《新能源材料概论》课程教学大纲

《新能源材料概论》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称新能源材料概论课程编号330020099课程性质专业基础课课程类别专业课开课单位无机材料教研室授课学期第三学期学分/学时2/32课内学时32理论授课32上机学时0课内实践0实验学时0课外学时34适用专业新能源材料与器件是否双语否先修课程《物理化学》《无机与分析化学》后续课程《太阳能电池材料》、《锂离子电池材料》、《燃料电池材料》二、课程简介新能源材料概论是新能源材料与器件专业的一般专业课，是一门理论性和实用性很强的课程。通过本课程的学习，使学生比较全面系统地掌握新能源材料的成分、组织结构与性能，了解材料在新能源领域应用的现状及其所发挥的重要作用，为研究开发新能源领域应用的新材料和新技术奠定良好的理论基础。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标通过本课程的学习，使学生达到以下目标：课程目标1：思政目标：了解学科的发展趋势，培养学生的家国情怀，引导学生树立正确的职业观、专业观，引导学生将所学知识和技能转化为内在德行和素养，将学生个人发展与国家发展结合起来；太阳能电池技术的发展，是在不断地修正与拓展中完成，引导学生有创新精神，不要固定已有的思维模式；使学生了解工匠精神就是“专注微小、心无杂念，直至极致”，让学生从内心深处建立社会责任意识和对职业的敬畏感，理解“热爱本职、敬业奉献”是大国工匠精神的源动力。课程目标2：知识目标：新能源材料概论以培养具有一定理论知识和较强实践能力的技术应用型人才为目标。通过新能源材料概论课程的学习，使学生掌握新能源的基本理论、基本知识和基本技能，为学生以后从事该方向的工作奠定基础。课程目标3：能力目标：通过课程教学，提高学生分析问题和解决问题能力，培养学生探索精神和创新意识，努力实现学生知识、能力、素质协调发展。课程目标4：素质目标：能够基于新能源材料的基本知识对新能源材料与器件开发过程的复杂工程问题进行研究，能够正确评价新能源材料对社会经济、环境、安全和可持续发展的影响。理解工程人员应承担的社会责任，并能采取有效措施降低或避免其不利影响。（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求课程目标1指标点8.1：具有良好的思想素质和社会道德。指标点8.2具有正确的世界观和人生观。8-职业规范课程目标2指标点1.4：掌握用于解决复杂工程问题的新能源材料与器件专业基础知识，并能用于新能源材料的制备、表征、器件组装、性能检测等，解决新能源材料与器件领域复杂工程问题。1-工程知识课程目标3指标点2.3：具有应用新能源材料与器件的基本原理，并通过文献研究对新能源材料与器件工程领域内复杂工程问题进行识别、分析、表达，以获得有效结论的能力。2-问题分析课程目标4指标点3.3：新能源材料与器件产品或项目方案设计中能够综合考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素。指标点7.1：能够理解和评价新能源材料与器件产品或项目对人文和自然环境的影响。指标点7.3在工程实践中主动应用能够改善环境、促进社会可持续发展的先进技术。3-设计/开发解决方案7-环境和可持续发展四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑（一）课程基本教学内容第一单元绪论（学时数：2学时）1.课程主要内容本课程的性质、任务与教学目标，掌握本课程各章内容结构及其相互关系。了解新能源的概念，新能源材料基础，新能源材料的应用现状。了解世界各国及我国的能源利用及气候环境现状，增强能源危机和气候环境危机意识，树立环境保护和可持续发展的理念。2.重点和难点新能源的概念，新能源材料基础，新能源材料的应用现状。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合，阐明课程的基本知识。（2）通过案例法加强对国际前沿及本课程涉及的具体领域的了解，丰富学生基本知识结构，培养学生的职业观，对新能源材料有初步的认识。4.学生学习预期成果使学生充分认识该学科的内容、任务及在环境工程中的地位，培养学生认知和见识，拓宽视野。激发学生的爱国主义情怀，培育学生的科学思维，探索创新的精神、精益求精的工匠精神。5.支撑课程目标课程目标1：思政目标：了解学科的发展趋势，培养学生的家国情怀，引导学生树立正确的职业观、专业观，引导学生将所学知识和技能转化为内在德行和素养，将学生个人发展与国家发展结合起来；太阳能电池技术的发展，是在不断地修正与拓展中完成，引导学生有创新精神，不要固定已有的思维模式；使学生了解工匠精神就是“专注微小、心无杂念，直至极致”，让学生从内心深处建立社会责任意识和对职业的敬畏感，理解“热爱本职、敬业奉献”是大国工匠精神的源动力。课程目标2：知识目标：新能源材料概论以培养具有一定理论知识和较强实践能力的技术应用型人才为目标。通过新能源材料概论课程的学习，使学生掌握新能源的基本理论、基本知识和基本技能，为学生以后从事该方向的工作奠定基础。第二单元金属氢化物镍电池材料（学时数：5学时）1.课程主要内容镍氢电池工作原理；储氢合金材料；氢氧化镍正极材料；镍氢电池的设计与制造；镍氢电池材料的再生利用。了解镍氢电池材料及应用；了解镍氢电池技术及研究进展；掌握镍氢电池的负极极材料的种类、结构、性能，掌握镍氢电池的正极材料充放电机制。重点和难点镍氢电池工作原理，镍氢电池的负极极材料的种类、结构、性能，掌握镍氢电池的正极材料充放电机制。3.教学方法教师讲授，师生讨论等。4.学生学习预期成果通过该单元的学习，使学生掌握关键词汇：镍氢电池工作原理；储氢合金材料；氢氧化镍正极材料；镍氢电池的设计与制造；镍氢电池材料的再生利用。5.支撑课程目标课程目标1：思政目标：了解学科的发展趋势，培养学生的家国情怀，引导学生树立正确的职业观、专业观，引导学生将所学知识和技能转化为内在德行和素养，将学生个人发展与国家发展结合起来；太阳能电池技术的发展，是在不断地修正与拓展中完成，引导学生有创新精神，不要固定已有的思维模式；使学生了解工匠精神就是“专注微小、心无杂念，直至极致”，让学生从内心深处建立社会责任意识和对职业的敬畏感，理解“热爱本职、敬业奉献”是大国工匠精神的源动力。课程目标2：知识目标：新能源材料概论以培养具有一定理论知识和较强实践能力的技术应用型人才为目标。通过新能源材料概论课程的学习，使学生掌握新能源的基本理论、基本知识和基本技能，为学生以后从事该方向的工作奠定基础。课程目标3：能力目标：通过课程教学，提高学生分析问题和解决问题能力，培养学生探索精神和创新意识，努力实现学生知识、能力、素质协调发展。课程目标4：素质目标：能够基于新能源材料的基本知识对新能源材料与器件开发过程的复杂工程问题进行研究，能够正确评价新能源材料对社会经济、环境、安全和可持续发展的影响。理解工程人员应承担的社会责任，并能采取有效措施降低或避免其不利影响。第三单元锂离子电池材料（学时数：6学时）课程主要内容锂离子电池材料基础与应用；锂离子电池的正极材料；锂离子电池的负极材料。了解锂离子电池材料基础与应用；掌握锂离子电池的正极材料的种类、结构、性能；掌握锂离子电池的负极材料的种类、结构、性能。重点和难点锂离子电池的正极材料的种类、结构、性能；掌握锂离子电池的负极材料的种类、结构、性能。3.教学方法教师讲授，师生讨论等。4.学生学习预期成果通过该单元的学习，使学生掌握关键词汇：锂离子电池材料基础与应用；锂离子电池的正极材料；锂离子电池的负极材料。了解锂离子电池材料基础与应用；掌握锂离子电池的正极材料的种类、结构、性能；掌握锂离子电池的负极材料的种类、结构、性能。5.支撑课程目标课程目标1：思政目标：了解学科的发展趋势，培养学生的家国情怀，引导学生树立正确的职业观、专业观，引导学生将所学知识和技能转化为内在德行和素养，将学生个人发展与国家发展结合起来；太阳能电池技术的发展，是在不断地修正与拓展中完成，引导学生有创新精神，不要固定已有的思维模式；使学生了解工匠精神就是“专注微小、心无杂念，直至极致”，让学生从内心深处建立社会责任意识和对职业的敬畏感，理解“热爱本职、敬业奉献”是大国工匠精神的源动力。课程目标2：知识目标：新能源材料概论以培养具有一定理论知识和较强实践能力的技术应用型人才为目标。通过新能源材料概论课程的学习，使学生掌握新能源的基本理论、基本知识和基本技能，为学生以后从事该方向的工作奠定基础。课程目标3：能力目标：通过课程教学，提高学生分析问题和解决问题能力，培养学生探索精神和创新意识，努力实现学生知识、能力、素质协调发展。课程目标4：素质目标：能够基于新能源材料的基本知识对新能源材料与器件开发过程的复杂工程问题进行研究，能够正确评价新能源材料对社会经济、环境、安全和可持续发展的影响。理解工程人员应承担的社会责任，并能采取有效措施降低或避免其不利影响。第四单元燃料电池材料（学时数：5学时）课程主要内容氢气利用与燃料电池；碱性燃料电池材料基础与应用；磷酸盐燃料电池材料基础与应用；熔融碳酸盐燃料电池材料基础与应用；固体氧化物燃料电池材料基础与应用；质子交换膜燃料电池材料基础与应用。了解氢气利用与燃料电池的基本概念与基本性质；掌握碱性燃料电池材料基础与应用、磷酸盐燃料电池材料基础与应用；重点掌握熔融碳酸盐燃料电池材料基础与应用及固体氧化物燃料电池材料基础与应用。2.重点和难点碱性燃料电池材料基础与应用、磷酸盐燃料电池材料基础与应用；重点掌握熔融碳酸盐燃料电池材料基础与应用及固体氧化物燃料电池材料基础与应用。3.教学方法教师讲授，师生讨论等。4.学生学习预期成果通过该单元的学习，使学生掌握关键词汇：碱性燃料电池材料基础与应用；磷酸盐燃料电池材料基础与应用；熔融碳酸盐燃料电池材料基础与应用；固体氧化物燃料电池材料基础与应用；质子交换膜燃料电池材料基础与应用。5.支撑课程目标课程目标1：思政目标：了解学科的发展趋势，培养学生的家国情怀，引导学生树立正确的职业观、专业观，引导学生将所学知识和技能转化为内在德行和素养，将学生个人发展与国家发展结合起来；太阳能电池技术的发展，是在不断地修正与拓展中完成，引导学生有创新精神，不要固定已有的思维模式；使学生了解工匠精神就是“专注微小、心无杂念，直至极致”，让学生从内心深处建立社会责任意识和对职业的敬畏感，理解“热爱本职、敬业奉献”是大国工匠精神的源动力。课程目标2：知识目标：新能源材料概论以培养具有一定理论知识和较强实践能力的技术应用型人才为目标。通过新能源材料概论课程的学习，使学生掌握新能源的基本理论、基本知识和基本技能，为学生以后从事该方向的工作奠定基础。课程目标3：能力目标：通过课程教学，提高学生分析问题和解决问题能力，培养学生探索精神和创新意识，努力实现学生知识、能力、素质协调发展。课程目标4：素质目标：能够基于新能源材料的基本知识对新能源材料与器件开发过程的复杂工程问题进行研究，能够正确评价新能源材料对社会经济、环境、安全和可持续发展的影响。理解工程人员应承担的社会责任，并能采取有效措施降低或避免其不利影响。第五单元太阳能电池材料（学时数：6学时）课程主要内容光伏效应与太阳能电池、太阳能电池材料及基础应用；单晶硅太阳能电池；多晶硅太阳能电池；非晶硅太阳能电池；Ⅲ-Ⅴ族化合物薄膜太阳能电池等了解光伏效应与太阳能电池的基础知识；掌握太阳能电池材料及基础应用；重点掌握单晶硅硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、砷化镓太阳能薄膜电池所用材料的种类与性能。2.重点和难点光伏效应与太阳能电池、太阳能电池材料及基础应用；单晶硅太阳能电池；3.教学方法教师讲授，师生讨论等。4.学生学习预期成果通过该单元的学习，使学生掌握关键词汇：光伏效应与太阳能电池、太阳能电池材料及基础应用；单晶硅太阳能电池；多晶硅太阳能电池；非晶硅太阳能电池；Ⅲ-Ⅴ族化合物薄膜太阳能电池等了解光伏效应与太阳能电池的基础知识；掌握太阳能电池材料及基础应用；重点掌握单晶硅硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、砷化镓太阳能薄膜电池所用材料的种类与性能。5.支撑课程目标课程目标1：思政目标：了解学科的发展趋势，培养学生的家国情怀，引导学生树立正确的职业观、专业观，引导学生将所学知识和技能转化为内在德行和素养，将学生个人发展与国家发展结合起来；太阳能电池技术的发展，是在不断地修正与拓展中完成，引导学生有创新精神，不要固定已有的思维模式；使学生了解工匠精神就是“专注微小、心无杂念，直至极致”，让学生从内心深处建立社会责任意识和对职业的敬畏感，理解“热爱本职、敬业奉献”是大国工匠精神的源动力。课程目标2：知识目标：新能源材料概论以培养具有一定理论知识和较强实践能力的技术应用型人才为目标。通过新能源材料概论课程的学习，使学生掌握新能源的基本理论、基本知识和基本技能，为学生以后从事该方向的工作奠定基础。课程目标3：能力目标：通过课程教学，提高学生分析问题和解决问题能力，培养学生探索精神和创新意识，努力实现学生知识、能力、素质协调发展。课程目标4：素质目标：能够基于新能源材料的基本知识对新能源材料与器件开发过程的复杂工程问题进行研究，能够正确评价新能源材料对社会经济、环境、安全和可持续发展的影响。理解工程人员应承担的社会责任，并能采取有效措施降低或避免其不利影响。第六单元半导体照明发光材料（学时数：4学时）课程主要内容发光和发光材料；LED发光材料；半导体发光材料；LED用荧光粉；OLED发光材料；掌握半导体照明发光材料基础与应用。2.重点和难点半导体照明发光材料基础与应用3.教学方法教师讲授，师生讨论等。4.学生学习预期成果通过该单元的学习，使学生掌握关键词汇：发光和发光材料；LED发光材料；半导体发光材料；LED用荧光粉；OLED发光材料；等。5.支撑课程目标课程目标1：思政目标：了解学科的发展趋势，培养学生的家国情怀，引导学生树立正确的职业观、专业观，引导学生将所学知识和技能转化为内在德行和素养，将学生个人发展与国家发展结合起来；太阳能电池技术的发展，是在不断地修正与拓展中完成，引导学生有创新精神，不要固定已有的思维模式；使学生了解工匠精神就是“专注微小、心无杂念，直至极致”，让学生从内心深处建立社会责任意识和对职业的敬畏感，理解“热爱本职、敬业奉献”是大国工匠精神的源动力。课程目标2：知识目标：新能源材料概论以培养具有一定理论知识和较强实践能力的技术应用型人才为目标。通过新能源材料概论课程的学习，使学生掌握新能源的基本理论、基本知识和基本技能，为学生以后从事该方向的工作奠定基础。课程目标3：能力目标：通过课程教学，提高学生分析问题和解决问题能力，培养学生探索精神和创新意识，努力实现学生知识、能力、素质协调发展。课程目标4：素质目标：能够基于新能源材料的基本知识对新能源材料与器件开发过程的复杂工程问题进行研究，能够正确评价新能源材料对社会经济、环境、安全和可持续发展的影响。理解工程人员应承担的社会责任，并能采取有效措施降低或避免其不利影响。第七单元相变储能材料（学时数：4学时）课程主要内容相变储能的基本原理，相变材料的分类，几种相变储能材料，相变储能材料的工程应用，掌握相变储能材料基础与应用。2.重点和难点系统基本构成、PV系统设计3.教学方法教师讲授，师生讨论等。4.学生学习预期成果通过该单元的学习，使学生掌握关键词汇：相变储能的基本原理，相变材料的分类，几种相变储能材料，相变储能材料的工程应用，掌握相变储能材料基础与应用。5.支撑课程目标课程目标1：思政目标：了解学科的发展趋势，培养学生的家国情怀，引导学生树立正确的职业观、专业观，引导学生将所学知识和技能转化为内在德行和素养，将学生个人发展与国家发展结合起来；太阳能电池技术的发展，是在不断地修正与拓展中完成，引导学生有创新精神，不要固定已有的思维模式；使学生了解工匠精神就是“专注微小、心无杂念，直至极致”，让学生从内心深处建立社会责任意识和对职业的敬畏感，理解“热爱本职、敬业奉献”是大国工匠精神的源动力。课程目标2：知识目标：新能源材料概论以培养具有一定理论知识和较强实践能力的技术应用型人才为目标。通过新能源材料概论课程的学习，使学生掌握新能源的基本理论、基本知识和基本技能，为学生以后从事该方向的工作奠定基础。课程目标3：能力目标：通过课程教学，提高学生分析问题和解决问题能力，培养学生探索精神和创新意识，努力实现学生知识、能力、素质协调发展。课程目标4：素质目标：能够基于新能源材料的基本知识对新能源材料与器件开发过程的复杂工程问题进行研究，能够正确评价新能源材料对社会经济、环境、安全和可持续发展的影响。理解工程人员应承担的社会责任，并能采取有效措施降低或避免其不利影响。课程基本教学内容对课程目标的支撑课程教学内容教学方法支撑的课程目标学时安排课内课外学时比例第一单元绪论讲授法、案例教学课程目标1、221:1.06第二单元金属氢化物镍电池材料讲授法、案例教学课程目标1、251:1.06第三单元锂离子电池材料讲授法、案例教学课程目标1、2、3、461:1.06第四单元燃料电池材料讲授法、案例教学课程目标1、2、3、451:1.06第五单元太阳能电池的材料讲授法、案例教学课程目标1、2、3、461:1.06第六单元半导体照明发光材料讲授法、案例教学课程目标1、2、3、441:1.06第七单元相变储能材料讲授法、案例教学课程目标1、2、3、441:1.06合计3234五、课程考核及对课程目标的支撑（一）课程考核课程成绩构成（百分制）课程成绩构成比例考核环节目标分值考核/评价细则平时成绩70%作业40本门课程5次作业，每次10分。主要考核内容：阶段性重点难点作业评分的具体标准：能按时认真完成布置的作业，书写工整，答案正确合理（9-10分）；能按时完成布置的作业，作业撰写基本工整，答案正确（7.5-8.9分）；能按时完成布置的作业，作业撰写基本工整，答案基本合理（6-7.4分）。不能按时完成布置的作业，作业撰写潦草，答案不准确（0-5.9分）。课堂练习30考核内容：各章节基本知识点，题型主要以选择填空的形式。及评价细则：5次课堂练习，每次6分。课堂表现30课堂表现包括出勤和课堂讨论，其中出勤14分，课堂表现16分：缺勤一次扣一分，事假病假扣0.5分，无故缺勤8次以上出勤记0分。原则上设置不少于8次课堂讨论或提问，每参加一次记2分，最高16分。结课测验30%知识40考核内容：学科动态、基本原理、制备工艺、设计方法；考试题型：选择、判断、填空、综合评价细则：选择、判断和填空等客观题每题1分，综合题主要考察学生运用先修课的相关基础知识，分析问题和解决问题的能力。具体分值根据题目数量调整。能力30综合应用20创新10课程考核对课程目标的支撑教学内容考核内容考核方式支撑的课程目标第一单元绪论l.1能源1.2新能源及其利用技术1.3新能源材料l.4新能源材料发展方向1.5新能源材料的关键技术作业、课堂练习、结课测验课程目标1、2第二单元金属氢化物镍电池材料2.1金属氢化物镍电池简介2.2储氢合金负极材料2.3镍正极材料2.4Ni/MH电池的设计与制造2.5Ni/