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摘 要：本文深挖专业课程《太阳电池材料和技术》教学中的思政教育元素，通过专业课程思政教学设计，选择了适合未来从事相关领域工作职业需要的教授内容，确定了课程育人目标，切实找到知识点对应的思政元素融合点，将塑造正确的世界观、人生观、价值观的教育理念与课程知识点紧密结合，采用多元化教学方式，在学生学习专业理论知识，提升专业能力的同时，潜移默化地增强学生对我国光伏领域先进技术的认同感和民族自信，引导学生把个人的成长发展追求融入国家民族的事业中，增强为民族复兴有所担当、有所贡献的责任意识。
关键词：太阳电池材料和技术；育人目标；思政要素
本文引用格式：欧惠，付海燕，王发辉 . 课程思政在《太阳电池材料和技术》课程教学中的探索与实践 [J]. 教育现代化 ,2021,8(35):157-160.
Exploration and Practice of Ideological and Political Education in the Teaching of Solar Cell Materials and TechnologyOU Hui, FU Haiyan, WANG Fahui(College of New Energy Science and Engineering, Xinyu University, Xinyu Jiangxi )
Abstract: This paper explores the ideological and political education elements in the teaching of solar cell materials and technology. Through the ideological and political teaching design of professional courses, the teaching contents suitable for the professional needs of future work in related fields were selected, the curriculum education objectives were determined, the corresponding ideological and political elements fusion points corresponding to knowledge points were found, and the teaching ideas of shaping correct world outlook, outlook on life and values were closely combined with curriculum knowledge points, and diversified teaching methods were adopted. While students learn professional theoretical knowledge and improve their professional ability, they will imperceptibly enhance their sense of identity and national confidence in China’s advanced photovoltaic technology. The course guides students to integrate their pursuit of personal growth and development into the cause of the nation and enhance their sense of responsibility and contribution to national rejuvenation.
Keywords: solar cell materials and technology; educational objectives; ideological and political elements
一 引言
目前，随着传统能源的枯竭和全球环境恶化， 太阳能作为清洁可再生能源，在全球能源中的占比持续增长，太阳电池材料的技术发展也非常迅猛， 到 21 世纪中叶，太阳电池效率将继续提升，应用规模也将继续扩大，促使光伏发电成为全球能源产业的主力军 [1]。
中国是太阳电池生产大国，对全球光伏产业发展举足轻重，要实现光伏产业可持续发展， 人才是关键。培养学生成为有家国情怀、文化自信、创新精神、德才兼备的全面人才，课程是基础。要充分发挥好课程教学这个主渠道的作用，树立将思政教育与专业课程教学融合的教学理念，对课程实施精准的思政教学设计尤为必要。《太阳电池材料和技术》是我校新能源类专业光伏方向的专业选修课程，课程的思政教学实施将围绕课程各个学习项目的知识点，通过引入历史背景、新闻时事、前沿动态、实际案例等形式，在教学中融入思政教育，体现知识传授、能力培养与价值引领三位一体的格局 [2]。
二 课程内容指向未来职业
《太阳电池材料和技术》课程内容的构建对接光伏产业链上游主要材料的生产过程 [3]， 贴近工作岗位，注重学以致用，按照材料生产的工作过程设置了 7 个学习项目（如图 1 所示）。主要介绍了从硅原料到硅片的生产过程，阐述了主要材料的基本性能、制备技术、原理和生产设备，介绍了新型太阳电池材料的研究热点、应用现状与前沿动态。教学内容直接指向未来职业的工作过程， 为培养能在光伏相关领域工作及相关研究提供理论和实践基础。
三 确定课程育人目标的问题，引导学生树立能源危机意识；结合光伏发展的历史进程，直观推理出光伏发展的历史使命，阐明“绿水青山就是金山银山”背景下，认识我国太阳电池技术发展的必要性，关注经济发展、环境保护和国家安全之间的内在联系，正确认识世界能源格局的新特征、新挑战和新机遇，提高学生对光伏发展的科技兴趣。提升学生对我国太阳电池材料先进技术的认同感和民族自豪感，强化学生的国家主人翁意识和可持续发展的社会责任意识。
《太阳电池材料和技术》具有很强的专业和行业背景，与学生未来职业发展休戚相关，提升学生的专业认同感，激发学生学习专业课程的积极性，培养学生的专业能力、科学精神和专业伦理，认识自己在未来国家新能源产业发展领域中要有所担当、有所贡献的责任和使命。
思政要素匹配知识点：
（1）太阳能光电材料及物理基础
1）了解世界能源格局新变化；了解太阳电池材料的研究和应用历史。思政要素：正确认识全球能源消耗配比和存在增强学生对所学专业的认同感，引领学生科技报国的使命感。
2）掌握太阳能光电材料的物理基础（载流子、PN 结）；掌握光生伏特效应。
思政要素：介绍光电材料的物理基础、原理的同时，讲述为光电技术发展提供指导的理论背后的故事，讲述科学家为揭示这些理论而进行的探索和研究，揭示他们的发现或发明对社会的前进和发展产生的强大推动力，为学生夯实理论基础，提供行为的科学依据，感知理论背后的科学精神和创新精神。
（2）工业硅的制备
1）了解硅资源储量和分布情况；掌握硅的物理化学性质和晶体结构。
思政要素：硅是国家发展新能源产业的基础材料，是现代科技的基石，我国硅材料的生产量和消费量都已位居全球第一，为学生树立国家自豪感的同时，引导学生不能盲目自信，要学会客观、全面看待问题，对硅矿的开采和利用要考虑人与自然、人与社会可持续发展的原则。
2）熟悉工业硅制备工艺设备；掌握工业硅冶炼基本原理。
思政要素：关注工业硅生产过程中存在的污染环节，噪声、废酸、废渣、烟尘可能导致对环境和人体的伤害 [4]，让学生树立环境伦理观念和环境责任意识，学习如何通过技术降低污染，以期实现生态和经济平衡发展。
（3）多晶硅提纯技术
1）掌握改良西门子法各个工序的工艺和原理； 并熟悉相关生产设备。
思政要素：① 对比分析开环西门子法到闭环改良西门子法的发展过程，科学家们为实现节能减排、降低成本、提高规模化效益，不断地进行艰苦地探索， 揭示工艺改进背后的科学态度、创新思维、思考路径， 并列举中国企业在此方面取得的突破，让学生看到中国企业在该领域的科研成就，增强学生的民族自信心。② 以新闻事件引出讲授主题，例如列举多起四氯化硅非法倾倒事件，为学生敲响警钟，培养学生遵纪守法和良好的职业道德。同时引导学生反思现有工艺技术的不足（如副产物产率太高、有毒污染物的排放等），让学生认识到核心技术创新的意义和紧迫性，激发学生的自主创新意识，调动学生的求知欲。
2）了解硅烷法；了解和比较制备高纯多晶硅的其他方法。
思政要素：多晶硅生产过程中涉及的氢气、硅粉、硅烷都是易燃、易爆物品 [5]，讲述现实的相关安全事故案例，警示学生要提高安全责任意识，安全是一切发展的基础，学会辨识危险源，及时做出合适的危险评估及预判。
（4）单晶硅晶体生长工艺
熟悉直拉单晶炉设备；熟悉单晶硅制备涉及原辅材料的准备；理解单晶硅中的杂质和缺陷的类型、产生及影响；掌握单晶硅生长工艺流程、单晶硅的生长原理；掌握分凝理论。
思政要素：以“北京奥体中心体育场、长沙中建大厦”为例，介绍单晶硅在光伏幕墙上应用优势 [6]， 太阳能与建筑相结合，以期节能降耗，培养学生生态价值观和创新能力。
（5）多晶硅晶体生长工艺
了解带硅制造技术；熟悉多晶硅制备涉及原辅材料的准备；掌握铸锭多晶硅的工艺流程及原理； 理解铸造多晶硅中的杂质和缺陷的类型、产生及影响； 熟悉铸锭炉。
思政要素：讨论“531 新政”对多晶硅行业造成的影响，不同特点的制造企业受到的影响各有不同 [7]，全行业有人倒在了危机下，有人却抓住契机， 凭借核心技术逆市扩产、快速发展，培养学生客观全面分析问题的能力，关注时政，树立居安思危意识， 认识技术改进和创新的重要性。
（6）硅片加工技术
了解硅片切割加工的主要方式；掌握金刚线切硅片新技术；掌握金刚线切硅片制绒新技术；熟悉金刚线切割面临的问题。
思政要素：① 目前全球主要由瑞士的 HCt、梅耶博格和日本的 NtC 统领着多线切割设备市场，随着国内光伏行业需求的极速增长，驱使切割设备国产化尤为紧迫，国内企业经过多年的自主开发，越来越多的国产金刚石线切割设备已广泛应用于硅片切割领域， 大大提升了产业竞争力 [8]。揭示中国企业攻坚克难的担当精神，努力打破进口设备的牵制， 激发学生勇于担当和对科研的热爱。② 讨论在硅片切割、清洗过程中的污染环节，注意清洗液的选择和排放，加强环保意识，以培养学生良好的职业道德。只有依靠科技不断优化工艺，既守护好“绿水青山”，又提高社会经济效益，鼓励学生夯实专业基础，为推动社会发展添砖加瓦。
（7）太阳能薄膜电池材料
了解新型太阳电池材料种类和特性，了解新型薄膜电池的应用现状和发展前景。
思政要素：以“神舟十一号”“北斗三号”为例，讲述新型薄膜电池作为太阳能“黑科技”在空间技术上的应用，展示我国航天战线的科学家们为实现卫星全面国产化求真务实的科学精神和不畏艰难的奋斗精神。我国空间科技能力、时空信息服务能力的显著提升，为服务全球，造福人类做出了中国贡献， 增强学生的国家荣誉感和科技自信，激发学生投身科技事业、报效祖国的理想信念。
四 教学策略
为实现教学目标，通过多种教学方式相结合，更好地将知识传授与思政教育实现融合，课程以重点知识讲授为基础，以任务驱动、案例分析、网络教学， 校内实训和企业现场教学等教学方式相结合 [3]。以小组讨论和学生分享的形式，进一步提高学生的学习主观能动性。根据“学习金字塔”理论，学生通过主动把所学、所见、所闻、所想与他人分享或讨论，将大大提高知识留存率 [9]。学生在学习新的知识点后，以语言、文字或行为输出的方式都将进一步提高对知识更感性的认识。在小组讨论、学生分享的过程中，学生为输出所做的关于知识点的调查、准备，也都将让学习有了高效的落点和情感的共鸣。
采取多样化的教学方式，将思政要素穿插在课堂教育中，在教学实施过程中，要遵循几点原则：
① 坚持保有专业课程的原知识教学目标，思政要素不可脱离知识点，教书和育人不可分割。② 教与学要引起共鸣，教师传授知识和价值观时，避免教师单方面枯燥的说教，与学生的有效交流才能让课堂活起来。③ 教学内容不可脱离现实需求，教学内容指向未来职业，学习内容指向个人职业发展，使命感会带来更强大、更持久的学习驱动力。④ 教师要具有过硬的专业能力和育人能力，确保学生接受到精准的教育。⑤ 要与时俱进，注意专业知识的时效性，思政要素的热点跟踪也要实时更新。另外，任课教师最新的科研成果也会更有效地刺激学生的学习兴趣和科研热情。
五 总 结
一直以来，专业课程承载着学生专业技能的培养工作，随着高校“大思政”格局的推行，人们意识到专业课程中还蕴含着丰富的思政内涵，要发挥专业课程的专业能力培养和价值引领的双重功效， 必须将思政教育融入课程教学和改革的各个环节。本课程构建指向未来职业工作过程的课程教学内容， 学生体会到课程的实用性和科学性，拥有更高的学习热情；从专业课程中挖掘出的思政要素内容一定要与课堂教学内容相匹配，才能将价值引领做到“无痕传递”，否则生搬硬套，会显得特别突兀，与课堂教学脱节，必然会引起学生的反感；以揭示历史背景、讨论新闻时事、关注国家政策、追踪前沿动态、引入实际案例等形式，讲究教学策略，将课程知识传授与思政教育有效融合，以达到课程的育人目标， 为学生今后的个人发展和建设祖国奠定思想意识基础和专业技能基础。
参考文献
[1]王庆磊 . 局部阴影条件下光伏系统 MPPt 方法研究 [D]. 淮南 :安徽理工大学 ,2018.
[2]赵鸣歧 . 高校专业类课程推进“课程思政”建设的基本原则、任务与标准 [J]. 思想政治课研究 ,2018,(5):86-90.
[3]欧惠 .《太阳电池材料》应用型课程教学改革研究 [J]. 新余学院学报 ,2016,(03):145-148.
[4]卢兰兰 , 毕冬勤 , 刘壮 , 等 . 光伏太阳能电池生产过程中的污染问题 [J]. 中国科学 ,2013,43(6):687-703.
[5]姚国林 . 流化床多晶硅生产车间火灾危险性研究 [D]. 西安 : 西安建筑科技大学 ,2017.
[6]成颖晨 . 建筑阴影影响下半透明单晶硅光伏幕墙性能研究 [D]. 长沙 : 湖南大学 ,2019.
[7]杨雄 . 光伏制造企业危机管理研究：基于“5.31”新政视角 [D]. 南昌 : 江西财经大学 ,2019.
[8]郑超 . 我国金刚石绳锯和线锯工具快速发展 [J]. 超硬材料工程 ,2019,31(4):49-53.
[9]黄静洁 . 学习的格局 [M]. 北京：中信出版集团 ,2020.
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