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摘要：文章以贵州理工学院为例，首先分析了化学电源技术课程教学现状，然后论述了基于学生创新能 力培养的化学电源技术课程教学改革路径，包括理论教学和实践教学深度融合;创新教学内容、方法和 手段;融合思政元素;等等。
党的二十大报告指出，教育、科技、人才是全面建 设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑，必须 坚持科技是第一生产力、人才是第一 资源、创新是第 一动力[1] 。高校肩负着为祖国科技发展培养具有创新 性的高素质人才的重要责任和使命，因此很多高校教 师都在积极探索如何培养具有创新能力的专业人才。 比如，张震等[2]通过对创新培养体系、拓展育人模式、 完善实践教学体系、建立开放实验室机制四个方面进 行探索实践，期望提升学生的创新能力。王李昌等[3]分 析了在土木工程研究生培养中学生创新能力存在的 问题，并针对这些问题提出了一定的解决措施 。齐书 宇[4]探究了地方高校科技创新能力评价体系构建，建 立了分层分类的地方高校科技创新评价体系。并指出 要激发地方高校科技创新活力，服务地方区域经济社 会发展 。袁翔等[5]探讨了以科技竞赛为载体推动理工 科研究生创新能力培养的路径 。牛秋林[6]提出要以培 育学生为中心营造科技创新文化氛围，从顶层设计入 手构建创新人才培养体系。
鉴于目前全球常规能源面临的问题，新能源产业 的迅速崛起急需相应的人才储备 。《国务院关于支持 贵州在新时代西部大开发上闯新路的意见》提出要 “积极推进低碳循环发展 。加快推动煤炭清洁高效利 用，积极发展新能源，扩大新能源在交通运输、数据中 心等领域的应用。”[7]作为贵州省地方应用型本科院 校，贵州理工学院(以下简称“我校”)化学工程学院新 能源科学与工程专业为贵州省新能源的发展提供人才储备责无旁贷。而化学电源技术课程作为该专业的 核心课程，理论和实践联系相当紧密，对该课程的教 学改革进行探索，有利于培养创新型高素质的新能源 人才。该课程要求学生具有扎实的化学基础知识和新 能源专业知识，以及工程师的思维和创新能力 。但由 于学生的化学基础知识和专业知识相对薄弱，加之查 阅和阅读文献的能力明显不足， 且自学能力欠佳，导 致在化学电源技术课堂教学环节和实验实操环节，学 生积极性不高，提问互动环节甚至会出现“鸦雀无声” 的尴尬局面，从而导致教师无法在第一 时间掌握学生 的学习情况，更无法培养其创新能力 。另外，化学电源 技术课程前沿性强、内容多、课时少(32 学时)，故如何 在教学中激发学生的学习兴趣， 提升学生的自学意 识，从而培养学生的创新能力是值得深思的。基于此， 本文拟以我校为例，通过分析化学电源技术课程教学 现状，对基于学生创新能力培养的化学电源技术课程 教学改革路径加以论述。
一、化学电源技术课程教学现状
( 一)理论教学与实践教学结合不紧密
我校在大三上学期开设了储能原理与技术课程， 通过对该门课程的学习， 学生已经具备了一定的化学 电源专业基础知识，对化学电源的原理、结构及其材料 有了一定的掌握， 因此在大三下学期开展化学电源技 术这门课程教学是有必要的。化学电源技术课堂教学 侧重于化学电源材料的制备方法、器件的设计及安全 性测试技术等内容的讲授。但我校新能源科学与工程专业的实验课程相对较少， 针对化学电源的实验课程 仅在大三上学期设置了新能源专题实验， 其主要内容 包括锂离子电池正极材料的制备 (重点为三元材料和 磷酸铁锂)及扣式和软包电池的组装等。而在开设化学 电源技术课程的学期并没有开展相应的配套实验 。因 此学生对于电化学器件的设计、组装及安全性能测试 的理解仅限于课堂理论， 这就让学生在整个学习过程 中感觉枯燥无味。因此，在进行化学电源技术理论教学 的同时，应该配备相应的实验实训课程，以此做到理实 结合，用理论指导实践、实践反哺理论，从而提高教学 质量，并培养学生的创新思维和解决问题的能力。
(二)教学方法单一
化学电源技术涉及的化学电源种类较多，很多知 识更新较快 。针对这门课程，我校主要采取以教师授 课为主的方式 。在一些前沿性知识讲解的过程中，往 往存在讲解形式过于单一、不够形象的问题，这会导 致学生对课堂教学缺乏兴趣，从而降低学生对科学知 识探索的兴趣，更难以培养他们的创新能力 。比如，在 讲解电池的基本结构时，教师基本都是采用多媒体呈 现图片的形式，没有基于实物对结构进行解剖，大都 需要靠学生自己想象，这不利于学生学习。
(三)思政融合不够
对于人才的培养，不仅需要其具备过硬的专业知 识和技能，还需要具有正确的世界观、人生观、价值 观，因此课程思政很重要 。目前，就我校化学电源技术 这门课程来讲，由于课程内容繁重，课时又少，因此课 堂思政在课程设计上较少有体现。这不利于培养具有 良好的思想道德品质， 又具有创新能力的能源人才。 因此，如何将思政与专业知识深度融合，在不知不觉 中起到思想育人的作用， 同时又不影响课程进度，是 教师应该认真思考的。
( 四)考核评价方式有待改进
目前，我校化学电源技术课程的考核主要以期末 闭卷考试成绩为主、平时成绩为辅。其中，平时成绩包 括作业、课堂纪律、考勤及读书报告。平时成绩的结构 看似有利于提高学生的自主学习能力，其实对于我校 的大部分学生来说，这些平时作业聊胜于无 。 以读书 报告为例，虽然在课程一开始就说明了对读书报告的 要求，但是学生往往会在临近期限时，从网络上进行 复制粘贴，其质量较低。另外，大部分学生为了应付期 末闭卷考试，会临时抱佛脚，死记硬背，这不利于学生 对专业知识的掌握 。因此教师有必要认真思考如何改进目前的考核评价方式，从真正意义上提升学生自主 学习的兴趣，从而培养学生的创新能力。
(五)学生自学意识有待提升
目前，我国的高等教育已从精英教育向大众化教 育转变 。我校作为地方应用型本科院校，招收的大部 分学生都是属于高考中处于低分段的学生[8] 。相较于 其他高校的学生，这部分学生的学习能力、自我控制 力及化学基础知识都较为欠缺。对于化学电源技术这 种专业性较强的学科，就需要授课教师采取一定的方 式和手段激发学生对专业学习的热情，从而增强其自 主学习动力 。有了动力，学生才会积极主动地进行查 漏补缺，钻研学科知识，从而逐渐形成创新思维，成为 新能源行业需要的“工程师”。
二、基于学生创新能力培养的化学电源技术课程 教学改革路径
为培养我校新能源科学与工程专业学生的创新 能力，需要针对以上提出的问题，对化学电源技术课 程进行一定的改革和探索。现将该门课程的改革路径 进行简要的陈述，同时在之后的教学过程中，教师要 不断反思，根据实际情况进行不断的调整。
( 一)理论教学和实践教学深度融合
教师应针对化学电源技术课程的理论教学，配置 相应的课带实验，让学生在课堂学习之后，立即到实 验室进行相应的操作，这样可以加深学生对知识的掌 握程度，更能培养其动手能力和创新能力。另外，学生 还应将其与后面的课程设计及毕业设计紧密联系，将 所学理论知识用来指导相应的课程设计和毕业设计， 以此加深和巩固对理论的掌握，并培养解决问题的能 力，从而培养创新能力。
对于新能源科学与工程专业，除了少部分学生进 入研究生阶段继续学习，大部分的学生毕业后进入新 能源企业工作 。因此，在化学电源技术课程教学过程 中，教师要适当引入工程案例，且要与当地的部分新 能源企业进行合作， 在实习和科研方面共同指导学 生 。同时，可以将这些企业中工作经验丰富的工程师， 采取线上的方式引入理论教学课堂 。 比如，在讲解锂 离子电池制备工艺时，可以通过线上的方式让工程师 讲解他们在生产过程中的一整套流程及其注意事项， 以及遇到问题时应从哪些方面考虑。这样让课堂和实 践真正结合起来，更能引起学生的学习兴趣，也能激 发学生积极思考解决实际工程问题的方法。
大部分化学电源技术课程教师都具有博士学位，其从事的科学研究涵盖了锂离子电池正负极材料、粘 结剂及器件，太阳能电池材料及器件，超级电容器材料 及器件，制氢材料等方面，同时也有相应的项目经费及 省级新能源重点实验室的支撑。因此，在课堂上讲授完 相关的内容后，教师可以给学生布置相应的科研任务， 使他们参与教师的研究课题， 从而锻炼学生的动手能 力、解决问题的能力、查阅文献的能力及写作能力 。这 样一方面可以提高学生对科研的兴趣， 培养其创新能 力，另一方面可以促进学生学习成果的产出。
(二)创新教学内容、方法和手段
对于我校化学电源技术这门课程，首先要确定一 条理论教学的主线，即以“工作原理— 电池结构— 电 池材料— 电池设计”为主体，采用思维导图的形式呈 现知识框架， 让学生对所学的内容有较为清晰的认 识 。对这一主线的内容要求学生必须全部掌握，以便 为日后的课程设计和毕业设计打下坚实的理论基础， 同时也能保证该门课程的教学要求得以达成 。 比如， 学生在储能原理与技术课程中重点学习了铅酸蓄电 池、镍基蓄电池、锂离子电池及超级电容器的工作原 理及材料，因此在化学电源技术课程中，教师可以重 点讲解这些电池的结构、涉及材料的制备方法和电池 设计思路 。其中，可花较少的课堂时间对工作原理进 行复习巩固;对于储能原理与技术没有涉及的燃料电 池、热电池等化学电源则进行更为详细的介绍 。具体 而言，在课程最开始的阶段，先对总体化学电源设计 的目的、思路和方法进行详细的介绍，接着对化学电 源的设计与制造进行简单介绍，最后将主要的时间花 在对电池设计的案例分析和讲解上，从而提升学生的 学习兴趣，并促使其掌握解决问题的思路和方法[9]。同 时，在教学内容的设计过程中，需要建立案例库，相关 案例主要来源于往届学生的课程设计、毕业设计及校 企合作单位 。另外，在课堂上教师应该结合电化学器 件的实物向学生展示其结构， 并在保证安全的前提 下，示范其组装过程，或者将组装过程拍成小视频向 学生展示。
在整个教学过程中，教师的教学方法和手段对教 学的目标达成和成果起着至关重要的作用[10] 。就化学 电源技术这门课而言，可以从以下三个方面进行教学 方法和手段的创新。第一，在课堂中引入真实案例。首 先，可以将目前新能源汽车引发的一系列新闻事件进 行归纳整理并引入教学，以引发学生的思考 。比如，在 锂离子电池安全性讲解的过程中，教师可引入某品牌汽车自燃事件等，由此让学生讨论：“新能源电动汽车 看起来如此不安全，是否应该放弃或者停止生产? 如 果不是，那应该从那些方面入手来杜绝这一类问题的 发生? ”由此引发学生对电池材料、结构等方面进行深 度的思考， 以此提高学生主动思考问题的积极性，让 学生潜意识地对科研产生一定的兴趣 。第二，采用提 问式教学。从头讲到尾的“填鸭式”教学方法使得课堂 气氛“死气沉沉”，导致学生对课堂提不起兴趣，思维 僵化 。而在课堂教学过程中，在合适的环节采用提问 式教学可以活跃课堂气氛，集中学生的注意力，引导 学生积极思考[11]，促使其在不知不觉中构建和完善自 己的专业知识和框架结构 。 比如，在讲解磷酸铁锂的 制备过程时，教师就可以通过提出“磷酸铁锂的铁是 多少价态?这个价态是否稳定?如果不稳定，那么在制 备过程中应该注意哪些条件的控制? ”等一系列问题， 引导学生进行思考 。这样采取逻辑式提问的方式，一 方面可以让学生回忆已学过的知识，另一方面可以让 学生的思维跟着教师走，并产生一定的思考，从而掌 握新知识 。第三，应用数字资源 。随着科学技术的发 展，教学手段也在不断地更新，如视频、动画、图片等， 教师可以将这些教学手段融合在一起，丰富课堂教学 方式。例如，在讲解锂离子电池的工作原理时，教师可 结合爱国教育片《横空出世》中的打夯片段，对比充放 电时锂离子的脱嵌过程 。具体而言，可将锂离子电池 的负极看作天花板，将正极看作地板，充电时便相当 于打夯将石块高高举起的过程，即锂离子往天花板跑 的过程，这个过程是被动的，需要外加力量，所以需要 外加电源提供能量 。放电时，相对于将高高举起的石 块放下砸平地面的过程，这一过程为自发过程，相当 于锂离子从负极脱出(从天花板掉下) 嵌入正极(落入 地板)，即将化学能转化为电能 。另外，教师可结合视 频平台上比较优秀的锂离子电池工作原理的视频开 展教学，这些视频十分直观且生动地展示了锂离子脱 嵌、电子的走向及 SEI 膜形成的过程 。 以小视频的形 式代替教师从头到尾讲学的教学方式，更能引起学生 的兴趣，也更能加强学生的记忆。
(三)融合思政元素
化学电源技术课程教学中， 课程思政至关重要。 课堂教学过程中，教师要培养学生心怀家国，树立产 业报国的意识。我校化学电源技术课程教师应该注重 在专业课堂培养学生正确的世界观、人生观和价值观。 例如，在绪论这一章节，教师可借助“如何在 2030 年前实现‘碳达峰’，2060 年前实现‘碳中和’? ”这个“碳 排放”的议题，引导学生对“碳排放”进行合理的分析 和解读，使其明白为什么要开设新能源专业，自 己是 为何而学 。通过让学生积极了解当前能源的状态及 “碳排放”背后的国际关系， 可以激发学生的爱国情 怀，使其树立产业报国的思想并为之而奋斗，真正做 到校歌歌词中的“休说来日方长，为学只争朝夕，知行 至善，厚积薄发，莫负好时光”。此外，在各章节的教学 中，教师可适当引入相应的科学家，如吴浩清院士、陈 立泉院士等的背景及故事， 激励学生刻苦努力学习， 以他们为偶像，为祖国、为社会、为新能源的发展贡献 力量 。同时在课堂中，教师可组织学生进行分组讨论， 并在课后安排分组实验课题，由此让学生体会团队协 作的力量，从而发挥各自的优势。概言之，课程思政的 融入，可以从思想上升华学生的认识，当认识上升到 一定的高度，自然就转换为创新的动力，即课程思政 是培养学生创新能力的基础[12]。
( 四)考核方式多样化
我校化学电源技术课程的考核期末卷面分占比 60%，平时成绩占比 40% 。从往届的实施情况来看，这 样的考试形式并不能让学生真正地掌握化学电源的相 关知识。据调查，大部分学生应付期末考试的手段是在 最后一周进行死记硬背，而对于读书报告，大部分学生 只是从百度上寻找一些资料复制粘贴， 这些都不利于 培养学生的创新能力。因此，需要探索一些新的考核方 式。比如，期末考试可以采用试卷加操作结合的方式。 即在理论考试之后， 让学生到实验室抽取相应的题目 进行实验操作，理论和操作的分值比为 1∶1.这样可以 同时考核学生对理论知识的掌握情况和实际操作水 平。实验操作如果没有平时的积累，通过临时抱佛脚是 很难通过的 。对于卷面的试题，应加大主观题的题量， 尽量避免学生靠死记硬背来拿高分的现象 。平时成绩 以提交成品化学电源器件为主。比如，在讲授完铅酸蓄 电池、锂离子电池、金属空气电池等之后，教师可要求 学生按照要求进行器件的制作， 并在规定的时间内提 交作品。
(五)培养学生的自学意识
要想培养我校新能源科学与工程专业学生的自 学意识，首先要让学生“爱上”化学电源技术这门课程。 因此对教学内容、手段和方法等进行改革和创新是很 有必要的，如果能做好以上所述的课程改革，那么学生 不知不觉就会培养起自主学习意识。此外，教师应在教学中引入课堂小视频、相关案例等，并组织课堂讨论， 布置课后任务，让化学电源技术这门课程生动起来。同 时，应将学生作为课堂的主体，教师作为辅助，学生掌 握了课堂的主动权，自然就有学习的动力。
三、结语
化学电源技术是一 门专业性很强的学科，对于我 校新能源科学与工程专业学生来讲，学好化学电源技 术课程对他们毕业后成为一名合格的新能源工程师 至关重要 。要想成为一名合格的工程师，就必须具有 创新能力 。因此，化学电源技术课程教师要以培养学 生的创新能力为导向探索和改革教学过程。本文从理 论教学和实践教学深度融合， 丰富创新教学内容、方 法和手段，注重思政元素融合，创新考核评价方法，以 及培养学生自学意识方面进行了简单探索，目的就是 丰富课堂教学内容，培养具有创新思维、善于解决实 际问题，并具有爱党爱国爱事业情怀的社会主义接班 人 。 同时，化学电源技术课程教师也应该与时俱进地 提高自身专业素养，从而为国家和社会培养出具有创 新能力的能源人才。
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