“新能源材料”國(guó)家級(jí)一流課程建設(shè)探索與實(shí)踐

胡 航*，禹筱元，梁業(yè)如

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)材料與能源學(xué)院 廣東 廣州 510642）

黨的十八大以來(lái)，習(xí)近平總書記多次強(qiáng)調(diào)，培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰(shuí)培養(yǎng)人是教育的根本問(wèn)題。2018年11月，時(shí)任高教司長(zhǎng)吳巖指出，課程作為教學(xué)工作中最微觀、最基本的結(jié)構(gòu)單元，解決的就是教育的核心問(wèn)題——培養(yǎng)人，同時(shí)提出了金課的“兩性一度”標(biāo)準(zhǔn)，即課程建設(shè)要體現(xiàn)高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度[1]。在教學(xué)過(guò)程中對(duì)標(biāo)“兩性一度”要求深化教育教學(xué)改革，通過(guò)一流課程的建設(shè)落實(shí)教學(xué)成果，消滅“水課”，是高等教育培養(yǎng)本科人才的根本保證[2]。在“新能源材料”課程建設(shè)中，需要與時(shí)俱進(jìn)地對(duì)標(biāo)金課要求，融合思政教育，以學(xué)生的“價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)”為導(dǎo)向，持續(xù)推進(jìn)教學(xué)改革，為培養(yǎng)能源材料領(lǐng)域具有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)、杰出的創(chuàng)新實(shí)踐能力、肩負(fù)完成“兩個(gè)一百年”奮斗目標(biāo)的高素質(zhì)人才打下基礎(chǔ)[3]。

1 課程建設(shè)目標(biāo)

“新能源材料”課程依托華南農(nóng)業(yè)大學(xué)“新農(nóng)科、新工科”多學(xué)科優(yōu)勢(shì)，在“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)以及粵港澳大灣區(qū)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)新能源材料人才培養(yǎng)迫切需求的背景下，旨在培養(yǎng)具有扎實(shí)的新能源材料基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)、突出的創(chuàng)新實(shí)踐能力和國(guó)際化視野的高素質(zhì)人才。課程建設(shè)提出了知識(shí)、能力和素質(zhì)有機(jī)融合的高階性培養(yǎng)目標(biāo)，具體包括以下三方面：①知識(shí)能力目標(biāo)：系統(tǒng)掌握新能源材料的基本原理和基礎(chǔ)知識(shí)；掌握各類新型儲(chǔ)能器件的工作原理、應(yīng)用及關(guān)鍵材料。②能力培養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)能運(yùn)用現(xiàn)代分析技術(shù)和電化學(xué)分析方法研究新能源材料的能力；中英文文獻(xiàn)查閱、語(yǔ)言表達(dá)、自主學(xué)習(xí)、實(shí)踐創(chuàng)新思維能力。③素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)：使學(xué)生兼具科學(xué)素養(yǎng)、人文情懷和國(guó)際視野；求真務(wù)實(shí)、永不放棄的探索精神和團(tuán)隊(duì)合作精神，提升“四個(gè)自信”和民族自豪感及國(guó)家使命感。

2 課程改革及實(shí)施情況

2.1 發(fā)展歷程

“新能源材料”是課程負(fù)責(zé)人在從事鋰離子電池等新型儲(chǔ)能材料研究近二十年的科研基礎(chǔ)上，于2009年面向材料化學(xué)和材料科學(xué)與工程兩個(gè)專業(yè)開(kāi)設(shè)的專業(yè)核心選修課程。歷經(jīng)14年課程建設(shè)，授課教師由1人發(fā)展到7人的博士教學(xué)團(tuán)隊(duì)。課程組立足粵港澳大灣區(qū)對(duì)新能源材料人才的需求，引進(jìn)先進(jìn)教學(xué)理念，以“兩性一度”要求為導(dǎo)向設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新線上線下混合式教學(xué)模式，實(shí)施“思政寓于課程”，引領(lǐng)學(xué)生深入學(xué)習(xí)新能源材料的內(nèi)涵和外延，形成了創(chuàng)新性知識(shí)體系和鮮活的課程特色?！靶履茉床牧稀庇?019年獲校級(jí)一流課程，2020年獲批廣東省一流課程，2023年獲批國(guó)家一流課程。

2.2 教學(xué)痛點(diǎn)分析

“新能源材料”課程建設(shè)過(guò)程中面臨著一系列的問(wèn)題，主要包括以下幾個(gè)方面：①專業(yè)涵蓋面寬，學(xué)科交叉性強(qiáng)，對(duì)學(xué)生知識(shí)背景、專業(yè)能力、學(xué)習(xí)主動(dòng)性要求較高。②能源材料發(fā)展日新月異，現(xiàn)有教材難以滿足教學(xué)內(nèi)容的前沿性和創(chuàng)新性的要求。③作為選修課，面臨著教學(xué)課時(shí)有限的問(wèn)題，教學(xué)內(nèi)容的廣度和深度受到制約，難以體現(xiàn)課程的“挑戰(zhàn)度”。④傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)模式導(dǎo)致課堂較乏味，學(xué)生參與度低。⑤課程考核方式以單一的期末考試為主，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程性考核不足。

2.3 創(chuàng)新教學(xué)方法與模式

“信息技術(shù)”造就了教育的“新時(shí)代”，線上教學(xué)和線下教學(xué)融合的“雙線教學(xué)”進(jìn)入快速發(fā)展階段，從早期的“可行與否”階段，進(jìn)入了“如何更好”的時(shí)代[4-5]。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)“新能源材料”課程利用現(xiàn)代信息技術(shù)，依托華南農(nóng)業(yè)大學(xué)在線教育平臺(tái)、雨課堂平臺(tái)、學(xué)習(xí)強(qiáng)國(guó)App，開(kāi)展了課前（線上）、課中（線下+線上）和課后（線上）“線上線下”教學(xué)模式（見(jiàn)圖1）。其中線下教學(xué)主要側(cè)重于重難點(diǎn)講解、案例分析、學(xué)生專題報(bào)告的展示與討論交流。線上主要是課前預(yù)習(xí)、教學(xué)視頻及拓展學(xué)習(xí)資料的觀看和課后鞏固、作業(yè)和專題報(bào)告提交，以及論壇交流。

圖1 基于“兩性一度”和融合思政的“新能源材料”“兩線”教學(xué)總體設(shè)計(jì)

2.4 教學(xué)內(nèi)容

“新能源材料”課程構(gòu)建了鎳氫電池、鋰離子電池、燃料電池、太陽(yáng)能電池、超級(jí)電容器和其他先進(jìn)電池及其關(guān)鍵材料六個(gè)專題的知識(shí)體系（圖2），教學(xué)內(nèi)容不限于某部教材，而是采取以下“三舉措”更新教學(xué)內(nèi)容：首先，優(yōu)選多部參考教材，作為基本電化學(xué)知識(shí)及基本器件原理的主要參考資料；其次，緊跟學(xué)科前沿、研究熱點(diǎn)、國(guó)內(nèi)外政策、新能源材料與器件行業(yè)動(dòng)向與時(shí)事熱點(diǎn)等資料，實(shí)時(shí)更新新能源材料領(lǐng)域的前沿進(jìn)展；最后，將教師的科研成果融入課堂，讓學(xué)生更寬廣更深入地了解各類新能源材料，拓寬學(xué)生視野、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

圖2 與時(shí)俱進(jìn)的“新能源材料”課程的知識(shí)體系

2.5 教學(xué)方法改革與組織實(shí)施

針對(duì)教學(xué)中存在的教材滯后、選修課時(shí)少、學(xué)生參與度低等問(wèn)題，課程組開(kāi)展了以下教學(xué)方法改革：

①傳統(tǒng)教學(xué)與信息化技術(shù)相結(jié)合，采用線上線下混合式教學(xué)方式。更新教學(xué)理念，合理策劃教學(xué)方案，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，依托華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教育在線、學(xué)習(xí)強(qiáng)國(guó)App和雨課堂等平臺(tái)，改革了課前（線上）、課中（線下+線上）和課后（線上）“兩線”教學(xué)模式，豐富和深化教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力。

②創(chuàng)新“一中心、學(xué)教研三融合”的教學(xué)方式。以新能源材料學(xué)習(xí)為中心，傳授學(xué)生扎實(shí)的新能源材料的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，將教師科研成果融入課堂教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和引導(dǎo)其開(kāi)展大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和挑戰(zhàn)杯等科研實(shí)驗(yàn)三融合的教學(xué)方式，體現(xiàn)課程的知識(shí)性、思政性、實(shí)踐性和挑戰(zhàn)度。

③靈活運(yùn)用多樣化的教學(xué)方法。采用課堂教學(xué)與學(xué)生專題報(bào)告相結(jié)合，案例分析與問(wèn)題導(dǎo)向、探究討論相結(jié)合，知識(shí)性與思政性相結(jié)合的多樣化教學(xué)方法，抓好“課程承載思政，思政寓于課程”的關(guān)鍵要素，轉(zhuǎn)換教師角色，提升教師素養(yǎng)，豐富教學(xué)手段，提高學(xué)生參與度，實(shí)現(xiàn)價(jià)值引領(lǐng)、知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)并重的教學(xué)目標(biāo)。

“新能源材料”課程案例的挑選上，注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，重視激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和使命感。例如，在“超級(jí)電容器”章節(jié)，引入了“廣州海珠區(qū)超級(jí)電容有軌電車”的案例，向?qū)W生介紹這是世界上第一條超級(jí)電容器驅(qū)動(dòng)的有軌電車，鼓勵(lì)學(xué)生去體驗(yàn)乘坐并拍照打卡，在“華南農(nóng)業(yè)大學(xué)教育在線”平臺(tái)的論壇上分享心得。體驗(yàn)過(guò)的學(xué)生能結(jié)合超級(jí)電容器的理化性能特點(diǎn)分析出超級(jí)電容器具有充電快、工作時(shí)環(huán)保、安靜無(wú)噪聲等優(yōu)勢(shì)，不少同學(xué)表示在美麗的珠江畔乘坐我國(guó)自主研發(fā)的世界上最先進(jìn)的超級(jí)電容器有軌電車，心情既愉快又自豪，通過(guò)這次參與，能體會(huì)到新能源材料不只是冷冰冰的知識(shí)，還是身邊有溫度的蓬勃發(fā)展的領(lǐng)域，這次課后實(shí)踐能有效地激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在“太陽(yáng)能電池”和“鋰離子電池”章節(jié)，介紹太陽(yáng)能電池在我國(guó)的成功推廣，以及我們國(guó)家在全球有影響力的鋰離子動(dòng)力電池企業(yè)，教學(xué)內(nèi)容和現(xiàn)代生活緊密結(jié)合，體現(xiàn)了學(xué)習(xí)內(nèi)容的實(shí)用性，彰顯了我國(guó)新能源材料領(lǐng)域的顯著成果和綜合國(guó)力，向?qū)W生傳遞“科技發(fā)展才是硬道理”，增強(qiáng)“四個(gè)自信”，提升學(xué)生的民族自豪感和為中國(guó)夢(mèng)奮斗的使命感和對(duì)專業(yè)的認(rèn)同感。

2.6 課程成績(jī)?cè)u(píng)定方式

“新能源材料”課程考核包括過(guò)程性考核和結(jié)果性考核，各占50%。過(guò)程性考核不拘泥于某一形式，而是根據(jù)考勤、線上小測(cè)、課后作業(yè)和專題報(bào)告以及論壇交流活躍度等學(xué)習(xí)態(tài)度和過(guò)程的評(píng)價(jià)方式，以調(diào)動(dòng)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性，詳情如下：

①過(guò)程性成績(jī)（平時(shí)成績(jī)）占50%，包括：考勤和線上學(xué)習(xí)10%（線上學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)+線上線下討論+課堂考勤）；雨課堂線上小測(cè)10%；線上課后作業(yè)10%；分組專題報(bào)告15%；學(xué)生互評(píng)5%。

②結(jié)果性成績(jī)占50%。視情況為考試或課程論文，其中課程論文以“中國(guó)夢(mèng)，新能源材料夢(mèng)”為主題，以開(kāi)放式思想引導(dǎo)學(xué)生自主思考、文獻(xiàn)調(diào)研、擬定課程論文題目，展示新能源材料的應(yīng)用、發(fā)展前景和個(gè)人見(jiàn)解等。

2.7 課程評(píng)價(jià)和改革成效

“新能源材料”是材料化學(xué)專業(yè)的核心專業(yè)選修課程，歷經(jīng)14年建設(shè)，構(gòu)建了創(chuàng)新性的知識(shí)體系，形成了以服務(wù)粵港澳大灣區(qū)產(chǎn)業(yè)需求促新能源材料學(xué)科發(fā)展的鮮明特色。2020年被評(píng)為廣東省一流課程，2023年被評(píng)為國(guó)家一流課程。教學(xué)內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)，緊跟學(xué)科前沿；教學(xué)方法方式靈活先進(jìn)；課程思政巧妙融合，多元化課程考核評(píng)價(jià)體系提高了學(xué)生的參與度；一流的博士教學(xué)團(tuán)隊(duì)，先進(jìn)的教學(xué)理念，凸顯“兩性一度”的教學(xué)內(nèi)容，靈活先進(jìn)的教學(xué)方法，鮮明的課程特色，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)新能源材料的興趣和創(chuàng)新思維能力，提升了學(xué)生參與新能源材料創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的熱情，引導(dǎo)了學(xué)生就業(yè)和繼續(xù)深造的方向。學(xué)生選修率高，教學(xué)成效好。本專業(yè)不少優(yōu)秀學(xué)生自愿留在本學(xué)院繼續(xù)攻讀學(xué)位從事新能源材料研究，成為高等院校、科研院所和大灣區(qū)知名企業(yè)的骨干力量。近3年來(lái)，材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生獲省級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)10余項(xiàng)；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目37項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)8項(xiàng)、省級(jí)7項(xiàng)；發(fā)表論文26篇，申請(qǐng)發(fā)明專利9項(xiàng)。如“低溫熔鹽法制備低成本高性能甘蔗葉源三維多孔鋰離子電池硅碳負(fù)極材料”“廉價(jià)農(nóng)林生物質(zhì)制備應(yīng)用于超級(jí)電容器的多級(jí)孔碳材料及其結(jié)構(gòu)調(diào)控與性能增強(qiáng)”等項(xiàng)目都屬于新能源材料領(lǐng)域，可見(jiàn)本課程的教學(xué)效果顯著。

3 課程特色和創(chuàng)新

基于“兩性一度”和思政融合的“新能源材料”課程構(gòu)建了創(chuàng)新性的知識(shí)體系，形成了以服務(wù)粵港澳大灣區(qū)產(chǎn)業(yè)需求促新能源材料學(xué)科發(fā)展的鮮明特色。

教學(xué)內(nèi)容“新”。本課程教學(xué)內(nèi)容與時(shí)俱進(jìn)，不局限于某一部教材，而是優(yōu)選多部教材以及最新文獻(xiàn)前沿資料和研究熱點(diǎn)，特別是融入了教師的最新研究成果和當(dāng)前行業(yè)熱點(diǎn)，體現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容的前沿性、先進(jìn)性、創(chuàng)新性和高階性。

教學(xué)方式“活”。傳統(tǒng)教學(xué)與信息化教學(xué)手段相結(jié)合，課堂教學(xué)與專題報(bào)告、互動(dòng)啟發(fā)式、探究討論等新型教學(xué)方法相結(jié)合，知識(shí)性和思政性相結(jié)合，尤其是“科教”融合，教學(xué)內(nèi)容與教師科研、學(xué)生“大創(chuàng)”實(shí)踐相結(jié)合。“四結(jié)合”教學(xué)方式體現(xiàn)了教學(xué)的高階性、應(yīng)用性和挑戰(zhàn)度。

考核評(píng)價(jià)形式“多”。多元化成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系，尤其是過(guò)程考核與效果評(píng)價(jià)相結(jié)合，提高了學(xué)生的參與度，體現(xiàn)了課程的挑戰(zhàn)度。

4 課程建設(shè)計(jì)劃

“新能源材料”課程近期計(jì)劃是立足本校，通過(guò)進(jìn)一步凝練教學(xué)理念、提升團(tuán)隊(duì)師資質(zhì)量、深化教學(xué)內(nèi)涵、創(chuàng)新教學(xué)方法、建設(shè)線上平臺(tái)、完善兩線模式等舉措，實(shí)現(xiàn)“育人才、創(chuàng)成果”的教學(xué)目標(biāo)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，打造服務(wù)大灣區(qū)區(qū)域經(jīng)濟(jì)促學(xué)科發(fā)展的特色鮮明的一流課程，推動(dòng)華南農(nóng)業(yè)大學(xué)成為華南地區(qū)新能源材料領(lǐng)域的高素質(zhì)人才培養(yǎng)基地之一。長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)是打造“新能源材料”線上課程建設(shè)和編寫《新能源材料及器件》特色教材，成為輻射全省乃至全國(guó)相近專業(yè)的特色課程。具體改革方向和改進(jìn)措施如下。

4.1 凝練課程特色，完善創(chuàng)新性的課程知識(shí)體系

基于國(guó)家戰(zhàn)略政策和粵港澳大灣區(qū)發(fā)展的契機(jī)，加強(qiáng)科教融合，與時(shí)俱進(jìn)更新“兩性一度”的教學(xué)內(nèi)容，不斷完善創(chuàng)新性的課程知識(shí)體系，凝練適合農(nóng)業(yè)院校類材料化學(xué)專業(yè)發(fā)展的課程特色。

4.2 加強(qiáng)師資力量，建設(shè)有深度的線上線下混合式教學(xué)模式

一流教學(xué)團(tuán)隊(duì)是一流課程建設(shè)的重要支撐，打造守正創(chuàng)新具備可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Φ氖谡n團(tuán)隊(duì)；建好線上教學(xué)平臺(tái)，用好混合式教學(xué)，豐富課程資源，提高教學(xué)效果。

4.3 抓好“課程承載思政，思政寓于課程”關(guān)鍵因素，實(shí)現(xiàn)“三全育人”

深挖課程思政元素，精心設(shè)計(jì)策劃教學(xué)過(guò)程，巧妙設(shè)置思政融入點(diǎn)，教師從多元文化的汲取者轉(zhuǎn)變?yōu)橹袊?guó)故事的講述者，創(chuàng)新宣傳形式，實(shí)現(xiàn)本課程“價(jià)值引領(lǐng)、知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)”相融合的教學(xué)目標(biāo)。

5 結(jié)語(yǔ)

一流課程建設(shè)之路是一條教學(xué)改革之路，“新能源材料”課程團(tuán)隊(duì)積極引入現(xiàn)代信息技術(shù)，采用線上線下混合式教學(xué)，結(jié)合本校本專業(yè)特色，從課程教學(xué)內(nèi)容體系設(shè)置、教學(xué)方法、考核方式等幾個(gè)方面對(duì)課程進(jìn)行了全面改革，取得了一定的建設(shè)成效，為本校材料類專業(yè)人才培養(yǎng)打好了基礎(chǔ)，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情高，本課程教學(xué)為學(xué)生后續(xù)從事相關(guān)領(lǐng)域工作或讀研深造起到了重要的引導(dǎo)作用。同時(shí)，一流課程的建設(shè)任重道遠(yuǎn)，需要與時(shí)俱進(jìn)，持續(xù)對(duì)標(biāo)“兩性一度”要求積極推進(jìn)后續(xù)課程建設(shè)，培養(yǎng)能源材料領(lǐng)域具有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)、杰出的創(chuàng)新實(shí)踐能力，肩負(fù)完成“兩個(gè)一百年”奮斗目標(biāo)的高素質(zhì)人才。