一、课程和案例的基本情况

课程名称：化学电源

授课对象：工学大类

课程性质：必修

课程简介：

本课程围绕锌锰电池的核心理论与应用展开，系统讲解二氧化锰电极与锌电极的反应机理、电池材料特性、制造工艺及性能评价。通过分析锌锰电池的技术演进（如传统糊式电池到碱性电池的升级），帮助学生掌握化学电源的设计原理与工程化思维，并融入思政元素，引导学生理解技术创新对国家能源战略和可持续发展的意义，培养科技报国情怀与绿色化学理念。

案例简介：本案例以锌锰电池为载体，结合我国电池产业从依赖进口到自主创新的发展历程，通过理论讲授、实验操作与工业案例分析，使学生深入理解电池技术原理，同时激发其创新意识与环保责任感。例如，在讲解碱性锌锰电池时，融入我国企业突破国外技术封锁、实现高性能电池国产化的案例，强化学生的国家使命感。

知识传授：

① 锌锰电池的发展；

② 锌锰电池的规格；

③ 二氧化锰电极；

④ 锌电极；

⑤ 锌锰电池材料；

⑥ 锌锰电池制造工艺；

⑦ 锌锰电池的主要性能。

能力培养：

①问题分析与解决能力：通过分析锌锰电池的失效机制，培养学生结合电化学理论诊断电池性能问题的能力。例如，针对碱性电池储存期内容量下降的问题，引导学生从电解液成分、隔膜材料、密封工艺等角度提出改进方案。

②创新与跨学科整合能力：鼓励学生探索锌锰电池的新应用场景或环保改进。

价值塑造：

① 问题分析与解决能力，通过讲述我国锌锰电池产业从“洋品牌垄断”到“国产替代”的逆袭历程，强调自主创新的重要性；

② 创新思维能力，使学生突破传统思维，开拓产品创新思路，增强在锌锰电池产品研发方面的创新能力；

③ 团队协作与沟通能力，在不断实践中提升沟通表达能力，确保信息准确传递，促进团队间的高效协作；

④ 可持续发展意识与社会责任能力，在学习和未来工作中，学生能够从国家能源战略高度出发，思考行业发展方向，为保障国家能源可持续发展贡献力量，增强社会责任感。

二、案例蕴含的思政元素分析

讲述我国科研人员在国际竞争压力下，不畏艰难、刻苦钻研的故事。激发学生的爱国情怀和担当精神，让学生明白科技创新是提升国家能源安全保障能力和国际竞争力的关键，鼓励学生勇攀科技高峰。

三、案例教学整体设计

（一）教学设计

本课程以锌锰电池技术为核心，围绕知识传授、能力培养与价值塑造展开。掌握二氧化锰电极的质子-电子机理、锌电极钝化与自放电原理、电池材料特性及制造工艺。能够设计实验对比不同锌锰电池性能（如容量、内阻），提出工艺优化方案；具备分析电池失效原因（如锌枝晶生长）并提出改进措施的能力。培养“技术自立、绿色创新”的使命感，强化“细节决定品质”的工匠精神。

在教学中，融入思政元素注重适时恰当，不生搬硬套，达到润物细无声、水到渠成的对学生进行思想教育的效果。

（二）教学实践

讲授法：

结合动画演示二氧化锰电极的还原过程（初级与次级反应），对比铵型、锌型、碱性电池的电解液差异。

教学过程：

（三）教学反思

在锌锰电池课程的教学实践中，思政元素的融入不仅需要理论知识的支撑，更需通过真实情境的体验与反思，使学生从技术学习上升到价值观的内化。课程以我国锌锰电池产业的崛起为切入点，通过南孚、双鹿等品牌从技术引进到自主创新的历程，生动诠释了“核心技术必须自立自强”的深刻内涵。学生在分析碱性电池电解液配方优化的案例时，不仅理解了电化学反应的动力学机制，更感受到科研人员在面对国外封锁时的坚韧与智慧。这种将科技史与技术原理结合的教学方式，成功激发了学生的家国情怀，使其意识到个人专业能力与国家产业需求的紧密关联。以下是围绕电化学基础理论设计的思政话题及教学切入点：

1. 创新思维与创新驱动

创新思维的激发需打破传统技术框架，鼓励学生从多学科交叉中寻找突破口。课程通过引入柔性电池、生物降解材料等前沿方向，引导学生思考如何通过材料科学与电化学的结合，推动电池技术的迭代升级。同时，强调创新需根植于社会需求，例如在基层民生中探索低成本、高可靠性的电源解决方案。这种理论上的开放性探讨，培养了学生“敢为人先”的科研勇气与“服务社会”的创新导向。

2. 环保责任与绿色发展

在环保责任培养方面，课程通过对比传统糊式电池与碱性电池的全生命周期环境影响，尤其是废旧电池中锌、锰重金属污染的危害，引导学生跳出单一技术视角，从循环经济的维度思考问题。不仅强化了学生的环保意识，更让他们体会到技术创新在破解环境困局中的关键作用。

3. 工匠精神与职业操守

工匠精神的塑造依赖于对技术细节的极致追求。课程通过解析电池制造中“锌膏涂布精度”“隔膜均匀性”等关键工艺参数，强调“毫米级误差决定市场信任”的质量意识。学生在理论学习中体会到，技术突破不仅需要宏观创新，更需在微观层面精益求精。这种对细节的重视，不仅关乎产品性能，更是工程师职业操守的体现——唯有严谨治学、敬畏技术，方能在复杂工程中避免系统性风险。

4. 团队协作与工程伦理

团队协作与工程伦理的培养则聚焦于技术决策中的价值权衡。课程通过模拟产业链中各环节的协同需求，引导学生理解工程师的角色不仅是技术执行者，更是社会责任的承担者。例如，在讨论“产能提升与环保成本”的矛盾时，学生需从技术可行性、经济效益与社会影响多维度综合考量，认识到工程决策的本质是多方利益的平衡。这种理论训练，使学生初步形成“技术为善”的伦理观，为未来应对复杂工程挑战奠定思想基础。