(湖南科技大學 化學化工學院 化工與材料國家級實驗教學示范中心，湖南 湘潭 411201)

湖南科技大學應用化學專業(yè)建立之初，就根據電化學行業(yè)對人才的需求，確定了以“應用電化學”為本專業(yè)的發(fā)展方向和辦學特色，以培養(yǎng)電化學工程技術人才作為本專業(yè)的人才培養(yǎng)目標。為適應新時代“新能源”“新能源汽車”和“新材料”等國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)對電化學技術人才的需求，本專業(yè)進一步明確以“應用電化學為基礎，重點突出能源電化學”為專業(yè)辦學特色。盡管在前期的辦學實踐中，本專業(yè)已基本形成了以應用電化學為特色的專業(yè)人才培養(yǎng)方案和課程體系，但要適應“新能源”“新能源汽車”和“新材料”等戰(zhàn)略性新興產業(yè)對電化學工程技術人才要求，本專業(yè)尚需進一步調整、優(yōu)化專業(yè)結構和課程體系，突出能源電化學特色。在新修訂的人才培養(yǎng)方案和構建的課程體系中，根據課程性質及其在人才培養(yǎng)中的功能與作用，將整個課程歸類為政治思想類、公共基礎類、學科基礎、電化學基礎與應用、電化學工程及設計和工程實踐等6大課程群，其中電化學設備與工程設計課程是電化學工程及設計類課程群的核心課程，也是本專業(yè)的新開課程。該課程由于開設時間短，建設相對滯后。因此，建設好電化學設備與工程設計課程對于本專業(yè)的專業(yè)建設和人才培養(yǎng)具有重要意義。

1 課程在專業(yè)培養(yǎng)體系中的地位

我校應用化學專業(yè)的培養(yǎng)目標是：培養(yǎng)適應社會主義現(xiàn)代化建設需要，德、智、體、美、勞全面發(fā)展，具有良好的科學、文化素養(yǎng)；能夠比較系統(tǒng)扎實地掌握應用化學，特別是電化學基本理論、基本知識和相關工程技術基礎知識與技能；具備較強的創(chuàng)新意識和對電化學新產品、新工藝、新技術和新設備進行研究、開發(fā)和設計的基本能力；能在廠礦企業(yè)、學校、科研院所等部門從事生產技術、產品研發(fā)、教學和科研等工作的“基礎實、能力強、素質高”的應用型專門人才。

電化學設備與工程設計課程主要介紹現(xiàn)代電化學各分支生產所用的主要設備的工作原理、結構特點、主要性能技術參數和應用范圍，以及進行電化學工程設計的基本程序、設計內容與任務、設計方法及注意事項等內容。在所構建的課程體系中，該課程處于聯(lián)系該專業(yè)的學科基礎課程群(如無機化學、有機化學、分析化學和物理化學等)、電化學基礎與應用課程群(如電化學原理、電化學合成、電化學測試技術、電解工程、電鍍工藝學等)與電化學工程及設計課程群(如電化學設備與工程設計、化學電源及設計等)的重要位置，是本專業(yè)新制訂的人才培養(yǎng)方案和課程群體系中的核心專業(yè)課程，也是該專業(yè)同學接觸所學電化學原理與方法是怎樣在實際生產中實現(xiàn)以及進行電化學工程設計所需遵循的基本原則、程序與方法的專門專業(yè)課程，承載著學生電化學工程設計能力的培養(yǎng)功能，其教學成效的好壞直接關系到教學目標和高素質電化學專業(yè)人才培養(yǎng)的達成度。因此，對本課程的教學各個環(huán)節(jié)進行研究和建設顯得尤為重要。

2 課程教學內容體系的建設

根據電化學設備與工程設計課程在專業(yè)培養(yǎng)體系中的重要作用，該課程的教學應達到如下目的：通過本課程的教學，使學生了解和掌握電化學工程各分支生產主要設備的種類、工作原理、結構與性能特點，以及進行電化學工程設計應遵循的基本原則與程序、設計任務與內容和注意事項，初步建立起實際生產觀念；初步培養(yǎng)學生運用化學化工特別是電化學基本原理與方法、工程設計原理與方法進行電化學工程設計的基本能力，包括先進、全面的工程技術觀點(技術經濟觀點、過程優(yōu)化觀點、生產實際觀點和工程全局觀點)和綜合應用各方面知識和技術的能力(技術資料的查閱、分析整理和應用能力、工程或工藝計算能力、設計的文字、圖表表達的能力和綜合運用理論知識和技能的能力)[2]。為了實現(xiàn)這一教學目標，筆者擬定的電化學設備與工程設計課程內容如表1所示。

表1 《電化學設備與工程設計》課程內容

對于電化學設備與工程設計的課程內容，在教學實踐中首先從介紹電化學工業(yè)的概況入手，進而介紹電化學工程設備的主要類型和電化學工程設計的特點；其次，介紹制造電化學工程設備的材料種類和性能，造成設備材料腐蝕的原因及防腐蝕措施，材料選擇的基本原則；再次，按電化學各分支分章介紹目前主要的電化學生產設備，包括電鍍工藝設備、表面陽極氧化處理設備、鉛酸電池制造專用設備、鋰離子電池制造專用設備和電解設備等，重點介紹設備的主要類型、工作原理、結構特點、技術性能參數和適用范圍等；然后再系統(tǒng)地介紹進行電化學工程設計所遵循的基本原則與程序、電化學工程設計的內容與步驟，電化學工藝設計方法及設計計算方法、工藝設備的設計與選型，以及車間布置設計的一般原則與步驟，設計文件的編制原則與方法；最后以化學電源設計為例詳細說明電化學工程設計的過程和工程設計基本原則與方法在實際設計中的運用。

教學過程中，必須樹立新工科的教育理念，把新工科的理念融入知識的介紹中，既強化基本概念、基本原理和基本知識的介紹，又要保證知識的系統(tǒng)性、新穎新和前沿性，以達到強化和深化專業(yè)基礎和培養(yǎng)專業(yè)興趣的教學目標。從已實施的兩屆學生教學效果來看，教學效果良好，達到預計的教學目標。

3 教學指導性文件與資源建設

教材是課程內容的具體化，是供學生系統(tǒng)學習的基礎資料。國內在本專業(yè)于2018年3月組織編寫出版《電化學設備與工程設計》之前，沒有類似系統(tǒng)介紹電化學設備及電化學工程設計的教材。該教材已在本專業(yè)15級和16級學生中試用，取得了較好的效果。但由于本課程是一門新開課程，雖然教學內容以及相關的教學指導性文件如教學大綱和考試大綱等已基本確定，也編寫了相應的教案，并制作了多媒體教學課件，但尚有很多需要進一步調整、改進和優(yōu)化的地方。主要包括多媒體課件內容需要進一步簡化，增加反映學科和行業(yè)發(fā)展前沿動態(tài)的內容，相關電化學設備的工作原理增加動畫效果，以利于學生的理解；缺乏與教材匹配的系統(tǒng)思考題和習題，需在教學過程中逐步編寫、完善相應的思考題和習題，以幫助學生鞏固學習效果；尚未建立起試題(卷)庫，需在教學實踐中不斷豐富和完善，經過幾年的實踐，建立較完整的試題(卷)庫；建設網絡數字化教學資源，便于學生自主學習和拓展學習。為保證教學內容及時跟進電化學學科和行業(yè)的發(fā)展，需建立教學內容、教案、多媒體教學課件和教學指導性文件的持續(xù)更新機制，每學年需對這些教學材料進行更新和優(yōu)化。

4 配套課程設計建設

為幫助學生加深對本課程知識的理解，培養(yǎng)學生綜合運用本課程及化學化工、工程制圖等基礎知識解決電化學工程設計實際問題的能力，本課程設置了與之配套的課程設計“電化學設備與工程課程設計”，著力培養(yǎng)學生的資料查閱與分析、方案選擇(技術的先進性與可行性、經濟上的合理性)、工程計算能力、圖表與文字表達、工程制圖和計算機應用能力。需編寫課程設計實踐教學大綱和課程設計指導書。另外，由于課程設計是一個專業(yè)綜合性實踐訓練項目，需要大量的數據資料，特別是現(xiàn)場實際生產資料[2]。因此，需多渠道與相關企業(yè)技術人員聯(lián)系和協(xié)作，收集典型電化學設備技術資料和設計圖紙，逐步建立該課程設計的案例庫，為進一步提高本課程的教學效果和課程設計水平奠定堅實的基礎。

5 建設效果

通過以上建設，現(xiàn)已建立起較完善的課程教學內容體系，教學大綱和考試大綱等教學指導性文件在進一步的優(yōu)化與完善，并在教學資源建設方面取得了較好進展：編寫了較系統(tǒng)的與教學內容相配套的思考題和習題，積累了部分試卷(題)，為逐步建立試卷(題)庫奠定基礎；多媒體教學課件和相關的網絡數字化教學資源在進一步完善和優(yōu)化中；配套課程設計的教學大綱、教學計劃和課程設計指導書已基本編寫齊全。這些建設工作有效地保障該門課程教學的正常開展和教學效果，加強了學生對理論知識的理解，培養(yǎng)了學生自主學習和實踐能力，激發(fā)了學生的學習興趣和熱情。

6 結語

電化學設備與工程設計作為一門新開課程面臨著繁重的建設任務，包括教材進一步的修訂、教學內容與教學指導性文件的調整、優(yōu)化和更新、數字信息化教學資源的建設以及配套課程設計教學資源的建設等，因此，本專業(yè)必須凝神聚力，建立教學內容、教學方法和教學資源持續(xù)更新機制，調動一切資源，吸收電化學學科和行業(yè)的最新研究成果，并與相關電化學企業(yè)開展廣泛合作，及時更新和優(yōu)化課程教學內容，努力把該課程建設成本專業(yè)的金課。