專業(yè)導(dǎo)論-新能源 教學(xué)大綱

《專業(yè)導(dǎo)論》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱專業(yè)導(dǎo)論Majorintroduction課程代碼100060課程性質(zhì)必修開課院部應(yīng)用物理與材料學(xué)院課程負(fù)責(zé)人課程團(tuán)隊(duì)材料科學(xué)與工程教研室核心課教學(xué)團(tuán)隊(duì)授課學(xué)期1學(xué)分/學(xué)時(shí)1/16課內(nèi)學(xué)時(shí)16論時(shí)理學(xué)16驗(yàn)時(shí)實(shí)鄲0實(shí)訓(xùn)八（含上機(jī)）。實(shí)習(xí)0其他0課外學(xué)時(shí)16適用專業(yè)2021級(jí)電子信息工程專業(yè)（新能源材料與器件模塊）授課語(yǔ)言中文先修課程無(wú)后續(xù)課程本課程支撐后續(xù)的《新能源材料與器件制備技術(shù)》、《超級(jí)電容器原理》、《鋰離子電池材料合成與應(yīng)用》、《燃料電池基礎(chǔ)》、《太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)》課程；通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可對(duì)新能源材料與器件領(lǐng)域有總體認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生對(duì)本專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣和自學(xué)能力，使學(xué)生了解相關(guān)課程的背景知識(shí)和發(fā)展現(xiàn)狀，讓學(xué)生具備識(shí)別和表達(dá)相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)的能力。同時(shí):本課程講授材料學(xué)科前沿、行業(yè)發(fā)展方向、職業(yè)發(fā)展規(guī)劃等，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)家精神和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)，為后續(xù)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)、綜合訓(xùn)練和課外科技活動(dòng)提供一定的支撐。課程思政設(shè)計(jì)結(jié)合國(guó)家關(guān)于新材料和新能源領(lǐng)域的多項(xiàng)戰(zhàn)略規(guī)劃，介紹新材料和新能源產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景，讓學(xué)生明白新材料和新能源背后的環(huán)保、能源、國(guó)家安全等方面的考量。把社會(huì)主義核心價(jià)值觀和科學(xué)家精神有機(jī)融入課堂，讓學(xué)生真正感受到自己專業(yè)課程的溫度，增強(qiáng)專業(yè)榮譽(yù)感和使命感，培養(yǎng)學(xué)生的愛國(guó)情操，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力；樹立學(xué)生就業(yè)及發(fā)展的自信心，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專業(yè)的學(xué)習(xí)熱情；結(jié)合學(xué)科前沿研究、新能源領(lǐng)域的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)事跡，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和意識(shí)。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育設(shè)計(jì)融入材料專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和比賽介紹，講解新能源領(lǐng)域的代表性產(chǎn)業(yè)發(fā)展，從創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)角度介紹材料和能源領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。課程論文評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)目標(biāo)要求評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重（％）90-10080-8960-790-59目標(biāo)1（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)10.3）課程論文規(guī)范；熟悉掌握新能源材料與器件的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向，邏輯性強(qiáng),有較高創(chuàng)新性，對(duì)各種新能源材料與器件的優(yōu)缺點(diǎn)分析正確，可使用英文撰寫摘要。課程論文規(guī)范;對(duì)新能源材料與器件的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向比較熟悉，邏輯性比較強(qiáng)，有一定創(chuàng)新性，對(duì)各種新能源材料與器件的優(yōu)缺點(diǎn)分析基本正確，可使用英文撰寫摘要，但有少量錯(cuò)誤。課程論文規(guī)范;初步了解新能源材料與器件的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向，邏輯性和創(chuàng)新性一般,對(duì)各種新能源材料與器件的優(yōu)缺點(diǎn)分析錯(cuò)誤較多，可使用英文撰寫摘要，但錯(cuò)誤較多。課程論文格式不規(guī)范；不了解新能源材料與器件的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向，邏輯性和創(chuàng)新性較差，對(duì)各種新能源材料與器件的優(yōu)缺點(diǎn)分析有大量錯(cuò)誤，使用英文撰寫摘要有大量錯(cuò)誤。40目標(biāo)2（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)12.2）課程論文規(guī)范；在正確理解教師講授的內(nèi)容基礎(chǔ)上，可自己查詢大量參考文獻(xiàn)和資料擴(kuò)展所學(xué)知識(shí)，參考文獻(xiàn)和資料多且新，引用相關(guān)參考文獻(xiàn)30篇以上，體現(xiàn)很強(qiáng)的自學(xué)能力。課程論文規(guī)范;在基本正確理解教師講授的內(nèi)容基礎(chǔ)上，可自己查詢較多參考文獻(xiàn)和資料擴(kuò)展所學(xué)知識(shí)，參考文獻(xiàn)和資料比較多，引用相關(guān)參考文獻(xiàn)20-30篇，體現(xiàn)比較強(qiáng)的自學(xué)能力。課程論文規(guī)范;在基本正確理解教師講授的內(nèi)容基礎(chǔ)上，可自己查詢少量參考文獻(xiàn)和資料擴(kuò)展所學(xué)知識(shí)，參考文獻(xiàn)和資料較少，引用相關(guān)參考文獻(xiàn)10-20篇,自學(xué)能力比較差。課程論文格式不規(guī)范;對(duì)教師講授的內(nèi)容理解錯(cuò)誤較多，自己查詢參考文獻(xiàn)和資料數(shù)量少，引用相關(guān)參考文獻(xiàn)小于10篇自學(xué)能力差；課程設(shè)計(jì)沒(méi)無(wú)創(chuàng)新性。40課程簡(jiǎn)介本課程是電子信息工程專業(yè)（新能源材料與器件模塊）的必修課程。課程主要內(nèi)容包括電源原理及其電極的制備、組裝和測(cè)試、鋰離子電池電極材料及電解液發(fā)展動(dòng)態(tài)、鈉/鉀離子電池電極材料及電解液發(fā)展動(dòng)態(tài)、金屬空氣電池及其他先進(jìn)電池體系、超級(jí)電容器體系及其發(fā)展動(dòng)態(tài)、超級(jí)電容器體系及其發(fā)展動(dòng)態(tài)、燃料電池研究發(fā)展動(dòng)態(tài)、太陽(yáng)能電池發(fā)展動(dòng)態(tài)、新能源汽車動(dòng)力電池發(fā)展動(dòng)態(tài)八大部分。本課程目的在于通過(guò)學(xué)習(xí)新能源材料與器件領(lǐng)域前沿技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，使學(xué)生了解本專業(yè)的專業(yè)學(xué)習(xí)方向、技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)家精神，激發(fā)學(xué)生自學(xué)能力、學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。二、課程目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐序號(hào)課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求1目標(biāo)1：通過(guò)跟蹤新能源材料與器件的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢(shì)和應(yīng)用前景，了解新能源材料體系的構(gòu)成和優(yōu)缺點(diǎn)，具備一定的國(guó)際視野。指標(biāo)點(diǎn)10.2：能夠跟蹤本專業(yè)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢(shì)和應(yīng)用前景，具備一定的國(guó)際視野，并能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流。畢業(yè)要求10：能夠就新能源材料與器件領(lǐng)域中復(fù)雜工程問(wèn)題與業(yè)界同行及社會(huì)公眾進(jìn)行有效溝通和交流，包括撰寫報(bào)告和設(shè)計(jì)文稿、陳述發(fā)言、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令，并具備一定的國(guó)際視野，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流。2目標(biāo)2：了解新能源材料與器件相關(guān)的基本常識(shí)和應(yīng)用策略，能夠自主通過(guò)查閱文獻(xiàn)及資料了解新能源材料與器件的專業(yè)背景，培養(yǎng)不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。指標(biāo)點(diǎn)12.2：能夠認(rèn)識(shí)到社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展以及終身學(xué)習(xí)的重要性，以適應(yīng)未來(lái)發(fā)展需求。畢業(yè)要求12：具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。三、教學(xué)內(nèi)容及進(jìn)度安排序號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果學(xué)時(shí)教學(xué)萬(wàn)式支撐課程目標(biāo)及課程思政融入設(shè)計(jì)1第一章化學(xué)電源原理及其電極的制備、組裝和測(cè)試化學(xué)電源原理電極材料的合成方法電池組裝和測(cè)試技術(shù)課程思政教學(xué)內(nèi)容：結(jié)合國(guó)家關(guān)于新能源領(lǐng)域的多項(xiàng)戰(zhàn)略規(guī)劃，介紹新能源材料與器件產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景，樹立學(xué)生就業(yè)及發(fā)展的自信心，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專業(yè)的學(xué)習(xí)熱情。重點(diǎn)及難點(diǎn)：電池測(cè)試中常用的電化學(xué)方法及測(cè)試原理了解電極材料常見的合成方法及電池組裝工藝，并初步了解電池測(cè)試中常用的電化學(xué)方法，具備電池評(píng)估能力2講授/案例分析/課堂討論目標(biāo)1目標(biāo)2課程思政元素設(shè)計(jì)：圍繞國(guó)家“碳中和、碳達(dá)峰”重大戰(zhàn)略，在講解我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)，引入兩彈元?jiǎng)奏嚰谙鹊壤弦惠吙茖W(xué)家“赤心報(bào)家國(guó)，鐵肩擔(dān)道義”的事跡，講解他們，“舍小家，為國(guó)家”的家國(guó)情懷，鼓勵(lì)學(xué)生努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，矢志為國(guó)家“碳中和、碳達(dá)峰”做出貢獻(xiàn)。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)設(shè)計(jì)：介紹材料專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和比賽，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加科研團(tuán)隊(duì)，在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目中，學(xué)以致用，培養(yǎng)集智攻關(guān)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的協(xié)同精神。2第二章鋰離子電池電極材料及電解液發(fā)展動(dòng)態(tài)鋰離子電池正極材料的發(fā)展動(dòng)態(tài)鋰離子電池負(fù)極材料的發(fā)展動(dòng)態(tài)電解液的發(fā)展動(dòng)態(tài)重點(diǎn)及難點(diǎn)：未來(lái)社會(huì)對(duì)鋰離子電池材料及電解液的需求；新材料開發(fā)的方向。明確社會(huì)對(duì)鋰離子電池材料及電解液的需求，并能夠展望未來(lái)鋰電相關(guān)新能源材料的開發(fā)方向。3講授/案例分析目標(biāo)1目標(biāo)2課程思政元素設(shè)計(jì)：針對(duì)鋰離子電池電極材料及電解液發(fā)展動(dòng)態(tài)，補(bǔ)充2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)：“鋰離子電池的勝利！一個(gè)可充電的世界”，重點(diǎn)講述三位獲獎(jiǎng)科學(xué)家如何腳踏實(shí)地，針對(duì)社會(huì)需要，干坐冷板凳，一步步實(shí)現(xiàn)鋰離子電池商業(yè)化。通過(guò)介紹材料的前沿發(fā)展，引導(dǎo)學(xué)生思考新材料的研發(fā)歷程，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)。3第三章鈉/鉀離子電池電極材料及電解液發(fā)展動(dòng)態(tài)鈉/鉀離子電池正極材料的發(fā)展動(dòng)態(tài)鈉/鉀離子電池負(fù)極材料的發(fā)展動(dòng)態(tài)了解鈉/鉀離子電池運(yùn)行原理，并初步了解未來(lái)鈉/鉀離子電池相關(guān)新能源材料的開發(fā)方向，能13.3鈉/鉀電解液的發(fā)展動(dòng)態(tài)重點(diǎn)及難點(diǎn)：鈉/鉀離子電池正、負(fù)極儲(chǔ)能機(jī)理。夠識(shí)別鋰/鈉/鉀離子電池設(shè)計(jì)區(qū)別。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)設(shè)計(jì)：材料領(lǐng)域代表性創(chuàng)新企業(yè)介紹，讓學(xué)生了解職業(yè)發(fā)展方向。4第四章金屬空氣電池及其他先進(jìn)電池體系金屬空氣電池體系簡(jiǎn)介金屬空氣電池原理及應(yīng)用金屬空氣電池所面臨的挑戰(zhàn)以及亟待解決的問(wèn)題金屬空氣電池研究的發(fā)展動(dòng)態(tài)重點(diǎn)及難點(diǎn)：理解各類金屬空氣存在的問(wèn)題和可能解決途徑。了解金屬空氣電池的儲(chǔ)能機(jī)理，能夠淺談未來(lái)電池體系的發(fā)展方向。2講授/課堂討論/案例分析目標(biāo)1目標(biāo)2課程思政元素設(shè)計(jì)：在介紹鋰空氣電池及其他先進(jìn)電池體系時(shí)，補(bǔ)充諾貝爾生物獎(jiǎng)得主屠呦呦在面對(duì)青蒿素抗藥性難題的出現(xiàn)時(shí)，如何咬住創(chuàng)新不放松，提出新方案、找到新途徑、勇攀高峰、敢為人先，讓創(chuàng)新精神發(fā)光出彩；樹立學(xué)生就業(yè)及發(fā)展的自信心，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專業(yè)的學(xué)習(xí)熱情。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)設(shè)計(jì)：金屬空氣電池商業(yè)化現(xiàn)狀和思考。5第五章超級(jí)電容器體系及其發(fā)展動(dòng)態(tài)超級(jí)電容器的用途對(duì)稱超級(jí)電容器的發(fā)展動(dòng)態(tài)非對(duì)稱超級(jí)電容器的發(fā)展動(dòng)態(tài)重點(diǎn)及難點(diǎn)：超級(jí)電容器的用途及社會(huì)對(duì)超級(jí)電容器的需求；新材料開發(fā)的方向。了解社會(huì)對(duì)超級(jí)電容器的需求，初步獲得未來(lái)超級(jí)電容器相關(guān)新能源材料的開發(fā)能力。2講授/案例分析/課堂討論目標(biāo)1目標(biāo)2課程思政元素設(shè)計(jì)：在第介紹超級(jí)電容器體系及其發(fā)展動(dòng)態(tài)時(shí)，講解袁隆平數(shù)十年如一日的吃苦耐勞的科學(xué)精神,鼓勵(lì)學(xué)生們善于觀察，勤于思考，敢于失敗，勇于探索，在日常生活當(dāng)中永遠(yuǎn)保持好奇心與探索精神。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)設(shè)計(jì)：從創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)角度分析超級(jí)電容器的產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)6第六章燃料電池研究發(fā)展動(dòng)態(tài)燃料電池種類及研究現(xiàn)狀燃料電池中的催化反應(yīng)燃料電池電極材料發(fā)展動(dòng)態(tài)重點(diǎn)及難點(diǎn)：燃料電池電極反應(yīng)機(jī)理。了解燃料電池分類和發(fā)展動(dòng)態(tài)，理解各類燃料電池運(yùn)行原理。2講授/案例分析/課堂討論目標(biāo)1目標(biāo)2課程思政元素設(shè)計(jì)：講解我國(guó)著名的化學(xué)家、化學(xué)教育家、中國(guó)電化學(xué)的開拓者之一的吳浩青關(guān)于電極動(dòng)力學(xué)的理論。鼓勵(lì)學(xué)生們要立鴻鵠志、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、敢于創(chuàng)新，在繼承前人的基礎(chǔ)上不斷超越。讓學(xué)生明白新能源產(chǎn)業(yè)與國(guó)家安全、人類命運(yùn)的關(guān)系，堅(jiān)定學(xué)生投身新能源產(chǎn)業(yè)的意志。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)設(shè)計(jì)：氫能產(chǎn)業(yè)和能源領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展7第七章太陽(yáng)能電池發(fā)展動(dòng)態(tài)太陽(yáng)能電池的種類介紹太陽(yáng)能電池基本結(jié)構(gòu)及工作原理太陽(yáng)能電池發(fā)展動(dòng)態(tài)重點(diǎn)及難點(diǎn)：太陽(yáng)能電池的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。了解太陽(yáng)能電池的發(fā)展動(dòng)態(tài)，理解太陽(yáng)能電池的工作原理。2講授/案例分析目標(biāo)1目標(biāo)2課程思政元素設(shè)計(jì)：通過(guò)我國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的歷史和現(xiàn)狀，讓學(xué)生明白一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要付出巨大努力和長(zhǎng)久規(guī)戈L需要國(guó)家各部門通力合作，需要企業(yè)和工程師、科學(xué)家共同努力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和敬業(yè)精神。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)設(shè)計(jì)：太陽(yáng)能電池的商業(yè)化應(yīng)用實(shí)例。8第八章新能源汽車動(dòng)力電池發(fā)展動(dòng)態(tài)新能源汽車市場(chǎng)概況動(dòng)力電池應(yīng)用現(xiàn)狀動(dòng)力電池發(fā)展趨勢(shì)重點(diǎn)及難點(diǎn)：新能源動(dòng)力電池的類型、關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，以及動(dòng)力電池發(fā)展趨勢(shì)。了解新能源或新材料行業(yè)現(xiàn)狀，思考和明確職業(yè)發(fā)展路徑。2講授/案例分析目標(biāo)1目標(biāo)2課程思政元素設(shè)計(jì)：在介紹新能源汽車動(dòng)力電池發(fā)展動(dòng)態(tài)時(shí)，補(bǔ)充錢學(xué)森從鉆研航空理論志在前沿，到回國(guó)后投身航天事業(yè)領(lǐng)導(dǎo)科技工程的過(guò)程，激勵(lì)同學(xué)們?yōu)榱藝?guó)家需要，提升知識(shí)水平，投入到國(guó)家的新能源戰(zhàn)略。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)設(shè)計(jì)：介紹ATL、BYD等優(yōu)秀新能源民族企業(yè)的核心技術(shù)。四、課程考核序號(hào)課程目標(biāo)（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)）考核內(nèi)容評(píng)價(jià)依據(jù)及成績(jī)比例（％）成績(jī)比例（％）平時(shí)表現(xiàn)課程論文1目標(biāo)1（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)10.3）考核新能源材料與器件專業(yè)相關(guān)背景、發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，各種新能源材料與器件的優(yōu)缺點(diǎn)和適用情況，以及針對(duì)新能源材料與器件領(lǐng)域在跨文化背景下的溝通能力。1040502目標(biāo)2（支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)12.2）考核新材料和新能源專業(yè)相關(guān)知識(shí)查閱文獻(xiàn)和自主學(xué)習(xí)的能力，以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。104050合計(jì)2040100五、教材及參考資料教材：自編參考資料：.《鋰離子電池與無(wú)機(jī)納米電極材料》[M],王恒國(guó)，段潛，李艷輝，化學(xué)工業(yè)出版社，2016,第一版，TSBN：9787122257307o2.《鋰離子電池--應(yīng)用與實(shí)踐》[M],吳宇平，化學(xué)工業(yè)出版社出版，2012,第二版，ISBN：9787122124218o3?《電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)》[M],王芳，夏軍，科學(xué)出版社出版，2017,第一版,TSBN：9787030496218o4,《鋰空氣電池》[M],今西誠(chéng)之，艾倫C倫茲，彼得?G?布魯斯，化學(xué)工業(yè)出版社，2017,第一版，ISBN：9787122291004o.《超級(jí)電容器：材料、系統(tǒng)及應(yīng)用》[M],弗朗索瓦，張治安，機(jī)械工業(yè)出版社，2014,第一版，ISBN：9787111473602o6?《燃料電池——原理?技術(shù)?應(yīng)用》[M],衣寶廉，化學(xué)工業(yè)出版社，2003,第一版，ISBN：9787502545222o.《質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)發(fā)電技術(shù)及其應(yīng)用》[M],陳維榮，李奇，科學(xué)出版社，2016,第一版，TSBN：9787030473769o.《燃料電池——原理?關(guān)鍵材料和技術(shù)》[M],章俊良，蔣峰景，上海交通大學(xué)出版社，2014,第一版，ISBN：9787313124500o.《太陽(yáng)電池基礎(chǔ)及應(yīng)用》（上），朱美芳、熊邵珍，科學(xué)出版社，2014年，第二版，ISBN：97870303