新能源材料与器件专业《材料科学基础》课程教学改革与实践
新能源材料课程教学改革的探索与实践

目前,知名工科 院 校 已 陆 续 开 设 新 能 源 材 料 与 器 件 专 业, 新能源材料相关课程,以便满足新能源产业对相关专业人才的 需求。材料的发展对于提升新能源器件的效率至关重要,因此 培养新能源材料的人才是十分必要和紧迫的。此外,知名院校 及研究所从事新能源研究的人员也日益增多,选择继续深造读 研究生的学生也需要掌握相关知识。本校应用化学专业开设 《新能源材料》课程的目的在于:拓宽学生的视野、更新学生的 能源知识体系、培 养 能 够 从 事 新 能 源 材 料 及 其 器 件 开 发、研 究 的高素质人才。
化的历史;介绍世 界 能 源 结 构 和 现 状、中 国 能 源 现 状 及 面 临 的 问题等入手,从而 引 入 新 能 源 的 概 念、分 类、特 点、应 用 条 件 和 前景等。
新能源材料与器件专业《材料科学基础》课程教学改革与实践

新能源材料与器件专业《材料科学基础》课程教学改革与实践王涛【期刊名称】《《广州化工》》【年(卷),期】2019(047)016【总页数】2页(P190-191)【关键词】材料科学基础; 教学改革; 新能源材料与器件【作者】王涛【作者单位】重庆师范大学物理与电子工程学院重庆 401331【正文语种】中文【中图分类】G642现代社会中,材料与我们的生活、生命息息相关,它是人类文明、社会进步的物质基础。
材料是当代社会文明和国民经济的三大支柱之一,材料的品种、数量及质量是衡量一个国家现代化程度的标志之一。
而新能源材料是为了解决能源危机问题,实现新能源的转化和高效利用所需要的关键材料[1]。
为了应对日益凸显的能源问题、环境问题及新能源市场对人才的需求,2011年教育部新增新能源材料与器件专业。
《材料科学基础》是一门以固体材料为研究对象,以固体物理、热力学、量子力学、冶金、化工为理论基础的课程,主要阐述材料的组成、结构、制备与加工、性质、使用性能等材料科学与工程各要素之间相互关系及其制约规律[2]。
内容包括晶体结构、晶体缺陷、相结构与相图、扩散与固态相变、材料的电子结构与物理性能等[3]。
通过本门课程的学习,使学生的思维方法得到训练,学生运用科学知识解决实际问题的能力提升,为将来从事材料方面的相关科研工作奠定基础。
因此,《材料科学基础》是新能源材料与器件专业的一门重要专业基础理论课程,开课学期为大二上学期。
这门课程对前期所学专业基础课和后期的专业方向性课程起着承上启下的作用。
此外,这门课程还是很多高校研究生入学考试的专业课。
本文基于新能源材料与器件专业,根据本门课程的教学实践及面临的问题,探讨课程教学改革与实践问题,进而提高教学质量。
1 新能源材料与器件专业《材料科学基础》教学现状分析新能源材料与器件专业是一门新兴的交叉学科,涉及到材料科学、能源科学、化学和物理等多个学科[4]。
由于专业课程学分和学时分配原因,并未开设《量子力学》、《数学物理方法》等课程,因此学生的理论基础不强,给课堂教学带来一定的困难。
《材料物理与性能》的教学改革与实践—以新能源材料与器件专业为例

收稿日期:2019-09-16基金项目:2018年北方民族大学校级一般教研项目(2018JY1005)作者简介:吴建栋(1987—),讲师,博士,主要从事材料物理与化学方向的教学与研究。
《材料物理与性能》的教学改革与实践—以新能源材料与器件专业为例吴建栋1,2,卢 辉1,2,杨少林1,2,李 东1,2(1.北方民族大学材料科学与工程学院,宁夏银川 750021;2.材料科学国家级实验教学示范中心(北方民族大学),宁夏银川 750021)摘要:针对作者主讲的《材料物理与性能》课程教学环节目前存在的主要问题,从教学目标、教学方式、教学内容和评价方式等几方面开展了教学改革。
激发了学生的学习兴趣,培养了学生的学习方法,取得了良好的教学效果。
关键词:材料物理性能;教学改革;实践中图分类号:G642 文献标识码:B 文章编号:1008-021X(2019)23-0196-01TeachingReformandExperienceontheCourseofPhysicalPropertiesofMaterials—TaketheRenewableEnergyMaterialsandDevicesSpecialtyasanExampleWuJiandong1,2,LuHui1,2,YangShaolin1,2,LiDong1,2(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,NorthMinzuUniversity,Yinchuan 750021,China;2.TheNationalExperimentalTeachingDemonstrationCenterforMaterialsScience(NorthMinzuUniversity),Yinchuan 750021,China)Abstract:Aimingatthemainproblemsexistingintheteachingprocessofmaterialphysicsandproperties,theauthorhascarriedouttheteachingreformfromtheaspectsofteachingobjectives,teachingmethods,teachingcontentsandevaluationway.Itstimulatesstudents'interestinlearning,developsstudents'learningmethodsandachievesgoodteachingresults.Keywords:PhysicalPropertiesofMaterials;teachingreform;experience 材料物理性能是材料科学与工程专业的一门基础必修课,该课程综合了材料学和物理学两方面的内容。
《新能源材料与器件专业综合课程设计》课程教学大纲

3.3
3
M3
目标3:了解与新能源材料与器件专业与工程实践有关的工程技术规范以及科学研究技能与规范,能按设计任务书的要求,完成设计任务,正确地反映实验成果,并对结果进行评价。
是
5.3
4
M4
目标4:培养严肃、认真的工作和科学态度,能够团队协作地完成综合课程设计任务。
是
9.3
5
M5
目标5:小论文总结课程设计内容、专业知识的体现和心得体会,培养学生归纳总结、沟通交流和答辩能力。
12
实验
12
小论文
5
实验五
超级电容器的组装与测试
重点难点:超级电容器测试极片的制备,三电极法测试电极材料的电化学性能,超级电容器的组装及性能测试
实验内容:实验设计、工作电极的制备及电极材料的电化学性能测试;超级电容器的组装及性能测试
M1,M2,M3,M4,M5
16
实验
16
小论文
6
实验六
燃料电池的组装与测试
是
10.1
三、课程内容
序号
章节号
标题
课程内容/重难点
支撑课程目标
课内学时
教学方式
课外学时
课外环节
1
实验一
氧化石墨烯膜的制作及染料分离性能测试
重点难点:纳滤过程操作和分离原理;氧化石墨烯在水溶液中的分散和成膜,分光光度计法中最大吸收波长和标准溶液浓度的选取。
实验内容:实验设计;氧化石墨烯的分散、抽滤制备成超薄膜材料、水体系中染料分子的纳滤过程操作、分光光度计法测定透过液中染料分子含量及相应渗透率和截留率计算。
C-正常出勤,实验方案调研分析不充分,实验操作有大量错误
8
M4
新能源科学与工程专业“材料科学基础”课程教学改革实践与创新

2021年第6期广东化工第48卷总第440期 · 199 ·新能源科学与工程专业“材料科学基础”课程教学改革实践与创新谷肄静(贵州大学材料与冶金学院,贵州省冶金工程与过程节能重点实验室,贵州贵阳550025) [摘要]本文针对新能源科学与工程专业的《材料科学基础》这一门专业必修课,提出了一些在教学工作中的探索性的实施措施以及在教学改革中得到的一些实践总结。
由于新能源科学与工程专业是新兴专业,因此本文以加强学生实践能力为出发点,结合多种教学方法,以提高学生学习兴趣和提升学生专业素质为目的,着重讨论了新能源材料领域的教学模式的改革实践与创新。
[关键词]材料科学基础;教学实践;教学改革[中图分类号]G4 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2021)06-0199-01The Teaching Reformation and Innovation of Essentials of Materials Science and Engineering in New Energy Science and EngineeringGu Yijing(Guizhou Province Key Laboratory of Metallurgical Engineering and Process Energy Saving, College of Materials and Metallurgy, GuizhouUniversity, South Hua-Xi Street, Guiyang 550025, China)Abstract: This paper is focused on the essentials of materials science and engineering, which is one compulsory course of new energy science and engineering. It is mentioned that some exploring implementary strategies and practical summary during the teaching procedure. New energy science and engineering is a novel major, so this paper is concentrated on enhancing students’ practical abilities and combined with a multitude of teaching measures to elevate students’ learning attraction and academic qualities. It is vital to discuss the teaching reformation and innovation in the field of New Energy Science and Engineering.Keywords: essentials of materials science and engineering;teaching reformation;teaching innovation材料科学基础是新能源科学与工程专业的一门必修课程,是一门研究材料基本成分、微观结构、各种物理性能和化学性能及其应用的严密的基础科学,也是材料相关专业、新能源相关专业的理论基础课程。
“新能源材料与器件”课程思政教学改革与探索——以暨南大学为例

“新能源材料与器件”课程思政教学改革与探索——以暨南
大学为例
李宏岩;刘喜;孙影娟
【期刊名称】《教师》
【年(卷),期】2022()22
【摘要】“新能源材料与器件”课程是材料类专业学生的必选课程。
但是目前这门课程中存在思政内容严重缺乏、理论知识过多和实践教学环节较少的问题。
基于以上缺陷,文章结合现有的教学内容、教学方法和实验操作等方面,探讨了此课程中思政进课堂的方法与技巧。
通过弘扬科学家精神、增加讨论环节、激发学生独立思考能力以及加强实践教学中的思政环节等方式,注重理论和实践相结合、思想与能力共提升,推进课程内容的与时俱进,增强学生的社会责任意识和主观能动性,使课程符合人才培养的需求,塑造具备扎实理论基础和出色科学素养的高水平技术人才。
【总页数】3页(P120-122)
【作者】李宏岩;刘喜;孙影娟
【作者单位】暨南大学化学与材料学院
【正文语种】中文
【中图分类】G420
【相关文献】
1.新能源材料发展背景下“材料科学基础”课程教学改革探索——以新能源材料与器件专业为例
2."新能源材料与器件导论"的课程思政探索
——以"钾离子电池"为例3.新能源材料与器件专业导论中的课程思政——以"锂空气电池"为例4.新能源材料与器件专业半导体物理与器件课程教学改革探索5.新能源材料与器件专业课程思政教学探索——以“储能材料与器件”为例
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材料科学基础的教学改革与实践

材料科学基础的教学改革与实践
材料科学是一门跨学科的科学,它涉及多个学科领域,包括物理学、化学、工程学等。
在材料科学的教学中,要求学生不仅具备深厚
的理论知识,还需要具备实践能力和应用能力。
然而,在材料科学的
教学中,存在着一些问题,如教学内容单一、难度大、实践环节不足等。
因此,本文将分享材料科学基础的教学改革与实践。
首先,材料科学的教学应该注重理论与实践相结合。
为了提高学
生的实践能力,可以采用多种教学方法,例如课堂演示、实验操作等。
通过实践能够使学生更加深刻地理解和掌握材料科学的基本理论,同
时也能够提高学生的实际操作能力。
其次,在材料科学的教学中,应该注重学生能力的培养。
不仅要
重视学生基本的理论知识的学习,同时还要注重学生独立思考和解决
问题的能力的培养。
可以采用研讨课、课堂讨论等多种教学方法,帮
助学生提高应用能力。
最后,为了让学生更好地掌握材料科学的知识,教学内容应该更
加具有实际意义,力求生动有趣。
例如,可以通过一些案例或者实际
问题来讲解材料科学的相关知识,这样学生就能更好地理解和应用所
学知识。
综上所述,材料科学的教学改革与实践需要注重理论与实践相结合,注重学生能力的培养,同时也需要注重教学内容的生动有趣。
这
样才能更好地提高学生的学习兴趣和学习水平。
《材料科学基础》实验教学模式的创新与实践探索

《材料科学基础》实验教学模式的创新与实践探索摘要:针对我校材料科学基础实验存在的问题,从课程设置和教学模式特点进行分析,并结合新形势下社会对创新性、综合型材料科学人才的需求,提出改革和创新。
通过实践和探索,新型教学模式可以提高学生的学习兴趣和积极性,并有利于开阔思维和创新性人才的培养。
关键词:材料科学基础实验教学创新创新是促进社会发展和提高人自身能力的重要条件,培养创新型人才是当今时代赋予高等教育的神圣使命。
随着社会的不断进步和发展,材料、信息和能源已成为当代文明的重要支柱,材料科学基础是材料和冶金等专业的一门重要主干课程,也是衔接基础课和专业课之间的桥梁和纽带。
材料科学基础以研究材料的共性规律为目的,涵盖基础理论和实验实践两个环节,对材料的应用及其后续器件的研发具有重要的理论与指导意义。
材料科学基础实验是为学生加深基础知识的理解与运用、提高实际动手能力以及开发新材料体系奠定基础而开设的实践环节,是提高知识应用能力、挖掘潜力意识、活跃创新思维的重要途径。
大学生处在精力旺盛时期,思维活跃、创新性强,如果他们的创新能力得不到充分发挥,将严重影响并制约创新思维的发展,不利于创新性人才的培养。
本文根据当前社会发展所需的材料科学人才,并结合现阶段材料科学基础实验教学过程中存在的问题,提出在新形势下对材料科学基础实验课程的教学模式进行改革探索。
1 现阶段课程设置及教学模式1.1 课程设置特点材料科学基础涉及到的知识点多、理论性强、内容抽象。
实验课程的开设通常是围绕具体的某一个或某一方面的内容展开,一般来说,材料科学基础开设6~7个实验,主要围绕金相显微组织、扩散、位错、凝固以及塑性变形等方面展开,以验证现有的实验现象和结果为主,综合实验一般为1~2个。
实验课的目的是帮助学生理解并巩固相关基础知识、掌握基本实验技能、学会观察实验现象并初步分析实验数据。
从近几年实验教学的效果来看,大多数学生都是为了取得相应的学分而去完成实验,对实验本身缺乏兴趣,学生的创造性和积极性很难发挥出来。
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第47卷第16期2019年8月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.47No.16Aug.2019新能源材料与器件专业‘材料科学基础“课程教学改革与实践*王 涛(重庆师范大学物理与电子工程学院,重庆 401331)摘 要:‘材料科学基础“课程是新能源材料与器件专业的一门非常重要的专业基础课程,该课程对于本专业学生专业知识体系的构建具有很重要的作用㊂本文从我校材料科学基础课程教学的实际情况出发,结合自身的教学思考,分析了材料科学基础课程的教学现状,通过优化教学内容㊁改进教学方法及考核评价等来改善教学效果,提高教学质量㊂关键词:材料科学基础;教学改革;新能源材料与器件 中图分类号:G642 文献标志码:B文章编号:1001-9677(2019)16-0190-02*基金项目:重庆师范大学博士启动基金项目(No:2018XLB004)㊂作者简介:王涛(1989-),男,讲师,博士,主要从事光电材料与器件研究㊂Teaching Reform and Practice of Fundamentals of Materials Scienceforthe Major of New Energy Materials and Devices *WANG Tao(College of Physics and Electronic Engineering,Chongqing Normal University,Chongqing 401331,China)Abstract :Fundamentals of Materials Science is a very important professional basic course for the major of New Energy Materials and Devices.This course plays an important role in the construction of professional knowledge system for students of this major.Based on the actual situation of Fundamentals of Materials Science teaching in our university,combined with teaching experience,the current teaching situation of Fundamentals of Materials Science was analyzed.Through optimizing teaching content,improving teaching methods and assessment,teaching effect and teaching quality can be improved.The teaching effect and quality should be improved through optimizing teaching content,improving teaching methods and assessment,etc.Key words :Fundamentals of Material Science;teaching reform;new energy materials and devices现代社会中,材料与我们的生活㊁生命息息相关,它是人类文明㊁社会进步的物质基础㊂材料是当代社会文明和国民经济的三大支柱之一,材料的品种㊁数量及质量是衡量一个国家现代化程度的标志之一㊂而新能源材料是为了解决能源危机问题,实现新能源的转化和高效利用所需要的关键材料[1]㊂为了应对日益凸显的能源问题㊁环境问题及新能源市场对人才的需求,2011年教育部新增新能源材料与器件专业㊂‘材料科学基础“是一门以固体材料为研究对象,以固体物理㊁热力学㊁量子力学㊁冶金㊁化工为理论基础的课程,主要阐述材料的组成㊁结构㊁制备与加工㊁性质㊁使用性能等材料科学与工程各要素之间相互关系及其制约规律[2]㊂内容包括晶体结构㊁晶体缺陷㊁相结构与相图㊁扩散与固态相变㊁材料的电子结构与物理性能等[3]㊂通过本门课程的学习,使学生的思维方法得到训练,学生运用科学知识解决实际问题的能力提升,为将来从事材料方面的相关科研工作奠定基础㊂因此,‘材料科学基础“是新能源材料与器件专业的一门重要专业基础理论课程,开课学期为大二上学期㊂这门课程对前期所学专业基础课和后期的专业方向性课程起着承上启下的作用㊂此外,这门课程还是很多高校研究生入学考试的专业课㊂本文基于新能源材料与器件专业,根据本门课程的教学实践及面临的问题,探讨课程教学改革与实践问题,进而提高教学质量㊂1 新能源材料与器件专业‘材料科学基础“教学现状分析 新能源材料与器件专业是一门新兴的交叉学科,涉及到材料科学㊁能源科学㊁化学和物理等多个学科[4]㊂由于专业课程学分和学时分配原因,并未开设‘量子力学“㊁‘数学物理方法“等课程,因此学生的理论基础不强,给课堂教学带来一定的困难㊂目前,‘材料科学基础“的教材版本有很多,包括潘金生主编清华大学出版社出版的‘材料科学基础“㊁陶杰主编化学工业出版社出版的‘材料科学基础“㊁石德珂主编机械工业出版社出版的‘材料科学基础“等㊂这些经典教材内容都是以金属材料为主,而新能源材料涉及面广,包括半导体材料㊁高分子材料等㊂我校新能源材料与器件专业主要培养方向是光伏材料与器件㊁燃料电池等领域,因此教学内容上需要作相应调整㊂在教学过程中,存在如下问题:(1)只有一个开课学期,第47卷第16期王涛:新能源材料与器件专业‘材料科学基础“课程教学改革与实践19148个学时,课时少,教学内容多;(2)传统教学手段单一,基本以板书和PPT为主,学生学习兴趣不高;(3)过多强调概念的理解和理论公式推导,学生学习效果不理想㊂2 教学内容改革针对新能源材料与器件专业的培养目标,围绕材料科学基础的基本理论框架,在教学内容上精心设计,做到有的放矢㊂这样学生即使对具体的一些知识点不理解,但是也能从整体上去对学习内容进行把握㊂由于学时有限,结合我校的实际情况,最后选择了机械工业出版社出版的石德珂主编的‘材料科学基础(第二版)“,主要讲述前七章内容,侧重材料结构知识㊁晶体缺陷㊁相结构等,减少金属材料相关知识比重㊂重点将材料的一些共性问题讲清楚,让学生学明白材料与材料之前不是独立或对立的关系,这样可以减少学生的畏难情绪㊂由于新能源材料与器件专业是工科专业,更多的应该是让学生具有物理思想,培养学生用这门课程的一些方法去思考和解决实际问题,因此避免大量冗长繁琐的数学推导㊂为了增加学生的主观能动性,可适当引入学科前沿内容,激发学生的学习兴趣㊂3 教学方式改革就教学内容而言,‘材料科学基础“这门课程的概念是比较抽象的,许多概念只能用语言来描述,学生很难想象㊂例如在介绍晶体结构相关知识时,不同类型晶体结构㊁倒格子㊁魏格纳-塞兹原胞等知识点仅靠板书和PPT是很难让学生掌握这些概念的㊂为了调动学生学习的积极性,可以将不同的软件引入课程,丰富教学内容,同时拓展学生的知识面㊂例如,将Materials Studio软件应用到教学当中,让学生自主建立晶体结构模型,加深对相关知识的理解,激发学生学习兴趣,为后面的学习奠定基础㊂传统的教学方法是单向的知识传递,也就是教师讲,学生听㊂课堂上以教师为中心,教师和学生整个教学体以教师为主,学生接受知识的情况被忽略了㊂为了改变这种教学模式,可采用研究性课堂教学法㊂在讲述第一章知识点的时候,结合新能源材料与器件专业背景,可以让学生去收集钙钛矿太阳能电池的资料并汇报㊂课堂上同学和老师之间交流和讨论,老师给予必要的指导和补充㊂课本知识和实际问题相结合,可有效避免传统教学的弊端㊂此外,学生由配角变成了主角,以学生为中心,有利于提高学生学习的积极性,同时也可锻炼学生的语言表达能力㊂为了更加高效的管理课堂和增加教学的趣味性,可以引入雨课堂㊁课堂派等教学管理工具,使得教学过程中的各个环节得到强化[5-6]㊂例如,课前学生可以提前预习新课内容,增强学习效果㊂由于这些教学管理软件的强大功能,对于大班授课,考勤管理也方便很多,只需要记录出勤情况,后期导出数据即可,节约了时间㊂课堂上,可设定多种类型的题目来考查学生对知识的掌握情况,让学生勤动脑㊁多动手,增加学生的参与度㊂通过教学管理软件,能让教师掌握学生的学习情况,对教学进度和教学节奏及时做出调整㊂此外,也可以作为一个老师和学生交流的平台,促进师生之间的情谊㊂4 考核方式改革学生的学习成绩一方面反映了学生对教学内容的掌握情况,另一方面是检验教学质量的标尺㊂但是传统的成绩主要是由期末考试的闭卷成绩决定,这就造成学生在平时不努力学习,到期末时死记硬背,考完就忘的恶性循环中,因此背离了考试的初衷㊂因此,改变成绩的结构比例,加大平时成绩的占比,可以更好地反映学生的学习情况㊂期末闭卷考试成绩占50%,主要涉及理解性的题目,例如简答题㊁计算题㊁综合题等,多方面考查学生对所学知识的应用能力㊂平时成绩占30%,主要由出勤㊁平时作业完成质量㊁课堂测验等组成㊂期中考试以小论文形式进行,占20%㊂根据专业背景,结合课程内容,设定主题,培养学生的自主学习和创新能力㊂5 结 语材料科学的快速发展使得‘材料科学基础“的课程教学也面临着新的挑战㊂本文根据材料科学基础课程教学的现状及存在的问题,结合本专业自身的特点,对教学内容㊁教学方法及考核评价等方面进行了有益的探索和实践,这样的教学方法有效地激发学生的学习热情,增强学生的学习效果㊂在今后的教学工作中,将始终围绕新能源材料与器件的培养目标,在教学中不断反思㊁总结和学习,为新能源人才的培养做出贡献㊂参考文献[1] 付浪.新能源材料的研究进展探究[J].科技风,2012(12):10.[2] 顾大国.浅谈‘材料科学基础“课程的教改认识与实践[J].科技视界,2014(34):149.[3] 张代东,房大庆,宫长伟,等.材料科学基础精品资源共享课建设探讨[J].中国现代教育装备,2016(1):64-66.[4] 郭娜娜,方晓英,谷万里,等.‘材料科学基础“课程的教学改革探索,机电教育创新,2019(3):174-176.[5] 肖康,王琼,陈月花. 雨课堂”的教学应用与反思[J].广东化工,2017,44(13):283-284,298.[6] 王顺双.基于 课堂派”的 基础课”混合式教学评价体系构建[J].文化创新比较研究,2019,3(15):129-130.。