創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育背景下“應(yīng)用電化學(xué)”課程的教學(xué)改革與實踐

摘"要：“應(yīng)用電化學(xué)”是一門同化學(xué)、材料科學(xué)、食品科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等專業(yè)密切相關(guān)的本科生課程，既包含了電化學(xué)基礎(chǔ)理論，又與化學(xué)生產(chǎn)、材料制備、能源開發(fā)、食品開發(fā)以及環(huán)境保護等生產(chǎn)實際緊密聯(lián)系。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育背景下，積極開展“應(yīng)用電化學(xué)”課程的教學(xué)改革并進行實踐探索，彌補傳統(tǒng)教學(xué)模式下的不足，通過教師自身能力提升、課堂教學(xué)優(yōu)化、鼓勵學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)有關(guān)競賽和基礎(chǔ)科學(xué)研究等，形成課上課下“應(yīng)用電化學(xué)”知識的學(xué)習(xí)與實踐，以增強學(xué)生的知識學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育；應(yīng)用電化學(xué)；教學(xué)改革與實踐

Abstract：Applied"Electrochemistry"is"an"undergraduate"course"closely"related"to"chemistry，materials"science，food"science，and"environmental"science.It"not"only"includes"the"basic"theory"of"electrochemistry，but"also"closely"relates"to"practical"production"such"as"chemical"production，material"preparation，energy"development，food"development，and"environmental"protection.In"the"context"of"innovation"and"entrepreneurship"education，we"carry"out"teaching"reform"and"practical"exploration"to"make"up"for"the"shortcomings"of"traditional"teaching"models.Via"improving"teachers'"own"abilities，optimizing"classroom"teaching，encouraging"students"to"participate"in"innovation"and"entrepreneurship"related"competitions"and"basic"scientific"research，we"form"the"learning"and"practice"of"\"Applied"Electrochemistry\""knowledge"both"in"class"and"in"class"to"enhance"students'"knowledge"learning"and"innovation"abilities.

Keywords：Innovation"and"entrepreneurship"education；Applied"electrochemistry；Teaching"reform"and"practice

1"概述

隨著《教育部關(guān)于大力推進高等學(xué)校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和大學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)工作的意見》的印發(fā)，以努力培養(yǎng)具有創(chuàng)業(yè)基本素質(zhì)和開創(chuàng)型個性的人才為目標(biāo)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育逐步開展［1］。高校一直肩負著為黨育人、為國育才的重要使命，因此，高校便成為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的主陣地［2］。隨著創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的不斷深入推進，在高校教學(xué)課堂積極融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育元素，已經(jīng)成為高校開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的重要抓手［3］。

“應(yīng)用電化學(xué)”是我院化學(xué)師范專業(yè)在第六學(xué)期開設(shè)的課程，其在本科生教學(xué)中定位為專業(yè)選修課。作為一門既包含理論知識又與生產(chǎn)實際密切關(guān)聯(lián)的課程［4］，在目前的教學(xué)實踐過程中，面臨兩方面的問題：（1）學(xué)生對“應(yīng)用電化學(xué)”課程的重視程度不夠。一方面，由于設(shè)定為專業(yè)選修課，而不是必修課，學(xué)生并不會將其放在很重要的位置；另一方面，大部分學(xué)生在第六學(xué)期開始進行研究生考試的復(fù)習(xí)，將大部分精力用在考研需要的科目上，這進一步弱化了“應(yīng)用電化學(xué)”的授課效果。（2）教師教學(xué)方法較為單一。在課堂教學(xué)過程中，教師簡單地通過PPT并配合板書講解枯燥的電化學(xué)理論知識，學(xué)生無法體會到這些知識的重要性和應(yīng)用場景，加之學(xué)生對本門課程的重視程度不夠，導(dǎo)致課堂氣氛沉悶，學(xué)生學(xué)習(xí)效果不佳。基于上述問題，在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的背景下，筆者結(jié)合渤海大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院化學(xué)專業(yè)的“應(yīng)用電化學(xué)”課程的教學(xué)情況，提出了增強教師創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育意識，提升教師創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)能力；增強課堂教學(xué)豐富性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和能力、融入科技前沿成果，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究意識；鼓勵并指導(dǎo)學(xué)生參加“雙創(chuàng)”競賽，提升學(xué)生創(chuàng)新意識和知識遷移能力；鼓勵并指導(dǎo)學(xué)生參加科研訓(xùn)練，提升學(xué)生實踐能力五個方面的教學(xué)改革方法并進行了實踐。

2"“雙創(chuàng)”背景下的“應(yīng)用電化學(xué)”教學(xué)改革方法與實踐

2.1"增強教師創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育意識，提升教師創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)能力

在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育背景下開展課堂教學(xué)的過程中，要確保教師有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育意識。在此基礎(chǔ)上，教師在備課和教學(xué)設(shè)計以及課堂教學(xué)實施過程中才能有的放矢、目標(biāo)明確。因此，增強教師創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育意識至關(guān)重要。一方面，教師應(yīng)該意識到創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的重要性，主動通過學(xué)習(xí)強國等平臺學(xué)習(xí)我國在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)方面的政策，通過慕課等平臺學(xué)習(xí)高校教學(xué)課堂融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的優(yōu)秀案例和經(jīng)驗分享。另一方面，教師要積極參加線下培養(yǎng)。例如，渤海大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院十分重視教師的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育能力，邀請了創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)方面的優(yōu)秀教師趙顯一為青年教師做報告并進行面對面交流。因此，教師應(yīng)該通過線上線下自主提升創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的學(xué)習(xí)。

除了提升創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育意識，教師還應(yīng)該提升創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)能力。我國越來越重視創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，設(shè)立了大量的科技創(chuàng)新比賽，如“互聯(lián)網(wǎng)+”“挑戰(zhàn)杯”、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)科研項目/就業(yè)項目以及各類國家級和省級科技競賽。學(xué)生有意識地參加相關(guān)比賽，是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育成果的積極體現(xiàn)。因此，教師應(yīng)該提高創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導(dǎo)能力，能夠給學(xué)生帶來實質(zhì)性和針對性的指導(dǎo)與幫助。為了提升指導(dǎo)能力，一方面，教師應(yīng)明確自身專業(yè)優(yōu)勢，結(jié)合自身專業(yè)優(yōu)勢為項目把關(guān)。例如，作為“應(yīng)用電化學(xué)”課程的主講教師，對電化學(xué)相關(guān)競賽項目的指導(dǎo)和深度發(fā)掘應(yīng)該更具優(yōu)勢。因此，在學(xué)生申報的基于電化學(xué)相關(guān)知識的項目中，教師應(yīng)該結(jié)合自身專業(yè)優(yōu)勢，綜合分析項目書的優(yōu)缺點并積極與學(xué)生討論項目核心等問題。另一方面，教師應(yīng)明確自身專業(yè)優(yōu)勢，根據(jù)競賽主題指導(dǎo)項目。例如，作為“應(yīng)用電化學(xué)”課程的主講教師，應(yīng)該清楚依托該學(xué)科適合參加什么競賽。筆者長期從事氨氮電化學(xué)傳感器研究工作，能夠明確氨氮是水體污染物以及電化學(xué)傳感器屬于智能器件。因此，每年會指導(dǎo)學(xué)生主要參加“智能制造”“節(jié)能環(huán)保”以及“科技科普”為主題的競賽，并根據(jù)競賽主題側(cè)重點的不同，和學(xué)生一起對項目書進行調(diào)整，并總結(jié)競賽各個環(huán)節(jié)的注意事項和核心內(nèi)容的側(cè)重點，不斷提高自身指導(dǎo)能力。

2.2"增強課堂教學(xué)豐富性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和能力

隨著教學(xué)資源的不斷豐富，在課堂教學(xué)過程中，不斷地豐富教學(xué)方法和教學(xué)環(huán)節(jié)也是積極開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的有效途徑。因此，在筆者的教學(xué)實踐過程中，通過如下幾點策略不斷增強課堂教學(xué)的豐富性，進而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力。（1）結(jié)合當(dāng)下熱點，開展開放性討論：近年來，我國在新能源領(lǐng)域發(fā)展迅速，氫能源汽車、甲醇燃料汽車、電動汽車等已經(jīng)上市，這些新能源汽車的背后包含了很多化學(xué)電源的理論知識。因此，在講授化學(xué)電源的知識時，適當(dāng)?shù)匾氘?dāng)下熱點，不僅能豐富課題教學(xué)內(nèi)容，還能激發(fā)學(xué)生的思考。（2）結(jié)合研究興趣，自選主題展示：通過課堂教學(xué)，學(xué)生對電化學(xué)有了很多了解，積極鼓勵學(xué)生結(jié)合自身感興趣的問題自行查找相關(guān)資源，并制作PPT在課堂上進行展示分享，分享后學(xué)生開展互評，教師針對學(xué)生的展示和互評進行總結(jié)，肯定學(xué)生并對不足之處提出建議和意見。（3）設(shè)置自主學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生之間互相學(xué)習(xí)：受到課時量的影響，很多知識并不能在課堂上完全講授。因此，將一些基礎(chǔ)知識，如原電池和電解池等與無機化學(xué)和物理化學(xué)有密切聯(lián)系的部分，交由學(xué)生自主學(xué)習(xí)，并定期匯總學(xué)習(xí)筆記，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行集中學(xué)習(xí)。

2.3"融入科技前沿成果，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究意識

“應(yīng)用電化學(xué)”是一門既能學(xué)習(xí)電化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識，又能體現(xiàn)現(xiàn)代電化學(xué)研究科技前沿的課程。因此，在“應(yīng)用電化學(xué)”的教學(xué)過程中，積極融入科技前沿成果，不僅能夠減少理論知識的枯燥乏味感，讓學(xué)生體會到專業(yè)知識在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，還能讓學(xué)生感受科技前沿成果對生產(chǎn)生活的改變，體會到科學(xué)研究的重要意義，進而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究意識。一方面，“應(yīng)用電化學(xué)”是涉及化學(xué)、環(huán)境、食品和材料等多個學(xué)科的一門課程；另一方面，化學(xué)、環(huán)境、食品和材料等學(xué)科的基礎(chǔ)研究都離不開電化學(xué)基礎(chǔ)理論。因此，每天都會有大量的最新科研成果通過檢索網(wǎng)站甚至公眾號被獲取，這也為“應(yīng)用電化學(xué)”課程教學(xué)中融入科技前沿成果提供了便利。因此，為了更好地融入科技前沿成果，筆者采取了如下的策略：一是結(jié)合所講課程內(nèi)容的核心內(nèi)容，帶領(lǐng)學(xué)生們一起閱讀最新科技論文和專利等，分享相關(guān)領(lǐng)域的最新進展，并結(jié)合“應(yīng)用電化學(xué)”課程知識一起解讀論文和專利中的數(shù)據(jù)，和學(xué)生一起分析論文數(shù)據(jù)，研讀論文內(nèi)容，提煉論文或者專利中的創(chuàng)新點，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。二是結(jié)合自身、同事、同學(xué)等的實際經(jīng)歷。例如，在講授鋅空電池時，筆者會向?qū)W生們分享自己讀書時開展該研究時的趣事，從材料合成到體系搭建，再到組裝的鋅空電池可以點亮小燈泡，讓學(xué)生體會科學(xué)研究工作的樂趣。講授電化學(xué)傳感器時，筆者會分享為什么開展氨氮電化學(xué)傳感器的研究，價值和意義是什么，怎么完成第一個實驗的，讓學(xué)生明白創(chuàng)新需要靈感和汗水。

2.4"鼓勵并指導(dǎo)學(xué)生參加“雙創(chuàng)”競賽，提升學(xué)生創(chuàng)新意識和知識遷移能力

隨著國家越來越重視大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，越來越多的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類科技競賽被有序開展，不僅包括“挑戰(zhàn)杯”和“互聯(lián)網(wǎng)+”這類國家級賽事，還包括如三省一區(qū)青年大學(xué)生生態(tài)環(huán)保作品競賽等省市級競賽。這些賽事的舉辦為學(xué)生提供了展示自己的舞臺，也讓學(xué)生有更多的機會將自己的新想法和新設(shè)計付諸實踐。更重要的是這些賽事還提供了學(xué)生間交流互鑒的機會。因此，在課堂教學(xué)過程中，應(yīng)對合適的賽事進行適當(dāng)?shù)耐平椋寣W(xué)生能夠有目的性地參加相關(guān)競賽；在課堂之外，積極鼓勵并指導(dǎo)學(xué)生參加相關(guān)競賽。通過課上和課后的有機結(jié)合，幫助學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新意識和知識運用能力。

在過去的三年中，筆者在“應(yīng)用電化學(xué)”的課堂教學(xué)過程中，通過合適的章節(jié)積極引入相關(guān)賽事。比如，在講授化學(xué)傳感器的過程中，筆者會將自身從事的氨氮電化學(xué)傳感器引入教學(xué)課堂，并帶領(lǐng)學(xué)生們分析氨氮的基本危害。學(xué)生分析出可以參加的賽事并積極組建團隊，并細化分工，協(xié)同完成各個環(huán)節(jié)。在學(xué)生的共同努力之下，他們已經(jīng)先后參加了包括全國青年科普創(chuàng)新實驗暨作品大賽、東北三省一區(qū)第四屆大學(xué)生生態(tài)環(huán)保作品競賽、遼寧省智能制造科普創(chuàng)意創(chuàng)新大賽、遼寧省大學(xué)生材料微觀之美創(chuàng)意大賽和遼寧省大學(xué)生智慧海洋科技創(chuàng)新大賽等40余項國家級和省級競賽。在這種準(zhǔn)備競賽—參加競賽—總結(jié)競賽，再到參加競賽的多次磨煉后，學(xué)生的文獻檢索能力、書面材料的撰寫能力、口頭表達能力和總結(jié)分析能力都有明顯的提升，這些能力的背后是知識遷移能力和創(chuàng)新意識的不斷提高。

2.5"鼓勵并指導(dǎo)學(xué)生參加科研訓(xùn)練，提升學(xué)生實踐能力

參加科研訓(xùn)練，開展基礎(chǔ)研究工作同樣是提升學(xué)生創(chuàng)新意識和實踐能力的有效途徑。因此，鼓勵學(xué)生在課余時間根據(jù)教師的研究方向和自身感興趣的研究方向，積極主動地尋找合適的老師開展基礎(chǔ)科研訓(xùn)練，將自己的課堂所學(xué)或者疑問，通過實驗設(shè)計和實驗實施得以實踐和驗證，并體會科學(xué)研究的艱難與快樂。在過去三年的“應(yīng)用電化學(xué)”授課過程中，筆者會積極結(jié)合學(xué)院教師科學(xué)研究的方法進行科學(xué)研究的引導(dǎo)。例如，在講授化學(xué)電源時，會積極介紹學(xué)院相關(guān)教師在鋰硫電池、鈉硫電池、固體氧化物電池等方面的科研成果；在講授電化學(xué)傳感器的過程中，會將自身研究的電化學(xué)傳感器融入課堂教學(xué)過程中。通過這些積極引導(dǎo)，越來越多的學(xué)生愿意走進實驗室開展相關(guān)實驗和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目的申報和實施。以筆者為例，很多學(xué)生在逐漸了解氨氮的相關(guān)知識后，對氨氮的電化學(xué)檢測產(chǎn)生了濃厚的興趣，主動找到筆者希望開展相關(guān)的科研訓(xùn)練，筆者也會根據(jù)學(xué)生的實際情況，安排合適的實驗課題。過去三年多的時間里，超過20名學(xué)生走進筆者所在的科研實驗室開展科研訓(xùn)練，先后圍繞鉑、導(dǎo)電聚合物、過渡金屬、金屬氫氧化物等材料進行材料設(shè)計和制備以及性能測試和數(shù)據(jù)分析工作。經(jīng)過學(xué)生們的共同努力，目前已經(jīng)順利完成了超過10項基礎(chǔ)科研實驗，超過10名同學(xué)發(fā)表論文，學(xué)生主持國家級、省級創(chuàng)新訓(xùn)練項目3項，渤海大學(xué)開放實驗1項。在實驗開展的過程中，筆者會讓每位學(xué)生定期做進展匯報，并讓學(xué)生自己進行數(shù)據(jù)分析。例如，學(xué)生在獲得催化劑的循環(huán)伏安曲線后，學(xué)生會嘗試描述實驗結(jié)果，在什么電位出現(xiàn)氧化峰和還原峰，代表了什么。在學(xué)生得出數(shù)據(jù)時，筆者會教學(xué)生做誤差棒，并問學(xué)生為什么要做誤差棒。在做不同掃描速度的實驗后，筆者會提問學(xué)生掃描速度和峰電流成正比說明什么，掃描速度和風(fēng)電流的平方根成正比說明什么。通過這些問答，學(xué)生能夠判斷自己有沒有學(xué)會課堂知識，也會感受到課堂上學(xué)習(xí)的化學(xué)傳感器的基本測試方法和數(shù)據(jù)處理以及原理可以應(yīng)用到基礎(chǔ)研究中，應(yīng)該在課堂學(xué)習(xí)過程中更加專注，另外，學(xué)生還會有更多的獲得感，感受到自己的努力有所回報。經(jīng)過參加科研項目的訓(xùn)練，學(xué)生們的創(chuàng)新意識和實踐能力有了明顯的提升，在后續(xù)的研究生階段和新的工作中，他們可以表現(xiàn)得更加從容和穩(wěn)定，在很多方面表現(xiàn)得更好。

結(jié)語

作為一門兼具理論性和實踐性的課程，“應(yīng)用電化學(xué)”所授內(nèi)容是從事電化學(xué)相關(guān)科學(xué)研究和開展相關(guān)工作的理論和實踐基礎(chǔ)。因此，在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的背景下，積極開展“應(yīng)用電化學(xué)”課程教學(xué)改革，對培養(yǎng)具有扎實學(xué)識和創(chuàng)新意識及能力的大學(xué)生具有深遠意義。因此，教師從自身創(chuàng)新意識的培養(yǎng)到能力的提升，到課堂設(shè)計和課堂教學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的融入，再到課后積極指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相關(guān)活動，從多個角度共同努力，形成全方位的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系，讓學(xué)生從被動接受創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，到主動開展相關(guān)實踐，并不斷形成內(nèi)在的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力，成為國家發(fā)展需要的高素質(zhì)人才。

參考文獻：

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［3］張良，王欣月，顧佳麗，等.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)背景下元素化學(xué)課程的教學(xué)改革與實踐［J］.云南化工，2024，51（6）：189191.

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基金項目：“雙創(chuàng)”背景下的《應(yīng)用電化學(xué)》教學(xué)改革與實踐研究（教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目：231101208"220552）

*通信作者：張良（1993—"），男，漢族，內(nèi)蒙古赤峰人，博士研究生，講師，研究方向：化學(xué)教學(xué)及電分析化學(xué)。

作者簡介：王欣月（1991—"），女，漢族，河北滄州人，博士研究生，講師，研究方向：化學(xué)教學(xué)及電分析化學(xué)。