伴隨着人類社會的急劇發展，能源危機與環境污染成爲人類面臨的嚴峻挑戰。而新能源作爲一種“綠色環保”新技術，在減少環境污染、解決能源危機方面發揮着重要的作用，是未來替代傳統能源的最有前景的一種方式。我國乃至世界已經把新能源產業的發展列爲國家戰略新興產業發展的主攻方向，並制定了一系列政策法規。新能源產業的迅猛發展帶動了新能源材料的研究與開發，並離不開相應的專業人才的培養，目前新能源材料專業人才的需求已呈現出供不應求的局面。因此，越來越多的高校逐漸發展新能源相關的專業方向，新開設“新能源材料與器件”專業，以培養更多優秀的新能源領域專門人才，滿足我國新能源產業發展的需要。
新能源材料與器件專業是一種多學科交叉的綜合性專業，集材料、物理、化學、電子、信息、生物、機械等多學科於一體。該專業主要圍繞新型的能量轉換與存儲材料、從材料體系的選擇、設計、製備、器件組裝等方面入手，培養具有紮實的理論基礎、較高的綜合素質和較強的創新能力的專業人才，以滿足國民經濟建設對新能源材料專門人才的需求。我國的新能源材料與器件專業始建於2010 年，從開始的全國15 所高校到目前全國共有30 餘所高校開設此專業並呈現遞增的趨勢。目前新能源材料與器件專業及其相關學科的建設還處於起步發展階段，考慮到專業的綜合性與特殊性，該專業的人才培養方案制定與課程設置既不能簡單的套用傳統的材料學科，又不能完全脫離材料，特別是大材料類基礎核心課程《材料科學基礎》的課程安排，因此需要認真思考和研究。
三峽大學新能源材料與器件專業始建於2014 年，經過近三年的發展，該專業的師資隊伍、在校本科生、研究生已經初步形成一定的規模，培養了一批批優秀的專業人才。目前，該專業的正呈現出蓬勃發展的趨勢。本文結合三峽大學新能源材料與器件專業培養目標及資源情況，探討適合該專業的《材料科學基礎》的課程內容設置與課程實驗安排。
1 《材料科學基礎》課程體系的改革
《材料科學基礎》是材料類專業學生必學的一門專業核心課程，該課程以“厚基礎、寬口徑”人才培養目標爲宗旨，涵蓋的內容包括金屬與非金屬、無機與有機，主要注重理論基礎知識的學習。目前市面上的《材料科學基礎》課程教材主要有兩類，一類是側重於傳統無機材料如水泥、陶瓷、玻璃的《無機材料科學基礎》，如武漢理工陸佩文主編的，主要內容有結晶學基礎、晶體結構與缺陷、熔體和玻璃體、表面與界面、熱力學應用、相平衡、擴散與固相反應、相變、燒結等。另外一類是側重於金屬材料方面的《材料科學基礎》，如上海交通大學胡庚祥主編、清華大學潘金生主編的，主要內容有材料的微觀結構，晶體缺陷，原子及分子的運動，材料的範性形變和再結晶，相平衡及相圖，材料的亞穩態，材料的物理特性等。兩類教材對金屬材料學專業與無機非金屬材料專業學生而言都是很經典的教材。而對於新能源材料與器件專業，考慮到該專業的綜合性與方向性，目前的《材料科學基礎》課程體系及內容設置均不太適應本專業的人才培養目標的需求。而且由於理論課時時間有限，在教材的選擇上、授課內容的取捨與更新上、以及如何在有限的課時內達到理想的教學效果，這些都需要認真考慮。新能源材料與器件專業涉及的主要材料體系大多爲無機材料，因而《無機材料科學基礎》教材更適合本專業學生。在選擇該教材的前提下，我們針對性的弱化了無機材料相關的領域如玻璃與熔體、相變、相平衡等章節，着重強調結晶學、晶體結構與缺陷、熱力學等大材料基礎知識方面，並在講授基礎知識點的過程中適時的引入半導體材料的相關基礎知識。
2 注重培養學生的創新思維與科研興趣
新能源材料與器件專業的《材料科學基礎》既要傳授於學生堅實的材料科學基礎理論知識，又要培養學生分析新能源材料、器件與基礎內容之間的關係的能力。鼓勵學生參加科研項目，進行科學研究是實現這一目的最有效、最直接的手段。
我院對大一新生採用導師制培養方式，每位新生有自己的導師，導師制規則不僅要求導師從生活、學習、思想上對剛入校的新生進行關心，還要培養學生的科研興趣、愛好。我院導師都具有名校博士學位，都有自己的學術專攻領域，學生在導師的指導下可以根據自己的興趣愛好自主選擇導師。在導師帶領下，學生開始進入實驗室，學習使用新能源材料製備、性能測試等相關的實驗儀器設備以及通過文獻閱讀了解最新的學科動態。我院在學生參與科研項目方面給予足夠的支持，例如學生可以通過科技創新參與導師的科研項目，並給予每個項目1000元的經費及相應的學分置換、論文獎勵政策，促進學生的科研興趣和自學能力。很多學生在教師的.帶領下在SCI 期刊上發表學術論文、申請國家發明專利、參加各種國家級、省級科技競賽，如全國大學生金相賽、湖北省創新創業大賽等並多次獲得獎項。課程教學與科學研究相輔相成、以科研促教學可以顯著的提高學生科學的思維方法和創新能力以及運用基礎理論解決實際問題的能力，即注重培養學生獲取知識、運用知識、創新知識的能力。新能源材料領域材料科學發展非常迅速，課本的知識永遠跟不上最新的科研成果而理論知識又以《材料科學基礎》爲基礎，因此，科研與教學相結合，以科研促進教學對於培養創新型專業人才意義重大。
3 合理利用多媒體教學
《材料科學基礎》課程內容多、知識點碎、且抽象性、理論性強，爲了提高該課程的教學效果，有效的教學手段和教學方法不可或缺。板書教學作爲一種傳統的教學手段數百年來在教學過程中起到了不可替代的作用，即使在電子產品、科技高度發達的今天，也依然佔用重要的地位。但是板書教學的侷限性，如信息容量小、內容不易保存，枯燥、缺乏趣味性，很難吸引學生的注意力，已不能完全滿足課堂教學的需求。而多媒體教學與板書教學相比有很多優點，如可以創造圖文並茂、有聲有色的教學環境，可以把抽象的事物具體化，把複雜的問題簡單化，從而可以激發學生的學習興趣。如晶體學基礎中的晶體結構、四面體間隙、八面體間隙，空間位置比較複雜，藉助於多媒體視頻，教師可以清楚的將不同的晶體結構展示給學生，學生可以更好的、準確的掌握不同晶體結構的構造、間隙位置及大小。相變過程中F-R 位錯源、位錯滑移、攀移等均是該課程的教學難點，而藉助於多媒體教學，易於學生理解和接受，可以更好的激起學生的學習興趣，使原來單調的課堂教學直觀生動、新奇有趣。同時，多媒體教學可以省去教師板書的時間，增加課堂信息量，提高課堂教學效率。
4 《材料科學基礎》課程實踐教學環節改革
實踐教學是專業教學的重要環節，對提高學生的動手能力、培養創新型專業人才具有關鍵的作用。《材料科學基礎》課程理論性強、知識點多、內容比較抽象，學生學習起來比較難理解。而實踐環節不僅可以提高學生的動手能力、還可以加深對理論知識的理解和掌握，並提高利用理論知識解決實際問題的能力。因此，實踐教學環節不容忽視。作爲一種新的專業，新能源材料與器件專業是一門實踐性非常強的學科，該專業的實踐教學環節安排應針對專業需求，秉承但區別於傳統的金屬材料、無機非金屬材料專業的實踐教學，加強新能源材料相關的實驗設計、製備實驗及器件相關的製備實驗。本校新能源材料與器件專業的《材料科學基礎》課程實驗教學學時爲10學時，包括6 個學時的驗證實驗和4 個學時的綜合性實驗。驗證性實驗主要是通過實驗加深對理論知識的理解和運用。驗證性實驗根據實驗設備臺套數對學生進行分組，要保證每個學生都有動手機會。綜合性實驗主要是在驗證性實驗的基礎上，讓學生自由分組並根據所學知識獨立設計實驗。每個學生都要參與到實驗過程中，注重學生的參與性，並各自承擔一定的任務，最後將小組成員所做工作進行總結，寫成標準的實驗報告。綜合性實驗可以結合授課老師的科研項目進行，如我校新能源材料與器件專業青年教師均爲博士研究生，專業研究方向涉及太陽能電池、鋰離子電池、光催化材料、超級電容器等領域，學生可以根據自己的興趣自由選擇研究方向並請相應的老師進行指導，完成一個材料體系的設計、製備、測試等過程，形成完整的實驗報告。通過實踐教學環節可以加深學生對所學專業的瞭解，增加學習興趣，激發求知慾望，提高創新能力與思維。
通過以上四個方面的課程改革策略，我校新能源材料與器件專業，在比較完善的專業人才培養方案的引導下，經過幾年的建設已經形成了具有一定影響力的專業。近年來，該專業購置了多套本科實驗教學設備，聯繫了一批實驗、實習基地，充分保證了實踐教學環節的開展; 引進了一些國內外名校畢業的高水平人才，積極帶動了本科生的科研創新活動，培養出了幾批具有紮實的專業基礎知識和較強的動手能力、創新型的優秀人才。