储能原理与技术课程思政研究
时间:2022-07-06 08:43:47
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摘要:挖掘储能原理与技术课程思政元素,使思政教育贯穿于教学全过程,将知识传授、能力培养与价值塑造融合。在课程教学实践中,融入时事政治,培养专业认同感;融入国情教育,提升民族自豪感;融入环保理念,增强社会责任感;融入工匠精神,树立终身学习意识;融入科技前沿,培养实践创新能力。同时,对课程思政实施过程中存在的问题进行了分析。
关键词:课程思政;储能原理与技术;实践探索
课程思政是在“全员、全程、全方位”育人格局下,以立德树人为教育根本任务,将思想政治教育元素融入课程教学。通过课程思政引导学生树立正确的国家观、民族观、历史观、价值观,培养德智体美劳全面发展的人才。储能原理与技术是能源动力类专业本科生的专业基础课,系统介绍了储能原理与技术的基础知识和基本工艺,包括能量转换和储存利用、储热原理与技术、相变材料与相变储能技术及电化学储能等[1],涉及知识面较广,与日常生活联系紧密。挖掘其中包含的思政元素,并将其融入知识点,激发学生学习兴趣,是课程设计中需要解决的问题。课程思政是一项系统工程,强调将思想政治工作贯穿学科体系、专业体系、教材体系、管理机制体系。课程思政围绕立德树人根本任务,把做人做事的基本道理、社会主义核心价值观要求、实现民族复兴的理想和责任融入教学,即在传授课程知识的基础上引导学生将所学到的知识和技能转化为内在德行和素养,注重将学生个人发展与社会发展、国家发展结合起来。高校是人才培养的主阵地,以立德树人为突破口和新抓手,帮助学生解答思想困惑和价值困惑,激发为实现中华民族伟大复兴而努力奋斗的热情和动力,在创造社会价值过程中明确自身价值和社会定位。课程思政的内涵指明了高等教育的方向,明确了人才培养的价值观,也实现了思想教育的连贯性。
一、融入时事政治,培养专业认同感
储能原理与技术是一门以新技术为主导、多学科交叉的专业课,涵盖了解决困扰化石能源枯竭和能源环境污染问题的基础知识[2]。能源与资源一直是世界各国关注的焦点,课程的背景与世界形势、国家战略、社会热点同向同行。将生动的时事政治适当融入课程内容,有助于加深学生对储能技术意义的认识,培养对新能源类专业的高度认同感。历史上有很多因争夺能源而引发战争的例子,如1940年日本侵占东南亚各国,1991年海湾战争,2003年伊拉克战争等。当今世界能源之争日趋激烈,如中日东海油气田争端,几内亚湾周边国家石油纠纷,美俄等国争夺北极圈资源。在不可再生能源日趋耗竭的背景下,世界各国也在加大力度发展太阳能、风能、核能等新能源技术和产业。能源存储是新能源和新能源汽车产业中重要组成部分,对产业发展具有举足轻重的作用。太阳能和风能发电都需要建立配套的储能系统,新能源汽车更离不开高性能的储能系统。
二、融入国情教育,提升民族自豪感
能源的高效储存与转换是清洁能源可持续利用的重要保障,机械储能、化学储能、电磁储能、相变储热等技术广泛应用于电力系统、交通运输、航空航天、分布式能源等领域。在讲解储能技术应用过程中,融入相关行业发展现状及在世界上的地位,让学生全面了解国情,用数据比较阐述相关领域取得的伟大成就,提升民族自豪感。同时,让学生了解中国在一些技术上与发达国家存在的差距,鼓励学生自强不息努力奋斗,激发报国之志。铅酸蓄电池在铁路内燃机车和电力机车中发挥着重要的作用,中国已建成四通八达的铁路交通网,铁路运营已覆盖99%20万以上人口的城市,“和谐号”“复兴号”等高速铁路运营总里程居世界第一位。未来对铅酸蓄电池的需求有着广阔的发展空间。在锂离子电池产业方面,2000年日本锂离子电池的产量占全球市场90%以上。中国锂离子电池产业起步较晚,但发展迅猛。在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中,动力锂离子电池被列为高效能源材料技术的优先发展方向。现在中国已经成为世界上最大的锂离子电池生产国,且市场需求仍在不断扩大。
三、融入环保理念,增强社会责任感
2021年,“碳达峰、碳中和”被首次写入政府工作报告。碳达峰是指二氧化碳的排放不再增长,达到峰值之后逐步降低。碳中和是指通过能效提升和能源替代将人为活动排放的二氧化碳减至最低程度,然后通过森林碳汇或捕集等其他方式抵消掉二氧化碳的排放,实现源与汇的平衡。中国提出“2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和”的目标承诺,为全球能源与气候治理及低碳发展注入强大动力,在全球共同应对气候变化形势中充分体现了大国担当。本课程内容涵盖了利用光伏、风电等技术实现清洁能源发电,利用余热回收等技术提高传统能源的使用效率,这些都是未来实现碳中和的有效手段。在课程讲授中,引导学生扎实掌握专业知识,以实际行动践行“绿水青山就是金山银山”的环保理念,为建设美丽中国奋斗不息。中国梦只有建立在环境优美的生态梦基础上,才能与富强民主文明和谐完美结合,只有亿万个“个人梦”的实现才能汇集成中国梦的实现。当代大学生要从我做起,勇于担当社会责任,为国家实现“30·60”双碳目标贡献力量。
四、融入工匠精神,树立终身学习意识
电化学储能技术是本课程的重点内容,主要包括铅酸蓄电池、镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池等。电子表、手机、汽车都离不开电池,各种电池现已成为生活中不可或缺的产品之一,电池技术是推动各行业飞速发展的动力之源。1859年,法国科学家普兰特(GastonPlante)研发了世界上第一块铅酸蓄电池。1899年,瑞典科学家尤格尔(WaldmarJungner)发明了镍镉电池。1982年,美国科学家沃弗辛斯基(StanfordOvshinsky)发明了镍氢电池。2019年,诺贝尔化学奖授予三位锂离子电池的奠基人——美国科学家古迪纳夫(JohnGoodenough)、英国科学家惠廷厄姆(StanleyWhittingham)和日本科学家吉野彰(AkiraYoshino)。每一位成功的科学家都具有追求卓越的创造精神,精益求精的品质精神,执着坚持的钻研精神,是工匠精神的具体体现。在开展课程教学过程中,结合“工匠精神”向学生介绍科学家发明创造中的故事,引导学生体会其中蕴含的创新精神,培养职业素养。古迪纳夫教授54岁开始研究电池,58岁研究出正极材料钴酸锂,75岁研究出磷酸铁锂,90岁开始研究全固态电池,97岁获得诺贝尔化学奖,他也成为史上年龄最大的诺贝尔奖获得者。如今,古迪纳夫教授仍在实验室工作,这种“活到老学到老”,对科学探索的执着精神值得景仰。
五、融入科技前沿,培养实践创新能力
储能原理与技术课程特点是知识内容丰富且更新速度较快,每天都有储能新技术研究论文发表。这就要求教师用先进的教学理念指导教学实践,内容与时俱进丰富活泼。本课程跟踪学术前沿与热点,拓展学生视野,通过引导学生自主学习和探索新知识的兴趣,重点培养自主创新意识和能力,坚持理论与实践相结合,增强知识运用能力。在电池材料的测试技术章节中,涉及相关测试方法包括热分析、X射线衍射分析、电子扫描显微镜、拉曼光谱、比表面积分析、材料粒度分析、循环伏安测试、交流阻抗测试等,是进行电池材料研究中普遍采用的表征方法。对于没有实验研究经历的学生来说,理解这些方法的原理会比较困难。在这里,可以结合最新文献的实际例子一一解释测试技术应用的原理、目的及效果,图文结合会让学生对这些技术有更直观的认识。另外,可以设置虚拟课题,以小组讨论的形式,让学生自主选择测试技术,达到研究目的。
六、课程思政思考
(一)加强教师自身建设
教师是课堂教学的主导者,不仅是知识传授者,更是学生思想的引导者和启发者。正人先正己,课程思政对教师提出了更高的要求,必须加强自身建设,提升思政水平,用自己的学识、阅历启发学生对真善美的向往。
(二)合理设计教学环节
思政元素融入课堂教学,要求教师对教学环节进行精心设计,准确把握专业课程与思政内容的结合点和切入点。简单的拼凑、广告式的插入、刻板的说教都可能起到适得其反的作用。教师要充分掌握学生的学习心理,选择学生易于理解并接受的教学方式。勇于打破常规教学模式,运用案例分析、启发互动、分组讨论、视频资源、翻转课堂等多样教学方法和手段,提升教学效果。
(三)思政内容不宜过多
专业知识是课堂教学内容的主体,思政元素仅是课堂大餐的“调味品”,调味品放的过多会引起美食变味。如果喧宾夺主地讲授思政内容,会分散学生对专业知识的学习精力,也会引起抵触心理。因此,在课程设计中思政内容不宜过多,点到为止即可,潜移默化地渗透唯物主义世界观、社会主义核心价值观。
参考文献:
[1]黄志高.储能原理与技术[M].北京:水利水电出版社,2018:1.
[2]刘云花,邹树良,马先果.储能原理与技术课程教学探索[J].山东化工,2021,50(6):214-216.
作者:刘风国 刘艳慧 于江玉 石忠宁 单位:东北大学冶金学院 东北大学继续教育学院
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