课程思政示范课展示月 | 《功能材料导论》教学案例

编者按

为贯彻落实《高等学校课程思政建设指导纲要》，深入推进学校课程思政建设，有效辐射课程思政教学改革成效，天津大学将通过课程思政示范课展示月，陆续推出优秀课程思政教学案例，供广大教师学习、借鉴，以期营造课程思政建设的良好氛围，推动实现全员全过程全方位育人。

· 课程名称：功能材料导论

· 课程性质：专业课

· 教学对象：功能材料专业学生

· 总学时：16学时

· 主讲人：杜希文

· 所在学院：材料科学与工程学院

（一）教学设计：

《功能材料导论》课程是功能材料专业创新创业课程群的重要一环。采用课堂授课、课堂讨论、小组式案例式研究项目立项和展示相结合的形式，旨在打通课内外、专业内外、校内外的界限，课堂授课、实践参观、企业导师现场教学和实践项目立项相结合，将专业知识与我国新能源材料领域的发展相结合，充分调动学生的积极性，激发学生的内驱力，帮助学生取得科研实践成果，达到本课程为国家新能源材料领域发展培养思想过硬和专业素质突出的专门人才的目的。课程相关的授课和实践环节均围绕功能材料领域的研究热点以及我国在该领域面临的机遇和挑战开展，最终学生的科技立项实践报告也是围绕我国在功能材料领域的研究方向来进行。课程最终提交立项报告和进行现场答辩，由主讲教师、项目指导教师和企业导师根据学生是否达成思政课程目标共同打分。

课程开展是以学校“未来三十年”大赛为模板，围绕我国能源材料领域的研究热点，以学生自选项目为载体，在教师指导下，学生完成从选题、论证、规划、执行、总结的全部过程，得到完整的项目实践训练。激发学生对专业学习的兴趣，打通课内外学生的科研创新活动，培养学生的自学能力、发现问题、分析问题、解决问题的能力、团队合作、交流能力，提高学生的综合实践能力。

（一）案例名称

《能源存储材料》章节教学案例

（二）案例教学实施过程

1.教学内容分析：

介绍能源存储材料的分类、结构和工作原理，以及我国在能源存储领域的发展现状和研究热点。学生分组开展头脑风暴，进行课堂讨论，提出自己设想的未来能源存储材料的研究方向和趋势。通过采用在课堂上对核心知识点讨论的方式，增强学生的学习兴趣，使学生进一步加深了该章节课程内容的理解，充分锻炼了学生们的口头表达能力和沟通交流能力。

2.教学目标分析：

通过本章节的学习，让学生了解能源存储材料的特点、用途、分类、结构和工作原理，掌握能源存储材料的电子理论、研究前沿、发展前景。利用文献检索工具调研了解该领域的国内外发展形势，我国目前在该领域面临的机遇与挑战。激发学生对能源存储材料的学习兴趣，引导学生关注国家能源领域的发展方向，开展当前国内热点项目的学习和研究实践。

3.教学重点与难点：

重点：超级电容器的结构和原理，石墨烯的制备，石墨烯超级电容器的应用；

难点：超级电容器的结构和原理。

4.  教学过程：

教学环节:

（1）回顾上节课的电子材料研究中的芯片研究和太阳能电池中的硅材料研究，由快速充电是否在未来迅速实现等热点话题引入本章节主要内容简介，介绍我国在快充领域的研究现状，引起学生对热点话题的关注。（5分钟）

（2）讲述石墨烯电池和锂离子电池的工作原理，以及石墨烯在锂离子电池中所起到的作用。（10分钟）

（3）讲述超级电容器的基本概念、性能特点、工作原理和石墨烯制备工业现状。引导学生关注目前我国石墨烯研究仍处在低端阶段，产品性能和产业化规模均不足以满足实际应用需求，在石墨烯产业化的道路上还有很长一段路要走，使学生们了解研究热点和难点。（20分钟）

（4）介绍超级电容器在我国的实际应用，拓宽学生们的知识面。（5分钟）

（5）就本章节的石墨烯的应用、锂离子电池未来研究方向等等内容开展随堂讨论。（5分钟）

（6）布置开放性课后思考题：给石墨烯找一个用途？

（7）课后实践：企业现场参观和企业导师现场教学，参观实践主要围绕我国能源存储材料当前的研究热点开展，现场参观后将在课堂上开展参观心得讨论（由于十八所为涉密单位，因此现场教学不能拍照，只能展示外部照片）。

参观照片

（8）课后实践---学生立项展示和教师点评：

学生分组开展以“未来三十年”项目形式为模板的科研项目模拟立项，每组3-4人，配备一名专业指导教师。要求学生们在课后以小组为单位充分开展文献调研和汇总，自选题目提交初稿。展示和答辩环节需小组成员全体上台展示，由一名同学负责讲述，小组其余成员负责回答台下教师和同学们的提问。课后由小组全体成员总结出项目报告终稿作为本章节作业提交。通过本章节内容学生们对能源存储材料领域的发展现状和我国在当前的研究瓶颈有了充分的认识，激发了学生们投身科研，为国家民族复兴而努力的学习热情，激发了学生们的创造性，提升了科研和思政相结合的综合素质和能力。

小组展示

（四）教学效果及反思

本课程的思政教学目标是要求学生充分了解我国在能源存储领域的研究现状，根据自己的理解选择相关内容做出模拟科技立项，使学生可以深入参与课程学习，开展项目式研究，在理论知识的学习和实践项目的进行中掌握分析问题、解决问题的方法和能力，使学生由原先的被动学习转变为主动接受和积极参与，在此过程中激发学习兴趣和动力，培养积极向上的学习目标和人生态度，潜移默化地影响学生的人生观和价值观，促使学生自我建立为国家民族而学习和努力的高远目标。通过该课程的学习，我们发现学生们均意识到自己的学习将来可以推动祖国科技事业的前进，都感到很振奋，充分调动起学生的学习热情和内驱力。

本课程作为功能材料专业创新创业课程群的其中一环，开设至今成效突出。近三年学生申报的国家级和省市级科技立项6项，校级科技立项12项。2017级功能材料班级全体同学均参与校内外各级实践活动，获奖76项，2018级功能材料专业获评校级五四红旗示范团支部，获批国家级和天津市级大创项目各一项，2019级功能材料专业全班24名同学通过《功能材料导论》课程进行大创立项5项，其中获批一项国家级项目和一项市级项目。2019级功能材料班级在终评中以全校总分第一名分别获得“五四红旗示范团支部标兵”和“天津大学好班风标兵班级”称号，班长董芸获得“天津大学好班长”称号，团支部书记任钰杉获得校级“优秀共青团干部”称号。

因此利用好这门导论课，可以在学生们刚接触专业内容的时候为他们介绍功能材料的特点、用途、分类、意义、我国在该领域的研究前沿和发展前景，树立学生的专业荣誉感和民族自信心，激发学生的学习激情。使学生增强学习功能材料的兴趣、指明今后投身材料领域的努力方向。

图文来源：杜希文

图文编辑：王敏

图文审核：刘洁、张娉婷、杨佳佳