针对新能源材料技术前沿课程之前沿特色的教学改革

1 引言

随着化石能源的日渐消耗，全球能源结构转型已迫在眉睫。在此过程，新能源材料与技术已成为科技创领域关注的重点方向。近年来，钙钛矿太阳能电池材料、固态电解质、超导材料、核聚变等前沿材料与技术的突破，为新能源产业带来了重大变革。在此背景下，新能源材料技术前沿一课作为培养应用型人才的重要课程，需突出其前沿特色，以适应快速发展的科技需求和产业变革。[1] 本文旨在探讨如何通过教学内容更新与课外知识拓展突出新能源材料技术前沿一课的前沿特色。通过引入最新科技动态、产业发展现状、各领域头部企业的最新产品等，使学生在该课程的学习中了解到新能源材料与技术的前沿发展水平。通过对“双碳”目标政策的解读，使学生们认识到这一战略决策背后的伟大意义。[2] 另外，课程中设计了互动式教学环节，如：就目前新能源汽车这一热点话题展开学生们之间的讨论，使学生深入思考新能源汽车的快速发展对我国实现可持续发展的促进作用。最后，课程结束时，实现学生创新思维和实践能力的培养，为新能源领域输送高素质人才，推动新能源科技的持续创新和产业发展。

2 教学内容优化

新能源材料技术前沿一课，相较于传统课程来说，其前沿性是该课程的特色，传统课程的教学内容多重视系统性与前后连贯性，多滞后于科技发展，难以满足培养创新型人才的需求。本课程的教学内容优化应以“前沿性、交叉性”为导向，构建“基础- 前沿- 应用”三位一体的课程体系。在教学大纲制定过程中，做到追踪前沿，融入最新成果；紧密跟踪新能源材料领域国际前沿动态，将最新研究成果、技术突破融入到教学内容中。[3]作为前沿性质的一门课程，本课程在设计之初便选用了最新初版的《能源化学》（ISBN 978-7-04-056794-6）一书，学生在书中可以学到大量有关新能源材料与技术的前沿知识。通过构建完善的课程体系，追踪前沿、注重交叉，才能培养出具备广阔视野、创新能力的新能源领域人才。[4]

在新能源材料技术前沿课程的教学内容中，通过设置以下新能源技术相关的章节体现课程的前沿特色：氢能技术、核能技术、太阳能转换技术、生物质能源技术等。以上四种新能源技术为目前应用较广，且较为成熟的技术，对于“双碳”目标的实现可以起到有效的促进作用。此外，关于新能源材料方面设置以下章节：高熵材料、单原子材料、二维材料、半导体材料、二维钙钛矿和液态金属、金属有机框架材料、共价有机框架材料、导电聚合物材料等为学生讲述最新的材料进展。考虑到授课对象为本科三年级下学期的学生，以上先进材料与技术的介绍可以为将来走向研究生道路的学生提供一些关于课题选择方面的参考。

3 教学方法改善

新能源材料技术前沿课程作为一门交叉学科课程，旨在培养学生对新能源材料领域最新发展和前沿材料与技术的理解与应用能力。当前，该课程涵盖了新能源材料与技术领域的热点话题，如：太阳能电池、燃料电池、储能材料、超导材料。然而，随着新能源科技的迅猛发展，课程仍然面临着诸多挑战。

当今世界，科学技术发展迅速，作为一门前沿性的课程，困难之一便是如何体现课程的“前沿”二字。这就要求教师的教学内容要紧跟技术发展，将最新的科技进展带给学生。值此我国能源转型的关键时期，近些年是新能源相关材料与技术发展的鼎盛时期，新能源企业更是加大投资，以此促进本企业产品的快速更新换代。在这个教育背景下，作为该门课程的任课教师应时刻关注科技前沿进展，并在课堂上讲述给学生，激发他们的学习兴趣。[5] 其次，新能源材料与技术涉及多学科知识，单一的讲授式教学难以满足学生的学习需求。而且，作为一门理论课，实践环节相对薄弱，学生缺乏动手操作和解决问题的机会，难以将理论知识转化为实践能力。

为应对以上挑战，突出新能源材料技术前沿课程的前沿特色，本课程将从以下方面进行改革。首先，及时更新教学内容，引入最新研究成果，如：将钙钛矿材料的最新进展、室温超导材料的突破、核聚变装置的设计等前沿话题纳入教学内容之中。[6] 其次，课堂上采用案例教学、项目式学习等互动教学模式，将班级成员分为五个小组，每组从其他新能源（潮汐能、海洋能、风能、地热能、可燃冰、洁净煤）中随机抽取一个课题进行查阅资料，以PPT 形式展现出每个小组所选课题的内容，包含：此种新能源如何产生、如何利用、涉及哪些关键材料与技术等。另外，为增加学生理论联系实践的能力，特加入实践环节，带领学生参观学院风光一体化制绿氢的设备、电池组装与性能测试全流程设备等。

最后，优化学生成绩评价体系，建立多元考核方式，明确分值比例。除传统期末笔试成绩外，加入以上实践环节、PPT 制作与讲解环节等的评价，全面评估学生的知识掌握、实践能力和创新思维。在这个过程中起到鼓励学生参加大学生创新创业项目，挑战杯比赛等，增加学生在日后工作中的竞争力。

4 结 语

新能源材料技术前沿课程的前沿特色作为本课程的重中之重，同时也是培养应用型人才、创新型人才、推动新能源科技发展的关键。通过及时更新教学内容、创新教学方法、加强实践环节和优化评价体系，可以有效提升课程的前沿性，并紧密结合市场需求。引入钙钛矿太阳能电池、超导材料、核聚变等最新研究成果，能够激发学生的学习兴趣和创新思维。建立多元化的评价体系，有助于全面评估学生的综合素质和创新能力。未来，新能源材料技术前沿课程应继续紧跟科技发展，不断更新教学内容和方法，为学生提供更多实践机会。同时，应注重培养学生的跨学科思维和国际视野，为我国“双碳”目标实现贡献力量。

参考文献：

[1] 黎应芬 , 吕梦岚 . 新能源材料导论教学改革初探 [J]. 课程教学 ,2018, (17): 105.

[2] 王利霞, 张林森, 方华, et al. 浅谈新能源材料与器件专业思政进课堂的改革 [J]. 化工教育 , 2020, 37(10): 65.

[3] 陈杰 , 孙本双 , 徐建伟 . 科技快速发展下新能源材料课程教学改革探索 [J]. 广东化工 , 2020, 47(22): 184.

[4] 徐晨曦, 程继贵. 基于创新能力培养的新能源课程教学改革初探[J].教育教学论坛 , 2018, (15): 83.

[5] 李新利, 李丽华, 任凤章, et al. 新能源材料与技术课程的教改探索[J]. 山东化工 , 2018, 47(21): 156.

[6] 罗姣莲 , 杨洋 . 新能源材料及其应用课程的教学探索 [J]. 学园 ,2015, (21): 35.