李新利，李麗華，任鳳章，黃金亮

(河南科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，河南 洛陽 471023)

經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，加速了對能源的需求。新能源材料與技術(shù)是實(shí)現(xiàn)清潔能源的轉(zhuǎn)化和利用的有效技術(shù)手段，開發(fā)綠色、清潔、可持續(xù)發(fā)展的能源材料以及器件是緩解當(dāng)前能源危機(jī)的有效手段。新能源材料和技術(shù)也是目前國內(nèi)外廣大科研工作者關(guān)注的熱點(diǎn)問題。教育部在2010年把新能源材料與器件定位為材料、電子等多學(xué)科交叉的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)[1]。在這個新興產(chǎn)業(yè)中對技術(shù)類人員的需求是非常迫切的，加大對新能源材料類人才培養(yǎng)是刻不容緩。

河南科技大學(xué)在對人才培養(yǎng)方面，以適應(yīng)國家的新能源戰(zhàn)略需求為基礎(chǔ)，培養(yǎng)掌握新能源領(lǐng)域基礎(chǔ)知識的同時，還具有一定的工程設(shè)計(jì)、工業(yè)制造以及應(yīng)用能力等特色的復(fù)合型人才。在課程設(shè)置過程中，開設(shè)了關(guān)于新能源材料以及器件的相關(guān)課程即《新能源材料與技術(shù)》。該課程是材料科學(xué)與工程學(xué)院碩士研究生的一門選修課程，該課程的設(shè)置主要基于新能源材料和器件的研究領(lǐng)域和方向不斷發(fā)展而設(shè)置。新能源材料方向在河南科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院長期科研積累和沉淀下，形成了良好的學(xué)習(xí)研究氛圍。通過對學(xué)習(xí)該課程相關(guān)學(xué)生的調(diào)研和反饋得知，同學(xué)們的滿意度逐年提高，在學(xué)習(xí)過程中增長了知識，開闊視野，增強(qiáng)了查閱文獻(xiàn)和撰寫論文的能力。由于科技的飛速發(fā)展，要進(jìn)一步提高該課程的教與學(xué)的能力，必須從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核手段等方面進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

1 教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整與優(yōu)化

新能源材料與工藝課程涉及的專業(yè)面比較寬廣，學(xué)科交叉性強(qiáng)，內(nèi)容豐富。教學(xué)內(nèi)容涉及物理、化學(xué)和材料等多學(xué)科的內(nèi)容。本課程的主要內(nèi)容包括：晶體硅太陽能電池材料基礎(chǔ)和應(yīng)用、硅基薄膜太陽能電池、新型鈣鈦礦太陽能電池、鋰離子電池、燃料電池和其他新型能源材料等。本課程設(shè)置的學(xué)時較少，僅為32學(xué)時。而涵蓋的內(nèi)容比較多，從課程內(nèi)容上來看，涵蓋的電池種類達(dá)五種之多。同時這些電池需要的相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)比較多，如半導(dǎo)體物理、化學(xué)等相關(guān)知識。在教學(xué)內(nèi)容，如果要把門類眾多的各種電池全部講解完畢，這顯然是不可能的，這就要求在較短的時間內(nèi)結(jié)合具體況對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理的取舍。對目前占據(jù)光伏市場主體的晶體硅電池，以及對新能源行業(yè)中具有重要地位的鋰離子電池這兩大門類的電池則進(jìn)行重點(diǎn)講解。而關(guān)于硅基薄膜電池、染料敏化電池以及其他新型太陽能電池由于目前產(chǎn)業(yè)應(yīng)用較少，主要處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，則在講解過程中重點(diǎn)關(guān)注目前的研究熱點(diǎn)。

晶體硅太陽電池和鋰離子電池占據(jù)目前新能源市場的主導(dǎo)地位，對其基本結(jié)構(gòu)和和工作原理等基礎(chǔ)理論知識講透徹，加深學(xué)生對基礎(chǔ)理論知識的掌握。工科類學(xué)生更注重理論知識與實(shí)踐的結(jié)合，特別是關(guān)于電池的制備工藝流程環(huán)節(jié)，若只是按照書本和教材的內(nèi)容進(jìn)行講解，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高；如果在理論知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)過程中能與現(xiàn)實(shí)中的企業(yè)生產(chǎn)工藝相結(jié)合，一方面可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，另一方面還可以強(qiáng)化對理論知識的理解。結(jié)合洛陽本地的實(shí)際情況，可以到相關(guān)的光伏企業(yè)和鋰電池企業(yè)進(jìn)行實(shí)地產(chǎn)業(yè)線學(xué)習(xí)，加深對書本知識的理解。此外，而課本中的知識更新較慢，到企業(yè)進(jìn)行實(shí)地學(xué)習(xí)過程中還可以看到關(guān)于更多的新技術(shù)和新工藝的改進(jìn)。

2 教學(xué)方法和手段的調(diào)整與優(yōu)化

教學(xué)方法和手段要根據(jù)教學(xué)對象的變化進(jìn)行實(shí)時的優(yōu)化和調(diào)整，如現(xiàn)在的學(xué)生更多的是90年以后出生，他們的叛逆思想更為嚴(yán)重，已經(jīng)不能采用傳統(tǒng)方式中老師一人在上面講解，學(xué)生在下面聽的模式，這種被動的填鴨式的教學(xué)方法在很大程度上滿足不了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在教改過程需要鼓勵學(xué)生參與，培養(yǎng)學(xué)生的各種能力[2]。在教學(xué)過程中不外乎板書和多媒體兩種方式，如我們專業(yè)的本課程學(xué)校安排的是在多媒體教室進(jìn)行。如果全部采用多媒體進(jìn)行講解，會造成學(xué)生的思考時間太少，對問題的理解不夠深刻；對一些重要的理論計(jì)算和公式推導(dǎo)就需要采用板書形式進(jìn)行，這樣才能留給學(xué)生充足的時間進(jìn)行思考和消化。全部采用板書也是不可取的，需要多媒體課件與板書相結(jié)合。多媒體課件是板書教學(xué)的有效補(bǔ)充，借助多媒體可以突破時空的束縛和限制。

在教學(xué)過程中，應(yīng)該先從介紹能源入手，包括能源危機(jī)、世界和我國目前的能源構(gòu)成、以及對能源需求的現(xiàn)狀、其次，對比新能源和化石類能源的優(yōu)缺點(diǎn)；最后，引入對新能源材料的學(xué)習(xí)。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的具體情況，鼓勵學(xué)生參與到教學(xué)活動過程中，把被動的學(xué)習(xí)過程轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極主動的學(xué)習(xí)。如在講解關(guān)于新型電池特別是關(guān)于近期光伏領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦太陽能電池中，讓學(xué)生利用課下的時間對相關(guān)的知識進(jìn)行查詢，在下次課程中讓同學(xué)們更能積極熱情的參與到討論和學(xué)習(xí)的環(huán)節(jié)。同時也使得學(xué)生的學(xué)習(xí)能力有了很大的提升。由于互聯(lián)網(wǎng)的普及，可以建立教師和學(xué)生共同參與的微信群，方便就課下關(guān)于各種疑問的解答以及問題的討論。

3 考核體系的調(diào)整與優(yōu)化

傳統(tǒng)的教學(xué)方法中隊(duì)課程成績的考核一般是由期末考試成績來確定的，考核形式單一。對考核方式應(yīng)該多樣化，不能僅僅局限于常用的期末考試。這種常用的考試方式容易造成學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，導(dǎo)致有些學(xué)生在考試之前對公式和知識點(diǎn)進(jìn)行死記硬背，不利于分析問題和解決問題能力的提高。在對平時成績的考核上，不僅包括考勤和作業(yè)，還可以新增加對小話題的討論成績。對小話題的討論主要就是涉及到的本課程基礎(chǔ)知識的應(yīng)用，以及相關(guān)前沿內(nèi)容，如在關(guān)于對晶體硅太陽能電池的提高光電轉(zhuǎn)換效率方面的各種措施，可以讓同學(xué)們通過課下的相關(guān)書籍以及文獻(xiàn)的查詢和閱讀，闡述自己對問題的認(rèn)識和理解，從而提高學(xué)生的動手能力和對問題的分析問題能力。采用多樣化的考核方式，不僅可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，還可以減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力。

在學(xué)期末的考試中，增加應(yīng)用類型的題目，出題的內(nèi)容可以是課堂中提出的典型問題，或者是比較好的小論文延伸出的問題，復(fù)合靈活選題，與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系緊密，這樣不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也使學(xué)生意識到平時的學(xué)習(xí)不僅僅為了應(yīng)付考試，還要著眼于更高的層次。

4 結(jié)束語

在新能源材料與技術(shù)課程的教學(xué)過程中，要確實(shí)結(jié)合學(xué)生以及實(shí)地實(shí)際情況，合理取舍，做到因材施教。在教學(xué)過程與同學(xué)們及時溝通和反饋，積極進(jìn)行調(diào)整和改善。教學(xué)改革是一個教師和學(xué)生同時參與的復(fù)雜龐大的系統(tǒng)工程，需要教育工作者更多的研究和探索，同時還需要提高自身的業(yè)務(wù)和科研能力。