新能源材料及其應用課程的教學探索

【摘""要】為了使新能源材料教學適應21世紀科學技術發展的需要，本文結合教學實踐和經驗，對新能源材料及其應用課程教材內容的選取、教學手段的改進以及考核制度的完善等方面進行一些改革探索與實踐。突出課程的特色化、針對性及實用性，以期教學能緊跟學科發展方向、激發學生學習興趣、提高課堂教學質量、培養學生的創新能力。

【關鍵詞】新能源材料""教材內容""教學方法和探索

【中圖分類號】G642""""""""【文獻標識碼】A"""""""""【文章編號】1674-4810（2015）21-0035-02

能源和材料是支撐當今人類文明和保障社會發展的最重要的物質基礎。隨著世界經濟的快速發展和全球人口的不斷增長，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境狀況的惡化，傳統能源工業已經越來越難以滿足人類社會的發展需求。新能源材料的開發已引起世界各國研究機構的廣泛重視，新的技術和成果不斷涌現。“十二五”期間，我國已把新能源產業列入到了國家重點支持的七大領域之一，不僅得到了國家政策的支持，各地方也制定了很多優惠政策鼓勵企業發展新能源產業。相對于傳統能源，新能源普遍具有污染少、儲量大的特點，對于解決當今世界嚴重的能源短缺具有重要意義。解決能源可持續發展的方法之一是開發新材料、新技術，最大限度地實現高效節能，促進低碳經濟的發展。

新能源材料及其應用是為適應新能源材料技術產業的發展而開設的一門專業性課程。本課程主要涉及鋰離子電池材料、太陽能電池材料、儲能材料、燃料電池材料、其他節能材料等新能源材料技術及其應用的相關理論知識，并融新知識、新理論和新技術于一體，是新能源材料領域綜合和前沿知識的論述，能為學生專業素養的形成提供一個有利、有效的平臺。本文結合筆者講授新能源材料及其應用課程體會，在教材內容選取、教學方法及考核制度上進行了一些思考和實踐，以期提高該課程的教學質量和教學效果。

一"課程的教材內容選取

新能源材料及其應用作為一門專業課程，其內容涵蓋面廣、需隨時關注學科前沿動態、授課時間少（54學時）等特點決定了該課程的教學內容不僅要具有系統性、科學性和新穎性，還要注重培養學生的學習興趣。若專業知識講深了，學生很難聽懂，不僅達不到預期效果，還可能造成學生對專業學習的恐懼;但若泛泛而談，學生對專業知識的認識又過于抽象，印象不深，專業“啟蒙”教育效果不明顯，因而，該課程教學內容的選擇至關重要。這就需要我們在教學內容上選取緊跟學科專業特點、適合學生發展需求以及能開闊學生專業視野的內容，以激發學生學習專業課程的熱情。在教學上打破傳統的僅僅是教師講學的授課模式，要采取讓學生參與其中的開放式教學模式，以啟發學生的科學創新思維。

本課程側重講解當前新能源材料的研究熱點，并結合筆者的研究項目和成果進行授課;根據新能源材料的最新科研動態、應用狀況、本專業教師和本人的研究特長以及學生將來的就業需要等方面對教學內容進行選取。同時為保證課程的系統性、科學性和先進性，通過查閱大量相關文獻和教材，并在該課程授課的實踐基礎上，形成了該課程組織體系。

二"課程的教學方法改進

課程教學效果的好與不好，得看學生學得好不好。學生的興趣能不能最大程度地調動、能不能積極主動地動手動腦、課后能不能主動學習和探索，這是評判一門課程教

學效果的標準。在教學內容確定后，如何使其在授課過程中能被學生接受，很大程度上取決于合理的教學方法，采用適宜的教學方法是完成教學任務、提高教學質量的關鍵環節，在教學中要把握以學生為主體的教學思想，結合其身心發展的現狀，培養其獨立思維能力與創新能力。筆者根據本人進行該課程教學的經驗，體會到新能源材料及其應用課程的教學方法可做以下幾個方面改進：

1.現代化的教學手段

多媒體系統教學現已成為各高校主要的教學手段，其有許多優勢，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用、溫差電池、節能LED及核能的開發等）、動畫等引入學習項目，通過圖片資源理解教學重點難點（例如，在講授太陽能光伏發電原理時，很難單純用語言文字講清楚的內容，可采用多媒體課件的形式生動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），便于學生理解和掌握，極大地激發了學生的學習興趣。同時使教學更具有直觀性和互動性，可以大大提高單位時間內學生掌握知識的內容。

2.討論式和研究式的教學

我們采取了課堂講授、討論及研究相結合的教學方法，通過討論啟發學生的思維，使整個課堂教學形成教師與學生的互動。討論的題目可以是課堂講授的內容，也可以是需要補充的知識。同時，在討論式教學過程中，應鼓勵學生的懷疑精神，使其敢于突破傳統，提出獨到見解，允許錯誤和失敗，并重視在錯誤中積累的寶貴經驗，堅持正面激勵學生，維持他們對該課程的學習熱情和自信心，造就寬松和諧的課堂教學氛圍。研究式教學通過教給學生學習和研究方法，培養學生嚴謹的科學態度和科研能力。筆者在進行新能源材料及其應用課程的教學中，依據目前國內外在新能源材料領域的研究熱點，設計一些研究性課題，布置學生課后查閱相關參考文獻資料，結合課程的學習，開展前沿課題的科學研究。

筆者指導學生開展了以下工作：（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性能研究;（3）ZnO納米棒薄膜的水熱法制備及其性能研究。學生通過親身參與，掌握多種材料制備方法以及現代分析測試技術（如XRD、SEM等）。

另外，針對所研究問題要求學生以PPT形式完成課題報告進行討論，提前兩周布置要查閱的題目，將查閱到的資料制作PPT，兩周后以作業的形式交上，教師將對其內容進行查閱，一周后安排學生上臺報告，其他學生可以提問辯論，教師直接答疑和就關鍵和難點問題進行詳細講授。每次安排幾位學生，直到課時結束，讓整個授課過程學生都能輪講1～2次。這一舉措可使學生很好地掌握新能源材料等知識內容，對研究現狀及發展趨勢能有較多的了解。通過這種方式，把傳授知識與文獻檢索能力、思考能力和寫課題報告等能力的培養結合了起來。

3.讓科研成果滲入課堂教學中

更多地引用本單位的科研新成果來激發學生對專業知識的學習興趣，變被動接受為主動學習，并在教學過程中結合科研活動。例如，在講述固相法合成及性能測試一節中，介紹了筆者發表的文章，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科前沿，同時還補充了近期的研究熱點——納米材料的性能、制備及應用。這些教學內容的引人，既激發了學生的學習興趣，又擴大了學生的專業視野，使學生及時快捷地了解本學科的前沿問題及發展方向，同時也在一定程度上培養了學生的創新能力。

三"考核方式的革新

新能源材料及其應用課程內容涉及面很廣泛，如何通過54個學時的學習來評價學習效果，反映學生的學習態度和學習能力，傳統的閉卷考試已經不能衡量學生掌握知識的能力，成績的高低不一定和學生的實踐創新能力、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。

一是平時成績，主要包括提問、發言以及作業等。二是小論文和制作PPT。每章內容結束以后要求學生就自己感興趣的某一部分教學內容，對某種領域國內外研究現狀、某種合成方法或者某種具體無機材料進行查閱文獻、撰寫小論文及制作成PPT上臺發表，從而提高學生文獻查閱、分析問題、解決問題以及表達的能力，為以后的畢業設計和科研工作打下扎實的基礎。

四"結束語

本文針對我校材料科學與工程專業的新能源材料及其應用課程的教材內容選取和教學方法改革進行了積極的探索，對課程的教學方法提出了課堂講授與討論式及研究式教學相結合、引入現代化教學手段、讓科研成果滲入課堂教學中以及考核方式的改進，取得了較好的教學效果。

參考文獻

[1]艾德生、高喆編著.新能源材料——基礎與應用[M].北京：化學工業出版社，2010

[2]李品將、法文君.《新能源材料與技術》課程教學實踐與探索[J].能源與環境，2011（3）：36～37

[3]王建利、唐剛.儲能材料與制備技術課程建設的改革與實踐[J].學園，2014（1）：27～28

〔責任編輯：龐遠燕〕