曲华師范大学课程教学大纲学院：物理工程学院课程名称：。新能源材料科学导论英文名称：IntroductiontoMaterials ScienceofNew-Energy课程代码：072620课程性质：专业核心课计划学时：理论：36实践/实验：18学3分：授课时间：1-18 周授课地点：适用专业：新能源材料与器件执笔人：董佳审核人：批准人：董佳董佳课程负责人：授课教师：年 月日修订日期：
学 院： 物理工程学院 课程名称： 新能源材料科学导论 英文名称： Introduction to Materials Science of New-Energy 课程代码： 072620 课程性质： 专业核心课 计划学时：理论：36 实践/实验：18 学 分： 3 授课时间： 1-18 周 授课地点： 适用专业： 新能源材料与器件 执笔人： 董佳 审核人： 批准人： 课程负责人： 董佳 授课教师： 董佳 修订日期： 年 月 日
《新能源材料科学导论》课程教学大纲一、课程简介《新能源材料科学导论》是新能源材料与器件专业的专业核心课。能源是人类赖以生存和发展的基础，与其密切相关的能源材料正受到越来越多的关注。本课程旨在介绍当前主流新能源材料科学与应用技术的发展概况，内容涉及太阳能电池材料与器件、氢能材料与器件、电化学能源材料与器件以及其他新能源技术，重点介绍太阳能电池、锂离子电池、燃料电池、超级电容器等新能源器件的组成结构、工作原理、性能参数和发展前景。通过本课程的学习，学生将能够了解新能源材料的基本概念、种类及其应用，熟悉我国新能源材料的现状以及国内外的新技术、新成果，掌握新能源及新能源材料的相关知识及发展动态，具备从事新能源材料与器件相关行业的基本知识和专业技能，能在太阳能光伏材料、锂离子电池和燃料电池等新能源材料企业从事产品研发、测试、维护等工作。二、课程目标本课程以科学发展观为指导，以能源市场发展方向为依据，系统讲授新能源材料主要分类及应用场景，学生能够熟悉当前能源分布及未来能源需求，掌握新能源材料的基本特征和基本类型，了解新能源材料的研究现状、主要任务及未来发展前景，为从事新能源材料的科研和开发、教学及管理工作打好必要的理论基础。具体目标可制定为：1.具有扎实的新能源材料科学技术专业知识，熟悉各种新能源及其利用技术，掌握太阳能电池、锂离子电池、燃料电池、超级电容器等新能源器件的基本原理及应用优势；2.具备解决新能源材料科学技术相关行业在开发和生产过程中的环境保护和可持续发展等方面问题的工作能力，并综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等影响因素；3.具有良好的能源素养、人文社会科学素养、职业道德和社会责任感，具有宽阔的视野、健康的体魄和健全的人格；4.具有国际化视野，积极关注并主动适应不断变化的国内外形势和环境，能够通过查阅文献资料、继续教育或其他渠道更新知识，提升工作能力和专业技术水平。表1：课程目标与毕业要求具体指标点的对应关系表课程目标1：知识课程目标2：能力课程目标课程目标3：素养课程目标4：视野课程课程课程课程课程目标目标目标目标目标毕业要求指标点132W1毕业要求1：11-1：熟知新能源材料的基本特征和基本类型，掌握V1/11
《新能源材料科学导论》课程教学大纲 1 / 11 一、课程简介 《新能源材料科学导论》是新能源材料与器件专业的专业核心课。能源是人类赖以 生存和发展的基础，与其密切相关的能源材料正受到越来越多的关注。本课程旨在介绍 当前主流新能源材料科学与应用技术的发展概况，内容涉及太阳能电池材料与器件、氢 能材料与器件、电化学能源材料与器件以及其他新能源技术，重点介绍太阳能电池、锂 离子电池、燃料电池、超级电容器等新能源器件的组成结构、工作原理、性能参数和发 展前景。通过本课程的学习，学生将能够了解新能源材料的基本概念、种类及其应用， 熟悉我国新能源材料的现状以及国内外的新技术、新成果，掌握新能源及新能源材料的 相关知识及发展动态，具备从事新能源材料与器件相关行业的基本知识和专业技能，能 在太阳能光伏材料、锂离子电池和燃料电池等新能源材料企业从事产品研发、测试、维 护等工作。 二、课程目标 本课程以科学发展观为指导，以能源市场发展方向为依据，系统讲授新能源材料主 要分类及应用场景，学生能够熟悉当前能源分布及未来能源需求，掌握新能源材料的基 本特征和基本类型，了解新能源材料的研究现状、主要任务及未来发展前景，为从事新 能源材料的科研和开发、教学及管理工作打好必要的理论基础。具体目标可制定为： 1.具有扎实的新能源材料科学技术专业知识，熟悉各种新能源及其利用技术，掌握 太阳能电池、锂离子电池、燃料电池、超级电容器等新能源器件的基本原理及应用优势； 2.具备解决新能源材料科学技术相关行业在开发和生产过程中的环境保护和可持 续发展等方面问题的工作能力，并综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等影 响因素； 3.具有良好的能源素养、人文社会科学素养、职业道德和社会责任感，具有宽阔的 视野、健康的体魄和健全的人格； 4.具有国际化视野，积极关注并主动适应不断变化的国内外形势和环境，能够通过 查阅文献资料、继续教育或其他渠道更新知识，提升工作能力和专业技术水平。 表 1：课程目标与毕业要求具体指标点的对应关系表 课程目标 课程目标 1：知识 课程目标 2：能力 课程目标 3：素养 课程目标 4：视野 课程目标 毕业要求指标点 课程 目标 1 课程 目标 2 课程 目标 3 课程 目标 4 毕业要求 1： 1-1：熟知新能源材料的基本特征和基本类型，掌握 √ √ √ √
《新能源材料科学导论》课程教学大纲工程知识新能源器件的组成、结构、原理和应用场景。1-2：能对新能源材料科学相关领域的复杂工程问题y用数学、自然科学、工程基础知识进行正确的表述。2-1：能用数学、自然科学、新能源材料与器件工程科学的基本原理，识别、判断新能源材料科学领域复毕业要求2：杂工程问题及其关键环节和参数问题分析2-2：能够基于科学原理并采用科学方法对新能源器件领域的复杂问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。3-1：掌握各类新能源材料与器件的工程设计和产品开发全周期、全流程的基本设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。3-2：能够根据用户需求确定设计目标，利用专业知毕业要求3：识设计满足特定指标要求的新能源材料与器件。设计/开发解3-3：能在各类新能源器件的设计开发过程中考虑社决方案会、安全、健康、法律、文化及环境等制约因素并进V行优化。3-4：能够参加国家及学校组织的创新课题及竞赛活动，针对特定方案发现问题、提出问题，并就改进的方案的可能性进行初步分析。三、教学内容表2：课程目标与教学内容和教学方法的对应关系表课课课课学程程程程周时教学日章节内容提要目目目目分次期方法标标标标配1234本章节以课堂讲授为主，配合1.1描述六种多媒体教学平台展示教学素能量形式材，精讲多提问，通过追问诱思第一章1.2理解能源调动学生学习本课程的兴趣，1-2能源概V4发展史引导学生主动学习，并且安排述1.3区分常规一定数量的习题，培养学生提能源和新能源出问题、分析问题、解决问题的能力。2.1理解能量定律本章节以课堂讲授为主，配合2.2掌握能量多媒体教学平台展示教学素第二章储存技术材，精讲，通过引导式提问增强3-4能源物62.3理解能量学生对能源物理化学的理解，理化学的转换过程并引入一定量的习题，培养学2.4区分原电生分析问题、解决问题的能力。池与电解池2/11
《新能源材料科学导论》课程教学大纲 2 / 11 工程知识 新能源器件的组成、结构、原理和应用场景。 1-2：能对新能源材料科学相关领域的复杂工程问题 用数学、自然科学、工程基础知识进行正确的表述。 √ √ √ √ 毕业要求 2： 问题分析 2-1：能用数学、自然科学、新能源材料与器件工程 科学的基本原理，识别、判断新能源材料科学领域复 杂工程问题及其关键环节和参数。 √ √ 2-2：能够基于科学原理并采用科学方法对新能源器 件领域的复杂问题进行研究，包括设计实验、分析与 解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。 √ √ 毕业要求 3: 设计/开发解 决方案 3-1：掌握各类新能源材料与器件的工程设计和产品 开发全周期、全流程的基本设计/开发方法和技术， 了解影响设计目标和技术方案的各种因素。 √ √ 3-2：能够根据用户需求确定设计目标，利用专业知 识设计满足特定指标要求的新能源材料与器件。 √ √ 3-3：能在各类新能源器件的设计开发过程中考虑社 会、安全、健康、法律、文化及环境等制约因素并进 行优化。 √ √ √ 3-4：能够参加国家及学校组织的创新课题及竞赛活 动，针对特定方案发现问题、提出问题，并就改进的 方案的可能性进行初步分析。 √ √ √ √ 三、教学内容 表 2：课程目标与教学内容和教学方法的对应关系表 周 次 日 期 章节 内容提要 学 时 分 配 教学 方法 课 程 目 标 1 课 程 目 标 2 课 程 目 标 3 课 程 目 标 4 1-2 第一章 能源概 述 1.1 描述六种 能量形式 1.2 理解能源 发展史 1.3 区分常规 能源和新能源 4 本章节以课堂讲授为主，配合 多媒体教学平台展示教学素 材，精讲多提问，通过追问诱思 调动学生学习本课程的兴趣， 引导学生主动学习，并且安排 一定数量的习题，培养学生提 出问题、分析问题、解决问题的 能力。 √ √ √ 3-4 第二章 能源物 理化学 2.1 理解能量 定律 2.2 掌握能量 储存技术 2.3 理解能量 的转换过程 2.4 区分原电 池与电解池 6 本章节以课堂讲授为主，配合 多媒体教学平台展示教学素 材，精讲，通过引导式提问增强 学生对能源物理化学的理解， 并引入一定量的习题，培养学 生分析问题、解决问题的能力。 √ √
《新能源材料科学导论》课程教学大纲2.5阐释电极过程动力学3.1理解光电转换理论3.2掌握多种太阳能电池，包括硅太阳能电本章节以课堂讲授为主，配合池、化合物半导多媒体教学平台展示教学素第三章体太阳能电池、材，精讲，多提问，通过追问诱太阳能有机薄膜太阳思增强学生对太阳能电池组成5-7电池材能电池、染料敏结构、基本原理、应用场景的理12VVV料与器化太阳能电池、解，并且引入一定数量的实例件钙钛矿太阳能教会学生如何利用所学知识来电池的组成、结解决与太阳能电池相关的实际构、工作原理及问题。应用场景3.3理解太阳能光热发电技术4.1理解电化学催化原理4.2掌握氢的本章节以课堂讲授为主，配合制取、储存及提多媒体教学平台展示教学素取技术材，精讲，多提问，通过追问诱第四章4.3理解电解思增强学生对氢能以及氢能器氢能材 8-水制氢技术12件组成结构、基本原理、应用场VVV10料与器4.4掌握燃料景的理解，并且引入一定数量件电池的组成、结的实例及习题教会学生如何利构、工作原理及用所学知识来解决与氢能及氢应用场景能器件相关的实际问题。4.5理解氢治金技术5.1掌握锂离子电池的组成、本章节以课堂讲授为主，配合结构、工作原理多媒体教学平台展示教学素及应用场景材，精讲，多提问，通过追问诱第五章5.2掌握电化思增强学生对电化学能源及相电化学学超级电容器关器件组成结构、基本原理、应11-能源材VV13的组成、结构、用场景的理解，并且引入一定料与器工作原理及应数量的实例及习题教会学生如件用场景何利用所学知识来解决与电化5.3理解三种学能源及相关器件有关的实际金属-空气电池问题。的结构、工作原3/11
《新能源材料科学导论》课程教学大纲 3 / 11 2.5 阐释电极 过程动力学 5-7 第三章 太阳能 电池材 料与器 件 3.1 理解光电 转换理论 3.2 掌握多种 太阳能电池，包 括硅太阳能电 池、化合物半导 体太阳能电池、 有机薄膜太阳 能电池、染料敏 化太阳能电池、 钙钛矿太阳能 电池的组成、结 构、工作原理及 应用场景 3.3 理解太阳 能光热发电技 术 12 本章节以课堂讲授为主，配合 多媒体教学平台展示教学素 材，精讲，多提问，通过追问诱 思增强学生对太阳能电池组成 结构、基本原理、应用场景的理 解，并且引入一定数量的实例 教会学生如何利用所学知识来 解决与太阳能电池相关的实际 问题。 √ √ √ 8- 10 第四章 氢能材 料与器 件 4.1 理解电化 学催化原理 4.2 掌握氢的 制取、储存及提 取技术 4.3 理解电解 水制氢技术 4.4 掌握燃料 电池的组成、结 构、工作原理及 应用场景 4.5 理解氢冶 金技术 12 本章节以课堂讲授为主，配合 多媒体教学平台展示教学素 材，精讲，多提问，通过追问诱 思增强学生对氢能以及氢能器 件组成结构、基本原理、应用场 景的理解，并且引入一定数量 的实例及习题教会学生如何利 用所学知识来解决与氢能及氢 能器件相关的实际问题。 √ √ √ 11- 13 第五章 电化学 能源材 料与器 件 5.1 掌握锂离 子电池的组成、 结构、工作原理 及应用场景 5.2 掌握电化 学超级电容器 的组成、结构、 工作原理及应 用场景 5.3 理解三种 金属-空气电池 的结构、工作原 9 本章节以课堂讲授为主，配合 多媒体教学平台展示教学素 材，精讲，多提问，通过追问诱 思增强学生对电化学能源及相 关器件组成结构、基本原理、应 用场景的理解，并且引入一定 数量的实例及习题教会学生如 何利用所学知识来解决与电化 学能源及相关器件有关的实际 问题。 √ √ √
《新能源材料科学导论》课程教学大纲理及应用场景5.4理解其他储能电池的结构、工作原理及应用场景6.1理解生物质能转化技术本章节以课堂讲授为主，配合6.2阐释风能多媒体教学平台展示教学素第六章的特点及利用材，精讲，并通过引导式提问增其他新技术14-强学生对其他新能源技术的理6VV16能源技6.3理解核能、解，并引入一定量的实例及习术海洋能、地热能题，培养学生分析问题、解决问利用技术题的能力。6.4理解页岩油气技术7.1阐释能源与经济增长、社会发展的关系本章节以课堂讲授为主，配合7.2理解能源多媒体教学平台展示教学素经济引起经济第七章材，精讲，适时提问，启发学生波动的传导机17-能源经5思考能源经济对于现代经济发VV18制济展的重要意义，并引入一定量7.3分析我国的实例及习题，培养学生分析发展新能源经问题、解决问题的能力。济的意义7.4树立良好的能源发展观四、课程考核（一）课程目标与课程考核的对应关系表3：课程目标与课程考核的对应关系表考核方式及考核内容课程目标 1课程目标2课程目标3课程目标4占比平时考核占（1）能源的发展历史、比20%现状和未来趋势单元测试占（2）能量形式和能源分7比 40%类期末考试占（3）新能源利用技术比 40%（1）能量守恒定律、能平时考核占量转换定律以及能量贬比 20%值原理单元测试占VV比40%（2）能量的储存技术（3）能量的转换过程期末考试占4/11
《新能源材料科学导论》课程教学大纲 4 / 11 理及应用场景 5.4 理解其他 储能电池的结 构、工作原理及 应用场景 14- 16 第六章 其他新 能源技 术 6.1 理解生物 质能转化技术 6.2 阐释风能 的特点及利用 技术 6.3 理解核能、 海洋能、地热能 利用技术 6.4 理解页岩 油气技术 6 本章节以课堂讲授为主，配合 多媒体教学平台展示教学素 材，精讲，并通过引导式提问增 强学生对其他新能源技术的理 解，并引入一定量的实例及习 题，培养学生分析问题、解决问 题的能力。 √ √ √ 17- 18 第七章 能源经 济 7.1 阐释能源 与经济增长、社 会发展的关系 7.2 理解能源 经济引起经济 波动的传导机 制 7.3 分析我国 发展新能源经 济的意义 7.4 树立良好 的能源发展观 5 本章节以课堂讲授为主，配合 多媒体教学平台展示教学素 材，精讲，适时提问，启发学生 思考能源经济对于现代经济发 展的重要意义，并引入一定量 的实例及习题，培养学生分析 问题、解决问题的能力。 √ √ √ √ 四、课程考核 （一）课程目标与课程考核的对应关系 表 3：课程目标与课程考核的对应关系表 考核内容 考核方式及 占比 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 课程目标 4 （1）能源的发展历史、 现状和未来趋势 （2）能量形式和能源分 类 （3）新能源利用技术 平时考核占 比 20% 单元测试占 比 40% 期末考试占 比 40% √ √ √ （1）能量守恒定律、能 量转换定律以及能量贬 值原理 （2）能量的储存技术 （3）能量的转换过程 平时考核占 比 20% 单元测试占 比 40% 期末考试占 √ √