《新能源材料A》教學(xué)大綱

《新能源材料A》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：03144221課程性質(zhì)：專業(yè)必修課程學(xué)分：2.5學(xué)分學(xué)時：40學(xué)時（理論40學(xué)時）先修課程：無機化學(xué)、有機化學(xué)A、材料物理化學(xué)等后續(xù)課程：化學(xué)電源課程設(shè)計、化學(xué)電源設(shè)計與制造適用專業(yè)：新能源材料與器件開課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院一、課程說明《新能源材料A》是新能源材料與器件專業(yè)本科學(xué)生的專業(yè)必修課程。本課程主要傳授新能源材料設(shè)計、制備及改性方法，為后續(xù)相關(guān)課程及以后從事新能源材料行業(yè)工作打下必要的材料基礎(chǔ)。本課程注重材料結(jié)構(gòu)知識的深入學(xué)習(xí)，培養(yǎng)運用電化學(xué)理論知識理解材料結(jié)構(gòu)、制備方法、性能及改性知識的能力，兼顧新技術(shù)、新工藝及其研發(fā)現(xiàn)狀的介紹，培養(yǎng)適合新能源行業(yè)發(fā)展的高素質(zhì)復(fù)合型應(yīng)用人才。二、課程目標通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達到如下目標：課程目標1：了解新能源材料的發(fā)展現(xiàn)狀及方向，了解各類新能源器件的組成、結(jié)構(gòu)和工作原理，了解核能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等其他新能源技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)電原理和未來發(fā)展。培養(yǎng)學(xué)生具有一定的自主學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生具有堅定正確的政治方向，樹立科學(xué)的世界觀、人生觀和價值觀。課程目標2：本課程主要學(xué)習(xí)氫鎳電池、燃料電池、鋰離子電池、太陽能電池和超級電容器等器件的正極材料、負極材料、隔膜材料和電解液等主要材料，掌握材料的結(jié)構(gòu)、制備方法、性能及改性的方法，掌握各種新能源材料設(shè)計與制備的基本理論、基本方法和工程應(yīng)用技術(shù)。培養(yǎng)學(xué)生理論實際相結(jié)合的工程應(yīng)用能力，培養(yǎng)嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)、良好的勞動習(xí)慣和實事求是的科學(xué)態(tài)度。課程目標3：具備開發(fā)新能源材料、研究新工藝、提高和改善材料性能的技能。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、嚴謹和周密細致的思維能力，理論和實際相結(jié)合、獨立思考和團隊合作相結(jié)合、創(chuàng)新思維和經(jīng)驗知識相結(jié)合解決實際問題的綜合素質(zhì)。三、課程目標與畢業(yè)要求《新能源材料A》課程教學(xué)目標對新能源材料與器件專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度1.工程知識1.1能正確使用技術(shù)語言合理描述新能源材料與器件專業(yè)相關(guān)復(fù)雜工程問題。課程目標1：了解新能源材料的發(fā)展現(xiàn)狀及方向，了解各類新能源器件的組成、結(jié)構(gòu)和工作原理，了解核能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等其他新能源技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)電原理和未來發(fā)展。培養(yǎng)學(xué)生具有一定的自主學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生具有堅定正確的政治方向，樹立科學(xué)的世界觀、人生觀和價值觀。M2.問題分析2.2能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)基本原理，對新能源材料與器件專業(yè)相關(guān)復(fù)雜工程問題進行表述。課程目標2：本課程主要學(xué)習(xí)氫鎳電池、燃料電池、鋰離子電池、太陽能電池和超級電容器等器件的正極材料、負極材料、隔膜材料和電解液等主要材料，掌握材料的結(jié)構(gòu)、制備方法、性能及改性的方法，掌握各種新能源材料設(shè)計與制備的基本理論、基本方法和工程應(yīng)用技術(shù)。培養(yǎng)學(xué)生理論實際相結(jié)合的工程應(yīng)用能力，培養(yǎng)嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)、良好的勞動習(xí)慣和實事求是的科學(xué)態(tài)度。H3.設(shè)計/開發(fā)解決方案3.1能夠針對新能源材料與器件領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題，提出具體解決方案。課程目標3：具備開發(fā)新能源材料、研究新工藝、提高和改善材料性能的技能。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)、嚴謹和周密細致的思維能力，理論和實際相結(jié)合、獨立思考和團隊合作相結(jié)合、創(chuàng)新思維和經(jīng)驗知識相結(jié)合解決實際問題的綜合素質(zhì)。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點難點理論學(xué)時對應(yīng)的課程目標1.緒論教學(xué)要求：使學(xué)生了解新能源材料的背景及意義，掌握新能源材料學(xué)習(xí)內(nèi)容和研究熱點，掌握常見儲能方法和器件，了解能量儲存方法及現(xiàn)狀。重點：新能源材料研究內(nèi)容和研究熱點，常見儲能方法和器件。難點：新能源材料研究內(nèi)容和研究熱點。212.氫鎳電池教學(xué)要求：使學(xué)生掌握氫鎳電池材料的基本要素，掌握主要材料的結(jié)構(gòu)、常見制備方法、性能和改性方法，理解氫鎳電池結(jié)構(gòu)。使學(xué)生理解氫鎳電池正極材料、負極材料、隔膜和電解液的結(jié)構(gòu)，掌握這些材料的主要制備方法、性能和改性方法，了解材料在新能源器件中應(yīng)用的理論及研發(fā)現(xiàn)狀。重點：氫鎳電池正極材料、負極材料、隔膜和電解液的結(jié)構(gòu)，及這些材料的主要制備方法、性能和常見改性方法。難點：電池材料的結(jié)構(gòu)與性能間的聯(lián)系。81、2、33.燃料電池教學(xué)要求：使學(xué)生了解燃料電池分類和結(jié)構(gòu)組成，掌握燃料電池常見燃料的制備方法、電極制備方法、電解質(zhì)和隔膜制備方法，掌握燃料電池材料的性能及改性方法，理解燃料電池的工作原理，了解燃料電池材料的研發(fā)現(xiàn)狀和熱點。重點：燃料電池組成材料及材料制備方法；燃料電池材料性能及改性方法；燃料電池電極材料及制備方法。難點：燃料電池結(jié)構(gòu)組成；工作原理；材料制備方法。62鋰離子電池教學(xué)要求：使學(xué)生了解鋰離子電池結(jié)構(gòu)組成；掌握正負極材料，電解質(zhì)和隔膜材料的結(jié)構(gòu)，工程制備方法，性能及改性方法；理解掌握鋰離子電池工作原理；了解鋰離子電池材料的研發(fā)現(xiàn)狀及熱點。重點：正負極材料，電解質(zhì)和隔膜材料的結(jié)構(gòu)，制備方法，性能及改性方法；理解掌握鋰離子電池工作原理。難點：鋰離子電池工作原理和材料的結(jié)構(gòu)。121、2、3太陽能電池教學(xué)要求：使學(xué)生了解太陽能電池種類、組成材料和制作工藝，理解光電轉(zhuǎn)化的原理，掌握比較成熟的晶體硅太陽能電池電極材料制備方法；了解其他新型太陽能電池材料的類型、制備方法和目前研究現(xiàn)狀。重點：光電轉(zhuǎn)化的原理；晶體硅太陽能電池電極材料制備方法。難點：太陽能電池光伏效應(yīng)和電極材料制備。626.超級電容器教學(xué)要求：使學(xué)生了解超級電容器種類、組成材料和制作工藝；理解超級電容器儲能原理；掌握超級電容器正負極材料、電解質(zhì)和隔膜材料制備方法；掌握超級電容器與電池的區(qū)別與聯(lián)系；了解超級電容器目前研發(fā)現(xiàn)狀及應(yīng)用。重點：超級電容器儲能原理；超級電容器正負極材料、電解質(zhì)和隔膜材料制備方法；超級電容器與電池的區(qū)別與聯(lián)系。難點：超級電容器儲能原理；超級電容器與電池的區(qū)別與聯(lián)系。41、2、37.其他新能源教學(xué)要求、重點和難點：主要使學(xué)生了解核能、風(fēng)能、生物質(zhì)能的發(fā)電原理，了解他們的技術(shù)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢。21合計40五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合自學(xué)、分組討論、案例、共享視頻資源等教學(xué)手段完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。學(xué)生先了解新能源器件組成、結(jié)構(gòu)和工作原理，在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)新能源材料結(jié)構(gòu)、主要制備方法、性能及改性方法，最終具有進行新能源器件材料設(shè)計的初步能力。六、課程資源1.推薦教材：（1）吳其勝.《新能源材料》(第二版[M]).上海:華東理工大學(xué)出版社,2017.（2）朱繼平,羅派峰,徐晨曦.《新能源材料技術(shù)》（第1版）[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2018.2.參考書：（1）王新東,王萌.《新能源材料與器件》（第1版）[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2019.（2）薄拯.《新能源中的先進材料:基礎(chǔ)及應(yīng)用》（第1版）[M].北京:中國電力出版社,2021.（3）張玉蘭,藺錫柱.《新能源材料概論》[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2022.3.期刊：（1）吳彩云,馮傳啟,張朝峰,等.層狀鎳鈷錳酸鋰三元正極材料的研究進展[J].電池,2022,52(01):3-7.（2）方華,豐小華,張林森,等.鋰離子電池硅/碳復(fù)合負極材料的研究現(xiàn)狀[J].電池,2020,50(06):580-584.（3）張慶暖,張芳芳,李紅霞,等.高容量材料Si@C_(PZS)在鋰離子電池中的儲鋰性能研究[J].電化學(xué),2020,26(01):121-129.（4）黃云輝.鈷酸鋰正極材料與鋰離子電池的發(fā)展——2019年諾貝爾化學(xué)獎解讀[J].電化學(xué),2019,25(05):609-613.（5）邱永松,李麗.鋰離子電池雙殼硅基復(fù)合負極材料制備及性能[J].電源技術(shù),2021,45(12):1537-1539.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）黃志高.儲能原理與技術(shù).北京:中國大學(xué)MOOC,2021./course/FJNU-1206412806?from=searchPage（2）翟華嶂.新能源材料與器件.北京:中國大學(xué)MOOC,2020./course/BIT-1461544166?from=searchPage七、課程考核對課程目標的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關(guān)系見表4。表4課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標123過程性考核課堂表現(xiàn)16（1）根據(jù)課堂出勤情況、課堂互動進行考核，滿分100分。（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?84線上學(xué)習(xí)8（1）根據(jù)章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)、課程音視頻等情況進行考核，滿分100分。（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?31作業(yè)16（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?64期末考核60（1）卷面成績100分，以卷面成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。（2）主要考核新能源器件儲能原理和新能源材料的基本要素、材料的制備、性能及改性等知識。（3）考試題型為：單選題、多選題、判斷題、簡答題和分析題等?！獭獭?02020合計：100分343729八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、線上學(xué)習(xí)、作業(yè)、期末考試等方式對學(xué)生進行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┰嚲沓煽兒瓦^程性考核成績組成。其中：期末試卷成績?yōu)?00分（權(quán)重60%），試題類型為選擇題、填空題、簡答題和分析題等類型，試卷中基本知識、基本理論、基本技能的試題分值不超過50%，綜合應(yīng)用題、分析題不低于50%；課堂表現(xiàn)、線上學(xué)習(xí)、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過程性考核和考試試題分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時基本成比例。2.過程性考核成績的標準過程性考核方式重點考核內(nèi)容、評價標準、所占比重見表5。表5過程性考核方式評價標準考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)40上課認真，積極參與教學(xué)活動，踴躍回答問題，準確率大于90%，隨堂測試正確率大于90%。上課認真，積極參與教學(xué)活動，回答問題準確率大于80%，隨堂測試正確率大于80%。上課不認真，偶爾參與教學(xué)活動，回答問題準確率大于70%，隨堂測試正確率大于70%。上課不認真，偶爾參與教學(xué)活動，準確率低，隨堂測試正確率大于60%。上課不認真，不參與教學(xué)活動，隨堂測試正確率低。作業(yè)40作業(yè)完整，思路清晰，準確率大于90%，字跡工整。作業(yè)完整，準確率大于80%，字跡工整。不交作業(yè)2次以內(nèi)，準確率大于70%。不交作業(yè)4次以內(nèi)，準確率大于60%。不交作業(yè)5次以上，準確率小于