化学电源课程思政教学探索与实践

张克宇 姚耀春 徐明丽 李银 梁风 张少泽

［摘 要］为践行习近平总书记关于构建“大思政”格局的重要思想，促进课程思政建设，探索科学有效的思政教学思路，构建思政引导下的化学电源课程协同育人新模式，培养德才兼备、全面发展的人才，文章以化学电源课程的绪论教学为例，从教学内容安排、课程思政教学思路规划、思政元素挖掘、教学活动优化整合等方面探讨了在化学电源教学中开展课程思政的思路、方法和手段，进而促进新能源材料与器件专业其他专业课程思政教学的改革与发展。

［关键词］课程思政；化学电源；教学改革；绪论

［中图分类号］G641［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2024）10-0089-05

2016年，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调，要把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，并指出要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。集中精力构建“大思政”格局，已成为新时代高校落实立德树人与人才培养的基础[1]。对高校教师而言，在课程教学中创新教学理念，树立教学目标，探索教学模式，挖掘思政元素，整合教学内容，将思政教育和专业教学有机融合，是践行思政育人、文化育人、专业育人、实践育人等全方位全过程育人“大思政”教育理念的途径[2-5]。

化学电源课程作为昆明理工大学（以下简称我校）新能源材料与器件专业大三学生必修的第一门专业课程，其教学内容是对物理化学、无机化学、电化学等专业基础课程教学内容的延伸，也是储能材料与器件开发和产业化应用的基础。因此，化学电源课程在新能源材料与器件专业学生培养中起着承上启下的桥梁作用。目前，我校化学电源课程教学体系存在思政内容单一、分散的问题，教学中较注重各章节基础知识的讲授，而不重视对课程教学背景的讲解，较少从社会发展需求和国家政策指导的角度引导学生深入认识各储能器件的发展，不利于培养学生的社会责任感和服务社会意识。因此，如何在化学电源课程中贯穿思政教育，实现基础内容和国家政策、行业发展的关联与融会贯通，让学生理解家国情怀、大国精神和科技理念，达到协同育人的教学目标，需要我们细致而深入的研究[6-7]。

当前，我校化学电源课程的教学目标是培养具有良好的人文素养，富有创新能力、务实精神和社会责任感，系统掌握能源转换与存储材料、器件设计与制造工艺、测试技术与质量评价等方面的专业基本理论与基本技能的应用研究型人才。在近年的教学实践中，课程教研组在基于上述教学目标开展教学的同时，以“润物细无声”的教学方式，引入思政内容，在专业知识讲解的过程中给学生以启迪，潜移默化地引导学生，培养学生的家国情怀，激发学生的民族自豪感，强化学生的责任意识和社会担当，引导学生今后积极投身新能源储能领域，担起国家能源结构转变和储能发展变革的重担。本文选取化学电源课程的绪论部分作为思政教学案例，详细介绍课程思政设计思路、目标定位、教学模式和实施成效，将各环节的教学重点与思政教育巧妙融合。

一、教学内容安排

绪论作为化学电源课程的开篇，是让学生整体认识化学电源课程的开端，承担着激发学生学习兴趣和培养学生家国情怀的重要任务。我校新能源材料与器件专业化学电源课程选用史鹏飞主编的《化学电源工艺学》作为教材。在此基础上，课程教研组整合其他教材资料和网络教学资源，重新编写了教学大纲，确定了教学内容：①化学电源对新能源产业发展的支撑——了解新能源发展背景和风、光、水电发展现状与趋势；②储能技术发展的现状和特点——了解各种储能技术的优势、劣势和应用方向；③化学电源的发展史、应用前景和发展方向——了解化学电源在社会和经济发展中的重要作用，掌握未来化学储能趋势。绪论部分教学计划学时数为2学时。

二、课程思政教学思路规划

绪论部分的教学内容涵盖大量国内外形势政策和行业发展等宏观性问题，而这些问题本身就蕴含着大量思政元素。充分挖掘这些思政元素，不仅可以提升课程本身的教学质量，而且可以有效激发学生参与国家经济社会建设的热情。课程教研组通过“实践—反馈—研讨—再实践”的模式，不断优化思政元素的融入途径，要求任课教师在教学前把握好四点：①课程学情——了解开课前学生的知识储备；②课程教学目标——梳理知识教学和思政教学的任务；③课程教学内容——整合现有教学重点，融入思政元素；④课程教学方式——开展多种教学模式的探索。

（一）课程学情分析

我校化学电源课程主要面向新能源材料与器件专业大三学生开设。在开课前，学生已经在大二系统学习了80学时的无机及分析化学、80学时的物理化学和112学时的材料科学与工程基础，具有较好的化学功底和材料科学学习基础。此外，我校新能源材料与器件专业学生在学习完化学电源课程后，还有能源环境技术与评价、材料制备方法概论、实验设计及数据处理等选修课程，以及化学电源课程设计、新能源材料与器件专业实验、新能源材料与器件生产实习等实践必修课。本课程的学习可为后续其他课程的学习提供良好的理论和实践基础，可有效提高学生在选修课上的学习效率和在实践课上的动手能力。因此，化学电源课程对新能源材料与器件专业学生的综合素质培养和专业教学计划的实施具有举足轻重的作用。

（二）课程教学目标

根据我校新能源材料与器件专业人才培养目标、化学电源课程教学目标，结合绪论部分的教学内容，课程教研组从知识与技能目标、过程与学习目标、思政与育人目标三个角度设定了绪论部分的课堂教学目标。

1.知识与技能目标：让学生了解新能源的新发展和地位，新能源分类和发展趋势，各种储能技术的特点和应用方向，化学电源的定义、发展、种类和应用，化学电源未来发展趋势。

2.过程与学习目标：培养学生独立思考、科学抽象、概括整理、归纳总结的能力，让学生准确系统地掌握知识规律和学习方法；以信息技术创设教学环境，通过多种教学方法，使学生体验互动教学过程，由原先的以教为主变为以学为主，促进学习方式的转变。

3.思政与育人目标：通过教师启发和学生参与，强化学生的科学探究意识，培养学生的参与精神、创新精神和实践能力；将价值塑造、知识传授和能力培养融为一体，培养学生正确的世界观、人生观和价值观；激发学生的学习兴趣，吸引学生注意，培养学生好学上进的态度，坚定学生的专业理想信念。

（三）课程教学内容

绪论部分教学内容涉及的背景知识较为复杂，覆盖面广，知识点较多，主要有：①新能源的定义和分类；②储能技术的定义、特点、定位和作用；③新能源与化学电源的关系；④化学电源的定义和优势；⑤化学电源的发展历程；⑥各类化学电源的应用需求；⑦废旧电池的回收与综合利用；等等。为充分将思政内容融入教学内容，课程教研组结合课程教学目标和随堂学生听课反馈，将绪论部分的教学内容进行了优化整合。

融合思政元素后，教学内容调整如下：优化原有知识点①，补充新能源在当今社会经济发展中的重要作用；重组原有知识点②③④，补充化学电源在新能源开发和应用中的中心地位；整合原有知识点⑤和⑥，补充化学电源的发展和创新要符合社会发展和经济建设的时代需求；整理原有知识点⑦，补充化学电源的可持续化和资源闭环回收利用是我国可持续发展战略的重要组成。

（四）课程教学方式

课程教研组依据课程教学目标、学生前期知识储备和绪论的教学思路，以丰富学生知识储备、融入家国情怀、提升学生实践能力为中心，确定线上+线下、寓教于乐（课堂互动）、实践参观三种模式相结合的教学新模式。教师在课前通过雨课堂发送当堂课的随堂习题和课程任务，在线分享专业合作企业的专题讲座，从实业报国和科技强国角度让学生了解创新的价值；在课堂教学中采用互动娱乐、问题解决的教学思路，利用多媒体教学软件将知识融入其中，让学生在互动中学习；课后借助专业实验室资源，让学生身临其境地了解科研环境和氛围，结合当今电池材料与器件发展前沿培养学生科技创新思维。

三、课程思政教学改革亮点案例

化学电源作为当前应用最为广泛的储能系统，承担着国家能源产业结构调整的重要使命。因此，针对绪论部分的教学，课程教研组精选了四个思政亮点，结合国家政策需求，融入大国精神、科技报国理念和科学家精神，全方位、多层次培养学生家国情怀，凸显育人特色。

（一）新能源产业是国家经济发展的重要支撑

以新能源产业发展的背景和重要作用为议题，通过引入《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）框架下每年举行的联合国气候变化大会，从《京都议定书》到《巴黎协定》，讲解减少温室气体排放的重要性，以及推进绿色制造体系建设、促进工业绿色低碳发展的重要使命，并从当前能源短缺和环境问题日益严重出发，讲述当前发展绿色新能源技术的重要性。要实现绿色新能源技术的可持续发展，就必须依靠新能源产业和高性能的储能技术，践行“绿水青山就是金山银山”理念，从而唤起学生保护地球、保护环境和爱国爱家的情怀[8]。此外，以2020年习近平主席在第七十五届联合国大会上宣布的中国“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”为切入点，详细讲解国家在碳减排和新能源领域发展的信心和决心，以及大国的责任担当和信守承诺的大国形象，指出当前是国家能源产业结构调整的关键时期，体现新能源发展的重大意义，促使学生今后投身国家能源产业建设大潮。

在讲授新能源分类内容时，先以新能源发电（风电、光电、水电、生物质发酵等）在生活中的应用为切入点，围绕“为什么新能源可以助力国家能源结构调控”这一问题展开该部分的教学。例如从风、光、水电，氢能的布局、发电特点和面临的问题入手，讲解国家能源利用从一次能源利用向二次能源利用转变的过程。接着，通过事例讲解引入身边的生活实例，如家用太阳能光储系统、新能源汽车、风力发电路灯等，引导学生从日常衣、食、住、行等方面进行分析，让学生认识到，上到国家能源战略，下到日常生活，新能源无处不在，正影响和改变着大家的生活方式。最后将主题升华，面向星辰大海：从“可上九天揽月”的载人航天工程、探月工程、空间站建设，到“可下五洋捉鳖”的探海神器——“蛟龙”号载人潜水器，都与新能源发展和能源存储紧密相关。通过国家重大科技成果和高科技装备的事例，增强学生的民族自豪感，坚定学生科技报国的决心。

（二）化学储能技术助力新能源发展

以“储能技术对间歇式发电的作用”为切入点，引出化学储能对新能源产业发展的支撑，让学生在理解化学电源在新能源开发和应用中的中心地位的基础上，明确化学电源的发展和创新要符合社会发展和经济建设的时代需求。

在讲授化学电源发展、类型和应用领域时，梳理不同储能体系的发展背景和特点，构建起化学电源发展与政策导向、行业发展和社会需求间的内在联系，再从器件发展的脉络入手，讲解材料和器件开发的过程。在具体教学中，如在介绍当今锂电池发展背景和高能量密度电池发展需求时，引入“中国制造2025”对动力电池发展的规划，其中明确指出2030年电池能量密度要达到500 Wh/kg，而在当今商业化的电池体系中，只有锂离子电池能满足这一要求。在授课过程中，通过设定相应的目标值，除了让学生讨论不同体系化学电源的特点，分析实现目标的途径，还可以让他们了解国家政策导向和行业发展需求，从而激发学生的学习兴趣。

将主题升华，我国科技事业取得的历史性成就，是一代又一代矢志报国的科学家前赴后继、接续奋斗的结果。其中，在储能材料与器件“百花齐放”的今天，以朱亚杰、陈立泉、欧阳明高、赵东元等为代表的一批科学家坚持“胸怀祖国、勇攀高峰、追求真理、潜心研究、奖掖后学”的精神，为国家新能源发展贡献力量[9]。通过器件开发过程中的一些典型案例，融入创新性科技理念和勇于吃苦的科学精神。如以2019年诺贝尔化学奖三位获奖者［约翰·B.古迪纳夫（John B. Goodenough）、斯坦利·威廷汉（Stanley Whittingham）和吉野彰（Akira Yoshino）］的生平为例，激发学生对科学的兴趣，培养学生观察、思考和动手等科学素养，启发的学生想象和创新思维，告知学生，三位高龄诺贝尔奖获得者能取得这么大的成就，归因于他们这么多年的坚持不懈和勤奋努力。此外，向学生讲解我校冶能学院精神和文化、学院典型人物事例（戴永年院士90多岁还坚持每天上班，与年轻的科研教师座谈，并致力于锂离子电池、钠空气电池和光伏电池的研究），将理想信念、专业精神、职业素养、价值取向、工匠精神等思政元素融入其中，培养学生正确的理想信念、价值观和高尚品德。最后，引用唐代刘禹锡的诗句——“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”，希望学生在今后的学习和事业中也能经得起千锤百炼、耐得住寂寞，认准目标，坚持不懈，最终成为闪闪发亮的金子。

（三）绿色化学电源的可持续发展

在讲解教学内容“废旧电池的回收与综合利用”时，以社会发展中废旧电池的污染事件为切入点，指出绿色化学电源可持续发展的重要意义，并让学生理解化学电源发展对社会进步的两面性。以典型的环境污染案例切入，通过1956年的日本水俣病事件，指出在满足社会发展的同时，化学电源造成的污染层出不穷。其中，镍铬电池中的金属铬如果进入人体会导致骨痛，引起骨质软化；铅酸电池中的金属铅会抑制血红蛋白的合成代谢，导致体格发育迟缓；锂离子电池镍钴锰三元材料中的金属元素镍、钴、锰也会导致综合性功能紊乱、中枢神经受损等问题。通过这些环境问题的出现和恶化，引出人与自然和谐相处的重要性，以及合理有效处理废旧电池的紧迫性。针对废旧化学电源，从2003年出台的《废电池污染防治技术政策》到2022年出台的《关于做好推进有效投资重要项目中废旧设备规范回收利用工作的通知》，我国已经形成完整的回收体系，再结合当前首批新能源汽车退役潮的来临和废旧锂离子电池回收问题，向学生讲解各类化学电源的回收处理方式，让学生充分认识化学电源的组成，正确运用所学知识解决电池可持续发展问题。

（四）参观学习+科研活动的实践模式

基于化学电源课程绪论教学的开展，带领学生到位于石林的云南首个太阳能光伏并网实验示范电站——石新公司太阳能光伏电站现场参观实习。石新公司向学生们介绍了集团、新能源公司及石林太阳能项目的发展历程，光伏行业在国内的发展状况以及在全世界的发展前景。此外，还对太阳能光伏发电技术进行了详细的分享交流，充分展示了集团新能源板块的太阳能、风能、生物质能项目，倡导健康、绿色、低碳环保的生活理念，让学生了解我国生态文明建设的发展情况，培养学生的爱国主义情怀、专业精神与工匠精神，提高学生对专业的认可度。进一步整合学生资源，让学生在课余时间参与创新创业活动。在科研训练和创新创业活动中，专业教师积极宣传团队取得的一系列科研成果，开设系列专题讲座，以研究成果和实践成果反哺教学，坚定学生的专业信念，培养学生的科学钻研精神、学术道德和进取精神，使教书育人、科学研究、社会服务相得益彰，为推动构建课程思政育人大格局打下坚实基础。

四、教学效果

课程教研组通过对化学电源课程思政教学的探索，对教学目标、课程内容、教学方法进行创新性改革，融入思政元素，充分发挥化学电源课程协同育人的功能，逐渐形成特色化、多元化的人才培养体系。学生评教课堂满意度、教师教学水平等均取得了显著提升。

（一）逐渐形成特色化、多元化的人才培养体系，助力一流本科专业建设

经过教学团队对化学电源课程思政的探索与实践，逐渐形成以“厚基础、宽口径、重实践、能创新”为培养理念的一流本科教学体系，将家国情怀和科技报国的理念融入其中，逐渐形成特色化、多元化的人才培养体系，学生评教课堂满意度由原先的92%提升到97%。在此基础上，助力新能源材料与器件专业成功申报国家和省级一流本科专业。借助课程思政建设和专业建设，实现“以点带面”“点面结合”的量变效果，推动其他核心专业课程思政教学的改革，进一步完善专业整体人才培养体系。

（二）坚持以思政引导和学生培养为中心，育人成果显著

采用“思政引导，能力培养”的教学模式，在教学过程中，培养学生的家国情怀和科学家精神；在课后实践中，激发学生的学习兴趣，培养学生的独立实践能力，促进学生科学战略思维的发展。此外，对不同学生进行差异化的培养。通过专项化培训，很多学生在大学生科技竞赛、科研成果产出等方面均取得了优异成绩。学生通过课堂学习和科研实践，不仅能够深刻理解和运用所学基础知识，而且为未来进入新能源行业工作打下了坚实基础。

（三）课程思政体系日趋完善，教育教学成果突出

课程教研组在工程教育专业认证、新工科建设的指导下，参照本课程思政教学改革标准和成效，对本课程思政教学进行严格要求，积极组织教师团队开展教学研究；借助课程思政教学探索和实践，在培养学生的同时，加强师资队伍建设，历练出了一支教学方式多元、专业知识基础扎实、科研水平高、工程实践能力突出、全方位发展的人才培养队伍。

五、结语

化学电源是储能材料与器件开发和产业化应用的基础。绪论章节的教学是引导学生认识化学电源发展背景和组成的关键。课程教研组通过创新教学理念、整合教学目标、梳理教学内容、丰富教学模式，在化学电源课程绪论教学过程中，恰如其分地融入思政元素，引导学生形成正确的理想信念和价值取向，厚植家国情怀，增强科技报国和科技强国的使命感，形成正确的世界观、人生观和价值观，为社会培养更多复合型高素质人才。

［ 参 考 文 献 ］

[1］ 靳铭，杨雨霏.课程论视角下的“课程思政”与“思政课程”协同育人研究[J].西北工业大学学报（社会科学版），2024（1）：25-32.

[2］ 陆道坤.新时代课程思政的研究进展、难点焦点及未来走向[J].新疆师范大学学报（哲学社会科学版），2022，43（3）：43-58.

[3］ 刘丽，李擎，董洁，等.新工科背景下自动化专业课程思政探索与实践：以“微机原理及应用”课程为例[J].高等理科教育，2022（1）：117-123.

[4］ 马占营，范广，高丰琴，等.无机化学“课程思政”教学设计案例研究：以绪论教学为例[J].大学化学，2021，36（12）：12-17.

[5］ 胡军，于浍.理工科专业课程思政教学模式探析：以“网络化系统控制理论”课程为例[J].思想政治教育研究，2021，37（4）：107-110.

[6］ 李晓峰，王恒，王利霞，等.“化学电源”课程思政教育教学改革初探[J].安徽化工，2022，48（3）：178-180.

[7］ 周朋飞，吴小中.“化学电源工艺学”课程思政建设探索[J].广东化工，2021，48（17）：305-306.

[8］ 朱凤，张文彬.化学电源课程思政的教学探索与实践[J].宜春学院学报，2022，44（9）：114-117.

[9］ 万长松，程磊.新时代中国特色科学家精神的传承与发展[J].河南师范大学学报（哲学社会科学版），2022，49（5）：1-7.

［责任编辑：周侯辰］