客觀分析未來三元鋰電池正極材料的發(fā)展趨勢。分析國內三元正極材料制備技術的不足，引出當前科技創(chuàng)新對國民經濟發(fā)展的重要作用，激發(fā)學生應肩負起強國一代的歷史使命，在實現(xiàn)科技強國夢的接力奮進中推進中國夢的實現(xiàn)；另一方面，激勵學生們激發(fā)創(chuàng)新“動能”，創(chuàng)新是科學家精神的關鍵內核，通過創(chuàng)新維護國家科技安全以保障國家安全。與此同時，幫助學生們堅定理想信念，在實現(xiàn)中國夢的生動實踐中放飛青春夢想，實現(xiàn)人生價值。

3 結語

課程思政的基礎在課程，靈魂在思政，關鍵在教師。教師作為課程思政的生力軍，應結合專業(yè)課程特色和教學內容，挖掘和梳理思政元素，凝練出符合本課程特色的思政元素，在教學大綱中恰當地體現(xiàn)，根據教育教學的規(guī)律進行課堂設計，有效利用課堂這個主渠道，將德育如春風細雨般植入學生心田，真正實現(xiàn)專業(yè)課程的育人功能。