《電化學測量技術(shù)》課程教學改革的探索

溫玉清　尚偉*　彭寧　姜吉瓊

摘 要 《電化學測量技術(shù)》是針對能源化學工程專業(yè)學生開設(shè)的一門理論性和實踐性并重的課程，有很強的專業(yè)性和應(yīng)用性。本文根據(jù)《電化學測量技術(shù)》課程的性質(zhì)、特點、教學目標，并結(jié)合作者《電化學測量技術(shù)》課程教學的實踐，討論了該課程的教學內(nèi)容、教學方法、雨課堂輔助教學工具的應(yīng)用、課程考核、調(diào)動大學生專業(yè)課程學習積極性，培養(yǎng)大學生自學能力、實踐動手能力等方面的一些改革與探索，以及實施效果。這為能源化學工程專業(yè)課程的教學改革提供了一定的參考。

關(guān)鍵詞 電化學測量技術(shù)課程 改革與探索 教學效果

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

1課程的性質(zhì)

《電化學測量技術(shù)》是能源化學工程專業(yè)的限選課程。它是一門理論性和實踐性并重的課程。本課程包括常用電化學測量技術(shù)的基本知識、工作原理、實驗方法及其應(yīng)用。通過對電極過程動力學的介紹，幫助學生理解常用電化學研究方法的原理，以及實驗結(jié)果的解析，并通過對一些研究實例的介紹，使學生了解電極過程原理在研究過程中的應(yīng)用。本課程所講述的具體電化學測量方法包括穩(wěn)態(tài)測量方法、控制電流階躍暫態(tài)測量方法、控制電位階躍暫態(tài)測量方法、線性電勢掃描伏安法、交流阻抗法等。

通過本課程的教學，應(yīng)使學生了解電極過程熱力學和動力學原理在測量過程中的應(yīng)用，明確電化學測量技術(shù)作為一門應(yīng)用科學在能源、材料、環(huán)境、表面防護等科學中的重要地位。掌握常用電化學研究方法的原理和測試方法，以及常用電化學測量方法的實驗結(jié)果解析。通過理論學習，初步具備進行電化學測量分析，并能解決電化學測量過程中出現(xiàn)的常見問題的能力，在測量的實踐應(yīng)用中能夠努力踐行社會主義核心價值觀。

2課程教學改革探索

與其它能源化學工程專業(yè)的專業(yè)課程相比，本課程理論性較強，概念比較抽象，還涉及到電工電子學的相關(guān)知識，學生較難理解和掌握。理論應(yīng)和實踐相結(jié)合，作為一名大學生不能只是被動記憶，而應(yīng)具有系統(tǒng)分析和獨立思考的能力，因此，較好的系統(tǒng)的掌握本專業(yè)的專業(yè)理論知識，并將其應(yīng)用于實踐是很重要的。為了本專業(yè)學生能夠在將來的實踐中更好的指導實際生產(chǎn)工藝和過程，針對本課程開展了課程教學、考核、學生培養(yǎng)方面的教學改革探索。

2.1激發(fā)學生學習的興趣

興趣是人類積極探索某種事物的認識傾向，促使人們對某種事物總是給予優(yōu)先的注意，表現(xiàn)出積極的態(tài)度。專業(yè)課教學能否取得顯著效果，很大程度上取決于學生的心理狀態(tài)。《電化學測量技術(shù)》這門課程的內(nèi)容除了包含電化學專業(yè)基本理論知識，也包含相關(guān)的電工電子學知識及其他化學知識，是電化學專業(yè)學生普遍感到難學的課程之一。所以，在教學中注意培養(yǎng)學生的學習興趣，激發(fā)他們的求知欲望就顯得十分重要。首先，在課堂上需要不斷設(shè)置問題，提高學生注意力，引發(fā)學生興趣。例如，在剛開始講解電化學測量的實驗基礎(chǔ)時，可以把電解池以及常用的電極帶去教室給同學們實物講解，并先介紹一些電化學測試設(shè)備的發(fā)展，再引入現(xiàn)在電化學測試常用的電化學工作站，介紹下電化學工作站的配套軟件使用，都有哪些測試方法，以及他們的應(yīng)用領(lǐng)域。甚至可以把一些已發(fā)表在新能源材料、腐蝕與防護和環(huán)境等領(lǐng)域的論文中有關(guān)電化學測試的內(nèi)容截圖給大家看，讓大家了解到電化學測試方法的應(yīng)用之廣，從而引發(fā)學生的學習興趣和好奇心。其次，注重培養(yǎng)學生的自主學習能力。《電化學測量技術(shù)》這門課抽象難懂，因此培養(yǎng)學生自學能力對這門課程就顯得更為重要。在課堂教學中，本人摒棄抽象的數(shù)學推理，著重教會他們思路和方法，在課堂上引入實際實驗中的一些測試圖。對于這門課中涉及的電化學測試方法，讓學生側(cè)重于掌握每種測試方法的實際應(yīng)用。把一些抽象的原理盡可能變得容易理解，從而使學生不會“望課生畏”，提高自主學習的興趣。

2.2結(jié)合雨課堂制作多媒體課件并應(yīng)用于教學

制作和運用PPT課件并不難，但要把課件做好、做得有新意、利于學生理解就不那么容易。由于本課程的內(nèi)容較多地涉及到了電化學的基礎(chǔ)理論，公式較多，電路圖較多，在教學中不易形象地進行表達，使學生在學習中理解有一定的難度。比如，在講授參比電極得使用和選擇時，我們會把實驗室常用的成品參比電極拍成照片，放進多媒體課件里，有利于學生理解和加深印象。利用多媒體教學，不僅大大減少教師在課堂書寫板書的時間，加大了課程內(nèi)容，給學生提供更多的信息量，有效提高教學效率。而且多媒體課件形象直觀，便于學生理解，加深印象，能幫助學生對知識難點和重點的學習。

同時，充分利用雨課堂教學輔助工具應(yīng)用于《電化學測量技術(shù)》課程得教學實踐，開課前教務(wù)處已將授課班級的學生都導入了雨課堂，教師可提前發(fā)布電子教材、教學大綱、學習和考核要求等公告，有利于學生提前對課程進行了解。在授課過程中，可按知識點插入雨課堂題目，當一個知識點講完后，教師可發(fā)布題目，學生在課堂上進行在線答題，答題結(jié)束，教師可及時看到學生的答題情況，了解學生是否掌握了該知識點，并及時進行針對性的講解。課后也可以通過雨課堂進行作業(yè)發(fā)布、單元測驗，節(jié)省大量的人力和物力。學生課下可隨時回看已上課的課件，有不明白的內(nèi)容，也可以通過彈幕和討論區(qū)與老師進行交流，這樣可避免一些內(nèi)向的學生因害怕當面問老師問題而放棄答疑，非常方便學生課后的學習。教師也可以通過課后生成的課程報告，了解學生的出勤率、在線測試的正確率以及還存在不懂得知識點，有利于教師有效掌握學生對所學知識的掌握情況，并及時的解決學生在學習中的疑問。

2.3營造和諧互動的課堂氣氛

2.3.1有效提問，引導學生思考

教師通過設(shè)置有效問題，循序漸進，讓學生在學習中感悟知識的產(chǎn)生與形成過程，實現(xiàn)知識的構(gòu)建。教師應(yīng)該圍繞知識點得重點和難點的需要設(shè)置問題，學生容易理解的問題少講。所以，如何科學有效地設(shè)計提問，就成了保證學生學習效果的重要工作之一。傳統(tǒng)的教學法往往直接將總結(jié)出的知識結(jié)論講給學生，而很少揭示知識的形成過程。這種沒有經(jīng)過自己的創(chuàng)造性實踐獲得的知識往往印象不深，如果教師在教授某一知識的時候，能引導學生對這一知識的形成過程進行探究，努力發(fā)掘其所蘊含的智力因素，充分調(diào)動學生的創(chuàng)造性思維，這樣不僅能使學生對所學的知識記憶深刻，而且對提高學生學習的主動性和創(chuàng)造性大有裨益。例如，在講“H型電解池”時，可設(shè)置問題“什么情況下會用到H型電解池？為什么要采用H型電解池？在普通得測試情況下，是否可以采用H型電解池？”。通過逐級提問，這樣就把學生帶入到所要探求的知識活動情境中，從而在輕松愉快的氣氛中完成了教學任務(wù)。

課堂仍是學生學習得首要場所，因此，教師能否有效得調(diào)控課堂，也是保證學生學習效果得關(guān)鍵，它對教師的課堂調(diào)控能力提出更高的要求。教師是“向?qū)А倍皇恰熬臁保谡n堂教學過程中，要做好引領(lǐng)工作。注意知識的整合，做好階段小結(jié)與課堂小結(jié)。運用教學智慧，尊重教學生成。例如，在穩(wěn)態(tài)測量方法講解完后，要對穩(wěn)態(tài)測量方法進行小結(jié)，小結(jié)時可結(jié)合提問得形式，觀察學生對這部分知識點得掌握程度，如果學生反映良好，可提供思考題進行進一步得考察，通過課堂思考題得提問和講解讓學生加強對課堂知識的進一步理解，也適當?shù)募訌妼η懊嬲n程的復(fù)習與總結(jié)，使學生更好的建立起課程的前后聯(lián)系。最后，可引導學生對穩(wěn)態(tài)測量方法進行自己得歸納和整合。通過這樣的回顧與反思，把零散的知識點納入相應(yīng)的知識結(jié)構(gòu)體系，從而既培養(yǎng)學生的科學探究素養(yǎng)，又獲取學科知識，從而提高課堂教學質(zhì)量。

2.3.2教會學生學習方法

人們常說：“教學有法，但無定法，貴在得法。”不管哪種教學方法，只要是適合自己，適合學生就好。陶行知先生指出：“所謂教學，不是教書，不是教學生，而是教學生學”。因而就教學原則來講，教學不僅要著眼于教，更要著眼于教學生學。因此，在實際教學中，我們要努力把握教育規(guī)律，采用多種教學方法相結(jié)合，因材施教，有效激發(fā)和培養(yǎng)學生對電化學測量的興趣及主動參與的熱情，關(guān)注學生個體差異，進行分層教學、分類指導，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力。《電化學測量技術(shù)》課程中得測試方法多種多樣，每一種方法又有自己的實驗條件控制、實驗理論依據(jù)、測量信號控制、響應(yīng)信號記錄和實驗結(jié)果的解析。當單獨介紹每一種實驗方法時，學生還容易聽的明白，但把多種實驗方法放在一起，學生就分不清了。因此，在教學過程中，我們把每種測量方法與在電化學工作站中得測試方法對應(yīng)起來，將測量方法得參數(shù)設(shè)置、實驗測試圖以及實驗結(jié)果解析都放進多媒體課件中，給學生進行對應(yīng)講解，便于學生理論聯(lián)系實際，也有利于他們以后利用電化學工作站進行相關(guān)得電化學測試。

在教學過程中，學生永遠是教學的主體。課堂教學的過程本身就是教師與學生間的相互交流、相互影響，從而形成一種有助于認知活動開展的教學環(huán)境。由于大學階段專業(yè)課教學每節(jié)課的信息量較大，因此，課前預(yù)習和課后復(fù)習就顯得尤為重要。讓學生由被動變主動地學習課程內(nèi)容，調(diào)動學生學習的主觀能動性很關(guān)鍵。一方面，可以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。比如，在講解交流阻抗技術(shù)得電路描述碼時，老師先給學生講授電路描述碼得書寫原則，并舉例說明。然后，列出幾組電路描述碼，讓學生到黑板上畫出相應(yīng)得等效電路圖，或者列出幾幅等效電路圖，讓學生寫出電路描述碼。根據(jù)學生完成情況進行打分，將分值計入平時成績，與期末考試成績掛鉤。另一方面，課程留有足夠的學習時間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，從而達到更好的教學效果。

2.4加強課后練習，鼓勵學生參與科研活動

課后練習是將當堂課程所學的知識鞏固復(fù)習的機會，加深理解，使更好更熟練的運用知識，在本環(huán)節(jié)中，老師要對所學內(nèi)容布置夯實基礎(chǔ)題、拓展延伸題、探究思考題。由于電化學測量技術(shù)課程得內(nèi)容最終要應(yīng)用于電化學測量實驗，因此，在教學的同時，我們鼓勵同學們廣泛參與大學生課外科技活動，參與老師課題組的科研活動，課題組的項目向本科生開放，開放實驗室向本科生開放。課外科技活動的作用，除了鞏固、提高和融合所學的專業(yè)課程知識外，更重要的是能培養(yǎng)學生多方面的能力，如動手能力、開拓創(chuàng)新能力、文獻檢索能力等。同學們在實踐中遇到問題，就會想到去書本上、課堂上尋找解決問題的知識方法，從而調(diào)動了學生主動學習的積極性。激發(fā)了學生學習興趣，提高了學生的動手能力，增強了學生分析問題、解決問題的能力，也體會到電化學測量原理和方法在解決實際問題上的實實在在的應(yīng)用，達到了理論課教學的預(yù)期目的。

2.5改革考試制度，建立考核新模式

考核既是為了檢驗學生對課程的學習掌握情況，幫助教師不斷總結(jié)教學經(jīng)驗，改進教學方法與技巧;同時也是為了對學生的學習做出客觀、公正、科學的評價，并引導學生明確學習方向，逐步適應(yīng)學科課程的特點，最終起到夯實基礎(chǔ)、強化能力的作用。考核內(nèi)容應(yīng)做到知識與能力并重，微觀與宏觀結(jié)合。《電化學測量技術(shù)》是一門以實驗技術(shù)為基礎(chǔ)得理論課，目的是使學生理解電化學測量技術(shù)中的條件控制，結(jié)果分析及二者的關(guān)系。但由于我校電化學測量技術(shù)得相關(guān)實驗另外開有專門得實驗課程，因此，《電化學測量技術(shù)》課程的考核辦法根據(jù)課程內(nèi)容和特點，采取閉卷考試以及過程考核（出勤、課堂表現(xiàn)、作業(yè)、雨課堂）兩個部分。理論考試分數(shù)占該門課程的最終成績的50-70%。考試試題類型一般為填空題、簡答題和分析論述題。填空題主要是對基本概念的考察，簡答題主要考察學生知識點的綜合能力，而分析論述題則通過學生對實際電化學測試結(jié)果圖的解析，考察學生的知識運用能力。過程考核分數(shù)占該門課程的最終成績的30-50%，其中出勤、課堂表現(xiàn)、作業(yè)、雨課堂各占一定的比例。

3結(jié)語

《電化學測量技術(shù)》課程教學結(jié)合雨課堂教學輔助工具，并結(jié)合提問、啟發(fā)式進行教學，不但調(diào)動了學生學習興趣和熱情，活躍了課堂氣氛。而且通過加強課后練習，鼓勵學生參與科研活動，提高了學生知識運用能力，強化了學生獨立思考能力的培養(yǎng)，收到了很好的效果。課程的改革探索使我們認識到，在課程教學中，只有結(jié)合課程內(nèi)容實際，不斷創(chuàng)新教學方法，激發(fā)學生學習興趣，建立考核新模式，才會促進教學質(zhì)量的進一步提高。

*通訊作者：尚偉

基金項目：2017年桂林理工大學教改項目（編號：2017B13）;2017年桂林理工大學研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)項目（編號：105962016yzkc020）。

作者簡介：溫玉清（1976.10-），男，漢，江西寧都人，博士，副教授，主要從事能源化學工程專業(yè)的教學與科研;通訊作者簡介：尚偉（1978.10-），女，漢，河南洛陽人，博士，副教授，主要從事能源化學工程專業(yè)的教學與科研。

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