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1、
新版探討應(yīng)用化學(xué)專業(yè)《電化學(xué)原理與應(yīng)用》課程教學(xué)匯編
摘要:為適應(yīng)社會(huì)需求,培養(yǎng)應(yīng)用型人才,針對我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)高年級(jí)學(xué)生開設(shè)了《電化學(xué)原理與應(yīng)用》這一專業(yè)課程,并對此展開相應(yīng)的教學(xué)研究。結(jié)合本校及自身專業(yè)特色,在合理選擇編排教學(xué)內(nèi)容、制訂新的教學(xué)大綱、優(yōu)化教學(xué)方式、加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面進(jìn)行了一系列探索,并結(jié)合前沿研究領(lǐng)域,開拓學(xué)生視野,取得了一定效果。
關(guān)鍵詞:應(yīng)用化學(xué);電化學(xué)原理與應(yīng)用;教學(xué)研究
國內(nèi)許多高等??圃盒>性O(shè)立應(yīng)用化學(xué)系或者應(yīng)用化學(xué)專業(yè)。不同于純粹的化學(xué)系,應(yīng)用化學(xué)專業(yè)在理論的基礎(chǔ)上更側(cè)重于與實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)及日常生活相結(jié)合,相對而言,就業(yè)范圍
2、也更為廣泛。我校應(yīng)用化學(xué)系成立時(shí)間雖不長,但自其成立至今,發(fā)展快速,在教學(xué)與科研等領(lǐng)域均取得了不菲的成績,畢業(yè)生就業(yè)情況也相對較好。為使本系學(xué)生能更好地適應(yīng)社會(huì)需要,增強(qiáng)自身的競爭力,學(xué)校特增設(shè)了一些專業(yè)理論與應(yīng)用緊密結(jié)合的課程,如電化學(xué)課程。電化學(xué)是一門重要的邊沿科學(xué),它與化學(xué)領(lǐng)域中的其他學(xué)科,如電子學(xué)、固體物理學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科有密切的聯(lián)系,出現(xiàn)了電分析化學(xué)、有機(jī)電化學(xué)、催化電化學(xué)、熔鹽電化學(xué)、固體電解質(zhì)、量子電化學(xué)、半導(dǎo)體電化學(xué)、腐蝕電化學(xué)和生物電化學(xué)等分支。這些學(xué)科廣泛涉及了能源、交通、材料、生命以及環(huán)境等重大問題的研究。因此,電化學(xué)課程對于化學(xué)或近化學(xué)專業(yè)的學(xué)生是一門重要的專業(yè)課程,國
3、內(nèi)不少院校均開設(shè)了此課程,但在選用教材方面各有不同。如何針對本?!皯?yīng)用化學(xué)專業(yè)”的本科高年級(jí)生開設(shè)電化學(xué)課程成為我們探索的重點(diǎn)。為此,結(jié)合本專業(yè)特色,在學(xué)?!啊峨娀瘜W(xué)原理與應(yīng)用》課程建設(shè)與教學(xué)研究”教改項(xiàng)目的支持下,本著理論與應(yīng)用并重的思想,開設(shè)《電化學(xué)原理與應(yīng)用》課程并進(jìn)行相應(yīng)的建設(shè)和教學(xué)研究。目標(biāo)是使學(xué)生在物理化學(xué)基礎(chǔ)上更深一步學(xué)習(xí)有關(guān)電化學(xué)的理論,并將抽象的理論與實(shí)際應(yīng)用及前沿科學(xué)等聯(lián)系起來,了解和掌握在科研領(lǐng)域及工業(yè)應(yīng)用中需要的電化學(xué)理論和測試技術(shù),為學(xué)生日后從事如電鍍、電源、腐蝕等多種相關(guān)領(lǐng)域的研究和生產(chǎn)奠定良好的理論和應(yīng)用基礎(chǔ)。我們在教學(xué)內(nèi)容選編、教學(xué)模式及效果、教學(xué)實(shí)踐結(jié)合等方面
4、開展了有益的研究與探索。課程建設(shè)和改革的具體思路與措施如下。
一、合理選編教學(xué)內(nèi)容,制訂教學(xué)大綱
我校應(yīng)用化學(xué)系成立時(shí)間不長,增設(shè)的《電化學(xué)原理與應(yīng)用》課程,需結(jié)合專業(yè)自身的特點(diǎn)。有些院校理科專業(yè)開設(shè)的電化學(xué)課程較側(cè)重于理論,有些工科專業(yè)則側(cè)重于應(yīng)用。對于本校的應(yīng)用化學(xué)專業(yè),是介于二者之間。另外,電化學(xué)領(lǐng)域涉及的內(nèi)容繁多,理論深、難度大,課程對于不同授課對象,本科生或研究生,其重點(diǎn)及要求也不同。因此,合理選編教學(xué)內(nèi)容,掌握適中難度,本著理論與應(yīng)用并重的出發(fā)點(diǎn),制訂相應(yīng)的教學(xué)大綱非常關(guān)鍵。本課課時(shí)為32學(xué)時(shí),課時(shí)不多,但相關(guān)知識(shí)量很多,所以需在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)有選擇性地傳
5、授相關(guān)知識(shí)。基于上述考慮,教學(xué)大綱的編寫主要在以下幾方面進(jìn)行了側(cè)重。
1.理論與應(yīng)用并重,合理安排兩者的分配比例。經(jīng)過反復(fù)討論和實(shí)踐,純理論與應(yīng)用兩方面的學(xué)時(shí)分配比例定為1:3(即8:24)。但電化學(xué)方面的理論眾多,在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)較難授完,對此,我們采取了一些方法。一般的電化學(xué)教材中在“電解質(zhì)溶液的物理化學(xué)性質(zhì)”和“電化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)”等章節(jié)會(huì)有相當(dāng)部分的內(nèi)容與物理化學(xué)基礎(chǔ)課程中的內(nèi)容相近。以物理化學(xué)教材作為參考,進(jìn)行對比,對重復(fù)的內(nèi)容進(jìn)行整合,但并不是簡單的刪除,而是把物化中.出現(xiàn)的內(nèi)容經(jīng)過凝練,快速帶過。但有些重要的舊概念,應(yīng)從更深層次的電化學(xué)角度去引申和推導(dǎo)。如電極電位,在電化
6、學(xué)課程中則從內(nèi)電位、外電位和電化學(xué)位等新概念引出并加以推導(dǎo),使學(xué)生從本質(zhì)上理解電極電位這一重要概念,從而使學(xué)生的理論水平進(jìn)一步提高。另一方面,把部分理論內(nèi)容調(diào)整到應(yīng)用內(nèi)容中,這樣既可擴(kuò)充理論內(nèi)容,又可和應(yīng)用相結(jié)合,使學(xué)生能夠切實(shí)地認(rèn)識(shí)到理論的重要性及其對生產(chǎn)實(shí)踐的影響和意義。
2.突出專業(yè)特色,體現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。隨著科學(xué)的發(fā)展,出現(xiàn)了許多新興的科技領(lǐng)域和相關(guān)技術(shù)。如何結(jié)合前沿領(lǐng)域,開拓學(xué)生視野,增強(qiáng)其實(shí)踐能力,是培養(yǎng)學(xué)生的重要目標(biāo)之一。因此,將一些電化學(xué)領(lǐng)域的新發(fā)展和新技術(shù)等內(nèi)容選編到教學(xué)大綱中是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的重要措施。除課上傳授知識(shí)外,結(jié)合本系各課題組研究平臺(tái),組織學(xué)生在課余時(shí)間深入課題
7、組實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行接觸,使其在新能源、傳感器、新材料及納米技術(shù)等方面上有了更形象的認(rèn)知。努力做到既能體現(xiàn)出學(xué)科發(fā)展的新成就,又能體現(xiàn)出課程內(nèi)容的特色,擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面和學(xué)生視野,引導(dǎo)學(xué)生注意與本專業(yè)應(yīng)用內(nèi)容相關(guān)的研究。
二、改進(jìn)教學(xué)方法,提高與強(qiáng)化教學(xué)效果
認(rèn)真制作多媒體課件。對于理論部分,采用多媒體與板書相結(jié)合的方式,如公式推導(dǎo)采用板書形式,概念知識(shí)一般采用多媒體形式,包括對已學(xué)習(xí)過的概念以多媒體形式回顧等。在應(yīng)用部分,主要以多媒體形式授課,這樣能夠增加授課內(nèi)容以及所傳授的信息量。教學(xué)上采用積極引導(dǎo),并通過讓學(xué)生主動(dòng)參與的互動(dòng)形式,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。課程留有足夠的學(xué)習(xí)時(shí)間
8、和思維空間給學(xué)生自學(xué)研究,注意訓(xùn)練學(xué)生思維能力和提取、加工、總結(jié)、歸納信息的能力。加強(qiáng)習(xí)題輔導(dǎo)及課后答疑,從而達(dá)到更好的教學(xué)效果。另外,學(xué)校開展互相聽課、觀摩教學(xué)活動(dòng),尤其是對新開設(shè)的課程,這樣能夠及時(shí)了解自己授課的不足之處,并根據(jù)合理性建議及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和修正,從而達(dá)到更好的教學(xué)效果。
三、教學(xué)過程中穿插英語學(xué)習(xí),潛移默化提高學(xué)生的專業(yè)英語水平
對學(xué)生而言,專業(yè)英語的學(xué)習(xí)難度較普通英語更大,并且由于日常生活中使用的機(jī)會(huì)較少,難以得到鞏固,這種現(xiàn)象在其他院校也普遍存在。因此,我們在授課過程中,將一些在電化學(xué)領(lǐng)域中較常使用的英語自然穿插在授課中,與相應(yīng)的中文出現(xiàn)頻次保持一致
9、,從而得到良好的鞏固。對于英文縮寫,授課中均給出其完整的英語翻譯,并展開一些相關(guān)介紹,使學(xué)生全面明白每個(gè)英文縮寫的含義,并利用縮寫中的首字母提示,記起其相應(yīng)的英文。課后,鼓勵(lì)學(xué)生查找一些有趣、短小的英文專業(yè)文獻(xiàn),提升自身的專業(yè)英語水平。通過這些方式,學(xué)生在電化學(xué)專業(yè)的英語學(xué)習(xí)方面收到了良好效果。
四、重視實(shí)踐環(huán)節(jié)并創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
在實(shí)踐方面,除組織學(xué)生課余時(shí)間深入學(xué)院各課題組的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了解外,還創(chuàng)新了相關(guān)實(shí)驗(yàn),將其增加到高年級(jí)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)課程中。如,增加“化學(xué)法和電化學(xué)法合成碘仿”實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)安排了21個(gè)學(xué)時(shí)。其中,電化學(xué)方法中針對電極材料、溫度、攪拌、電解電壓等因素展
10、開研究。通過實(shí)驗(yàn),學(xué)生對于電解槽裝置、電極反應(yīng)過程、極化現(xiàn)象、傳質(zhì)過程、電流效率等有了直觀的認(rèn)識(shí),強(qiáng)化了其在課堂上學(xué)到的知識(shí)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,繪制各種圖表,并與化學(xué)合成實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對比討論。結(jié)合所查閱資料,實(shí)驗(yàn)報(bào)告最后以科研小論文的格式上交。實(shí)驗(yàn)激發(fā)了學(xué)生的興趣,使學(xué)生感到理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合在一起,在一定程度上減緩了學(xué)生對理論的枯燥感受和排斥性。實(shí)驗(yàn)開展過程中,加強(qiáng)課外開放實(shí)驗(yàn)的力度,讓學(xué)生“隨時(shí)”可以進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,達(dá)到充分實(shí)踐的目的。通過綜合實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)和思考能力,給學(xué)生提供了更大的創(chuàng)造思維空間,增強(qiáng)其理論結(jié)合實(shí)踐的能力,為其后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及日后工作打下了良好的基礎(chǔ)。今后,
11、學(xué)校還會(huì)繼續(xù)增加適合的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
通過上述對《電化學(xué)原理與應(yīng)用》課程開設(shè)所采取的改革措施,明確了我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的學(xué)生在該課程中的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容、授課教學(xué)模式和課程實(shí)踐等。對電化學(xué)中的物理化學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了整合,減少教學(xué)內(nèi)容上不必要的重復(fù),凝練授課內(nèi)容,增大教學(xué)容量,使學(xué)生能深入淺出地、重點(diǎn)且系統(tǒng)地掌握電化學(xué)課程的精髓。將抽象的理論與實(shí)際應(yīng)用及前沿科學(xué)等緊密聯(lián)系起來,有利于發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,從而使學(xué)生更好地了解和掌握在科研領(lǐng)域及工業(yè)應(yīng)用中需要的電化學(xué)理論和測試技術(shù),以適應(yīng)社會(huì)的需求。
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