《新能源技术》课程教学大纲

《新能源技术》课程教学大纲一、课程基本情况课程代码：101145123211课程名称（中/英文）：新能源技术/NewEnergyTechnology课程类别：个性化选修课程学分：2总学时：32理论学时：32实验/实践学时：0适用专业：材料物理适用对象：本科先修课程：材料科学基础教学环境：多媒体教室开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1.课程任务与目的《新能源技术》是材料物理专业的一门专业选修课程。课程全面系统地阐述了太阳能、先进二次电池、氢能、燃料电池和风能相关材料、技术和应用。并对石墨烯材料的制备、表征和应用进行简述。在本课程的教学环节中，加入国家“碳中和、碳达峰”的双碳目标内容，并介绍国家的中远期发展目标，激发学生勇于创新、服务祖国的理想信念。在太阳能电池环节，将加入我国成为太阳能电池世界第一大国的发展历史，起到激发学生强烈的为国争光，立志投身国家制造行业的热情。2.对接培养的岗位能力通过本课程的学习，使学生了解各种新能源材料和技术，掌握太阳能、先进二次电池、氢能、燃料电池和风能相关材料、技术和应用，了解新能源材料的发展历史和未来发展趋势。使学生在掌握基础理论知识之后，在新能源材料应用过程中利用这些知识。具备能够从事新能源材料相关工作的基本知识和技能。三、课程教学目标1.课程对毕业要求的支撑[毕业要求指标点2.4]能运用材料物理基本原理，借助文献研究，并从可持续发展的角度分析材料制备与加工过程的影响因素和质量控制指标，获得有效结论。[毕业要求指标点6.2]能客观分析和评价太阳能光伏和锂离子电池等新能源材料生产、设计、研发和服役等复杂工程问题的解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，理解社会、法律等相关因素对工程实施的影响及应承担的责任。2.课程教学目标对应毕业要求指标点，具体内容如下：教学目标1：通过本课程的学习使学生对各种新能源材料和技术有一定的认识和理解，结合文献研究对各种新能源材料的合成与制备，表征与测试方法进行分析与评价。（支撑毕业要求指标点2.4）教学目标2：通过本课程的学习，使学生能够掌握现阶段科学技术前沿的新能源材料相关的基本知识和基本原理，国际发展趋势、研究热点，具备初步从事相关新能源材料科学研究的能力，并对新能源材料研发、设计、生产和服役过程中对社会及文化的影响进行评价。（支撑毕业要求指标点6.2）四、教学课时安排（一）学时分配主题或知识点教学内容总学时学时完成课程教学目标讲课实验实践主题1绪论221主题2太阳能材料与技术661，2主题3先进二次电池材料与技术661，2主题4氢能材料与技术661，2主题5燃料电池材料与技术641，2主题6风能材料与技术281，2主题7石墨烯材料与技术421，2合计3232五、教学内容及教学设计主题1绪论1.教学内容能源的概念、分类及应用；新能源技术及其应用；新能源材料及其应用。2.教学重点教学重点是新能源材料及其应用。3.教学难点教学难点是新能源技术及其应用。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用多媒体课堂授课，授课过程中同时采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法。全面介绍新能源的发展历程，对比我国与发达国家的相关新能源行业的发展现状，分析我国在新能源行业发展的优缺点，主题2太阳能材料与技术1.教学内容太阳能辐射学和半导体材料基础知识；硅基太阳能电池制备技术；太阳能光伏发电、集热、采暖及其他应用系统。2.教学重点教学重点是太阳能光伏发电、集热、采暖及其他应用系统。3.教学难点教学难点是太阳能光伏发电、集热、采暖及其他应用系统。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用多媒体课堂授课，授课过程中同时采用问题讨论式、案例式、启发式、项目式等教学方法。介绍我国光伏发电和光热利用的案例，了解我国在新能源制造领域的快速发展，激发学生投身我国制造行业的激情和信心。主题3先进二次电池材料与技术1.教学内容锂离子电池相关材料、制造与应用；钠离子电池相关材料、制造与应用。2.教学重点教学重点是锂离子电池和钠离子电池相关材料。3.教学难点教学难点是锂离子电池和钠离子电池相关材料的制造与应用。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用多媒体课堂授课，授课过程中同时采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法。介绍我国电动汽车的快速发展，以宁德时代等国际一流企业为例，激发学生爱国热情。主题4氢能材料与技术1.教学内容氢的性质和特点；氢的制取、应用、安全和储存运输。2.教学重点教学重点是氢的性质和特点，氢的制取和应用。3.教学难点教学难点是氢的制取、应用、安全和储存运输。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用多媒体课堂授课，授课过程中同时采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法。介绍氢能发展的优缺点以及氢能大规模利用需要解决的主要问题，引导学生独立思考，用于创新。主题5燃料电池材料与技术1.教学内容燃料电池的概述和发展历史；燃料电池的工作原理及热力学；燃料电池的类型及几种特殊类型的燃料电池。2.教学重点教学重点是燃料电池的类型及几种特殊类型的燃料电池。3.教学难点教学难点是燃料电池的工作原理及热力学。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用多媒体课堂授课，授课过程中同时采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法。燃料电池是氢能利用的重要形式，介绍我国在燃料电池领域与发达国家之间的差距，激发学生为国争光的理想信念。主题6风能材料与技术1.教学内容风能历史；全球风能行业现状及中国风能发展策略；风能利用的分类与原理；风力发电装置结构和材料。2.教学重点教学重点是风能利用的分类与原理；风力发电装置结构和材料。3.教学难点教学难点是风能利用的分类与原理；风力发电装置结构和材料。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用多媒体课堂授课，授课过程中同时采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法。了解风能在未来能源结构中的作用，进一步理解环境保护和可持续发展的意义。主题7石墨烯材料与技术1.教学内容石墨烯概述；石墨烯的结构和基本性质；石墨烯的制备和表征方法；石墨烯的应用。2.教学重点教学重点是石墨烯的结构和基本性质；石墨烯的制备和表征方法。3.教学难点教学难点是石墨烯的应用。4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）采用多媒体课堂授课，授课过程中同时采用问题讨论式、案例式、启发式等教学方法。通过介绍石墨烯材料的发现过程，引导学生创新思维。六、学生成绩评定1.课程考核方式及比例本课程考核学生获取知识的能力、应用所学知识分析问题、解决问题能力和创新思维等；考核方式采用作业评测、课堂表现和讨论、文献讲解及ppt等多种形式全过程的考核，使学生成绩评定更加合理多样，优化课程评价体系，进一步提升本课程教学效果。学生成绩评定表考核方式平时成绩期中考试期末考试出勤作业课堂表现和讨论文献讲解及ppt答辩项目小论文实验√√√成绩比例%101020602.课程考核方式评价权重本课程教学目标与考核方式评价权重如表所示：课程教学目标支撑毕业要求指标点考核评价方式权重（%）过程性考核期末考试合计作业课堂表现和讨论文献讲解ppt教学目标1指标点2.4445~1020~3033~48教学目标2指标点6.26610~1530~3552~62合计101020601003.课程成绩评价标准平时成绩评定及考核标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）课堂讨论（10%）积极主动参加课堂讨论，能够针对讨论问题提出自己独到的见解，能够运用所学知识联系讨论问题的实际，提出行之有效的解决方案。较为积极地参加课堂讨论，能够针对讨论问题提出较为合理的见解和认识，能够运用所学知识联系讨论问题的实际，提出解决方案。参加课堂讨论，能够对讨论问题有一定的认识，能够联系讨论问题的实际，提出一定的解决方案。基本能够参加课堂讨论，基本对讨论问题有一定的认识，基本能联系讨论问题的实际，基本能提出一定的解决方案。不参加课堂讨论，不能针对讨论问题提出自己的认识，不能联系讨论问题的实际，不能提出解决方案。作业（10%）能够独立完成作业，作业完成质量优秀，能够灵活运用所学知识和理论解决问题，并获得正确结论。能够独立完成作业，完成质量较高，能够运用所学知识和理论解决主要问题，并获得正确结论。能够独立完成作业，完成质量符合要求，能够运用所学知识和理论解决部分问题，并获得有效结论。基本能够独立完成作业，完成质量一般，运用所学知识和理论解决问题的能力基本符合要求。不能独立完成作业，存在明显抄袭现象，不具备运用所学知识和理论解决问题的能力。文献讲解（10%）非常熟悉文献内容，讲解语言流畅，专业术语用语准确，能合理控制讲解时间，能对所讲解文献进行合理的分析和再加工，正确地理解相关数据图、表，能够准确回答提出的问题。熟悉文献内容，讲解语言流畅，专业术语用语合适，能控制讲解时间，能对所讲解文献进行分析和再加工，理解相关数据图、表，能够正确回答提出的问题。较为熟悉文献内容，讲解语言较为流畅，专业术语用语较为合适，能较好地控制讲解时间，能对所讲解文献进行一定地分析，较好地理解相关数据图、表，能够回答提出的问题。基本熟悉文献内容，讲解语言基本流畅，专业术语用语基本准确，基本能合理控制讲解时间，基本能对所讲解文献进行分析，基本能理解相关数据图、表，能够回答部分提出的问题。不了解文献内容，讲解语言不流畅，专业术语用语错误，不能控制讲解时间，不能对所讲解文献进行分析，不能理解相关数据图、表，无法回答提出的问题。文献ppt（10%）文献查找紧密契合新能源材料与技术热点主题，能清晰表达所学相关知识，结构合理，逻辑顺畅，内容完整详实，具有清晰地层次性和连贯性，有深度和创新性，整体界面美观、布局合理、层次分明、视觉效果好，字体设计恰当、文字清晰，能够引起强烈共鸣。文献查找契合新能源材料与技术热点主题，能较为清晰地表达所学相关知识，结构合理，逻辑顺畅，内容详实，具有较好地层次性和连贯性，有一定的深度和创新性，整体界面进行了设计、布局合理、层次分明、视觉效果较好，字体设计较为恰当、文字清晰，能够引起共鸣。文献查找较为契合新能源材料与技术热点主题，能表达所学相关知识，结构合理，逻辑较为顺畅，内容完整，前后有联系，有一定的深度，整体界面较为美观、布局合理、层次分明、有一定的视觉效果，文字清晰。文献查找基本契合新能源材料与技术热点主题，基本能清晰表达所学相关知识，结构基本合理，逻辑顺畅，内容基本完整，布局基本合理、层次基本分明，文字清晰。文献查找与新能源材料与技术热点主题无关，不能清晰表达所学相关知识，结构不合理，逻辑混乱，内容空洞，未进行ppt设计，布局不合理、层次不分明，文字不清晰。课程教学目标评价标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~89分）中等（70~79分）及格（60~69分）不及格（<60分）教学目标1熟悉各种新能源材料和技术的研究现状，能够准确熟练查找相关文献，熟练运用专业基本原理，通过分析对比文献，分析新能源材料制备和加工过程中的影响因素，得到有效结论。理解各种新能源材料和技术的研究现状，能够熟练查找相关文献，能够运用专业基本原理，通过对比文献，分析新能源材料制备和加工过程中的影响因素，得到较为有效结论。了解各种新能源材料和技术的研究现状，能够查找文献，较准确地运用专业基本原理，通过阅读文献，对新能源材料制备和加工过程中的影响因素进行一定地分析，得出结论。基本了解各种新能源材料和技术的研究现状，基本能够查找文献，基本能够运用专业基本原理，通过阅读文献，对新能源材料制备和加工过程中的影响因素进行简单地分析，得出简单的结论。不了解各种新能源材料和技术的研究现状，不能查找文献，无法对新能源材料制备和加工过程中的影响因素分析。教学目标2熟练掌握现阶段新能源材料的基本知识和基本原理，深刻理解新能源材料的生产、应用过程中对文化、社会、健康、法律的影响，能够立足专业，深刻理解社会、法律等因素对新能源材料生产和应用的影响。准确掌握现阶段新能源材料的基本知识和基本原理，准确理解新能源材料的生产、应用过程中对文化、社会、健康、法律的影响，能够立足专业准确理解社会、法律等因素对新能源材料生产和应用的影响。掌握现阶段新能源材料的基本知识和基本原理，理解新能源材料的生产、应用过程中对文化、社会、健康、法律的影响，能够立足专业理解社会、法律等因素对新能源材料生产和应用得影响。基本掌握新能源材料的基本知识和基本原理，了解新能源材料的生产、应用过程中对文化、社会、健康、法律的影响，能够立足专业了解社会、法律等因素对新能源材料生