高职高专理论电化学课程教学改革的探索*

2012-03-21舒王树新

河南工学院学报 2012年6期

郑舒王树新

(1.河南机电高等专科学校，河南新乡 453000;2.新乡远东电子科技有限公司，河南新乡 453242)

理论电化学是高职高专应用化工技术专业的一门主干课程，是继四大基础化学之后，专业课程之前的一门专业理论课，它的教学内容和教学效果直接影响到专业课程的学习。该课程涉及的内容广泛，包括了电解质溶液性质和理论等经典电化学的重要领域、界面性质及界面上所发生的变化等近代电化学主题部分及电化学测量部分重点内容。由于本课程内容繁杂，理论性特强，学生学习的难度较大，同时又面临教学教具缺乏，因此，加强高职理论电化学课程教学改革与建设，积极探索新的教学模式、教学方法，构建体现高职特色的课程教学体系，切实提高理论电化学课程教学质量，是实现高职化工类专业人才培养目标的重要任务。

1 理论教学方面

1.1 充分认识理论电化学课程在专业人才培养中的地位及作用

高职教育强调职业能力的培养训练，同时也注重发展职业能力与构建高尚的内在精神境界的有机结合。课程作为教学的最基本要素，对实现专业人才培养目标起着重要的保障作用。从现代社会对高职高专教育的要求看，职业技术教育必须使教育对象具备包括专业能力和各种非专业能力在内的综合职业能力［1］，而理论电化学课程教学则是培养综合职业能力的重要途径。该课程不仅肩负着使学生进一步获得化学反应的基本原理，而且更深层次地了解电化学反应速度及其影响因素和电分析技术等知识，为后继的专业及专业拓展课打下必要和扎实的基础。因此，具有承前启后的作用，是构成专业知识与能力的有机组成部分，是运用和发展专业能力的重要基础。目标是使学生在《物理化学》基础上更深一步学习有关电化学的理论，并将抽象的理论与实际应用及前沿科学等联系起来，了解和掌握在科研领域及工业应用中需要的电化学理论和测试技术，为学生日后从事如电镀、电源、腐蚀等多种相关领域的研究和生产奠定良好的理论和应用基础。只有充分认识理论电化学课程在专业人才培养中的地位及作用，才能在教学过程中自觉地将课程教学与专业人才培养目标结合起来;将理论知识与实践知识结合起来;将传授知识与能力培养结合起来;将技能训练与道德培养结合起来［1］。

1.2 根据专业特点，构建合理的理论电化学课程教学内容体系

理论电化学涉及的内容广泛，而且深奥，学生学习理解起来比较费劲，因此必须按照学生的实际情况，遵循前瞻性、人格化、技术性、实践性的原则，改革教学内容［2］，特别注意结合专业特点。由于该课程是面向高职高专应用化工技术专业(电池制造技术方向)的学生，如可以简单讲解“金属的阴极过程”和“金属的阳极过程和自溶解”两章偏重电镀和腐蚀方向的内容;降低理论性较强但又很重要的“电化学极化”和“浓差极化”内容的难度，特别注意上课技巧，使基础不太好的专科层次学生能理解消化吸收;同时，结合学生就业岗位，补充经典电化学测量和电化学分析的知识，如“稳态研究方法”、“线性电位扫描方法”和“交流阻抗方法”等内容，这样不仅使学生学习电化学理论知识，而且学习到把理论应用于实际、解决实际问题的方法。另外，注意“电解质溶液”内容的讲解，避免与前面《物理化学》课程对应章节内容的重复［3］，把握好同一知识点在不同学科之间的衔接，避免重复，这样可以更好地适应课时少的情况。

1.3 教学方法与手段的改革

由于《理论电化学》课程理论性强，且抽象。传统的教学方法重于灌输，一般是教师讲、学生听，而且容易听不懂，导致课堂氛围枯燥、乏味，学生是被动地学习或者跑神，极大影响课堂效果。而目前课程改革的总体目标是:学时要少、内容要新、水平要高、效果要好。为了达到该目标，就需要改变教学方法，既充分体现教师的引导作用，又充分发挥学生在学习活动中的主体作用。为此，在课堂教学方法改革中进行了以下尝试［4］。

1)加强对学生学习方法的指导和思路的介绍，让学生学会学习。例如:采用老生带新生的方式，举行学习经验交流会。让老生介绍该课程的学习特点，比如如何预习、听课、记忆、相互讨论、总结等，让新生掌握适合该课程的学习方法。同时，老师要认真备课，重组内容，使抽象、深奥的理论内容有条理、逻辑性强，特别和前面已学内容的衔接连贯，尽量使课堂内容浅显易懂，并了解本节内容在该章及课程体系中的所处的地位。比如双电层部分，内容很抽象，在讲解“电极与溶液界面参量测定”内容时，要是直接讲解，也许学生知道这些参数怎么测量，但测量这些参数有什么意义及和前后节之间的联系，学生很难体会到。为了提高学生上课的目的性和学习的积极性，在上课之前做以下引导，具体流程如图1所示。

图1 课前引导流程图

经这么引导，学生很清楚本节课的意义，听起来不再一头雾水，所以上课气氛很好。这一方法贯穿该课程的始终，给学生以整体和连贯感，效果较好。

2)采用形象化教学法，注重培养学生的主动学习能力。在教学中对于一些特别抽象而又要求空间想象的问题，采用形象化的教学方法，可以使学生更直观地去理解，同时又产生浓厚的学习兴趣，体现了以“培养学生创新精神和实践能力”为主旨的教学模式。例如，在讲解两类电化学装置时，从基础化学实验室找些器材，自组装成电化学装置图，在这些实物图的帮助下，形象而又准确地完成上课内容的讲解。为了提高学生动手能力和主动学习热情，在组装装置图时，顺便还建议学生用生活中的常见物品替代实验仪器，课下试着组装。比如用口杯代替烧杯，鸡蛋壳代替带横口的玻璃管，食盐水做电解液等日常接触的安全物品来组装原电池，如图2所示。通过这一方法，不仅使学生加深了对所学知识的理解、运用能力，同时也培养了学生的主动分析、主动思维能力和学习热情。

图2 用鸡蛋壳装配的原电池

3)合理使用现代化教学手段，提高教学效果。与传统教学方法比较，多媒体课件信息容量大、色彩丰富、形象逼真、动感十足，在增强教学效果方面的作用十分突出。但是，在使用教学过程中，必须把握好“度”的问题，由于理论电化学课程的理论性很强，涉及的公式推导较多，因此，要让学生深刻领会各个知识点，大部分内容依然采用板书进行讲解的教学效果较好。而对于某些抽象的原理。如电池工作原理，可将其设计成动画的形式进行演示，使得微观图像宏观化，抽象知识形象化。

4)重视习题练习。理论电化学课程涉及知识很深奥，要学好它很不容易。我们在教学实践中体会到，要化难为易、化“零”为“整”，提高学生学习积极性，除了上好理论课外，习题课是一个重要的、必不可少的环节。且由于该课程对应教材只有复习题，没有判断和计算题，为此，我们通过各种手段找些和知识点联系很密切的题来练习。如对于易误解或难理解的理论，常采用判断题的形式课堂提问，既提高学生学习积极性，又能全面准确理解知识点;对于一些很重要的公式，特别Nernst方程、电化学极化和浓差极化公式，由于课后没有对应的计算题，为使学生对该知识点掌握和理解，从课本外找些计算题，课堂进行讲解，并另安排同类型计算题，让学生练习。用这种方法使学生在习题课过程中，加深对理论和重要公式的理解及记忆，培养分析问题、解决问题的能力;通过作业反馈信息，及时进行纠正和推广。

2 实验教学方面

2.1 合理安排实验内容

理论电化学实验是应用化工专业学生的必修实验课，安排在四大化学之后，此时学生已经较系统地学习了化学基础实验，初步掌握了一些基本操作，具有一定的实验技能，但还不扎实，综合能力不足。理论电化学实验就是要培养学生的综合实验操作技能，提高学生的创新意识和创新能力［5］。本课程内容广泛，实验对象涉及很多方面，但由于学时所限，去掉验证性实验内容，着重综合性实验。如经典恒电流法测量阴极极化曲线、循环伏安曲线测定和电化学综合测试系统的应用等。它主要是电化学的各种分析测试仪器对电极过程进行研究的综合性实验课。

2.2 实验教学方法和手段改革

由于理论电化学实验学时较少，在这种条件下为了让学生具备电化学分析测试技能，特制作网络实验教学课件、拍摄理论电化学实验基本操作录像、各种仪器的使用以及典型实验案例，学生通过校园网可对理论电化学实验内容和操作进行相应的学习。同时鼓励部分学生综合运用所掌握的基本理论知识、基本实验技能以及各种测量方法和技术，并结合实验室所有仪器设备状况，自行设计实验方案、系统构成、实验步骤并实施，最终独立完成实验报告，为《电池管理与检测》和《化学电源工艺》及课程设计做了很好铺垫。实践表明，尽管这些实验项目的开展需要较大的工作量，但学生的确学到了不少东西。"实行开放式教学，支持创新"将专业实验室作为公共开放实验室，鼓励学生在业余时间和休息日进入开放实验室做实验，支持学生创新。

3 改革效果

提高理论电化学课程的教学效果是一个永恒的话题，教学内容的改革是理论电化学教学成功的基础，教学方法的改进是提高理论电化学教学效果的必要的手段。在对09级、10级、11级学生实施过程中，取得了较好的效果。通过和未进行教学改革的08级对比，用“跟上教学进度、独立完成作业、期末考试80分以上、不及格率和较好地完成实验”等五个指标来考察理论电化学教学效果，结果如图3所示。