基于電化學特色的應用化學專業課程群的構建與實踐

劉立華 周智華 徐國榮 唐安平 宋海申

[摘 要] “新能源”和“新材料”等戰略性新興產業對電化學技術人才的綜合素質、創新意識與能力提出了更高要求。以電化學學科和行業對人才的需求為導向，構建以電化學為特色的功能明確、特色鮮明的適應專業素質能力要求的應用化學專業課程群;按精品課程的要求重點建設電化學原理、化學電源和電化學設備與工程設計等3門核心課程，充分發揮核心課程對整個課程體系的引領、帶動和示范作用，提高本專業的辦學水平和人才培養質量。

[關鍵詞] 電化學特色;應用化學專業;課程群

[基金項目] 2017年度湖南省普通高等學校教學改革研究項目“基于電化學特色的應用化學專業課程群的構建與核心課程建設”（湘教? ? ? 通[2017]452號，編號：238）;2016年度湖南省普通高等學校“十三五”專業綜合改革試點項目“應用化學”（湘教通2016[276]? ? ? 號）;2016年度國家級實驗教學示范中心項目“化工與材料”（教高廳函2016[7]）

[作者簡介] 劉立華（1969—），男，湖南隆回人，工學博士，博士研究生導師，湖南科技大學應用化學與制藥工程系主任，教授（通信作者），主要從事環境功能材料與水污染治理技術研究;周智華（1973—），男，湖南雙峰人，工學博士，湖南科技大學教務處處長，教授，博士研究生導師，主要從事生物材料研究;徐國榮（1970—），男，湖南醴陵人，工學博士，湖南科技大學應用化學與制藥工程系，副教授，碩士研究生導師，主要從事電容器研究。

[中圖分類號] G642.0 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）34-0152-03 ? ?[收稿日期] 2019-09-18

一、應用化學專業教學改革的現狀

應用化學研究范圍涵蓋了整個化學化工領域，并與多門學科相互滲透，包括精細化學品化學、無機化學、有機化學、材料化學、環境化學、藥物化學、應用電化學、應用光化學、能源化學、生物化學、工業分析化學等[1]。國內應用化學專業一般都是以培養學生具有應用化學、化工的基本理論、基本原理、基本知識和基本技能，并運用相關知識解決化學化工科研、技術開發、生產和化學品應用中問題的能力為培養目標。應用化學專業以其滲透性、綜合性、邊緣性及鮮明的應用特點正煥發出勃勃生機。但不同辦學背景、不同辦學基礎條件和不同地域，開辦的應用化學專業辦學方向和目標各不相同，在培養方案和課程體系的設置存在很大的差異[2]。普遍存在培養目標廣、寬泛，課程多而雜，缺乏深度和系統性等問題。

目前，開展應用化學專業教學改革的研究主要集中在某些課程、某些具體教學方法的研究與實踐上，如課程教學改革[3-5]、實踐教學體系改革[6，7]等。對專業總體發展方向和趨勢的研究尚不多[1，2]，對應用化學專業課程體系，特別是對于專業特色課程群的構建與建設的系統研究甚少，尤其是構建以電化學為特色的應用化學專業課程群體系尚未見報道。

二、開展基于電化學特色課程群構建的重要性

《中國制造2025》《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》《節能與新能源汽車產業規劃（2011—2020）》《國家“十二五”科學和技術發展規劃》和《國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》等均明確指出“新能源”“新能源汽車”和“新材料”是我國重點支持發展的戰略性新興產業，是我國實現制造強國要突破的重點發展領域。在這些新興產業領域中，電化學技術承擔著不可或缺的關鍵作用，甚至是核心技術之一（見下圖）。由此可見，國家中長期發展和新興產業領域對電化學技術和電化學專業技術人才具有巨大的需求。

作為肩負國家和行業人才培養重任的高等院校應主動適應社會需求，及時調整專業的辦學方向，凝練專業辦學特色，調整、優化專業結構和課程體系。湖南科技大學應用化學專業于1999年獲湖南省教育廳批準設立，于2000年開始招收本科生。本專業建立之初，就確立了“立足湖南，面向全國，堅持以學科和行業發展的需求為導向，確定專業的發展方向、定位和辦學特色”的辦學思路。在廣泛調研基礎上，逐步明確了以“應用電化學”為本專業的發展方向和辦學特色，以培養電化學工程技術人才作為本專業的人才培養目標。

三、電化學特色課程群的構建方案與措施

（一）課程群的構建原則

為培養適應現代電化學學科和行業需求的高素質專業技術人才，在構建以電化學為特色的課程群時，基于以新經濟、新技術為引領的“新工科”培養理念，堅持“厚基礎、寬口徑、強實踐、重創新”等基本原則。首先需明確當代電化學學科和行業對人才素質和能力的要求，電化學知識結構體系及其各分支之間的關系和內在聯系，厘清電化學各門課程間的關系;其次，明確電化學各分支在整個電化學知識體系中的地位與比重，各門課程對電化學知識體系的貢獻和培養功能，確定專業課程的門類，在整個專業課程中比重，加強電化學課程設置的系統性、全面性和合理性，以構建一個電化學特色鮮明的緊跟行業發展需求的科學合理的人才培養方案和課程教學體系。

1.厚基礎、寬口徑：在應用化學專業自身較大的專業涵蓋面的基礎上，合理設置政治思想類、公共基礎類、學科基礎類、電化學基礎與應用、電化學工程及設計和工程實踐類課程的門類與比重。

2.強實踐：強化學生實踐能力的培養，通過社會實踐、實訓、實習、實驗、課程設計和畢業設計（論文）等課程教學強化學生動手能力、操作能力和運用所學理論知識分析和解決實際問題能力的培養。實訓主要包括軍事技能訓練、大學英語實踐和仿真實訓;實習包括金工實習、認識實習、生產實習和畢業實習;實驗包括C語言程序設計實驗、普通物理學實驗、電工學實驗、四大基礎化學實驗（無機化學、分析化學、有機化學和物理化學）、化工原理實驗和應用化學（電化學）專業實驗;課程設計包括電化學設備與工程、化學電源設計和化工產品生產工藝流程設計等。其中實習和實訓階段，由校內具有工程實踐經驗的老師與企業業務水平高、責任心強的技術人員聯合指導。

3.重創新：設置創新創業類課程和包括科技立項、學科競賽、學術論文等形式的學生創新實踐計劃，并通過專業實驗（參與教師的科研活動）、企業項目設計與研究、畢業設計（論文）、大學生研究性學習和創新實驗項目、大學生“挑戰杯”競賽、“互聯網+”、大學生科技創新活動、學科競賽、學術論文等方式實現對學生創新創業能力的培養。

（二）課程群構建方案

以電化學行業對人才素質能力的要求為導向，根據課程性質及其在人才培養中的功能與作用，將整個課程按課程群進行設置和歸類，構建以電化學為特色的功能明確、特色鮮明的適應專業素質能力要求的專業課程群。

1.以培養政治思想覺悟高、道德高尚和心理健康為目標的政治思想類課程群：包括思想道德修養與法律基礎、中國近現代史綱要、形勢與政策、馬克思主義基本原理概論、毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論、大學生心理健康教育與指導、軍事理論和以人文社科類為主的公共選修課等。其中思想政治類課程占總學分（175學分）的9.14%、人文社科類為主的公共選修課占5.14%。

2.以“寬口徑、厚基礎”為特點的公共基礎類課程群：包括高等數學、線性代數、數理統計與概率論、普通物理學、普通物理學實驗、C語言程序設計、C語言程序設計實驗、電工學及實驗、大學英語和大學體育等。

3.以培養具有堅實化學化工學科基礎知識的學科基礎課程群：包括無機化學、有機化學、分析化學和物理化學等四大基礎化學及實驗、分離化學、化工安全與環保、精細化學品化學、文獻檢索和科技論文寫作以及計算機在化工中的應用等。

4.以培養系統電化學基礎知識和應用能力為目標的電化學基礎與應用課程群：根據“新能源”和“新材料”等戰略性新興產業對電化學技術人才的需求，構建以電化學原理為基礎和核心，電化學合成、電化學測試技術、電解工程、電鍍工藝學、金屬腐蝕與防腐蝕、電子化學品和新能源開發為電化學原理的應用和補充，材料化學、應用化學專業英語、應用化學專業實驗等為輔助的課程群。

5.以電化學工程設計能力為目標的電化學工程及設計課程群：構建以電化學設備與工程設計和化學電源為核心，化工原理、化工儀表及自動化、化工技術經濟為設計基礎，畫法幾何與工程制圖和化工制圖為設計制圖手段，化學電源設計、電化學設備與工程課程設計、化工產品生產工藝流程設計和畢業設計等為具體實踐的課程群。

6.以培養學生工程實踐能力的工程實踐課程群：包括金工實習、認識實習、生產實習、仿真實訓和畢業實習等。

（三）核心課程建設

通過綜合分析“新能源”和“新材料”等戰略性新興產業對電化學專業技術人才的知識能力和素質的要求，以及各門課程的功能與作用，按精品課程的要求重點建設電化學原理、化學電源和電化學設備與工程設計等3門核心課程，充分發揮核心課程對整個課程體系的引領、帶動和示范作用，提高本專業的辦學水平。

建設內容包括教學大綱、考試大綱和實踐教學大綱等教學文件的編寫與修訂，教案與教學課件的編寫與優化，試題（卷）庫的建立，數字化教學資源、教學輔導資料以及教學視頻等教學資源建設。同時借鑒國內外課程改革成果，建立常態化的教學內容更新機制。為進一步加強學生的實踐和運用所學理論知識解決實際問題的能力，本專業圍繞上述核心課程建設，增設了“化學電源設計”“電化學設備與工程課程設計”和“化工產品生產工藝流程設計”等課程設計，強化了應用化學專業實驗中電化學方面實驗內容的科學性和系統性，組織有關教師編寫出版了《電化學設備與工程設計》《電化學實驗》和《化工產品生產工藝流程設計》等3部教材，以及《化學電源設計指導書》和《電化學設備與工程課程設計指導書》。

四、結語

“新能源”和“新材料”等戰略性新興產業對電化學技術人才的需求量日益增加，對人才的綜合素質和創新意識與能力不斷提高。

參考文獻

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