紧扣实践的《现代电源技术》课程教学探索*

侯春平，吴建栋，薛 同，盛之林

(北方民族大学材料科学与工程学院，材料科学国家级实验教学示范中心(北方民族大学)，宁夏硅靶及硅碳负极材料工程技术研究中心，宁夏 银川 750021)

为适应我国新能源、新材料、新能源汽车、节能环保、高端装备制造等国家战略性新兴产业发展对专业人才的需要，2011年国家新增设立了新能源材料与器件本科专业，该专业是由材料、物理、化学、电子、机械等多学科交叉，以能量转换与存储材料及其器件设计、制备工程技术为培养特色的战略性新兴专业，重点是研究与开发新一代高性能绿色能源材料、技术和器件(如通讯、汽车、医疗领域的动力电源)，发展“新能源材料”(新型锂离子电池材料、新型燃料电池材料和新型太阳能电池材料)的学术研究方向。新能源材料与器件专业设置，主要依托材料、化学化工和物理学院，跨能源科学、材料科学、化学等多个学科，拟培养能掌握新能源材料专业基本理论、基本知识和工程技术技能，掌握新能源材料组成、结构、性能的测试技术与分析方法，了解新能源材料科学的发展方向，具备开发新能源材料、研究新工艺、提高和改善材料性能的基本能力的新能源材料专门人才[1]。《现代电源技术》(Technologiesfor Advanced Power Sources)则是近年来发展新工科专业背景下该专业的专业必修课和核心课。

北方民族大学的新能源材料与器件专业成立于2012年，是为适应新兴行业发展需要，面向全国，培养新能源产业发展所需的专业人才而设立的新专业。经过近几年的建设，我校新能源材料与器件专业无论在师资和生源方面，还是在学生就业和专业影响方面均取得了很大的发展。我校该专业的人才培养模式和课程体系的构建还在持续完善过程中，将理论与实践结合，以培养满足新能源产业发展对专门、专业人才的需求。

如何引导学生学习掌握好《现代电源技术》课程，并在工作实践付诸运用实施，一直是专任教师教育教学改革研究的命题。就教学过程来说，该专业课程学习过程中，会存在理论学习和生产实践结合不紧密，缺乏系统、针对性强的教材支撑，以及现有教材内容陈旧、更新较慢等不足。

教学过程中贯彻执行以习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上的重要讲话和用新时代中国特色社会主义思想铸魂育人的教育思想，针对《现代电源技术》教学中存在的不足，结合新能源材料产业发展现状和实践需要，提出比较适合当前《现代电源技术》教学内容框架，完善课程大纲，选编合适的教材，对部分授课内容邀请企业工程技术人员以专题报告形式“在线工厂情景”，进行工厂生产分析化验过程的视频直播讲解，将线上和线下教学相结合，对学生进行教学和辅导。通过课程学习，培养学生学习钱学森等科学家的爱国主义精神，增强学生们的认知能力，加深对专业知识的理解，提高学习的兴趣，培养大学生实践能力和创新创业能力[1-6]。

1 《现代电源技术》教学改革措施

作者发现《现代电源技术》课程教学环节目前存在的问题主要集中在以下几方面：(1)前期课程中的思想政治元素涉及较少，纯业务课程学习在调动学生的积极性方面稍显不足；(2)针对新能源材料与器件专业的特点，现有教材内容陈旧、更新较慢，缺乏系统、针对性强的教材支撑，不能适应专业当前的需求；(3)课程教学中存在理论学习和生产实践结合不紧密，学生们不能及时、直观地了解到工厂生产实际；(4)学生的基础知识的差异性较大，需要进行必要的基础知识补课和分级教学。针对以上存在的问题，作者从不同方面着手进行教育教学改革，措施可操作性强，取得了较好的教学效果。

1.1 教学目标方面

(1)在《现代电源技术》教学中进行思政教学内容设计，拟增加中国锂离子电池方面的权威陈立泉院士、杨裕生院士等科学家以及宁德时代曾毓群、深圳比亚迪王传福等企业家的行业经历进行示范讲解，将培养学生的科学精神、创新精神和人生观、价值观结合起来，把学生的专业素质和职业素养培养同增强学生的社会责任感结合起来。

(2)通过优选教材，优选出适合新时期新能源材料与器件专业的《现代电源技术》课程教材，整理提出适合新能源材料与器件专业学生的教学内容体系。补充行业前沿知识和技术发展趋势，使学生能够准确把握专业发展方向及行业前沿技术。解决该专业学生在学习《现代电源技术》中遇到的教材与学科实际进展衔接不紧密的问题，提高学生学习的积极性，使学生掌握《现代电源技术》专业核心课的基础知识、基本原理及其研究方法，把握学科前沿，为该专业学生从事新能源方向的研究和工作实践奠定了基础。

(3)对部分授课内容引入企业工程技术人员以专题报告形式和“在线工厂情景”形式，进行工厂生产、分析、化验过程的视频直播和讲解3～6小时，让学生充分了解到工厂的实际生产状况以及学科的最新进展，增强专业的信心和自豪感。

总之，通过本次教学改革课题实施，能够起到促进新能源材料与器件专业师生学习和运用《现代电源技术》课程知识主动性，掌握基础知识和理论，把握学科前沿，通过“在线工厂情景”熟悉和了解当前实际工厂的实际生产状况，包括材料、设备和工艺等，把学生的理论学习和实践体会结合起来，培养学生的科学精神、创新精神，树立正确的人生观和价值观。通过课程教学改革，提高了学生认识问题、分析问题和解决问题的能力，培养和造就高素质的综合型人才。

1.2 教学内容方面

《现代电源技术》课程是近年来发展新工科专业背景下诞生的一个新兴专业，跨能源科学、材料科学、化学等多个学科，课程内容和理论研究发展很快，不及时更新，很容易使学习研究落伍。《现代电源技术》教学内容面广，授课时为48学时，包含多种化学电源和器件，比如涉及能量存储材料与器件的有铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池、超级电容器等，以及涉及能量转换材料与器件的有太阳能电池、燃料电池和金属-空气电池等。该课程的电化学反应会用到高数、物理、化学、机械、电子、结构等方面的理论基础，比较抽象，存在学生感到难度大、不易理解的情况和学生的兴趣和学习积极性不高的问题。鉴于此，作者从以下方面开展工作，以促进学生学习兴趣和积极性的提高以及理论和实践的紧密结合。

(1)落实习近平同志在全国教育大会上的讲话精神，深挖课程主要内容中的“课程思政”元素，进行思政教学内容的设计。通过将“培养创新精神、科学精神，树立正确的人生观和价值观”、 “科技的人文情怀，启发科学兴趣，培养职业素养和社会责任感”和“启发科学思维，树立严谨的科学态度”等思政元素与课程内容的交融，实现高等教育既“教书”，又“育人”的目的。

(2)非常有必要对现有《现代电源技术》课程的涉及的教材进行梳理，分析它们的优势和不足，整理提出适合新能源材料与器件专业学生的教学内容体系，结合线上、线下教学方式，提高学生的学习积极性，促进课程体系的改革。同时，补充行业前沿知识和技术发展趋势，使学生能够准确把握专业发展方向及行业前沿技术。

(3)紧扣新能源产业的快速发展和生产实践，结合本科生培养和加强就业的目的要求，邀请行业内具有资深经验的专家、工程师担任线上教学老师进行专题授课，把“在线工厂情景”搬进课堂，将学校教师和企业教师的教学方式进行有机结合，相互补充，相互促进，培养学生的专业兴趣及掌握工程化知识，对工程技术人员参与教学的模式、可行性、教学政治原则进行探索、分析与总结。选择了行业电池及材料等生产的企业技术人员3～5人，授课3～6小时。

最后，授课过程中引入学科著名科学家和行业知名企业家的科研、生产实践的鲜活例子，比如中国锂离子电池方面的权威陈立泉院士、杨裕生院士等科学家以及宁德时代曾毓群、深圳比亚迪王传福等企业家的行业经历，激发学生的专业兴趣，以达到锻炼学生的专业知识能力和培养学生的科学素养和人文素养的结合。

1.3 教学方式方面

科学技术的发展以及今年年初新冠疫情的影响，使线上教学的教学方式逐渐成为一种新常态，势必会和线下教学融合发展。而且，对于00后的大学生来讲，以前线下面对面的传统教学模式已显得有些单调呆板。现代的大学生喜欢新鲜事物，喜欢主动“出击”，改变以前的教学方式势在必行。鉴于此，作者从以下教学方式的改变上开展工作，促进了学生学习兴趣和积极性的提高。

(1)采用板书和多媒体相结合的授课方式，板书内容比例控制在10%～15%，把重点内容和基础理论讲透。实践证明，板书过程能够加深学生的印象和理解，是多媒体不能完全取代的一种授课方式。

(2)采用启发式教学，将《现代电源技术》课程的内容与生活实际紧密结合起来，通过“在线工厂情景”的形式，把工厂的实际生产状况和课程知识结合起来，实现线上学习和线下学习的有效结合，“在线工厂情景”学习3～6小时，调动学生的学习积极性。

(3)增强教与学的互动环节，课件增加动画视频，提高学生课堂学习兴趣，同时采取问答、抢答等形式，结合文献查阅、调研等手段，加深学生的课堂理解。让学生成为学习的主角，通过学习分享自己的收获和经验。

(4)鼓励学生参与回答问题和完成课堂作业和学习思考，根据教学大纲的要求及学生期末成绩评定规定，探索采取“积分形式”获取平时成绩。鼓励学生参加到课外学术活动中去，培养学生的探索创新精神。

2 结 语

通过《现代电源技术》课程教学改革项目实施，深挖课程主要内容中的“课程思政”元素，实现了新能源材料与器件工科专业学生“培养创新精神、科学精神”和“树立正确的人生观和价值观”的深度结合。同时，把“在线工厂情景”搬进课堂，让学校教师和企业教师的教学方式进行有机结合，相互补充，相互促进，培养学生的专业兴趣及掌握工程化知识，把学生的理论学习和实践体会结合起来，达到了学生综合素质教育的目的。