研究生课程“电化学方法”的改革探索与实践

余强 朱薇 陈阵

摘要：为提高昆明理工大学应用化学物理专业研究生的培养质量、优化研究生课程教学体系，针对传统研究生教学中存在的问题，以《电化学方法》为试点课程进行课程的改革探索与实践。论文通过分析课程教学中存在的问题，厘清了课程改革的思路，并付诸实施。通过对该课程的教改与实践，学生的批判性思维意识有了明显增强，科研工作的视野得到有效拓展，研究思路有了明显改进，取得了良好的教学效果。

关键词：研究生教学；课程体系；科研反哺教学；考核方式

中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）46-0224-03

为提高昆明理工大大学应用化学物理专业研究生的培养质量、优化研究生课程教学体系，针对传统研究生教学中存在的问题，以《电化学方法》为试点课程进行课程的改革探索与实践。

一、课程介绍

《电化学方法》是为化學、材料、化工类专业的研究生开设的专业课，课程分两个部分：电化学基础理论简介和电化学测试技术。教学目的是通过理解电化学的基本理论和知识，使学生掌握电化学测试技术的方法原理和应用，为学生将来从事电化学相关研究工作做准备，达到提升学生理论和实际结合的目的。

该课程作为应用化学物理专业研究生综合改革试点课程，必须遵循高等教育发展前景和人才成长规律，充分调动“教师—学生双主体”的积极性，打破以“教师中心”“教材中心”“课堂中心”的传统教学观念[1]；探索以“师生互动为主线”“教师导学与学生自学相结合[2]”“导—学—研—践”协调发展的课堂教学模式和教学方法；树立“学以致用”理念，实现理论联系实际，教学与科研统一，培养具有创新精神和实践能力的高素质人才。本文结合化学类硕士研究生在《电化学方法》教学中存在的问题，实践并探讨了教学方法的改革措施及成效。

二、课程教学中存在的问题

（一）教学内容繁琐、理论知识深奥

在以往的教学中，电化学方法的理论部分涉及到化学、物理、材料学、电工学等多门学科，内容包括电化学热力学、电极过程动力学、暂态测试技术及研究方法、稳态测试技术、电化学测试实验基础等诸多内容，每部分内容又细分成很多方法，如稳态极化曲线测量、伏安测试与分析、电化学阻抗谱、电化学扫描探针技术等，内容枯燥，难度较大。同时教师只能在有限的课时做简要介绍，导致学生掌握知识不牢固，后续课题研究工作中的数据处理与分析粗浅，教学效果较差。

（二）教学内容陈旧

电化学方法发展非常迅速，新仪器和新方法不断出现。目前教材多是几年前的版本，内容未及时更新，不能完全体现现代电化学测试技术的最新研究成果。如何在教学过程中引入最新的仪器和方法来开阔学生视野，培养学生的创新能力是一个极大的课题。

（三）教学方法滞后

传统教学采用教师主讲，并通过理论考核的方式评价教学效果[3]。该教学模式下，学生被动听讲，是典型的“坐中学”“听中学”“看中学”[4]，并未成为教学的中心，其积极性、主动性均未得到有效激发。

（四）学生层次参差不齐

通常研究生来自不同的院校，在本科阶段所学专业繁杂，电化学知识的结构不系统，基础薄弱，水平参差不齐，给教学环节带来很大制约。

三、课程改革的思路和措施

课程体系建设是学科建设的基础，有利于学生知识结构的形成，对学生终生发展起到奠基性作用；同时，合理的课程体系有利于推动教师队伍建设，是出名师、出精品课程的基石。

（一）整合课程结构，增加前沿性教学内容

教学内容整合需坚持知识、能力与素质协调发展的育人理念，培养学生的基础性、实用性和创造性。本课程教学团队在充分分析了《电化学方法》课程的标准、特点、教学目标及学生基础等前提下，整合《电化学原理》和《电化学测量》两门课程教学内容，编写了新的教学大纲和教学日历。这两门课程过去分为上下学期独立教学，前者偏重电化学原理知识学习，后者是基于扎实的理论基础的前提下，开展具体的电化学测量与数据分析的实践训练。分学期教学的弊端是学生学习知识的连贯性有限，无法实现知识的融会贯通。基于此，课程教学团队综合两门课程的异同点，重新构建了《电化学方法》的教学体系，实现了理论知识和应用方法的有机结合。同时，为建立理论教学与科学前沿探究的联系，体现学科的前沿性、热点性、时效性，反应经济社会发展和科技进步的新成果、新知识、新理论和新技术，我们对课程前沿性内容进行了补充和扩展。主要包括前沿基础知识、电化学发展进程和热点电化学研究前沿，极大地提升了学生的学习兴趣和学习效果。

（二）以应用为目标的知识体系整合

电化学测量方法众多，原理各不相同，寻找其中的共性进行讲解，是值得探讨的问题。我们在教学中以专题形式，让学生了解每种测试方法的原理、仪器构造、适用范围和优缺点，并引入了大量电化学测试方法应用的例证，以期开阔学生视野，引导学生思维，使学生在其硕士论文、继续深造或者生产实际中，目的明确地选择适当的分析方法和手段。随着我系相继购置的许多新型仪器，开展了多个具有代表性的实验项目。如在电极材料电催化活性研究中，用扫描电化学显微镜测试和分析活性点的尺寸和分布情况、电化学阻抗方法测试和分析电化学沉积过程的机理等，收到了良好的教学效果。

（三）构建以研究型教学为特色的课程教学团队

本课程教学团队由教授、副教授、讲师组成，均具有博士学位或在读博士。但由于专业背景和实践应用的限制，教师对不同内容的把握和理解不同。基于此，不同章节安排不同教师讲授，并邀请企业工程技术人员进行实践应用教学，起到了事半功倍的效果。该教学模式将教师科研专长与教学内容相结合，既保证课程体系的完整，又保证教师发挥各自的长处，使学生收获了最精彩最闪光的知识体系。

（四）新型教学方法的摸索与实践

在教学方法上，由传统的教师讲—学生听，逐渐过渡并拓展为启发式、研讨式、案例式等教学方法[5]，营造开放的教学环境，引导学生自主学习、小组合作学习、探究学习和研讨学习，增加课堂教学中讨论、探究、实践、实验等内容的比重。（1）角色转换教学。让学生自主查阅文献及其归纳；简单章节，师生互换角色，分组进行，在备课、授课、答疑等环节分工明确，确保每位学生的参与，有效强化和拓展了课本知识，增强学生的自信心、责任心和团队协作精神。促使学生从“要我学”向“我要学”的转变。（2）合作教学。依据教师所学所长和企业工程技术人员的实践优势，部分章节采取合作教学模式，达到事半功倍的效果。（3）双语教学。从“中文教材—英文课件—中文讲授”过渡为“英文教材—英文课件—中文讲授”，并最终实现“英文教材—英文课件—全英文讲授”。

（五）科研反哺教学，构建研究型教学特色

将教师科研新成果充实到课程相应章节中，以实例、案例等形式进行讲解，使其转化和升级为教学内容，以强化学生的科研思维、对创新过程的理解，激发其创新灵感，逐步培养其综合科研能力。实际教学中，我们强调尽量选择贴近与学生后续研究工作相关的案例，选择更多具有代表性的案例，展示给学生可以看得见摸得着的现实素材、图片、录像等，让学生们真正触摸科学前沿。该模式可有效克服科研与教学相脱节的弊病，教师不再照本宣科、纸上谈兵，而是使教学科研一体化，互为促进、互为提高。

为了达到课程预期效果，增加了实验教学环节。实验前学生的认真预习和教师对仪器构造和操作步骤的详细讲解，实验课上学生独立的操作，老师认真的指导，最后再将学生科研项目的成果或制作的实验样品在实验教学中进行表征，这样极大地提高了学生学习的主观能动性和积极性，同时知识掌握更为牢固。

（六）拓展多元化第二课堂

通过开展“电化学在科研中的应用”的企业实地参观、跨学科交流、跨学院交流等多种第二课堂活动，培养研究生的创新精神和实践能力。研究生第二课堂活动紧紧围绕学术训练、科研能力与专业素养而展开。主要以对应理论知识点的参观内容设置，参观化学系各科研实验室，了解电化学在金属溶出、金属沉积、有机物合成、电化学分析等科研领域的应用；进入企业和研究所进行生产实践过程、电化学生产流程的参观，掌握电化学理论知识在生产中的具体应用和操作；跨学校和学院进行相关研究内容的交流，强化对电化学知识和应用的扩展。

（七）建立配套考核方式

该课程的考核方式也随着教学形式改革进行了重新设计，由往日的唯卷面考试成绩为主的评价体系，改革为多形式、多内容的综合评分。学生成绩的取得不再是一张试卷，而是综合了课堂参与程度、课题小论文、口试答辩、实验等因素。新的考核体系包括：考试成绩（20%）、课程论文（20%）、学生教学表现（20%）、实验成绩（20%）、出勤和作业（20%），实现学生综合素质的考查。考试主要是考查学生对课程重要知识点的理解和掌握；课程论文需要学生查阅大量中英文文献，并进行归纳总结然后撰写，以研究论文的形式提交，重点考查学生查阅文献、总结文献的能力，同时也考察学生专业知识和专业英语的水平；学生在角色转换教学部分的表现根据准备、讲授、答疑的综合表现以小组为单位进行评定，着重考察学生回答教师提问、学生提问教师的能力，后者尤为重要。

实验教学的主要目的是培养学生仪器操作和实验结果分析的能力，因此实验成绩包括3个部分：实验设计报告（20%）、实验操作（40%）和强调数据处理与理论分析的实验报告（40%），体现学生的实践和分析综合能力。同时对自主设计实验的学生组，考虑额外加分，激发学生的热情，增加主观能动性。

四、课程改革的成效及不足

从学生的反映及学生在专业素养、创新能力等方面情况的前后對比来看，主要的成效可以概括如下：

第一，学生的批判性思维意识有了明显增强。从盲目认同、简单照抄照搬逐渐转向批判性地学习和研究。

第二，学生科研工作的视野更为开阔。科研工作不仅具有理论意义和现实价值，而且新颖、独创。认真对待本课程的学生，通过思维能力和实践能力的训练，在科研方面视野更为开阔，能提出一些让人耳目一新的好创见。

第三，学生的研究思路有了明显改进。思路混乱、逻辑不清的问题有所减少。通过课程教学改革和实践教学培养，学生在研究思路上有明显提升。学生不仅掌握了所学内容的基本观点、基础理论，而且对大量文献创新的思路及存在的问题有了较为深刻的认识，这为他们构思自己的研究内容奠定了较好的基础。

本课程的改革由于主客观方面的多种原因，仍然存在有待改进的不足之处：

第一，将理论知识与科研案例的结合起来，尚未完全形成本课程所需要的一套适用于研究生教学的体系。在本课程的进行过程中，很多时候由于缺乏最贴合学生的案例，故不得不沿用文献中比较成熟的案例。我们试图收集、提炼一些能够反映我校、我院特点的电化学研究方面的案例，但效果不明显。

第二，学生在课程学习及实验数据分析过程中容易产生单一、单调的印象，在分析对象以及理论深度上有待拓展。

第三，课时偏少，以致各板块的教学不能从容展开。教学改革后教学内容和教学方式均有大幅增加，学生参与教学、增加实践、实训课程，使得教学课时偏紧，难以满足教学内容的需要。

第四，教学改革是一个系统工程，需要更多的课程参与进来，形成统一的改革体系与模式，否则，学生可能会顾此失彼。

五、结语

《电化学方法》作为一门理论和实际结合相当紧密的课程，如何把枯燥的理论学习和实验课程进行合理安排是教好此门课程的关键。为了提高教学质量，培养高素质人才，在教学中应该合理安排教学内容，与多媒体和互联网有机结合，并对实验教学进行必要的改革。教学改革是一个综合过程，需大力提高教师的教学能力和激发学生自主学习的能力，才能培养出理论知识扎实，实践能力强的综合性人才。

电化学方法课程经过多年的改革和实践，在教学内容与体系改革、教学方法与教学手段改革以及创新型人才培养等方面积累了一定的经验，尤其在坚持教学与科研的融合，以科研带教学、教学促科研、培养学生创新能力方面做了一系列有价值的探索，形成了研究型教学的鲜明特色。通过电化学方法课程体系建设，探索以人才培养为根本、以研究型教学为特色的课程改革与内涵建设，秉承科研促教学、科研保高质的精品课程建设理念，在提升教学质量、培养学生自主创新能力方面取得了初步成果，为进一步推进创新型人才培养提供有价值的借鉴。

参考文献：

[1]刘明.打破三个“中心”，提高艺术教育实效[J].教育与教学研究，2009，（23）：113-114.

[2]车红梅，滕紫.导学结合：中文学生培养中师生“双赢”策略研究与实践[J].牡丹江大学学报，2017，（26）：144-146.

[3]尹娇娇.多媒体教学模式与传统教学模式对比研究[D].大连海事大学，2008.

[4]邹贞英.数学教学探究性学习初探[J].才智，2011，（27）.

[5]刘先慧，胡金频.采用启发式、研讨式教法，注重培养学生能力[J].西昌学院学报：自然科学版，2005，（19）：149-150.