《材料電化學》課程教學改革初探

熊琴琴　遲洪忠

摘要：《材料電化學》是本校材料與環境工程學院本科生的專業選修課。本文從目前教學效果和學生反饋的實際情況出發，結合教學內容、教學方式以及考核方式，對《材料電化學》課程的教學改革進行了初探。

關鍵詞：材料電化學；改革；課堂互動

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）10-0103-02

一、引言

電化學是研究電子導電相（半導體、金屬）和離子導電相（溶液、固體電解質、熔鹽）之間的界面上所發生的各種界面效應，即伴有電現象發生的電化學反應科學[1]。隨著如今科學技術的迅猛發展，電化學在新材料、新能源、生物化學等高新技術領域的交叉應用越來越廣泛。材料電化學正是由材料學和電化學交叉形成的新型學科，也越來越受到科技工作者的研究及關注，同時越來越多的高校也開設了相關課程。我院在本科生教學中開設《材料電化學》專業選修課，旨在培養材料和電化學交叉領域的優秀人才來服務于新興產業。本文通過該課程的教學現狀結合自身的心得體會，從教學方式及考核方式等方面進行教學改革初探，從而有效地提高《材料電化學》的教學效果。

二、教學改革探討

《材料電化學》由于涉及物理、化學、材料、電化學等多個學科，涵蓋知識點較廣，是一門綜合性較強、實踐性較高的課程。在該課程的教學過程中，容易產生學生積極性低、基礎概念模糊混雜等現象和問題，因此《材料電化學》課程急需在本科教學過程中推進教學改革。

1.理論教學。《材料電化學》涵蓋的內容極為廣泛，知識點眾多，而受限于學時（32學時），該課程的理論教學壓力大，導致學生接受度較低，因此在教學內容上應適當優化課程的結構框架，對應用極少的基礎理論知識和數學推導進行精簡[2]。對于前期專業課已接觸的知識點主要以梳理歸納為主；對于新的知識點則要強調基礎概念的理解，要加強課前預習和課后復習。材料電化學的知識點理論性強，概念較為抽象，授課中可將所講知識點與實際運用結合以來，通過實例的講解，化抽象為具體，提高學生的理解程度。

在理論教學中，我國高校多以多媒體和板書相結合的教學方式為主。在《材料電化學》的教學中，在一些方程及公式的推導中，板書的形式有助于理順思路，幫助學生更好地接受知識。而多媒體有助于對知識點、公式等進行有效的歸納，通過一些圖表的形式幫助學生進行理解與記憶。此外，由于該課程概念的抽象性，多媒體課件可引入相關的動畫或視頻，利用直觀的方式幫助學生理解。多種多樣的教學方式相結合，有助于增強學生課堂的注意力，幫助學生更好地學習理解。

2.互動教學。傳統的教學模式都以教師講授為主，而教學的目的在于學生能真正地理解與掌握知識，因此需要啟動學生自身的主觀能動性，加強學生參與課堂教學的力度與廣度，形成“以教師為導向，學生為中心”的雙向教學模式[3]，教師與學生應增加互動，以提高學生學習的主動性和積極性。加之材料電化學的快速發展，而我國尚無經典配套教材，傳統教學使學生無法接觸到最新最前沿的材料電化學知識和實例，為改進以上的教學不足，可以在傳統的單向授課形式中，加入互動形式的雙向教學模式。

在完成基本教學任務后，利用講座走進課堂的形式，針對學生較為感興趣的材料電化學應用領域和研究方向，邀請相關的研究人員，進行精簡的專題報告，為學生介紹材料電化學的最新研究進展。這種方式既可以讓學生自主地找到學習材料電化學的興趣點所在，同時也能激發學生深入思考和探究的學習能力。

此外，可以以小組的形式分別對前沿的材料電化學的應用領域或研究方向進行課題調研，撰寫調研報告，進行課堂匯報。這種教學方式不僅極大程度地提升了學生的課堂參與度，還鍛煉了學生自主查閱文獻資料的能力，培養了團隊合作意識以及獨立思考和解決問題的能力。

3.實驗教學。實踐證明，單一的課堂教學模式難以適應新世紀創新人才培養的目標，開設實驗教學，是培養學生創新能力、激發學生學習興趣的行之有效的教學方法[4]。本課程涉及多方面的實際應用，如氣體電極過程、金屬陽極過程、電沉積、化學電源、燃料電池等。因此增設一定的實驗學時，既可以幫助學生加深理論知識的理解，進行查漏補缺；又可以幫助學生增加對材料電化學的感性認識，激發學習興趣，調動學習主動性，鍛煉動手能力；同時以小組的形式開展實驗，考驗了學生的合作能力和數據處理能力，有助于提升學生的綜合素質。

4.考核方式。課程的考核方式對教學有著重要的指導作用。目前本課程的考核方式仍以筆試為主，期末筆試成績占總成績的70%—80%。極大比重的筆試成績致使學生在學習中只對考試重點進行簡單的記憶來應試，從而忽略了自身的批判性獨立思考與深入理解，不利于認知結構的積極建構[5]。而材料電化學是一門應用性強的學科，為改變學生的應試教育思維，在我們的課程考核方式中，擬采用以下比例分配分數：平時成績（30%）；實驗成績（30%）；期末考試成績（40%）。平時成績包含課堂出勤、課后作業、互動問答、調研報告及匯報等方面，以考查學生的學習態度為主。實驗成績包含實驗預習、實驗操作、實驗結果等方面，以考查學生對于理論的理解和運用情況為主。期末考試主要考查學生對于課程內容的綜合理解與掌握。通過此種考核方式，在極大程度上弱化期末筆試的重要性，而對學生的動手實驗提出了更高的要求。我們期望借助于這種考核方式，提高學生對于理論知識實際運用的重視，增強學習主動性。

三、結語

結合《材料電化學》的教學經驗，我們從教學方式、考核方式等方面進行教學改革的初步探討，增加教學互動環節、實驗教學學時，調整考核方式，借此激發學生的學習興趣，提高學生對知識的接受能力，提升理論結合實際的能力，以提升《材料電化學》的教學效果。

參考文獻：

[1]李荻.電化學原理[M].第3版.北京航空航天大學出版社，2008.

[2]劉丹青，蘇軼坤，王雷.材料學專業《電化學原理》教學改革初探[J].廣東化工，2016，43（2）：122.

[3]李德，陳大明，陳永.材料科學與工程專業《電化學原理及實驗》的教學研究[J].廣東化工，2017，44（1）：135-136.

[4]尚小琴，方玲，曾學毛，劉汝鋒，蘇育志，宋著立.本科生進行科研活動的實踐與探索[J].化工高等教育，2011，28（04）：5-7+23.

[5]秦海英.《材料電化學》課程教學探討與實踐