基于應用型專業的電化學分析技術的教學探索

卜路霞，尹立輝

（天津農學院基礎科學學院，天津300384）

近年來，為了適應時代和經濟社會發展的需求，眾多地方本科高校逐漸向應用型大學轉變，重在培養具有較強社會適應能力和競爭能力的高素質應用型人才。實踐教學在應用型人才的培養過程中所占比重越來越高。電化學分析技術是一門實踐性和學科交叉性很強的測量課程，由于具有操作簡單、使用方便、應用廣泛等特點，在眾多應用型專業中已普遍開展電化學分析技術的教學內容。電化學分析技術涉及電化學測試的基本概念和相關原理，包括線性掃描曲線、循環伏安曲線、交流阻抗曲線、塔菲爾曲線、計時電流法等眾多常規測試方法，應用可涉及電鍍、電解、材料腐蝕與防護、電化學能源測試、無機物電解合成、電催化等許多領域［1］。隨著各學科的交叉和融合，電化學分析技術的應用進一步拓展到高分子材料、醫藥、食品、農學、水產、航天等領域，對應用型人才的培養，發揮著越來越重要的作用。但當前除了電化學相關專業外，其他應用型專業很少開展電化學相關的理論課程，導致學生對建立在電化學理論基礎上的電化學測試技術很難掌握，或者只知其操作步驟，不知其問題原因，學習不夠深入，在分析實際問題時出現難度。針對目前電化學分析技術在應用型專業中存在的問題，本論文探討了電化學分析技術與其他學科交叉應用的教學改革方法，探索培養具有解決實際問題的應用型人才的教學模式。

1 電化學分析技術的地位

電化學分析技術是是現代儀器分析技術的一個重要分支，是電化學理論與電化學應用技術之間的橋梁，是一門實踐性及實用性很強的學科。電化學分析以測量某一化學體系的電化學響應為基礎，根據其電導、電位、電流和電量等參數的變化，與含量建立一定的數量關系，根據所測量電參數的不同，電化學分析法可分為電導法、電位法、電解法、庫侖法和伏安與極譜法等［2］。電化學分析測試靈敏度和準確度較高、測量范圍寬、儀器價格便宜，但其選擇性較差。電化學分析技術不僅可用于物質組成和含量的定量分析，也可用于結構分析，測量范圍逐漸從無機離子擴展到有機化合物，從宏觀到微觀，并不斷向理論層次延伸，如研究電極過程動力學、有機電極過程、吸附、氧化還原過程等。隨著經濟和社會的發展，電化學分析技術已經廣泛應用到工業生產和人民生活的各個方面，發揮著越來越重要的作用［3-4］。

2 電化學分析技術與其他學科融合教學中存在的問題

2.1 課程體系不同

電化學分析技術一般在高年級學生階段開展，對于電化學相關專業學生來說，前期可能已經學完了《電化學原理》、《物理化學》、《應用電化學》等相關課程，課題體系比較完整，學生在學習電化學分析技術時更容易理解和掌握。但是，對于其他應用型專業來說，前期并沒有學過相關基礎課程，學生可能只從《無機化學》、《分析化學》等相關公共基礎課中獲取了電化學的相關知識，而這部分電化學知識往往純粹涉及理論，且內容比較淺顯。由于缺乏相關課程體系，導致其他學科學生在學習電化學分析技術時存在著聽不懂、學習興趣不足、解決問題能力差等問題，最終導致該門課程失去了其本來發揮的作用。電化學分析技術所涉及的內容抽象，理論性較強，如果缺乏相關基礎知識，學生在學習時確實難度較大。

2.2 理論聯系實際不足

電化學分析技術知識體系復雜，對學生知識面要求高，但其實踐性又很強，抽象復雜的測試理論和生產實踐密切相關，如果只是根據傳統的教學內容進行講解，如講解循環伏安曲線時多以鐵氰化鉀溶液為測試對象，學生僅僅通過實驗操作對已有的結論進行驗證，缺乏積極的思考和創新意識。不同專業，對電化學測試技術要求的側重點不一樣，因此不能拿同樣的教學內容去生搬硬套。在講解知識點時，必須結合本專業特點，將電化學分析技術與本專業實際應用案例相結合，尤其是一些前沿課題，學生在掌握電化學分析技術的同時，也能增強對本專業的認同感。如果不能很好的將基礎理論與應用前沿結合起來，容易造成學生在課程學習的初期便因為覺得枯燥乏味而失去了繼續深入學習的興趣。因此，教師在講解時，必須注重理論聯系實際，教學內容必須與時俱進，將前沿知識和最新的科技成果滲透到日常的教學中，提升學生創新意識，提高學習主動性和積極性，鍛煉學生分析問題和解決問題的能力，培養具有優良技能的應用型人才。

3 教學方法探索

針對目前電化學分析技術教學過程中存在的問題，筆者對其教學方法進行了改革探索，主要包括以下幾個方面：

（1）教學方法多樣化；

傳統的課堂教學已不能滿足學生日益增長的知識點的要求，學生上課學習的主動性和積極性下降。目前大多采用的是多媒體輔助教學的手段，多媒體輔助教學可將一些復雜的測試過程通過動畫演示等方式展現，一定程度上彌補了傳統教學方式的不足。但隨著現代高校的課程教學的課時數不斷壓縮，有限的學時內學生要掌握的內容劇增，劇增的知識點和有限的課堂時間束縛了教師的手腳，也降低了學生的學習興趣和對知識的掌握。采用“翻轉課堂”和“微課”的教學方式，教師通過針對性的錄制單元視頻，上傳網絡資源，學生可以自主下載學習，充分調整時間做到課前預習，課后復習，提高學生學習的主動性。而且，這種教學方式的進行，可以解決學時不夠、課程內容單一等問題，尤其是對于非電化學相關專業的學生來說，可以更好彌補其課程理論體系不完善的缺點，在輔助知識點講解與鞏固課后重點方面起到了積極作用。因此，當前的電化學分析技術教學不僅要求教師要不斷地學習，掌握更多技能，提高教學水平，而且針對專業特點，需要開展靈活多樣的教學方式。

（2）教學內容設計要貼合專業特點；

教學內容不能只按照教材內容設計，必須和專業特點相結合，要注意理論聯系實際，在教學內容設計上下功夫，對教學內容進行更新補充，與時俱進，豐富教學資源。例如對于藥學專業，可以選取某種藥物進行循環伏安曲線測試，了解其氧化還原過程，根據電極反應機理，分析其潛在的生物氧化還原過程。對于食品專業，可以采用單掃描極譜法測定食品中添加劑及農藥殘留量等。教師在設計教學內容時，可結合自身研究方向或者參考學生的創新實踐項目，讓學生參與進來，共同設計教學內容，在提高學生學習興趣的同時，也能培養學生深入鉆研學科知識的能力和投身科研創新活動的意識。另外，在教學內容設計上，要加大實驗環節的投入，借助電化學相關的教學和科研儀器設備，增加電化學相關的專業實驗，提高學生的動手操作能力。

（3）合理分配線上/線下學習學時；

為了解決理論課時不足與目前教學內容的矛盾，可將部分教學內容用于線上教學，探索線上/線下相結合的教學方式，倡導自主式、合作式、探究式等學習方式。可根據前期教學情況，開展調研工作和資料查閱整理工作，圍繞反饋回的主要問題進行教學內容和教學方式調整。區分哪些內容屬于重點掌握，哪些內容屬于自學內容，重點、難點內容采用線下學習，而學生能夠通過自主學習掌握的知識點則可以放在線上學習。通過合理分配線上/線下教學學時，教師也可以從重復性授課中解放出來，把更多的時間用來解決其他難點問題。

（4）建立“先學后教再學”的教學模式；傳統的以教師為中心的教學方式已不能滿足創新性人才培養需求，新的教學理念是建立以學生為中心的教學方式。教師可通過在線上發布本次課的教學內容以及涉及到的相關知識點和研究文獻，要求學生自主設計理論聯系實際的實驗方案，線下教學時，采用PPT展示、小組討論等方式給予學生發揮的機會，根據學生實驗方案設計中出現的問題，教師可進行針對性解答。通過這種“先學后教再學”的教學模式，能夠更有效地調動學生學習的積極性，同時學生通過查閱文獻，設計實驗方案，也能加強對已學理論知識的鞏固，將理論知識真正應用于實踐中，更有助于應用型人才的培養。

總之，根據專業特點，開展靈活多樣的教學方式，優化教學內容和學時分配，建立以學生為主導的教學模式。教學方法的改革目的是為了有效提高學生學習的主動性，提高課堂教學質量，完善和提升學生分析和解決實際問題的能力。

4 結束語

電化學分析技術涉及內容多、知識面廣，是一門實踐性很強的課程，對于培養高素質的應用型人才十分重要。近年來，電化學分析技術的課程教學已經有了很大的改進，先進的教學理念和教學方式不斷涌現。學生通過學習電化學分析技術，不僅能夠掌握相關的電化學基礎知識、操作方法和技能，而且綜合素質也得到不斷提升，人才培養的競爭力得到提高。另外，作為工程應用背景專業的任課教師，也必須不斷加強學習，提高自身素質和教學能力，積極開展教學方式改革探索，提升教學質量，為培養具有綜合能力的應用型人才貢獻力量。