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1、
新版探討應用化學專業(yè)《電化學原理與應用》課程教學匯編
摘要:為適應社會需求,培養(yǎng)應用型人才,針對我校應用化學專業(yè)高年級學生開設了《電化學原理與應用》這一專業(yè)課程,并對此展開相應的教學研究。結(jié)合本校及自身專業(yè)特色,在合理選擇編排教學內(nèi)容、制訂新的教學大綱、優(yōu)化教學方式、加強實踐環(huán)節(jié)等方面進行了一系列探索,并結(jié)合前沿研究領(lǐng)域,開拓學生視野,取得了一定效果。
關(guān)鍵詞:應用化學;電化學原理與應用;教學研究
國內(nèi)許多高等??圃盒>性O立應用化學系或者應用化學專業(yè)。不同于純粹的化學系,應用化學專業(yè)在理論的基礎(chǔ)上更側(cè)重于與實際工業(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。我校應用化學系成立時間雖不長,但自其成立至今,發(fā)展快速,在教學與科研等領(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。為使本系學生能更好地適應社會需要,增強自身的競爭力,學校特增設了一些專業(yè)理論與應用緊密結(jié)合的課程,如電化學課程。電化學是一門重要的邊沿科學,它與化學領(lǐng)域中的其他學科,如電子學、固體物理學、生物學等學科有密切的聯(lián)系,出現(xiàn)了電分析化學、有機電化學、催化電化學、熔鹽電化學、固體電解質(zhì)、量子電化學、半導體電化學、腐蝕電化學和生物電化學等分支。這些學科廣泛涉及了能源、交通、材料、生命以及環(huán)境等重大問題的研究。因此,電化學課程對于化學或近化學專業(yè)的學生是一門重要的專業(yè)課程,國
3、內(nèi)不少院校均開設了此課程,但在選用教材方面各有不同。如何針對本?!皯没瘜W專業(yè)”的本科高年級生開設電化學課程成為我們探索的重點。為此,結(jié)合本專業(yè)特色,在學校“《電化學原理與應用》課程建設與教學研究”教改項目的支持下,本著理論與應用并重的思想,開設《電化學原理與應用》課程并進行相應的建設和教學研究。目標是使學生在物理化學基礎(chǔ)上更深一步學習有關(guān)電化學的理論,并將抽象的理論與實際應用及前沿科學等聯(lián)系起來,了解和掌握在科研領(lǐng)域及工業(yè)應用中需要的電化學理論和測試技術(shù),為學生日后從事如電鍍、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用基礎(chǔ)。我們在教學內(nèi)容選編、教學模式及效果、教學實踐結(jié)合等方面
4、開展了有益的研究與探索。課程建設和改革的具體思路與措施如下。
一、合理選編教學內(nèi)容,制訂教學大綱
我校應用化學系成立時間不長,增設的《電化學原理與應用》課程,需結(jié)合專業(yè)自身的特點。有些院校理科專業(yè)開設的電化學課程較側(cè)重于理論,有些工科專業(yè)則側(cè)重于應用。對于本校的應用化學專業(yè),是介于二者之間。另外,電化學領(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,其重點及要求也不同。因此,合理選編教學內(nèi)容,掌握適中難度,本著理論與應用并重的出發(fā)點,制訂相應的教學大綱非常關(guān)鍵。本課課時為32學時,課時不多,但相關(guān)知識量很多,所以需在有限的教學時間內(nèi)有選擇性地傳
5、授相關(guān)知識?;谏鲜隹紤],教學大綱的編寫主要在以下幾方面進行了側(cè)重。
1.理論與應用并重,合理安排兩者的分配比例。經(jīng)過反復討論和實踐,純理論與應用兩方面的學時分配比例定為1:3(即8:24)。但電化學方面的理論眾多,在有限的學時內(nèi)較難授完,對此,我們采取了一些方法。一般的電化學教材中在“電解質(zhì)溶液的物理化學性質(zhì)”和“電化學反應熱力學”等章節(jié)會有相當部分的內(nèi)容與物理化學基礎(chǔ)課程中的內(nèi)容相近。以物理化學教材作為參考,進行對比,對重復的內(nèi)容進行整合,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,應從更深層次的電化學角度去引申和推導。如電極電位,在電化
6、學課程中則從內(nèi)電位、外電位和電化學位等新概念引出并加以推導,使學生從本質(zhì)上理解電極電位這一重要概念,從而使學生的理論水平進一步提高。另一方面,把部分理論內(nèi)容調(diào)整到應用內(nèi)容中,這樣既可擴充理論內(nèi)容,又可和應用相結(jié)合,使學生能夠切實地認識到理論的重要性及其對生產(chǎn)實踐的影響和意義。
2.突出專業(yè)特色,體現(xiàn)培養(yǎng)目標。隨著科學的發(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,開拓學生視野,增強其實踐能力,是培養(yǎng)學生的重要目標之一。因此,將一些電化學領(lǐng)域的新發(fā)展和新技術(shù)等內(nèi)容選編到教學大綱中是實現(xiàn)目標的重要措施。除課上傳授知識外,結(jié)合本系各課題組研究平臺,組織學生在課余時間深入課題
7、組實驗室進行接觸,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知。努力做到既能體現(xiàn)出學科發(fā)展的新成就,又能體現(xiàn)出課程內(nèi)容的特色,擴大學生知識面和學生視野,引導學生注意與本專業(yè)應用內(nèi)容相關(guān)的研究。
二、改進教學方法,提高與強化教學效果
認真制作多媒體課件。對于理論部分,采用多媒體與板書相結(jié)合的方式,如公式推導采用板書形式,概念知識一般采用多媒體形式,包括對已學習過的概念以多媒體形式回顧等。在應用部分,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。教學上采用積極引導,并通過讓學生主動參與的互動形式,充分調(diào)動學生的積極性。課程留有足夠的學習時間
8、和思維空間給學生自學研究,注意訓練學生思維能力和提取、加工、總結(jié)、歸納信息的能力。加強習題輔導及課后答疑,從而達到更好的教學效果。另外,學校開展互相聽課、觀摩教學活動,尤其是對新開設的課程,這樣能夠及時了解自己授課的不足之處,并根據(jù)合理性建議及時進行調(diào)整和修正,從而達到更好的教學效果。
三、教學過程中穿插英語學習,潛移默化提高學生的專業(yè)英語水平
對學生而言,專業(yè)英語的學習難度較普通英語更大,并且由于日常生活中使用的機會較少,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,將一些在電化學領(lǐng)域中較常使用的英語自然穿插在授課中,與相應的中文出現(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,使學生全面明白每個英文縮寫的含義,并利用縮寫中的首字母提示,記起其相應的英文。課后,鼓勵學生查找一些有趣、短小的英文專業(yè)文獻,提升自身的專業(yè)英語水平。通過這些方式,學生在電化學專業(yè)的英語學習方面收到了良好效果。
四、重視實踐環(huán)節(jié)并創(chuàng)新實驗內(nèi)容
在實踐方面,除組織學生課余時間深入學院各課題組的實驗室進行了解外,還創(chuàng)新了相關(guān)實驗,將其增加到高年級學生的綜合實驗課程中。如,增加“化學法和電化學法合成碘仿”實驗,實驗安排了21個學時。其中,電化學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。通過實驗,學生對于電解槽裝置、電極反應過程、極化現(xiàn)象、傳質(zhì)過程、電流效率等有了直觀的認識,強化了其在課堂上學到的知識。學生在實驗結(jié)束后進行數(shù)據(jù)處理,繪制各種圖表,并與化學合成實驗進行對比討論。結(jié)合所查閱資料,實驗報告最后以科研小論文的格式上交。實驗激發(fā)了學生的興趣,使學生感到理論與實踐有機結(jié)合在一起,在一定程度上減緩了學生對理論的枯燥感受和排斥性。實驗開展過程中,加強課外開放實驗的力度,讓學生“隨時”可以進實驗室,達到充分實踐的目的。通過綜合實驗,培養(yǎng)了學生的自學和思考能力,給學生提供了更大的創(chuàng)造思維空間,增強其理論結(jié)合實踐的能力,為其后續(xù)課程的學習以及日后工作打下了良好的基礎(chǔ)。今后,
11、學校還會繼續(xù)增加適合的實驗內(nèi)容。
通過上述對《電化學原理與應用》課程開設所采取的改革措施,明確了我校應用化學專業(yè)的學生在該課程中的主要學習內(nèi)容、授課教學模式和課程實踐等。對電化學中的物理化學知識點進行了整合,減少教學內(nèi)容上不必要的重復,凝練授課內(nèi)容,增大教學容量,使學生能深入淺出地、重點且系統(tǒng)地掌握電化學課程的精髓。將抽象的理論與實際應用及前沿科學等緊密聯(lián)系起來,有利于發(fā)揮學生的學習積極性,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,從而使學生更好地了解和掌握在科研領(lǐng)域及工業(yè)應用中需要的電化學理論和測試技術(shù),以適應社會的需求。
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