科研成果融入燃料电池课程教学初探

摘要：教材知识滞后于最新的科研成果是教学体系中的一个重要问题，为使学生获得最新的理论和实际锻炼机会，将科研成果融入到课堂教学中，并构建了“课上教学”、“课后调研”、“分层培养”和“过程与考试并重”的教学体系。实践证明，该体系有利于学生对燃料电池相关科技发展动态的掌握，增强了科研成果与课堂教学的联系，发挥了科研成果在能力与专业培养中的积极作用。

关键词：科研成果；燃料电池；教学模式；综合素质

燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转换为电能的能量转换装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。燃料电池是湖北大学物理与电子科学学院微电子科学与工程、电子科学与技术和电子科学与技术产业三个专业的选修课程。

传统教学中，教材的知识内容往往滞后于最新的科技进步，燃料电池因其独特的技术特点，这一现象更为严重。近五年来，湖北大学物电学院承担了包括国家"863"国家重大科学研究计划、国家自然科学基金等在内的科研项目100余项，在物电的部分领域的研究跻身国际先进之列，部分成果达到国际领先水平，为了将这些科研成果和最新的科学知识反应到教学中去，燃料电池课程进行了初步的探索和实践，本文主要就科研成果融入燃料电池课程教学的一些做法进行总结，或可供国内同行参考。

1、教学目的及内容

燃料电池课程的教学内容主要包括燃料电池简介及发展历程，燃料电池概述，电化学基础，碱性燃料电池，磷酸型燃料电池，质子交换膜燃料电池，熔融碳酸盐燃料电池，固体氧化物燃料电池，其他燃料电池共九章内容，其目的在于使学生了解各种燃料电池的基本原理及发展历程，掌握燃料电池的基础知识，调动学生对燃料电池的研究兴趣、拓展视野，锻炼其发现问题、分析问题和解决问题的能力，并培养创造性思维及动手能力。

2、科研助力教学

2.1课堂教学—注入科研活水

大学本科教学目的除了传授知识，还肩负发现未知和培养学生探求新知能力的任务，这就要求教师努力将科研成果转化为教学内容，提升教学水平，并将科研体会，科学思维方法，前沿科技融入到基础课教学中去，避免沦为教材和書本的发声器。

著名科学家钱伟长曾指出，“教学没有科研做底蕴，就是一种没有观点的教育”。课本知识多是共识性且得到检验的知识，系统性比较强，但是最新的科学认识反映不足，科研成果多是局部知识点的反应，虽然缺乏系统性但其新颖性比较强，把丰富的科研成果和科研经历融入到课堂教学中，将最新的知识和信息传递给学生，宛如“源头活水”，可以弥补了原有课程知识与最新研究之间的“断层”，极大地丰富、补充了教学内容，解决教材知识基础性强而新颖性不足的缺陷。

将最前沿的学术成果不断充实到课堂中，理论联系实际的讲授，会激发学生的兴趣，活跃学生的思维。同时，通过前沿信息驱动下的师生互动和探究性教学，不断追踪问题和引领学科前沿，既可推进科技和管理技术的发展，又可以完善教师自身知识体系。采取课堂教学“讲得清、放得开”原则，以讲方法、讲思路、讲要点为主线，让学生感受、理解知识产生发展的过程，通过课堂辩论赛等形式，促进学生的“问题导向型”学习，让由被动的内容接受者转变为一个具有创造性的主动学习者。

2.2课后调研—提高学习主动性

科研对教学的促进不能只局限于教学内容，在大学课堂中，教师对于学生影响更多的是他们思考问题的方式、严谨的科研态度和求索的科学精神，因此需要把教学重点从过去的传授知识转移到以研究、探索为基础的教学上来，但由于学时的限制，致使课程讲授以基础的知识为主，影响了学生兴趣的发挥，因此本课程在课下让学生分组开展调研，以满足了学生开拓知识面的需求。

调查内容主要包括：目前燃料电池研发的国内外企业，并对企业的研发情况进行简要评价；调查已经发行的燃料电池车，包括概念车和示范运行车辆，列举燃料电池相关参数；调查各国政府对燃料电池的支持情况，并对至少各国家的支持力度给出具体的信息等。

通过调研使学生可以直观地了解到所学知识的应用领域，并为今后的工作和深造打下一定的基础。

2.3分层培养—培养拔尖创新人才

传统教育注重对知识的传授和记忆，学生学的越来越“规矩”，创新思维越来越“单薄”，为了最大程度地激发学生的创新潜能，培养科学探索精神，对于学有余力的学生，本课程提供综合性创新型试验条件，通过对试验过程和现象的分析，可完成知识的扩展，并依托科研试验室促使创新人才脱颖而出。

科研试验室是锻炼学生实践能力，促使知识飞跃的最佳场所和人才培养的难得上品素材。本课程鼓励学生利用课余时间参与到教师科研项目的分解课题，并将科研问题设计成适合学生科创训练的课题，通过带领学生参与科研工作，训练学生的创新意识和团队意识，培养学生严谨的科学态度、实际动手能力和独立思考的能力。课题组目前已经形成了稳定的指导团队和积极向上的学习科研氛围。通过课余的科研提升，可以使具有较强创新精神的学生在创新试验开拓自己的思路、展示自己的创意、践行自己的想法，从而可以激发学生的参与热情，培养学生的动手能力及科技创新精神。

2.4过程与考试并重—重视综合能力评估

教学效果的好坏是以学生是否参与、怎样参与、参与多少来决定的，考评的内容仅局限于对知识的了解和理解，而忽视对学习能力与方法的考评方式并不可取，因为这种既不能全面检查学习效果，更没有顾及学生学习过程中的表现，无法充分发挥考评对学习的促进作用。为此，本课程建立一个学习过程与考试并重的方式来考核，按照平时成绩40%，考试成绩60%的比例进行考核，其中，平时成绩通过课后调研、课堂辩论赛等“无标准答案”的开放式作业进行考核，建立一个内容多维、方法多样、过程与结果并重的学业评价体系，以评促学，促进学生的综合能力发展。

3、总结

本文就在科研成果融入燃料电池课程教学的实践工作做了一些总结，通过不断的探索与努力，目前燃料电池课程的教学体系日渐完善成熟，现在部分学生通过学习及科研试验室锻炼的锻炼，已经完成多项重要试验数据并准备在国际知名SCI期刊发表论文，提高了学生的学习能力、学习兴趣和创新情感。

实践证明，本着重视培养学生综合素质、创新思维与团结探索精神的教学理念，当前的燃料电池课程教学符合大学生的培养要求，使学生能够掌握燃料电池的基础知识，并能调动学生对燃料电池的研究兴趣、拓展了学生的视野，通过创造性地进行一些科研试验，有力地促进了学生创新性思维的培养、提高了学生的科研与工程实践能力。

参考文献：

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作者简介：王浚英（1986-），女，博士。