立足“双碳”战略下储能、动力电池等新能源产业人才需求,破解传统工科课程理论与行业脱节、学研赛相互割裂的育人难题,重庆交通大学材料科学与工程学院胡兵兵副教授团队以《新能源材料技术》课程为载体,创新推行场景项目式教学改革,依托行业展会、企业工程、学科竞赛搭建虚实融合实景课堂,构建“产业场景导入——项目分层实践——竞赛科研转化”一体化育人链条,实现传统理论课堂全方位焕新,为新工科材料类专业产教融合教学打造特色实践样板。
当前新能源材料行业高速发展,市场亟需兼具材料理论功底、器件设计能力与工程创新思维的复合型人才。以往《新能源材料技术》课堂以单向理论讲授为主,学生局限于课本知识点,缺少直面产业真实问题的实践渠道,项目实践、科创竞赛、课程学习相互独立,学生创新动力不足、复杂工程问题解决能力薄弱。为补齐人才培养短板,课程团队对标新工科建设要求,借鉴场景化项目育人模式,以“产教赛深度融合”为核心抓手,重构课程教学全流程,打造沉浸式、项目化、实战化全新课堂。

(1)“实景+云端”双场景研学,打通校园课堂与产业一线
课程打破教室边界,把行业前沿展会转化为常态化教学场景,实现线下实景研学、线上云端观展双向赋能。
线下联动重庆市电源学会储能专委会,组织全体学生走进2025 全球储能产业(重庆)展览会,近距离走访动力电池、储能电芯、固态新材料企业展台,与行业工程师面对面交流,收集企业产品技术指标、产业现存技术痛点,将展会一手调研资料作为课程项目设计核心依据。观展结束后,各小组围绕快充电池、储能系统、固态电解质等方向开展专题汇报,将行业见闻转化为课堂学习成果。

线上依托CIBF2025深圳国际电池技术交流会线上展厅,分组深挖比亚迪、欣旺达等头部企业技术路线,自主完成前沿电池技术 PPT 汇报,突破地域限制,让学生同步掌握全国动力电池产业最新发展动态,拓宽行业视野。

(2)四层递进项目链条,三位一体分层教学激活学生主体
课程确立“项目为体,内容为用”核心逻辑,以无人机、轻型电动车专用高性能锂离子电池设计为贯穿全学期总任务,划分四大递进教学阶段,实现理论知识与项目实践深度绑定。第一阶段入门奠基,依托展会调研成果开展可行性分析,夯实电化学、电池关键材料基础理论;第二阶段深入探究,采用“切块拼接法” 拆分正极、负极、电解液、系统集成四大工程师角色,5 人制小组分工开展材料选型论证;第三阶段整合实现,各组融合分项研究成果,完成电池结构方案、实物模型制作,教师一对一针对性帮扶基础薄弱学生;第四阶段评价拓展,举办课堂项目答辩会,师生交叉质询复盘,同步对接前沿固态电池技术拓展学习。
教学组织创新采用“集体讲授 + 小组协作 + 个别辅导”三位一体模式:集体授课统一梳理专业基础、项目设计方法;小组实行“组内异质、组间同质” 管理,设立组长责任制,强化团队协作与良性竞争;针对理解困难学生开展一对一专项辅导,兼顾整体教学与个性化成长,充分落实 “教师主导、学生主体” 教学理念。

(3)赛教融合闭环育人,课程项目直通科创竞赛与科研产出
课程将“互联网 +” 大学生创新创业大赛、“挑战杯”、大学生创新创业训练计划赛事标准完整嵌入教学评价体系,搭建 “课堂项目孵化 — 竞赛打磨提升 — 科研成果输出” 闭环路径,让课程作业升级为竞赛作品、科研雏形。 面向不同竞赛赛道设置差异化项目培育方向:“挑战杯”聚焦固态电解质界面改性等基础科研问题,产出学术论文、性能测试数据;“互联网 +”立足储能电池安全、轻量化技术挖掘商业价值,完成产品原型与商业计划书;大创项目深耕单一电极材料合成优化,完整复刻实验室研发全流程。学生依托课堂项目自主开展电化学实验、材料表征测试,在实操中锤炼科研动手能力。

(4)教学改革成效显著,学、研、赛多维成果全面丰收
场景项目式教学改革实施以来,课程育人成效持续凸显。科创竞赛层面,近两年学生依托课程孵化项目斩获多项校级“互联网 +”、挑战杯二、三等奖,多项大创项目顺利结题,学生主动组队参与科创实践的积极性大幅提升;科研创新层面,多名本科生以课程项目研究内容为基础,撰写相关学术论文,实现从课堂学习到学术产出的认知升华。

针对浅层学习、理论课堂吸引力不足等现存问题,团队后续将引入AI辅助电池仿真设计、深化校企联合授课、优化过程化考核,搭建成果交流平台,持续完善场景化育人体系。本次改革以产业实景为载体、项目实践为核心、科创竞赛为延伸,打通理论、实践、竞赛、科研育人环节,推动学生从被动听课转向主动解决工程实际问题。下一步,材料学院将持续联动储能企业拓展实景教学场景,深化AI赋能项目教学,持续提升新能源创新人才培养质量。
据悉,本课程由材料学院胡兵兵副教授团队建设,长期探索交通特色高校材料专业产教融合育人路径。