《燃料電池基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱（新能源材料與器件專業(yè)）

《燃料電池基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱一、課程簡介課程中文名燃料電池基礎(chǔ)課程英文名FuelCellFundamentals雙語授課□是否課程代碼21122040課程學(xué)分2總學(xué)時數(shù)32（含實(shí)踐0）課程類別□通識教育課程□公共基礎(chǔ)課程專業(yè)教育課程□綜合實(shí)踐課程□教師教育課程課程性質(zhì)□必修選修□其他課程形態(tài)□線上線下□線上線下混合式□社會實(shí)踐□虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式□閉卷開卷□課程論文□課程作品□匯報展示□報告課堂表現(xiàn)□階段性測試平時作業(yè)其他（可多選）開課學(xué)院材料科學(xué)與工程開課系(教研室)新能源材料與器件面向?qū)I(yè)新能源材料與器件開課學(xué)期第7學(xué)期先修課程應(yīng)用電化學(xué)后續(xù)課程畢業(yè)論文（設(shè)計）選用教材毛宗強(qiáng).燃料電池(第1版)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.參考書目[德]彼得·庫茲韋爾.燃料電池技術(shù):基礎(chǔ)、材料、應(yīng)用、制氫(第1版)[M]. 北京:北京理工大學(xué)出版社,2019.2.[美]奧海爾.燃料電池基礎(chǔ)(第1版)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007.課程資源可參考中國大學(xué)MOOC“氫能與燃料電池”線上課程，網(wǎng)址：/course/SCU-1207120810?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssjg_課程簡介本課程是一門專業(yè)選修課，內(nèi)容涉及燃料電池工作原理，關(guān)鍵材料的特征與制備技術(shù)，電池組與電池系統(tǒng)的設(shè)計、制備、集成與性能，以及燃料電池技術(shù)在航天、民用發(fā)電及電汽車等領(lǐng)域的應(yīng)用。全書重點(diǎn)介紹堿性燃料電池、質(zhì)子交換膜燃料電池和固體氧化物燃料電池。通過學(xué)習(xí)本課程，使學(xué)生獲得寬廣的能源科學(xué)技術(shù)知識，深化理解二十一世界環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排和開發(fā)新能源對人類生存的重要意義。二、課程目標(biāo)表1課程目標(biāo)序號具體課程目標(biāo)課程目標(biāo)1能夠闡述燃料電池工作原理、燃料電池的熱力學(xué)與動力學(xué)以及燃料電池分類，并能夠表達(dá)燃料電池領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題。【畢業(yè)要求1工程知識】課程目標(biāo)2在燃料電池工程設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)過程中，系統(tǒng)理解燃料電池材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系以及器件的設(shè)計/開發(fā)方法和技術(shù)，明確燃料電池開發(fā)過程中面臨的復(fù)雜工程問題。【畢業(yè)要求3設(shè)計/開發(fā)解決方案】課程目標(biāo)3及時跟蹤燃料電池的最新科技成果和未來發(fā)展動態(tài)，并能夠應(yīng)對新技術(shù)、新事物和新問題帶來的挑戰(zhàn)?！井厴I(yè)要求12終身學(xué)習(xí)】表2課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)畢業(yè)要求1：具有從事新能源材料與器件專業(yè)相關(guān)工作所需要的數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識，并能夠用于解決新能源材料與器件相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題?！綡】1.1掌握燃料電池工作原理及其熱力學(xué)與動力學(xué)，并能表述該領(lǐng)域的工程問題。1畢業(yè)要求3：能夠設(shè)計針對新能源材料與器件相關(guān)領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案，設(shè)計滿足新能源材料與器件產(chǎn)品及工藝流程，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。【M】3.1系統(tǒng)掌握燃料電池材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能間的關(guān)系，明確燃料電池開發(fā)過程中面臨的復(fù)雜工程問題。2畢業(yè)要求12：具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識，有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。【M】12.3及時了解燃料電池領(lǐng)域最新理論、技術(shù)及國際前沿動態(tài)，并能夠應(yīng)對新技術(shù)、新事物和新問題帶來的挑戰(zhàn)。3三、課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與方法（一）理論學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求表3課程目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法對應(yīng)關(guān)系序號課程模塊學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)任務(wù)課程目標(biāo)學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)方法學(xué)時1燃料電池概述1.燃料電池歷史預(yù)習(xí)：燃料電池歷史線上學(xué)習(xí)：燃料電池發(fā)展歷史及如何實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化3重點(diǎn)：1.燃料電池基本原理2.燃料電池的熱力學(xué)與動力學(xué)難點(diǎn)：3.燃料電池的熱力學(xué)與動力學(xué)講授法：引導(dǎo)學(xué)生對掌握燃料電池如何實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化42.電化學(xué)原理1、23.燃料電池類型22質(zhì)子交換膜燃料電池1.質(zhì)子交換膜個人作業(yè)：質(zhì)子交換膜類型、常見的陰陽極催化劑2重點(diǎn)：1.質(zhì)子交換膜燃料電池電催化劑2.質(zhì)子交換膜燃料電池的性能特性難點(diǎn)：3.質(zhì)子交換膜燃料電池模型講授法：使學(xué)生了解質(zhì)子交換膜燃料電池電催化劑類型及電池性能特性82.質(zhì)子交換膜燃料電池電催化劑1、23.膜電極制備技術(shù)24.質(zhì)子交換膜燃料電池性能特性25.質(zhì)子交換膜燃料電池模型概述23堿性燃料電池1.堿性燃料電池結(jié)構(gòu)課下自學(xué)：查詢文獻(xiàn)資料了解堿性燃料電池結(jié)構(gòu)及其質(zhì)子交換膜燃料電池的區(qū)別2重點(diǎn)：1.工作原理難點(diǎn)：2.燃料電池工作原理案例教學(xué)：通過實(shí)際案例使學(xué)生加深對堿性燃料電池結(jié)構(gòu)、工作原理的認(rèn)識42.堿性燃料電池與質(zhì)子交換膜燃料電池比較24直接醇類燃料電池1.燃料電池工作原理與結(jié)構(gòu)個人作業(yè)：直接醇類燃料電池工作原理1、2重點(diǎn)：1.工作原理及結(jié)構(gòu)2.陽極與陰極催化劑難點(diǎn)：3.影響催化劑性能的結(jié)構(gòu)因素查詢文獻(xiàn)：使學(xué)生掌握直接醇類燃料電池工作原理與結(jié)構(gòu)以及催化劑性能如何調(diào)控等82.直接醇類燃料電池研發(fā)概況23.陽極催化劑與陰極催化劑1、25固體氧化物燃料電池1.固體氧化物燃料電池關(guān)鍵材料個人作業(yè)：常見固體氧化物燃料電池材料類型2重點(diǎn)：1.固體氧化物燃料電池關(guān)鍵材料難點(diǎn)：2.固體氧化物材料研發(fā)小組討論：通過課下資料查詢與學(xué)習(xí)、課上小組討論及相關(guān)內(nèi)容匯報，加深學(xué)生對固體氧化物燃料電池的認(rèn)識82.新型中、低溫氧化物/陶瓷燃料電池材料研發(fā)33.低溫固體氧化物燃料電池發(fā)展方向3四、課程考核（一）考核內(nèi)容與考核方式表4.1課程目標(biāo)、考核內(nèi)容與考核方式對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)考核內(nèi)容所屬學(xué)習(xí)模塊/項(xiàng)目考核占比考核方式課程目標(biāo)11.電化學(xué)原理學(xué)習(xí)模塊165%課堂表現(xiàn)平時作業(yè)期末考試實(shí)踐教學(xué)2.質(zhì)子交換膜燃料電池電催化劑學(xué)習(xí)模塊23.燃料電池工作原理與結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)模塊34.陽極催化劑與陰極催化劑學(xué)習(xí)模塊35.燃料電池工作原理與結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)模塊4課程目標(biāo)21.燃料電池類型學(xué)習(xí)模塊125%平時作業(yè)期末考試2.電化學(xué)原理學(xué)習(xí)模塊23.質(zhì)子交換膜學(xué)習(xí)模塊24.質(zhì)子交換膜燃料電池電催化劑學(xué)習(xí)模塊25.膜電極制備技術(shù)學(xué)習(xí)模塊26.質(zhì)子交換膜燃料電池性能特性學(xué)習(xí)模塊27.質(zhì)子交換膜燃料電池模型概述學(xué)習(xí)模塊28.堿性燃料電池結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)模塊39.堿性燃料電池與質(zhì)子交換膜燃料電池比較學(xué)習(xí)模塊310.直接醇類燃料電池研發(fā)概況學(xué)習(xí)模塊411.陽極催化劑與陰極催化劑學(xué)習(xí)模塊412.固體氧化物燃料電池關(guān)鍵材料學(xué)習(xí)模塊5課程目標(biāo)31.燃料電池歷史學(xué)習(xí)模塊110%課堂表現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)2.新型中、低溫氧化物/陶瓷燃料電池材料研發(fā)學(xué)習(xí)模塊53.低溫固體氧化物燃料電池發(fā)展方向?qū)W習(xí)模塊5評分依據(jù)：如果課程論文或作品設(shè)計是課程考核的唯一方式，必須明確課程論文或作品設(shè)計的內(nèi)容與課程目標(biāo)的達(dá)成度，寫明評分依據(jù)。表4-2課程目標(biāo)與考核方式矩陣關(guān)系課程目標(biāo)考核方式考核占比期末考試成績比例60%課堂表現(xiàn)成績比例10%平時作業(yè)成績比例20%實(shí)踐教學(xué)成績比例10%課程目標(biāo)165%50%80%50%65%課程目標(biāo)235%20%25%課程目標(biāo)350%50%10%備注：以上考核方式類型及占比均為示例，需確保每一列占比總和為100%。（二）成績評定1.平時成績評定（1）課堂表現(xiàn)（10%）：通過學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)情況、發(fā)言與提問情況，來評價學(xué)生相關(guān)的能力。（2）平時作業(yè)（20%）：圍繞課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行作業(yè)的設(shè)計。如讓學(xué)生簡述對知識的認(rèn)識，考核學(xué)生對于概念的理解情況，幫助學(xué)生將定義轉(zhuǎn)化為自己的理解。（3）實(shí)踐教學(xué)（10%）：如通過課堂教案設(shè)計、課堂片段展示與匯報，訓(xùn)練學(xué)生的課堂實(shí)踐能力，使學(xué)生真正明確教學(xué)技能在實(shí)際教學(xué)中的應(yīng)用，形成自己適合的教學(xué)風(fēng)格。2.期末成績評定期末考核主要考察學(xué)生對燃料電池基本概念、燃料電池類型及工作原理等?？己朔绞綖殚_卷考試。要求學(xué)生掌握燃料電池基本概念、燃料電池類型及工作原理等。3.總成績評定總成績（100%）=平時成績（40%）+期末成績（60%）。（三）評分標(biāo)準(zhǔn)試卷考核項(xiàng)目以試卷參考答案及評分細(xì)則為準(zhǔn)。（四）評分標(biāo)準(zhǔn)表5評分標(biāo)準(zhǔn)（非試卷考核項(xiàng)目）考核項(xiàng)目評分標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)課堂表現(xiàn)（1）課堂紙練習(xí)、回答問題正確，且能進(jìn)行解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點(diǎn)正確，問題有深度、有創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測驗(yàn)、回答問題正確，但解釋欠清楚（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點(diǎn)正確，但問題無深度或無創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測驗(yàn)、回答問題大部分正確，且不能解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點(diǎn)基本正確，但問題無深度、無創(chuàng)新（50%）。（1）課堂測驗(yàn)、回答問題錯誤率在30~50%之間，且不能解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點(diǎn)有部分錯誤，或邏輯不嚴(yán)密（50%）。（1）課堂測驗(yàn)、回答問題錯誤率超過50%，且不能解釋（50%）。（2）提問、討論發(fā)言觀點(diǎn)錯誤，思路不清晰，邏輯不嚴(yán)密（50%）。如出現(xiàn)錯誤價值觀、反黨反社會言論，記為0平時作業(yè)（1）答案正確率超過90%（70%）。（2）部分作業(yè)完成方法、思路有創(chuàng)新（10%）。（3）書寫規(guī)范，無抄襲，態(tài)度端正（10%）。（4）按時學(xué)完全部任務(wù)點(diǎn)課件與視頻（10%）。（1）作業(yè)正確率在80~89%（70%）。（2）整個作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫規(guī)范，無抄襲，態(tài)度端正（10%）。（4）學(xué)完任務(wù)點(diǎn)課件與視頻80-89%（10%）。（1）作業(yè)正確率在70-79%（70%）。（2）整個作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫較規(guī)范，無抄襲，態(tài)度基本端正（10%）。（4）學(xué)完任務(wù)點(diǎn)課件與視頻70-79%（10%）。（1）作業(yè)正確率在60-69%（70%）。（2）整個作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫不夠規(guī)范，或有少量抄襲痕跡（10%）。（4）學(xué)完任務(wù)點(diǎn)課件與視頻60-69%（10%）。（1）作業(yè)正確率在60%以下（70%）。（2）整個作業(yè)完成方法、思路無創(chuàng)新（10%）。（3）書寫不規(guī)范，有明顯抄襲，或有部分作業(yè)未完成（10%）。（4）學(xué)完任務(wù)點(diǎn)課件與視頻不足60%（10%）。未提交作業(yè)記0分實(shí)踐教學(xué)（1）聲音宏亮，吐字清晰；服裝整潔優(yōu)雅、儀態(tài)自然大方；能目視觀眾，不長時間盯著PPT或回頭看投影（10%）。（2）語言表達(dá)邏輯性強(qiáng)，內(nèi)容能講清，重點(diǎn)突出，詳略得當(dāng)，無重復(fù)口語化表達(dá)（30%）。（3）準(zhǔn)備充分，展示內(nèi)容信息量大，教學(xué)設(shè)計或研究方案有創(chuàng)新，內(nèi)容、觀點(diǎn)正確，且聯(lián)系學(xué)科前沿或有創(chuàng)新（30%）。（4）PPT制作精美流暢，視頻、圖片與文字比例恰當(dāng)，有美感（10%）。（5）本團(tuán)隊(duì)成員全部積極參與匯報、補(bǔ)充、提問或回答問題，組內(nèi)成員分工明確，配合默契（20%）。（1）聲音宏亮，吐字清晰；服裝整潔、儀態(tài)較大方，但有較多時間盯著PPT或回頭看投影（10%）。（2）內(nèi)容能講清，重點(diǎn)比較突出，但邏輯性不夠清晰，有個別卡頓或口語重復(fù)（30%）。（3）準(zhǔn)備較充分，展示內(nèi)容較豐富，內(nèi)容、觀點(diǎn)正確，但未聯(lián)系學(xué)科前沿或創(chuàng)新性不足（30%）。（4）PPT圖片與文字比例不夠恰當(dāng)，文字太多，或字體顏色不夠鮮明（10%）。（5）本團(tuán)隊(duì)3人以上成員積極參與匯報、補(bǔ)充、提問或回答問題，組內(nèi)成員分工較明確，配合較默契（20%）。（1）聲音不夠宏亮，或吐字不夠清晰；服裝整潔，但儀態(tài)不夠自然；長時間看PPT或投影（10%）。（2）內(nèi)容基本能講清，但重點(diǎn)不突出，邏輯性不強(qiáng)，口語化表達(dá)較嚴(yán)重（30%）。（3）準(zhǔn)備不夠充分，內(nèi)容、觀點(diǎn)少數(shù)不正確，未聯(lián)系學(xué)科前沿或無創(chuàng)新（30%）。（4）PPT圖片與文字比例不夠恰當(dāng)，文字較多，或字體顏色單一，字號太?。?0%）。（5）本團(tuán)隊(duì)2人參與匯報、補(bǔ)充、提問或回答問題，組內(nèi)成員有明確分工，但配合欠默契（20%）。（1）聲音較小，或吐字不清晰；服裝不整潔，或儀態(tài)不自然；長時間看PPT或投影（10%）。（2）表達(dá)思路不夠清晰，內(nèi)容講解不夠清楚，口語化表達(dá)嚴(yán)重（30%）。（3）準(zhǔn)備不充分，內(nèi)容、觀點(diǎn)多處不正確，未聯(lián)系學(xué)科前沿，無創(chuàng)新（30%）。（4）PPT圖片與文字比例不恰當(dāng)，文字太多，字體顏色單一，字號太?。?0%）。（5）本團(tuán)隊(duì)1人參與匯報、補(bǔ)充、提問或回答問題，組內(nèi)成員分工不夠明確，且配合欠默契（20%）。（1）聲音太小，吐字不清晰，聽不清楚；服裝不整潔，儀態(tài)不自然；照PPT念（10%）。（2）表達(dá)思路、邏輯混亂，內(nèi)容講解不