新工科背景下商丘师范学院新能源材料概论课程的教学改革探讨*

李 盼,刘应敏,薛郑州，杨 晨,魏 伟,瞿 鹏

(商丘师范学院化学化工学院，河南 商丘 476000)

1 新工科的提出

科学技术是第一生产力，创新是引领发展的第一动力。当今世界正在经历百年未有之大变局，进入21世纪以来，人工智能、大数据、新能源等一系列新一轮科技正在蓬勃发展，给全球发展和人类生产生活带来了翻天覆地的变化，但同时也给我国工科教育带来了严峻挑战。虽然我国工科专业毕业生在整体数量和人才结构上均处于国际优势地位。但是，我国在工科人才培养上存在一定的局限性，这集中表现在工科科学基础不够扎实和专业技术能力欠缺两个方面。

为提升国家核心竞争力，培养高素质的“新工科”人才，我国积极推进“新工科建设”。2017 年 2 月底，教育部发布了《教育部高等教育司关于开展“新工科”研究与实践的通知》，希望各地高校开展“新工科”的研究实践活动，深化工程教育改革，推进“新工科”的建设与发展。随后，教育部多次组织高校进行深入探讨，形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”[1]。新工科具有引领性、交融性、创新性、跨界性和发展性等特征，新工科的发展为其它学科的建设起到了引领和示范作用。与老工科相比，“新工科”更强调学科之间的交叉和拓展，其内涵更复杂、建设难度更大、需要投入的资源更多，且在建设过程中需要不断调整和完善[2]。

2 新能源材料概论课程现状

新能源材料概论是化学化工学院新能源科学与工程专业的专业课程，是继无机化学、有机化学、分析化学之后一门基础课程。该课程开设于第三学年上半学期，学生已经具备了化学化工领域的基本理论知识和实验技能。新能源材料概论这门课程具有内容涵盖面广、知识点分散及前沿性较强的特点，大部分学生难以短时间内消化吸收课上所讲授的知识，课时安排比较有限且缺乏相关的实验训练，传统的教学模式已经不能满足新工科背景下对人才培养的需求。另外，目前的考核方式主要采取期中成绩和期末成绩的百分制加和，期中成绩主要以平时作业为主，期末成绩取决于期末考试。这种考核评估具有较大局限性，不能真实反映学生的综合素质。因此，我们亟需探索新的教学模式和考核评估方式。

3 新工科背景下新能源材料概论课程改革措施

3.1 优化师资配置，进行针对性教学

新能源材料概论是一门综合性课程，相比于无机化学、有机化学、分析化学等基础课程，改课程内容更加丰富，涵盖了新能源材料领域的大多数科学前沿。在新工科背景下，改变传统的授课模式，根据教师的科研方向和擅长领域进行分工，将由一名教师担任一门课程的讲授模式改变为由多位教师讲授的团队教学模式。比如“太阳能电池”这方面的内容，可以将这部分内容让从事相关研究防向的教师进行讲授，将讲授内容细化为染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池、钙钛矿太阳能电池等，这样既可以提高学生学习的兴趣，同时也可以把相关的知识点讲的更透彻，使学生更容易理解和掌握。

3.2 改善教学方法，培养学生独立解决问题的能力

当前的教学方法仍比较固定，即教师在课堂上讲解课本内容和相关拓展知识，学生进行简单的记忆。虽然这种讲授模式短时间内可以让学生快速认知，但这样的过程属于一种被动输入，不能很好地发挥学生的主动性和创造性。学生在这样的学习环境下难以产生创新性的想法，独立分析、思考、解决问题的能力也会随之下降。

“授人以鱼不如授人以渔”，传授学生知识，不如教会学生获取知识的能力。在新工科背景下，要以学生为主体，教师扮演引导者的角色[3]。可以采用以下教学模式：将学生分为多个小组，教师给每个小组规划出一种新材料的具体应用方向，要求他们查阅相关文献，研究材料制备所运用到化学原理及所学化学理论，结合自己的创新性想法，制作成PPT进行汇报，教师根据汇报的内容，进行打分和点评。通过这样一个过程，一方面能够培养学生对文献的综合分析能力及团结协作的能力，另一方面，可以调动学生的学习积极性，同时锻炼学生独立分析、解决问题的能力。

3.3 提供开放实验室，理论和实践相结合

开放实验室是培养学生动手能力和创新精神的重要场所。单纯的理论课程学习使学生缺乏实践经验，对所学的知识理解不够深刻。通过安排一些和理论课程同步的实验技能训练，不仅可以提高学生运用知识能力以及分析问题、解决问题的能力，还可以极大地激发学生的学习主观能动性。如与“太阳能电池”这方面内容相关的实验设计，可以安排染料敏化太阳能电池和量子点太阳能电池两个小实验。其应用到的理论知识(如电极制备、电化学表征、电池性能评价等)均属于理论课所讲授的内容，同时学生也已经通过无机化学实验、有机化学实验、分析化学和物理化学等方面的实验训练掌握了基本的实验技能，在教师的带领下，能够独立完成整个太阳能电池器件制备过程。在此过程中，不仅加深了对所学化学理论知识的理解，还培养了创新思维能力，掌握了科研的思路和方法，为大四毕业论文设计和研究生阶段的科学研究打下了坚实基础。

3.4 多元化考核

考核环节是教学过程的重要环节之一，这一环节能有效地促使学生复习和巩固所学内容，检查他们对所学知识的理解、掌握及运用情况，既是评定学生学习成绩的有效手段，也是检验教学效果、改进和提高教学质量的主要途径[4]。传统的课程考核方式仅仅通过分数来判断学生是否掌握了这门课程，这种方式仅侧重于学习结果，而忽视了学生的学习过程。

在新工科背景下，为了培养出高素质人才，教师更应该关注学生综合素质的提高。丰富平时成绩内容，将课堂互动、PPT汇报的分数纳入其中。期末考试应多设置主观题，以考察学生的开阔性思维；也可以选择提交小论文的考核方式，通过对文献进行综合分析，提炼观点，培养学生的科研能力和创新精神。通过灵活多样的考核方式及动态的考察与过程管理，有效调动学生的学习积极性、主动性和创造性。

3.5 产学研紧密结合，加强校企合作

产学研合作教育是把以课堂传授知识为主的学校教育与直接获取实际经验、实践能力的生产实践相结合的教育形式[5-6]。这种教育形式可以充分利用学校与企业单位各自在人才培养方面的优势，解决单一学校教育模式培养的学生偏重知识传授，不能满足企业的需求，职业发展受限的问题。目前商丘师范学院已经与河南金迈科技有限公司、河南顺之航能源科技有限公司、北汽福田新能源汽车有限公司等多个新能源或者化学化工领域企业进行了深度校企合作，建设了电化学实训室、锂离子电池实训室、太阳能电池实训室3个校内实训基地。学院会定期邀请企业工程师到学校讲学，传授实践经验；同时学生在大四下学期到企业实习，将所学化学化工方面的知识用于实践，真正学到适应企业实际岗位需求的专业技能，掌握实践经验，为“新工科”理念下的人才培养奠定了良好基础。

4 结 语

新能源材料概论是化学化工学院新能源科学与工程专业的一门重要专业课程，对培养高素质复合型人才起着关键性的作用。在“新工科”背景下，教师需要改变传统的教学模式和理念，以学生为主体，教师为主导，将培养学生分析和解决问题能力、团队协作能力、创新精神等综合素质作为最终的教学目标。新能源材料概论课程改革需要高校、教师、企业和学生相互联动，一同发力，在实践中不断摸索前进，积累经验，全力以赴将学生培养成化学化工领域的顶尖人才。