电化学原理教学设计与实践_赵鹏.pdf

Application 创新应用116 电子技术 第 52 卷 第 5 期（总第 558 期）2023 年 5 月摘要：阐述电化学原理传统教学中的问题，应对的创新设计与实践，包括采用多媒体的多种教学手段、灵活设计课程内容、改革考核方式，提升学生的学习效果。关键词：电化学原理，多媒体教学，创新设计。中图分类号：G642文章编号：1000-0755(2023)05-0116-02文献引用格式：赵鹏，杨旭林，王盼，李逵，张谦.电化学原理教学设计与实践J.电子技术,2023,52(05):116-117.原理的基础上，更加强调基础理论知识在实际生活中的应用，例如在化学电源中的应用。然而，电化学原理课程在实际的教学过程中存在诸多问题，难以满足时代的发展需求。因此，我们结合成都大学的科研平台和优秀师资，对电化学原理课程的教学内容、教学方法和考核方式进行改革于探索，获得了良好的效果。1 研究背景电化学原理传统教学中的问题。（1）教学方式太过枯燥。目前电化学原理课程具有理论性强、概念和推导公式较多、与物理化学知识联系紧密等特点。同时部分老师再讲授理论部分内容时，采用灌输式的教学方法，只是对照课件内容宣读。对理论部分在实际生活中的应用没有相应的展开。这从客观上造成学生在学习本课程的过程中比较吃力。特别是涉及公式推导和复杂的电化学模型时，部分学生产生厌学的情绪。（2）教材体系过于陈旧，难以满足时代的发展。在电化学领域有许多经典的教材。例如：北京航空航天大学出版社出版的电化学原理、化学工业出版社出版的电化学基础等。但是这些教材普遍存在课程内容设计过于0 引言能源成为社会经济发展的重要推动力。但是随着传统的煤、石油等不可再生能源的日渐枯竭及全球环境问题日益加剧，能源问题成为全球关注的热点问题。世界各国都在致力于开发高效清洁的可再生能源和新型的能源存储设备。尤其是在“2030碳达峰，2060碳中和”的时代背景下，新能源产业迅速发展。在新能源产业和新能源汽车带动下，锂电池、燃料电池、超级电容器等电化学储能系统迎来了广阔的发展前景和丰厚的政策红利。电化学是研究电和化学反应相互关系的科学，属于物理化学的一个分支学科。电化学与化工、能源、冶金、材料等学科都有着密切的联系，而且电化学的应用范围还在不断扩展。近年来随着能源问题和环境污染的日益严重，电化学原理课程教学在本科生的培养中显得愈加重要。电化学原理课程作为新能源材料与器件、应用化学等专业开设的一门重要的专业基础课，主要涉及电化学热力学、电极/溶液界面的结构与性质、液相传质步骤动力学、电子转移动力学等内容1,2。电化学原理的课程教学不同于传统的四大化学，在系统讲述电化学基本电化学原理教学设计与实践赵鹏1，杨旭林2，王盼2，李逵2，张谦1（1.成都大学 高等研究院，四川 610106；2.成都大学 机械工程学院，四川 610106）Abstract This paper expounds the problems in the traditional teaching of electrochemistry principle,the innovative design and practice to be addressed,including the use of multimedia teaching methods,flexible design of course content,reform of assessment methods,and improvement of students learning effect.Index Terms electrochemical principle,multimedia teaching,innovative design.Design and Practice of Teaching Principles of ElectrochemistryZHAO Peng1,YANG Xulin2,WANG Pan2,LI Kui2,ZHANG Qian1(1.Institute of Advanced Research,Chengdu University,Sichuan 610106,China.2.College of Mechanical Engineering,Chengdu University,Sichuan 610106,China.)基金项目：国家自然科学基金项目（52102210），教育部产学合作协同育人项目（220504092242935），教育部供需对接就业育人项目（20230104798，20230112122)，成都大学2021-2023研究生人才培养质量和教学改革项目（cdjgy2022029）。作者简介：赵鹏，成都大学高等研究院；研究方向：电化学储能。收稿日期：2023-01-02；修回日期：2023-05-11。Application 创新应用电子技术 第 52 卷 第 5 期（总第 558 期）2023 年 5 月 117老旧、理论部分难度较大的问题，对于近些年发展起来的燃料电池、电催化、超级电容器和锂电池等内容涉及较少，难以满足时代的发展需求。如何科学地组织教学内容，使学生既能够理解难度较大的理论内容，又能够掌握新型的电化学储能器件工作原理，是电化学原理这门课程的难点3。（3）考核存在的问题。电化学原理的考核方式主要采用期末考试和平时成绩相结合的方式，其中，期末考试成绩和平时成绩所占的比例分别为80%和20%。但是现在这种考核方式存在诸多问题：平时成绩的考核多为教师布置的课后习题。学生为了完成平时成绩的考核，会去网络上搜索课后习题的标准答案。这样不仅不能起到巩固学习的效果，同时还会造成抄袭作业、急功近利等不良的学习风气。期末考试的内容基本为简单的课本内容。学生在平常的学习中逃避学习难度较大的理论内容，反而在期末考试前突击背诵课本内容。这种考试方式难以考查学生对知识点的掌握和应用，降低课堂的学习效率，最终无法完成课程目标。（4）师资力量和科研经费的问题。在本科教学活动中，教师起着关键性作用。一方面随着高校的扩招，师资力量匮乏，具有丰富教学经验的老师少之又少；另一方面教师的科研和教学任务极其繁重，花费在教学和学生上的精力非常有限，造成教学质量比较低。2 电化学原理课程教学中的创新实践采用多种教学手段，调动学生积极性。电化学原理理论性强，比较抽象难懂，为了解决这个问题，应充分运用多媒体等多种教学手段，调动学生的积极性4。例如：在讲述电化学动力学内容时，分子在电极表面的吸附/脱附等过程采用口述效果并不理想。可以将分子的运动过程制作成视频的形式进行展示，这种教学方式不但极大提高了学习的积极性，同时有利于学生的记忆和理解。灵活设计课程内容，提升学生综合素质。电化学原理在授课过程中，应避免填鸭式的教学方式，采用理论部分与实际应用相结合的教学方式5-9，让学生了解电化学理论在实际生活中的应用。例如：在讲述双电层结构时，可以将超级电容器的工作原理、器件性能、器件应用等分别进行介绍。通过这些设计，启发学生从理论、实验和应用的角度思考问题，提升学生自身修养和分析问题的能力。改革考核方式，提升学生学习效果。对传统的考核方式进行改革，提升学习过程在考核中所占的比例，以此来提高学生的综合能力，提升学生的学习效果。具体的考核方式为：（1）小组讨论占比30%，即以小组的形式对学生布置课题，提高学生分析问题、解决问题和团队沟通的能力；（2）前沿文献调研占比30%，即让学生对电化学原理在实际生活中的应用展开调研，例如：三元锂电池和磷酸铁锂电池的优缺点，纯电动汽车和燃料电池汽车谁将主导市场等问题进行分析，提高学生分析问题和文献调研的能力；（3）期末考试占比40%，对电化学原理的重点部分进行考核，进一步巩固加深对电化学原理的理解与认识。加强教师培训，提升教师教学技能。学校在人才引进过程中应该多选择一些教学经验丰富的教学专职教师。加大对教师教学技能的培训，定期举办说课和教学技能的比赛，加强教师相互之间的交流，提升教师的教学能力与教学水平。3 结语近年来，随着新能源行业的快速发展，对于电化学理论与应用的技能型、专业型人才的需求日益迫切。电化学原理是理论性和实践性很强的一门课程，对于其教学内容、教学方式、考核方式等方面教学改革显得日益重要。电化学原理课程的改革仍然需要不断探索，课程内容与教学方法不断优化。调动学生对电化学原理的学习兴趣，提高学生的学习能力和创新能力，为新能源行业培养高素质的创新型和应用型人才。参考文献1 董贝贝,郭海威,程菲,胡明旭,黄小园,邢向英.电化学原理课程思政教学案例设计J.广州化工,2022,50(05):160-162.2 崔萍,彭荣,石小鹏.应用电化学教学改革的探索J.科技创新导报,2013(27):155.3 张卉,周益明,吴萍.应用电化学课程教学改革的思考J.江苏教育学院学报(自然科学版),2011,27(03):40-41.4 王诗文,王利霞,张勇,王力臻.关于提高应用电化学课程教学有效性的探索J.河南化工,2018,35(01):54-55.5 张怡琼,吴春,李灵均,段军飞.电化学原理与应用课程教学创新模式的初探J.中国多媒体与网络教学学报(上旬刊),2022(03):82-85.6 邵艳群,彭开萍,李湘祁.工程教育背景下构建课程实验实践教学体系以“电化学原理与测试技术”为例J.高等理科教育,2016(05):104-108.7 李发闯,郭战永,张倩,郑舒,郑泽宇.MOOC+SPOC混合式教学在电化学原理课程中的应用J.广东化工,2021,48(20):290-292.8 邹忠利,王北平,薛同.基于问题教学法在电化学原理课程教学的应用实践J.广州化工,2020,48(01):166-168.9 刘万民,肖鑫,许律,易翔.浅谈电化学原理在应用型本科院校的教学J.中国科教创新导刊,2010(16):77.