基于電化學特色的應用化學專業(yè)課程群的構(gòu)建與實踐

劉立華 周智華 徐國榮 唐安平 宋海申

[摘 要] “新能源”和“新材料”等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)對電化學技術(shù)人才的綜合素質(zhì)、創(chuàng)新意識與能力提出了更高要求。以電化學學科和行業(yè)對人才的需求為導向，構(gòu)建以電化學為特色的功能明確、特色鮮明的適應專業(yè)素質(zhì)能力要求的應用化學專業(yè)課程群;按精品課程的要求重點建設電化學原理、化學電源和電化學設備與工程設計等3門核心課程，充分發(fā)揮核心課程對整個課程體系的引領(lǐng)、帶動和示范作用，提高本專業(yè)的辦學水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞] 電化學特色;應用化學專業(yè);課程群

[基金項目] 2017年度湖南省普通高等學校教學改革研究項目“基于電化學特色的應用化學專業(yè)課程群的構(gòu)建與核心課程建設”（湘教? ? ? 通[2017]452號，編號：238）;2016年度湖南省普通高等學校“十三五”專業(yè)綜合改革試點項目“應用化學”（湘教通2016[276]? ? ? 號）;2016年度國家級實驗教學示范中心項目“化工與材料”（教高廳函2016[7]）

[作者簡介] 劉立華（1969—），男，湖南隆回人，工學博士，博士研究生導師，湖南科技大學應用化學與制藥工程系主任，教授（通信作者），主要從事環(huán)境功能材料與水污染治理技術(shù)研究;周智華（1973—），男，湖南雙峰人，工學博士，湖南科技大學教務處處長，教授，博士研究生導師，主要從事生物材料研究;徐國榮（1970—），男，湖南醴陵人，工學博士，湖南科技大學應用化學與制藥工程系，副教授，碩士研究生導師，主要從事電容器研究。

[中圖分類號] G642.0 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）34-0152-03 ? ?[收稿日期] 2019-09-18

一、應用化學專業(yè)教學改革的現(xiàn)狀

應用化學研究范圍涵蓋了整個化學化工領(lǐng)域，并與多門學科相互滲透，包括精細化學品化學、無機化學、有機化學、材料化學、環(huán)境化學、藥物化學、應用電化學、應用光化學、能源化學、生物化學、工業(yè)分析化學等[1]。國內(nèi)應用化學專業(yè)一般都是以培養(yǎng)學生具有應用化學、化工的基本理論、基本原理、基本知識和基本技能，并運用相關(guān)知識解決化學化工科研、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)和化學品應用中問題的能力為培養(yǎng)目標。應用化學專業(yè)以其滲透性、綜合性、邊緣性及鮮明的應用特點正煥發(fā)出勃勃生機。但不同辦學背景、不同辦學基礎條件和不同地域，開辦的應用化學專業(yè)辦學方向和目標各不相同，在培養(yǎng)方案和課程體系的設置存在很大的差異[2]。普遍存在培養(yǎng)目標廣、寬泛，課程多而雜，缺乏深度和系統(tǒng)性等問題。

目前，開展應用化學專業(yè)教學改革的研究主要集中在某些課程、某些具體教學方法的研究與實踐上，如課程教學改革[3-5]、實踐教學體系改革[6，7]等。對專業(yè)總體發(fā)展方向和趨勢的研究尚不多[1，2]，對應用化學專業(yè)課程體系，特別是對于專業(yè)特色課程群的構(gòu)建與建設的系統(tǒng)研究甚少，尤其是構(gòu)建以電化學為特色的應用化學專業(yè)課程群體系尚未見報道。

二、開展基于電化學特色課程群構(gòu)建的重要性

《中國制造2025》《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃（2011—2020）》《國家“十二五”科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》和《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》等均明確指出“新能源”“新能源汽車”和“新材料”是我國重點支持發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是我國實現(xiàn)制造強國要突破的重點發(fā)展領(lǐng)域。在這些新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，電化學技術(shù)承擔著不可或缺的關(guān)鍵作用，甚至是核心技術(shù)之一（見下圖）。由此可見，國家中長期發(fā)展和新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?qū)﹄娀瘜W技術(shù)和電化學專業(yè)技術(shù)人才具有巨大的需求。

作為肩負國家和行業(yè)人才培養(yǎng)重任的高等院校應主動適應社會需求，及時調(diào)整專業(yè)的辦學方向，凝練專業(yè)辦學特色，調(diào)整、優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)和課程體系。湖南科技大學應用化學專業(yè)于1999年獲湖南省教育廳批準設立，于2000年開始招收本科生。本專業(yè)建立之初，就確立了“立足湖南，面向全國，堅持以學科和行業(yè)發(fā)展的需求為導向，確定專業(yè)的發(fā)展方向、定位和辦學特色”的辦學思路。在廣泛調(diào)研基礎上，逐步明確了以“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(shù)人才作為本專業(yè)的人才培養(yǎng)目標。

三、電化學特色課程群的構(gòu)建方案與措施

（一）課程群的構(gòu)建原則

為培養(yǎng)適應現(xiàn)代電化學學科和行業(yè)需求的高素質(zhì)專業(yè)技術(shù)人才，在構(gòu)建以電化學為特色的課程群時，基于以新經(jīng)濟、新技術(shù)為引領(lǐng)的“新工科”培養(yǎng)理念，堅持“厚基礎、寬口徑、強實踐、重創(chuàng)新”等基本原則。首先需明確當代電化學學科和行業(yè)對人才素質(zhì)和能力的要求，電化學知識結(jié)構(gòu)體系及其各分支之間的關(guān)系和內(nèi)在聯(lián)系，厘清電化學各門課程間的關(guān)系;其次，明確電化學各分支在整個電化學知識體系中的地位與比重，各門課程對電化學知識體系的貢獻和培養(yǎng)功能，確定專業(yè)課程的門類，在整個專業(yè)課程中比重，加強電化學課程設置的系統(tǒng)性、全面性和合理性，以構(gòu)建一個電化學特色鮮明的緊跟行業(yè)發(fā)展需求的科學合理的人才培養(yǎng)方案和課程教學體系。

1.厚基礎、寬口徑：在應用化學專業(yè)自身較大的專業(yè)涵蓋面的基礎上，合理設置政治思想類、公共基礎類、學科基礎類、電化學基礎與應用、電化學工程及設計和工程實踐類課程的門類與比重。

2.強實踐：強化學生實踐能力的培養(yǎng)，通過社會實踐、實訓、實習、實驗、課程設計和畢業(yè)設計（論文）等課程教學強化學生動手能力、操作能力和運用所學理論知識分析和解決實際問題能力的培養(yǎng)。實訓主要包括軍事技能訓練、大學英語實踐和仿真實訓;實習包括金工實習、認識實習、生產(chǎn)實習和畢業(yè)實習;實驗包括C語言程序設計實驗、普通物理學實驗、電工學實驗、四大基礎化學實驗（無機化學、分析化學、有機化學和物理化學）、化工原理實驗和應用化學（電化學）專業(yè)實驗;課程設計包括電化學設備與工程、化學電源設計和化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程設計等。其中實習和實訓階段，由校內(nèi)具有工程實踐經(jīng)驗的老師與企業(yè)業(yè)務水平高、責任心強的技術(shù)人員聯(lián)合指導。

3.重創(chuàng)新：設置創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類課程和包括科技立項、學科競賽、學術(shù)論文等形式的學生創(chuàng)新實踐計劃，并通過專業(yè)實驗（參與教師的科研活動）、企業(yè)項目設計與研究、畢業(yè)設計（論文）、大學生研究性學習和創(chuàng)新實驗項目、大學生“挑戰(zhàn)杯”競賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”、大學生科技創(chuàng)新活動、學科競賽、學術(shù)論文等方式實現(xiàn)對學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。

（二）課程群構(gòu)建方案

以電化學行業(yè)對人才素質(zhì)能力的要求為導向，根據(jù)課程性質(zhì)及其在人才培養(yǎng)中的功能與作用，將整個課程按課程群進行設置和歸類，構(gòu)建以電化學為特色的功能明確、特色鮮明的適應專業(yè)素質(zhì)能力要求的專業(yè)課程群。

1.以培養(yǎng)政治思想覺悟高、道德高尚和心理健康為目標的政治思想類課程群：包括思想道德修養(yǎng)與法律基礎、中國近現(xiàn)代史綱要、形勢與政策、馬克思主義基本原理概論、毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論、大學生心理健康教育與指導、軍事理論和以人文社科類為主的公共選修課等。其中思想政治類課程占總學分（175學分）的9.14%、人文社科類為主的公共選修課占5.14%。

2.以“寬口徑、厚基礎”為特點的公共基礎類課程群：包括高等數(shù)學、線性代數(shù)、數(shù)理統(tǒng)計與概率論、普通物理學、普通物理學實驗、C語言程序設計、C語言程序設計實驗、電工學及實驗、大學英語和大學體育等。

3.以培養(yǎng)具有堅實化學化工學科基礎知識的學科基礎課程群：包括無機化學、有機化學、分析化學和物理化學等四大基礎化學及實驗、分離化學、化工安全與環(huán)保、精細化學品化學、文獻檢索和科技論文寫作以及計算機在化工中的應用等。

4.以培養(yǎng)系統(tǒng)電化學基礎知識和應用能力為目標的電化學基礎與應用課程群：根據(jù)“新能源”和“新材料”等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)對電化學技術(shù)人才的需求，構(gòu)建以電化學原理為基礎和核心，電化學合成、電化學測試技術(shù)、電解工程、電鍍工藝學、金屬腐蝕與防腐蝕、電子化學品和新能源開發(fā)為電化學原理的應用和補充，材料化學、應用化學專業(yè)英語、應用化學專業(yè)實驗等為輔助的課程群。

5.以電化學工程設計能力為目標的電化學工程及設計課程群：構(gòu)建以電化學設備與工程設計和化學電源為核心，化工原理、化工儀表及自動化、化工技術(shù)經(jīng)濟為設計基礎，畫法幾何與工程制圖和化工制圖為設計制圖手段，化學電源設計、電化學設備與工程課程設計、化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程設計和畢業(yè)設計等為具體實踐的課程群。

6.以培養(yǎng)學生工程實踐能力的工程實踐課程群：包括金工實習、認識實習、生產(chǎn)實習、仿真實訓和畢業(yè)實習等。

（三）核心課程建設

通過綜合分析“新能源”和“新材料”等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)對電化學專業(yè)技術(shù)人才的知識能力和素質(zhì)的要求，以及各門課程的功能與作用，按精品課程的要求重點建設電化學原理、化學電源和電化學設備與工程設計等3門核心課程，充分發(fā)揮核心課程對整個課程體系的引領(lǐng)、帶動和示范作用，提高本專業(yè)的辦學水平。

建設內(nèi)容包括教學大綱、考試大綱和實踐教學大綱等教學文件的編寫與修訂，教案與教學課件的編寫與優(yōu)化，試題（卷）庫的建立，數(shù)字化教學資源、教學輔導資料以及教學視頻等教學資源建設。同時借鑒國內(nèi)外課程改革成果，建立常態(tài)化的教學內(nèi)容更新機制。為進一步加強學生的實踐和運用所學理論知識解決實際問題的能力，本專業(yè)圍繞上述核心課程建設，增設了“化學電源設計”“電化學設備與工程課程設計”和“化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程設計”等課程設計，強化了應用化學專業(yè)實驗中電化學方面實驗內(nèi)容的科學性和系統(tǒng)性，組織有關(guān)教師編寫出版了《電化學設備與工程設計》《電化學實驗》和《化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程設計》等3部教材，以及《化學電源設計指導書》和《電化學設備與工程課程設計指導書》。

四、結(jié)語

“新能源”和“新材料”等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)對電化學技術(shù)人才的需求量日益增加，對人才的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識與能力不斷提高。

參考文獻

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