专业导论-新能源 教学大纲VIP

《专业导论》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称专业导论Majorintroduction课程代码100060课程性质必修开课院部应用物理与材料学院课程负责人课程团队材料科学与工程教研室核心课教学团队授课学期1学分/学时1/16课内学时16论时理学16验时实郸0实训八（含上机）。实习0其他0课外学时16适用专业2021级电子信息工程专业（新能源材料与器件模块）授课语言中文先修课程无后续课程本课程支撑后续的《新能源材料与器件制备技术》、《超级电容器原理》、《锂离子电池材料合成与应用》、《燃料电池基础》、《太阳能光伏发电技术》课程；通过本课程的学习，学生可对新能源材料与器件领域有总体认识，提高学生对本专业的学习兴趣和自学能力，使学生了解相关课程的背景知识和发展现状，让学生具备识别和表达相关领域知识的能力。同时:本课程讲授材料学科前沿、行业发展方向、职业发展规划等，培养学生的科学家精神和创新创业意识，为后续的专业实验、综合训练和课外科技活动提供一定的支撑。课程思政设计结合国家关于新材料和新能源领域的多项战略规划，介绍新材料和新能源产业现状及发展前景，让学生明白新材料和新能源背后的环保、能源、国家安全等方面的考量。把社会主义核心价值观和科学家精神有机融入课堂，让学生真正感受到自己专业课程的温度，增强专业荣誉感和使命感，培养学生的爱国情操，激发学生的学习动力；树立学生就业及发展的自信心，培养学生对专业的学习热情；结合学科前沿研究、新能源领域的创新创业事迹，培养学生创新精神和意识。创新创业教育设计融入材料专业学生创新创业项目和比赛介绍，讲解新能源领域的代表性产业发展，从创新创业角度介绍材料和能源领域的创新发展。课程论文评分标准教学目标要求评分标准权重（％）90-10080-8960-790-59目标1（支撑毕业要求指标点10.3）课程论文规范；熟悉掌握新能源材料与器件的研究现状和发展方向，逻辑性强,有较高创新性，对各种新能源材料与器件的优缺点分析正确，可使用英文撰写摘要。课程论文规范;对新能源材料与器件的研究现状和发展方向比较熟悉，逻辑性比较强，有一定创新性，对各种新能源材料与器件的优缺点分析基本正确，可使用英文撰写摘要，但有少量错误。课程论文规范;初步了解新能源材料与器件的研究现状和发展方向，逻辑性和创新性一般,对各种新能源材料与器件的优缺点分析错误较多，可使用英文撰写摘要，但错误较多。课程论文格式不规范；不了解新能源材料与器件的研究现状和发展方向，逻辑性和创新性较差，对各种新能源材料与器件的优缺点分析有大量错误，使用英文撰写摘要有大量错误。40目标2（支撑毕业要求指标点12.2）课程论文规范；在正确理解教师讲授的内容基础上，可自己查询大量参考文献和资料扩展所学知识，参考文献和资料多且新，引用相关参考文献30篇以上，体现很强的自学能力。课程论文规范;在基本正确理解教师讲授的内容基础上，可自己查询较多参考文献和资料扩展所学知识，参考文献和资料比较多，引用相关参考文献20-30篇，体现比较强的自学能力。课程论文规范;在基本正确理解教师讲授的内容基础上，可自己查询少量参考文献和资料扩展所学知识，参考文献和资料较少，引用相关参考文献10-20篇,自学能力比较差。课程论文格式不规范;对教师讲授的内容理解错误较多，自己查询参考文献和资料数量少，引用相关参考文献小于10篇自学能力差；课程设计没无创新性。40课程简介本课程是电子信息工程专业（新能源材料与器件模块）的必修课程。课程主要内容包括电源原理及其电极的制备、组装和测试、锂离子电池电极材料及电解液发展动态、钠/钾离子电池电极材料及电解液发展动态、金属空气电池及其他先进电池体系、超级电容器体系及其发展动态、超级电容器体系及其发展动态、燃料电池研究发展动态、太阳能电池发展动态、新能源汽车动力电池发展动态八大部分。本课程目的在于通过学习新能源材料与器件领域前沿技术的发展动态，使学生了解本专业的专业学习方向、技术发展动态，培养学生的科学家精神，激发学生自学能力、学习兴趣，提升学生的创新创业能力。二、课程目标及对毕业要求指标点的支撑序号课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求1目标1：通过跟踪新能源材料与器件的国内外发展现状、趋势和应用前景，了解新能源材料体系的构成和优缺点，具备一定的国际视野。指标点10.2：能够跟踪本专业领域的国内外发展现状、趋势和应用前景，具备一定的国际视野，并能够在跨文化背景下进行沟通和交流。毕业要求10：能够就新能源材料与器件领域中复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令，并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。2目标2：了解新能源材料与器件相关的基本常识和应用策略，能够自主通过查阅文献及资料了解新能源材料与器件的专业背景，培养不断学习和适应发展的能力。指标点12.2：能够认识到社会和科学技术的快速发展以及终身学习的重要性，以适应未来发展需求。毕业要求12：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。三、教学内容及进度安排序号教学内容学生学习预期成果学时教学万式支撑课程目标及课程思政融入设计1第一章化学电源原理及其电极的制备、组装和测试化学电源原理电极材料的合成方法电池组装和测试技术课程思政教学内容：结合国家关于新能源领域的多项战略规划，介绍新能源材料与器件产业现状及发展前景，树立学生就业及发展的自信心，培养学生对专业的学习热情。重点及难点：电池测试中常用的电化学方法及测试原理了解电极材料常见的合成方法及电池组装工艺，并初步了解电池测试中常用的电化学方法，具备电池评估能力2讲授/案例分析/课堂讨论目标1目标2课程思政元素设计：围绕国家“碳中和、碳达峰”重大战略，在讲解我国新能源产业发展时，引入两弹元勋邓稼先等老一辈科学家“赤心报家国，铁肩担道义”的事迹，讲解他们，“舍小家，为国家”的家国情怀，鼓励学生努力学习专业知识，矢志为国家“碳中和、碳达峰”做出贡献。创新创业设计：介绍材料专业学生创新创业项目和比赛，鼓励学生积极参加科研团队，在创新创业项目中，学以致用，培养集智攻关、团结协作的协同精神。2第二章锂离子电池电极材料及电解液发展动态锂离子电池正极材料的发展动态锂离子电池负极材料的发展动态电解液的发展动态重点及难点：未来社会对锂离子电池材料及电解液的需求；新材料开发的方向。明确社会对锂离子电池材料及电解液的需求，并能够展望未来锂电相关新能源材料的开发方向。3讲授/案例分析目标1目标2课程思政元素设计：针对锂离子电池电极材料及电解液发展动态，补充2019年诺贝尔化学奖：“锂离子电池的胜利！一个可充电的世界”，重点讲述三位获奖科学家如何脚踏实地，针对社会需要，干坐冷板凳，一步步实现锂离子电池商业化。通过介绍材料的前沿发展，引导学生思考新材料的研发历程，激发学生创新创业意识。3第三章钠/钾离子电池电极材料及电解液发展动态钠/钾离子电池正极材料的发展动态钠/钾离子电池负极材料的发展动态了解钠/钾离子电池运行原理，并初步了解未来钠/钾离子电池相关新能源材料的开发方向，能13.3钠/钾电解液的发展动态重点及难点：钠/钾离子电池正、负极储能机理。够识别锂/钠/钾离子电池设计区别。创新创业设计：材料领域代表性创新企业介绍，让学生了解职业发展方向。4第四章金属空气电池及其他先进电池体系金属空气电池体系简介金属空气电池原理及应用金属空气电池所面临的挑战以及亟待解决的问题金属空气电池研究的发展动态重点及难点：理解各类金属空气存在的问题和可能解决途径。了解金属空气电池的储能机理，能够浅谈未来电池体系的发展方向。2讲授/课堂讨论/案例分析目标1目标2课程思政元素设计：在介绍锂空气电池及其他先进电池体系时，补充诺贝尔生物奖得主屠呦呦在面对青蒿素抗药性难题的出现时，如何咬住创新不放松，提出新方案、找到新途径、勇攀高峰、敢为人先，让创新精神发光出彩；树立学生就业及发展的自信心，培养学生对专业的学习热情。创新创业设计：金属空气电池商业化现状和思考。5第五章超级电容器体系及其发展动态超级电容器的用途对称超级电容器的发展动态非对称超级电容器的发展动态重点及难点：超级电容器的用途及社会对超级电容器的需求；新材料开发的方向。了解社会对超级电容器的需求，初步获得未来超级电容器相关新能源材料的开发能力。2讲授/案例分析/课堂讨论目标1目标2课程思政元素设计：在第介绍超级电容器体系及其发展动态时，讲解袁隆平数十年如一日的吃苦耐劳的科学精神,鼓励学生们善于观察，勤于思考，敢于失败，勇于探索，在日常生活当中永远保持好奇心与探索精神。创新创业设计：从创新创业角度分析超级电容器的产业化优势和缺点6第六章燃料电池研究发展动态燃料电池种类及研究现状燃料电池中的催化反应燃料电池电极材料发展动态重点及难点：燃料电池电极反应机理。了解燃料电池分类和发展动态，理解各类燃料电池运行原理。2讲授/案例分析/课堂讨论目标1目标2课程思政元素设计：讲解我国著名的化学家、化学教育家、中国电化学的开拓者之一的吴浩青关于电极动力学的理论。鼓励学生们要立鸿鹄志、严谨求实、敢于创新，在继承前人的基础上不断超越。让学生明白新能源产业与国家安全、人类命运的关系，坚定学生投身新能源产业的意志。创新创业设计：氢能产业和能源领域的创新发展7第七章太阳能电池发展动态太阳能电池的种类介绍太阳能电池基本结构及工作原理太阳能电池发展动态重点及难点：太阳能电池的基本结构和工作原理。了解太阳能电池的发展动态，理解太阳能电池的工作原理。2讲授/案例分析目标1目标2课程思政元素设计：通过我国太阳能产业的历史和现状，让学生明白一个产业的发展需要付出巨大努力和长久规戈L需要国家各部门通力合作，需要企业和工程师、科学家共同努力,培养学生的创新创业和敬业精神。创新创业设计：太阳能电池的商业化应用实例。8第八章新能源汽车动力电池发展动态新能源汽车市场概况动力电池应用现状动力电池发展趋势重点及难点：新能源动力电池的类型、关键技术指标，以及动力电池发展趋势。了解新能源或新材料行业现状，思考和明确职业发展路径。2讲授/案例分析目标1目标2课程思政元素设计：在介绍新能源汽车动力电池发展动态时，补充钱学森从钻研航空理论志在前沿，到回国后投身航天事业领导科技工程的过程，激励同学们为了国家需要，提升知识水平，投入到国家的新能源战略。创新创业设计：介绍ATL、BYD等优秀新能源民族企业的核心技术。四、课程考核序号课程目标（支撑毕业要求指标点）考核内容评价依据及成绩比例（％）成绩比例（％）平时表现课程论文1目标1（支撑毕业要求指标点10.3）考核新能源材料与器件专业相关背景、发展现状和趋势，各种新能源材料与器件的优缺点和适用情况，以及针对新能源材料与器件领域在跨文化背景下的沟通能力。1040502目标2（支撑毕业要求指标点12.2）考核新材料和新能源专业相关知识查阅文献和自主学习的能力，以及创新创业能力。104050合计2040100五、教材及参考资料教材：自编参考资料：.《锂离子电池与无机纳米电极材料》[M],王恒国，段潜，李艳辉，化学工业出版社，2016,第一版，TSBN：9787122257307o2.《锂离子电池--应用与实践》[M],吴宇平，化学工业出版社出版，2012,第二版，ISBN：9787122124218o3•《电动汽车动力电池系统设计与制造技术》[M],王芳，夏军，科学出版社出版，2017,第一版,TSBN：9787030496218o4,《锂空气电池》[M],今西诚之，艾伦C伦兹，彼得・G・布鲁斯，化学工业出版社，2017,第一版，ISBN：9787122291004o.《超级电容器：材料、系统及应用》[M],弗朗索瓦，张治安，机械工业出版社，2014,第一版，ISBN：9787111473602o6•《燃料电池——原理•技术・应用》[M],衣宝廉，化学工业出版社，2003,第一版，ISBN：9787502545222o.《质子交换膜燃料电池系统发电技术及其应用》[M],陈维荣，李奇，科学出版社，2016,第一版，TSBN：9787030473769o.《燃料电池——原理・关键材料和技术》[M],章俊良，蒋峰景，上海交通大学出版社，2014,第一版，ISBN：9787313124500o.《太阳电池基础及应用》（上），朱美芳、熊邵珍，科学出版社，2014年，第二版，ISBN：97870303