王瑩，任玉榮，袁寧一

摘要：本文從我校新能源材料專業(yè)學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合電化學(xué)課程的特點(diǎn)，介紹了在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式三方面所做的一些改革與實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：電化學(xué)基礎(chǔ)；新能源；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）37-0160-02

電化學(xué)基礎(chǔ)是一門(mén)利用電化學(xué)基本原理，解決科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)際中涉及電化學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)有關(guān)化學(xué)電源、金屬電沉積及金屬腐蝕等方面的實(shí)際問(wèn)題的課程。該課程與科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐有著密切聯(lián)系，不僅在化工、化學(xué)電源、電化學(xué)加工、電化學(xué)分析及金屬腐蝕與保護(hù)等領(lǐng)域占有重要地位，而且在高新技術(shù)領(lǐng)域，如新能源、新材料微電子技術(shù)、生命科學(xué)等方面也有廣泛應(yīng)用。鑒于電化學(xué)廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域及迅猛的發(fā)展態(tài)勢(shì)，在常州大學(xué)新能源材料專業(yè)中開(kāi)設(shè)該課程，并將其作為該專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程之一，希望使學(xué)生掌握電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)及基本原理，初步學(xué)會(huì)分析和解決電化學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域中各種實(shí)際問(wèn)題的能力，并為學(xué)生進(jìn)一步深造補(bǔ)充必要的知識(shí)，打下良好基礎(chǔ)。

一、新能源材料專業(yè)電化學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)現(xiàn)狀分析

面對(duì)國(guó)家開(kāi)發(fā)新能源的迫切需求，常州大學(xué)為培養(yǎng)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的專業(yè)人才而設(shè)立了新能源材料專業(yè)。該專業(yè)尚處于起步階段，人才培養(yǎng)模式和課程體系的構(gòu)建亟需完善，而且材料類專業(yè)課程往往重工輕理，造成學(xué)生的理科背景不強(qiáng)。而電化學(xué)基礎(chǔ)課程包含了很多晦澀難懂的專業(yè)定義和煩瑣的理論推導(dǎo)，需要以物理化學(xué)和高等數(shù)學(xué)等理論性很強(qiáng)的課程為基礎(chǔ)，因此客觀上造成本專業(yè)的學(xué)生并未做好學(xué)習(xí)電化學(xué)基礎(chǔ)課程的準(zhǔn)備。舉例來(lái)說(shuō)，這些學(xué)生的先修課程并不包含物理化學(xué)。此外，像高等數(shù)學(xué)這類課程，學(xué)生雖已學(xué)習(xí)過(guò)，但這類課程的學(xué)習(xí)程度沒(méi)有達(dá)到學(xué)習(xí)電化學(xué)基礎(chǔ)課程的要求。由于上述原因，本專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程的過(guò)程中感到相當(dāng)吃力，特別是涉及到一些抽象的定義和復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程時(shí)，部分學(xué)生容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒。因此，為培養(yǎng)合格的專業(yè)人才，課程教學(xué)改革勢(shì)在必行。

二、教學(xué)內(nèi)容的改革

教學(xué)內(nèi)容具有科學(xué)性和先進(jìn)性是教學(xué)改革的關(guān)鍵。電化學(xué)基礎(chǔ)課程的內(nèi)容博大精深，可人為地劃分為電化學(xué)基礎(chǔ)部分和電化學(xué)專業(yè)部分。本課程的教材選用李荻著《電化學(xué)應(yīng)用》，全書(shū)包括電化學(xué)熱力學(xué)、電極與溶液界面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)和重要的是用電化學(xué)過(guò)程等四部本分內(nèi)容。由于本專業(yè)的培養(yǎng)方案將本課程定性為新能源材料專業(yè)基礎(chǔ)課程，并為其安排了64個(gè)學(xué)時(shí)，充分考慮不與新能源材料專業(yè)已開(kāi)設(shè)的其他課程的內(nèi)容重復(fù)，因此除了講授基本原理部分外，對(duì)實(shí)用部分有所取舍。鑒于以上考慮，講授該教材的前九章，并減少煩瑣的理論推導(dǎo)。例如在第六章電子轉(zhuǎn)移步驟動(dòng)力學(xué)中，舍棄關(guān)于多電子轉(zhuǎn)移步驟動(dòng)力學(xué)規(guī)律的講解，回避復(fù)雜的公式，重點(diǎn)介紹最終公式各個(gè)符號(hào)的意義和公式的運(yùn)用，既可以減少學(xué)生的畏難情緒，又可將更多的精力放在其他章節(jié)的學(xué)習(xí)。此外，學(xué)生由于種種原因并未打下學(xué)習(xí)該課程的基礎(chǔ)。為了解決這一矛盾，將要用到的《物理化學(xué)》和《高等數(shù)學(xué)》中相關(guān)知識(shí)點(diǎn)在課堂上穿插講解，為學(xué)生補(bǔ)缺補(bǔ)漏，解決先修課程不足的問(wèn)題。比如，在理論推導(dǎo)時(shí)，經(jīng)常會(huì)用泰勒公式展開(kāi)。在教學(xué)時(shí)，首先給學(xué)生補(bǔ)充泰勒公式相關(guān)的知識(shí)，然后再講解電化學(xué)知識(shí)中的理論推導(dǎo)。通過(guò)這種做法不僅豐富了課堂教授的內(nèi)容，使知識(shí)體系更趨完善，更在潛移默化中將對(duì)待工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的做人道理傳遞給學(xué)生，起到了教書(shū)育人的目的。同時(shí)，在課程安排上注意增加與課程內(nèi)容相關(guān)的前沿知識(shí)和學(xué)科的發(fā)展動(dòng)態(tài)，使教學(xué)內(nèi)容始終能反映本學(xué)科的專業(yè)特點(diǎn)和學(xué)術(shù)水平。比如，在緒論中增加染料敏化太陽(yáng)能電池、鋰硫電池等與電化學(xué)相關(guān)的新能源領(lǐng)域的最新進(jìn)展，進(jìn)而拓展學(xué)生對(duì)太陽(yáng)能電池和鋰離子動(dòng)力電池的了解。

三、教學(xué)方法的改革

正如前面所述，電化學(xué)基礎(chǔ)課程內(nèi)容理論性強(qiáng)，比較抽象難懂。為了解決這一問(wèn)題，作者首先充分利用多媒體這一教學(xué)手段，并板書(shū)結(jié)合起來(lái)。充分備課，認(rèn)真制作多媒體課件，生動(dòng)形象地展示教學(xué)內(nèi)容，以方便學(xué)生理解。其次，注重對(duì)學(xué)生思維能力和總結(jié)歸納信息的能力訓(xùn)練。比如，原電池電動(dòng)勢(shì)的熱力學(xué)方程和能斯特電極電位公式在形式上很相近，主要區(qū)別在于自然對(duì)數(shù)中的分子和分母項(xiàng)不同，在講解時(shí)讓同學(xué)們對(duì)比著記憶。在學(xué)習(xí)氣體電極過(guò)程、金屬的陽(yáng)極過(guò)程和金屬的電沉積過(guò)程時(shí)，及時(shí)與前邊章節(jié)學(xué)習(xí)的熱力學(xué)知識(shí)和動(dòng)力學(xué)知識(shí)結(jié)合起來(lái)，這樣既加深了學(xué)生的理解，又鞏固了知識(shí)。再次，注重理論講解和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。在學(xué)習(xí)氣體電極過(guò)程、金屬的陽(yáng)極過(guò)程和金屬的電沉積過(guò)程時(shí)，穿插講解電鍍實(shí)驗(yàn)。比如，析氫反應(yīng)在電鍍中是要避免的，在了解了影響析氫過(guò)電位的因素后，我們就可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)避免或減小它所造成的危害。這樣就很容易加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，而且提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)校開(kāi)展觀摩教學(xué)和督導(dǎo)聽(tīng)課等活動(dòng)，這樣能及時(shí)了解自己授課的不足之處，從而達(dá)到更好的教學(xué)效果。

四、課程考核方式的改革

課程考核是教學(xué)階段的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，課程考核方式的改革已成為教學(xué)改革過(guò)程中的一個(gè)重要部分。該課程目前常用的考核方式為：平時(shí)成績(jī)30%、考試成績(jī)70%，考試成績(jī)占據(jù)比重比較大。紙質(zhì)考試存在著種種弊端，比如考試題型固定，考試內(nèi)容覆蓋面窄（主要是書(shū)本上的知識(shí)），重知識(shí)、輕能力，極大地限制了學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。而且容易造成學(xué)生考前突擊、知識(shí)掌握不扎實(shí)的結(jié)果。結(jié)合電化學(xué)基礎(chǔ)理論性強(qiáng)但又與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系緊密的特點(diǎn)，作者采取以主觀題為主（60%～70%）的考核方式。比如自主設(shè)計(jì)一個(gè)電解池，要求在陰極獲得平整的鍍層，解題時(shí)要考慮到幾個(gè)問(wèn)題：不能發(fā)生析氫反應(yīng)、陽(yáng)極正常溶解、陰極鍍層致密、晶粒細(xì)小，這道題綜合幾個(gè)章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)。這樣出題有利于引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋，積極思考，讓學(xué)生能運(yùn)用平時(shí)學(xué)習(xí)的基本理論指導(dǎo)解決現(xiàn)實(shí)生活中的具體問(wèn)題，考查了學(xué)生的綜合素質(zhì)，而且對(duì)于考試中需要用到的公式，作者直接提供到卷面上。采用這種方法，保證了試題的開(kāi)放性和靈活性，有助于督促學(xué)生對(duì)所學(xué)課程內(nèi)容進(jìn)行思考，可以避免學(xué)生在考前機(jī)械記憶，從而提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

總之，在新能源材料專業(yè)電化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)過(guò)程中，要以育人為本，不斷改革，勇于實(shí)踐，提高電化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，為新能源專業(yè)其他的后續(xù)專業(yè)課程打下良好的基礎(chǔ)，為社會(huì)培育和造就高級(jí)新材料、新能源科技人才和教學(xué)工作者。

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基金項(xiàng)目：本文為江蘇省高等教育教學(xué)改革研究課題（2013JSJG106）和常州大學(xué)教研課題重點(diǎn)項(xiàng)目（GJY2013003、GJY2013006、GJY12020020）的部分研究成果。