“高等电化学”课程教学改革与

摘 要：“高等电化学”课程是上海电力学院应用化学专业硕士研究生的专业学位课.围绕师资队伍建设、教学内容更新和实践环节提升等方面进行改革与探索,不仅大大提升了学生对本课程的兴趣,而且也为学生进行后续课程学习以及毕业论文的撰写打下了扎实的基础.

关 键 词：高等电化学,研究生,应用化学,教学

中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2014）33-0063-02

“高等电化学”课程是上海电力学院应用化学专业硕士研究生的学位专业课,电化学研究方向是环化学院硕士点的主要研究方向之一,包含腐蚀电化学、材料电化学、化学电源、燃料电池等,每年研究生入学选择的研究方向中,与电化学有关的人数达到80%之多,这就要求研究生在第一年的基础学习中具备扎实的电化学基本知识,掌握电化学仪器的基本操作,才能在接下来的科研实验中游刃有余,做出成绩.但是上海电力学院统招进来的研究生电化学水平参差不齐,有材料专业、化工专业或环境专业,大部分学生在本科阶段并没有接触到电化学的相关知识,成为后续科研实验的一大阻碍.

因此开设“高等电化学”课程,使电化学专业方向的研究生可以系统学习电化学基本知识,掌握电化学仪器的基本操作,对研究生的培养起到良好的推动作用.

上海电力学院的“高等电化学”（3学分）课程设置是由原有的“应用电化学”（2学分）和“电化学研究方法”（3学分）两门课程合并而来,学分数虽然只有原先总学时数的60%,但要求不能降低,因此需要对该课程的教学体系、教学内容、教学方式等方面进行改革,方能适用实际需要.

一、课程教学团队优化合理

该课程的师资队伍原先只有2名教师（1名教授和1名副教授）,经过建设,该课程组师资队伍已初现规模,已有6名教师,其中2名教授、3名副教授和1名讲师,梯队结构合理,形成了一支很好的教学团队.同时该教学团队分工合理,课程负责人现为该一级学科硕士点负责人、中国化学会电化学专业委员会委员、上海市学位委员会第四届学科评议组成员,长期主讲电化学类课程,具有很深的学术造诣和教学水平.另一名教授是新引进的教育部新世纪优秀人才,在化学电源研究方面具有很高的学术水平,其他三名副教授均从事本科生的电化学课程教学工作,在电化学内容上非常熟悉,另一名讲师主要是对电化学企业生产非常熟悉,对学生的综合训练指导帮助很大.

各位任课老师进行深入全面讲解,使课堂效果得到大大提高.该课程实际教学过程的主讲一般由3名教师完成,另3名教师参与整个课程体系的设置讨论、教学内容组织和实践环节的指导等工作.教学队伍中3位主讲教师的分工分别是：1位教师负责电化学基本原理知识的讲解,包括电化学基础与理论等,1位教师负责电化学研究方法部分的讲解包括交流阻抗、循环伏安法等,另1位教师负责电化学加工与应用等,包括无机电解工业和有机电合成等等课程内容.另外,课外综合训练部分由6名老师共同指导并统一组织实施.在教学实施过程中建立了老教师的“传、帮、带”机制,同时也将理论教学与实践训练有机结合,课程教学团队定期交流探讨,形成了很好的协作机制.

二、教学内容不断更新

由于“高等电化学”课程内容丰富,既涉及电化学基础理论知识,又涉及电化学研究方法,还包括电化学的应用,特别是随着电化学技术及电化学理论体系的不断完善和深化,电化学的应用范围已广泛渗透到能源科学、材料科学、环境科学、生命科学、信息科学和纳米科学等诸多领域.结合上海电力学院的专业定位和办学特色,应用化学硕士点专业主要围绕能源、环境及材料领域中的化学问题开展相关研究,培养学生具有扎实的应用化学理论基础和分析问题解决问题能力.因此,在该课程内容设置上除了保留相应的电化学基础理论和电化学研究研究方法外,在电化学应用部分重点突出能源、电力、环保相关的知识内容,即材料电化学、腐蚀电化学、环境电化学、电化学能源体系的设计和应用等,这些知识点的拓展也与学生今后从事毕业论文工作乃至今后的就业密切相关,受到学生的欢迎.例如,围绕电力材料防腐蚀的介绍,不仅包括腐蚀电化学机理、测试方法及防腐蚀技术等,而且着重介绍在电力企业现有的技术应用,随着新能源技术的发展,海上风电的发展十分迅速,其材料防腐蚀要求也很高,课程讲解时可结合电化学知识提出一些可能的解决方案.围绕当前新能源汽车的发展对电池要求很高,在课程讲解时专门围绕新能源汽车中各类电池的发展技术及材料技术进行系统分析,让学生了解燃料电池汽车、纯电动汽车、插电式混合动力汽车等不同电力驱动的差别等.还有围绕当前智能电网中的关键技术之一即电力储能,这也是发展分布式能源及普及新能源的关键技术之一,而电力储能技术中涉及到包括铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池和液硫电池等的选择和应用,这些内容均涉及到电化学中各类化学电源的技术及最新发展,这些内容的拓展对扩大学生的知识面有极大的帮助.

三、实践训练环节得到强化

在传统的课程实验设置过程中一般都是利用课内时间进行一些简单的实验教学与实验操作,很少进行系统性、综合性的训练,往往学生综合能力的提高也受到了限制.由于该课程的教学时数十分紧张,实验与实践环节在课内安排很少,需要充分利用课外时间进行实践环节的训练.课程教师一般在课程结束前一个多月对学生布置一个综合性训练的研究课题,包括课题的确立、文献调研、实验方案制订、实验操作、数据分析和论文撰写等各个环节.由学生利用导师实验室资源或学院的学科基地独立完成.事实上学院也拥有国家电力公司热力设备腐蚀与防护重点实验室、上海高校电力腐蚀控制与应用电化学重点实验室、上海热交换系统节能工程技术研究中心、上海电力能源转换工程技术研究中心、上海防腐蚀新材料工程技术研究中心等高水平学科基地,这些研究基地有非常先进的电化学仪器设备及相应的分析测试设备,包括光电化学测试系统、电化学工作站、电池测试系统、原子力显微镜、盐雾箱、动态模拟试验装置、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等.这些仪器设备均对学生开放,通过综合训练有利于他们全面了解该课程体系所涉及到的仪器设备及实际应用,同时通过实践也能大大提升他们对电化学理论的理解及提高他们分析问题、解决问题的能力,也使学生初步熟悉了进行科研环节的各个步骤,真正使学生近距离接触并使用了这些学科平台基地的先进的一起设备,使学生的视野得到了开阔,通过动手实验也培养了综合实践动手能力.四、教学改革初见成效

通过该课程教学的改革实践不仅大大提升了学生对该课程的兴趣,而且促进了学生对电化学专业知识的掌握.学生在电化学相关的领域中参加科创比赛和学术交流中屡屡获奖.仅2013年就有10名同学获奖,占学生数的20%,其中3名同学获得上海市高校科创杯比赛二等奖和三等奖,1名同学获上海市陈嘉庚青少年发明比赛三等奖,1名同学获中国电化学会议优秀墙报论文奖,1名同学获全国电厂化学会议优秀论文奖,3名同学获全国腐蚀大会优秀论文奖.学生在电化学领域的学术论文质量有大幅度提升,近两年学生作为第一作者在国际电化学顶级期刊SCI一区期刊（ElectrochimActa和JournalofPowerSource）发表了6篇论文,在SCI三区期刊（SolidStateionics和JournalofAlloys&,Compounds）上发表了2篇论文,充分反映了本课程建设的成效.从近几年该专业学生获得学校优秀硕士论文的论文题目来看,90%都与电化学密切相关,学生毕业就业岗位中需要的专业知识与电化学具有关联度的也占60%以上,这充分说明了该课程对学生的发展具有重要作用.

五、结束语

“高等电化学”课程作为上海电力学院应用化学专业硕士研究生的一门学位专业课,对该专业学生的培养具有重要作用,虽然本团队围绕师资队伍建设、教学内容更新和实践环节提升等方面进行一些改革与探索,并取得了一些初步成效,但为了更好地适应社会对高素质人才培养的需求,还有许多工作要做,包括对课程体系全面合理的梳理、教材的合理选择与更新、实验技术的进一步发展与完善等等,真正为培养不仅大大提升了学生对本课程的兴趣,而且也为学生进行后续课程学习以及毕业论文的撰写打下了扎实的基础.