《热电材料与器件》课程思政建设的实践与思考

2022-04-16 02:42窦允辰
科教导刊·电子版 2022年8期
关键词:热电器件研究进展

窦允辰 杜 永

(上海应用技术大学 上海 201418)

1 课程基本情况

《热电材料与器件》课程是由上海应用技术大学材料科学与工程学院杜永教授领衔主讲的面对材料相关专业研究生的双语专业课程。该课程是工科院校研究生的一门重要课程,本课程旨在教授热电材料的理论基础、分类及制备方法,以及热电器件设计、制备工艺和研究进展等方面的知识。通过本课程的学习,使同学们理解并掌握热电材料和器件领域的基本理论、研究方法,拓展学生视野,对于提高学生在热电材料和器件相关的理论基础具有重要价值和意义。同时,通过本门课程的学习将激发学生学习热电材料和器件相关知识的积极性和主动性,培养学生学习的兴趣、为以后的学习或科研工作提供理论基础和依据。此外、本课程与材料化学工程、化学工程专业培养目标非常吻合,对于提高光电材料制备、高分子材料以及新能源材料研究方向的学生的理论知识具有重要意义。

本课程主要涉及的教学内容包括热电材料的基本概念、基本原理和发展历史;无机热电材料研究进展及未来发展方向;有机热电材料研究进展及未来发展方向;复合热电材料研究进展及未来发展方向;热电发电器件的设计、制备工艺和研究进展;文献调研和报告。

本课程开设在每学年的春季学期,至今已开设5届,每年来自材料学院、化工学院、理学院的大约30位材料专业相关研究生选修了本门课程。此外,本课程是校级双语研究生课程,在授课课程中授课教师采用英语课件授课,特别是注重选用最新权威英文文献传授知识,拓展学生视野。

2 课程目标

通过本课程的学习使同学们理解并掌握热电材料的理论基础;掌握无机热电材料、导电高分子热电材料、无机/有机纳米复合热电材料的制备方法和研究进展;掌握热电发电和制冷器件设计、制备工艺和研究进展等。

本课程与材料科学与工程、材料化学工程、化学工程专业培养目标非常吻合,对于提高光电材料制备、高分子材料以及新能源材料研究方向的学生的理论知识具有重要意义。

3 课程建设创新点

(1)结合雨课堂平台开展《热电材料与器件》课程混合式教学建设。

(2)利用网上优质公开课开展异步在线课程。

(3)进行过程化考核。

(4)融入思政元素。

4 教学方式方法

本课程将建设建成混合式教学模式。混合式教学是将线上教学与线下教学有效衔接,将信息技术与课堂教学深度融合,旨在优化教育教学效果、培育创新人才的教学组织形式。它突出强调以问题为导向、以学生为中心的教学理念,从根本上改变了教学结构、教学流程和教学组织形式,具有优质资源共享、教学时空灵活、教学过程可数据化等特点。本教学团队将结合雨课堂平台开展《热电材料与器件》课程混合式教学建设,推动师生间的高频交互,增强学生黏性,提升教学效果;将利用网上优质公开课开展异步在线课程,实现“人人皆学、处处能学、时时可学”的教学愿景。

4.1 线上教学设计

(1)线上预习:授课教师将每学期的授课计划提前告知学生,学生按此计划完成下次课堂内容的线上预习过程。

(2)线上学习:制作课程授课用PPT,传与网上便于学生学习。

(3)线上过程化考核:授课教师制作个性化的线上作业和讨论,学生按时完成并提交。

(4)线上复习:授课教师对每单元授课内容进行梳理和总结,制作课件,供学生及时复习巩固。

(5)线上答疑:针对学生线上作业和讨论情况,授课老师在线进行语音或者文字答疑。

4.2 线下教学设计

(1)学生预习情况摸排:为了杜绝学生课下流于形式的课前线上预习,授课教师将会通过提问的方式对预习情况进行摸排,了解学生的预习情况和学生疑点。

(2)课堂授课:线上课程一般内容简短简略,授课教师将对知识体系进行详细的阐述,对理论模型进行详尽的推导,最终实现学生对学习内容的理解和掌握。

(3)课堂讨论:学生进行分组讨论,在沟通中梳理知识点,相关主题的研究进展和瓶颈。

(4)课堂问答和答疑:口头个别的摸排学生的学习情况,对学生共同的学习难点和疑点进行答疑。

(5)课堂阶段性测评:进行线下过程性考核,全面了解学生的学习和掌握情况。

5 课程思政建设内容

5.1 课程思政育人目标

本课程教学目的是使同学们理解并掌握热电材料的理论基础;了解热电材料的制备方法和研究进展;掌握热电器件设计、制备工艺等。培养学生分析、解决实际科研和生产问题的能力和实验技能;激发学生们的家国情怀和为中华民族的强盛而奋发学习和工作的热情;为学生从事材料行业的生产和科学研究工作打下必要的理论基础。

5.2 思想政治教育的融入点

授课教师在专业教学中肩负着培养大学生社会主义核心价值观的重任。无论是课堂教学还是实验课程、实践环节等都存在教书育人的问题。教师在专业知识的讲授中不仅介绍最新科技成果以拓宽学生的视野,而且结合中国科学家在热电材料研究和器件制备上取得的突出成绩形象地描述中国的快速发展历程,增强学生的民族自豪感和自信心。如讲解无机热电材料的制备和研究的过程中,不仅讲解机理、工艺对性能的影响、国内外研究进展等,同时更深入讲解中国科研机构如清华大学、上海硅酸盐研究所的相关科研人员在此研究方向上取得的重要成就,增强了学生的爱国热情和职业责任感。将思政元素融入《热电材料与器件》研究生课程中,主要从以下四点着力:(1)中国科学家在理论上的贡献;(2)材料制备仪器和测试设备的中国化;(3)中国科研工作者在材料性能研究上的贡献;(4)中国科研工作者在器件设计上的进展。

5.3 思政元素融入途径

对照课程思政建设要点,把课程思政建设不断推向深入,突出强调学生在教学中的中心地位,转变教育理念,把对学生知识的给予转变为培养学生的学习能力、创新能力、实践操作能力,激发学生的爱家爱国热情,渗透家国情怀。本团队主要通过以下四个途径实现思政元素融入课堂。

(1)教学方法:线上线下相结合;传统课堂和翻转课堂相结合。

(2)教学手段:教师讲授和师生讨论相结合,基础知识和前沿发展相穿插。

(3)载体途径:通过雨课堂进行线上签到、授课和讨论;选用网上优质公开课开展异步在线课程;线下授课、讨论和考核。

(4)考核方式:重新设计评分体系,抽取原有指标体系中的相关得分并单独设置一块课程思政要素得分(占比10%)。

6 课程考核方式

本课程的总成绩采用百分制,共100分,课堂过程考核占50分,期末考试占50分,具体考核方案及评价方法如表1。

表1:考核方案和评分标准

7 结束语

根据学校的办学定位和材料学科的特点,在材料类研究生专业选修课程教学过程中采用混合教学模式,融入课程思政元素,充分发挥专业课教学的主渠道作用,把岗位意识和专业技能融为一体,真正实现在课堂教学主渠道中全方位、立体化育人。

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