新工科背景下《電化學理論基礎》課程改革探索與實踐
--以桂林理工大學能源化學工程專業為例

溫玉清，尚 偉，聶瑾芳*

（桂林理工大學化學與生物工程學院，廣西 桂林 541004）

1 課程改革背景

工程教育在我國高等教育中占有重要地位，高素質工程科技人才是支撐產業轉型升級、實施國家重大發展戰略的重要保障[1]。2018年教育部下發了“關于加快建設發展新工科實施卓越工程師教育培養計劃的意見”的文件，2019年廣西出臺《關于加快建設發展新工科實施卓越工程師教育培養計劃的意見》。指出新工科建設要著眼高等教育改革發展全局，一方面要總結繼承工程教育改革發展的成功經驗，深化工程人才培養改革，發揮自身與行業產業緊密聯系的優勢，面向當前和未來產業發展急需，主動優化學科專業布局，促進現有工科的交叉復合、工科與其他學科的交叉融合，積極發展新興工科，打造工程學科專業的升級版。另一方面要主動對接地方經濟社會發展需要和企業技術創新要求，充分利用地方資源，發揮自身優勢，深化產教融合、校企合作、協同育人，增強學生的就業創業能力，培養大批具有較強行業背景知識、工程實踐能力、勝任行業發展需求的應用型和技術技能型人才[2]?；谛鹿た平ㄔO及教育教學改革的背景，創新性的人才培養模式是培養新時代卓越工科人才的重要保證，其中課堂教學是人才培養的主渠道，課堂教學模式在一定程度上決定了人才培養的質量[3]。

2 課程特點及教學現狀

《電化學理論基礎》是桂林理工大學能源化學工程專業的主干專業課程，亦是其他專業課的基礎。本課程在能源化學工程專業的畢業要求中具有重要的地位，它可以支撐本專業畢業要求，即能夠應用能源化學工程專業基礎知識與專業核心知識，建立解決復雜能源化學工程問題的數學模型并求解。通過本課程的學習，應使學生系統地掌握電化學科學的基本理論，了解現代電化學科學技術的新進展，為學好后續專業課程打下堅實的基礎。通過本課程的學習使學生具備以下兩個能力：掌握電化學熱力學、電極/溶液界面的雙電層結構與性質、電極的極化以及電極過程、電化學動力學規律等。通過系統的學習，培養學生對電化學基礎理論的理解、掌握和分析運用能力；提高學生的認知能力，具備運用所學知識進行問題分析的素質；構建完善的電化學知識結構，培養學生的科學思維和創新能力，具備服務于社會的基本素質。

《電化學理論基礎》重點介紹電化學的基本概念、基本規律和基本理論，是以電化學的基本理論為主線，從電化學熱力學和電化學動力學兩個方面將電化學界面微觀結構與宏觀效應聯系起來，進而闡明電極過程動力學的基本規律。內容主要分為三大部分：電化學熱力學、電極和溶液界面的結構和性質、電極過程動力學。該課程內容較多、信息量大，理論性、抽象性強，機理機制較多，電化學系統的變化過程很難通過肉眼觀測且以微觀模型解釋為主從而較難理解，加之多數概念抽象、乏味，學生聽起來索然無味。另一方面，學生是第一次接觸本專業的理論基礎課，學生缺乏對本專業相關實踐內容的感性認識。學生對知識點的理解通常僅僅停留在表面，而對深層內容的理解仍然不夠。為此，希望通過課程教學改革，擬解決以下兩個主要問題：（1）學生學習興趣減弱，學習主動性下降；（2）課程的評價和考核方式單一化。

3 電化學理論基礎課程教學方法改革與實踐

3.1 課堂教學多樣化，提高學習的主動性

提升課程內涵，打造特色化教學資源[4]。電化學基礎理論課程是一門理論性、抽象性和微觀性融合為一體的這種類型課程，學生在學習的過程中，對概念的理解和現象的觀察存在一定的難度，如果僅僅依靠課堂照本宣科式的講解，學生很難深刻理解和體會到該課程的精髓。為了減少這類現象的出現，本課程團隊一方面，針對一些難以理解的知識點采取自主開發微課、制作電化學過程的動畫演示和收集相關知識點的視頻教學資源等方式來補充課堂教學內容。另一方面，把優質的教學資源引入到教學中，充分利用中國大學慕課網的線上資源和雨課堂的智慧教學工具，開展MOOC+SPOC+雨課堂+線下課堂混合式教學，使得教學內容和教學手段更加多樣化。同時根據課程的教學進程采用思維導圖、案例舉例及分析、小任務驅動、小組互評等多種教學方法，加強學生對難點問題的理解，激發學生的學習熱情，提升學生學習興趣。經過在本課程教學中的多次嘗試，學生的手機從游戲機變成了老師的課堂教學工具，教學效果較為明顯。

3.2 考核方式多樣化以及建立課程教學全過程評價體系

教學內容和教學手段的多樣化，需要有教學考核的多元化相對應[5]，為此，針對本課程的特點，考核方式采用線上和線下相結合的形式來進行。對每位同學都有線上學習和線下學習的要求。（1）線上學習要求：每位學生課前至少完成若干次思維導圖預習匯報、若干次課程大任務以及1次課程墻報展；根據老師要求完成相關教學內容的在線視頻學習；課后，通過線上平臺進行課程作業提交，提問答疑，資源拓展，提交1次課程論文等。（2）線下學習要求：利用線下教學時間深入理解重要知識點和難點，學生積極參與課堂教學，通過“雨課堂”的教學輔助工具功能如彈幕、投稿、討論等，對知識點進行討論。

對于本校能源化工專業開展淺層次混合式教學的情況，本課程教學的課程考核辦法含線上成績和線下課堂考試成績兩部分，即課程總評成績 = 線上總成績×50%+線上活躍度×10%+ 期末測試成績×40%。課程總評成績主要構成詳見圖1（P138）。線上總成績由平時成績（線上）（70%）和線上期末成績（30%）構成，即線上總成績 =平時成績（線上）×70%+ 期末測試（線上）×30%。其中平時成績（線上）主要包括線上平時成績含視頻學習（20%）、思維導圖（10%）、章節習題（10%）、課程論文（30%）。平時成績（線上）成績主要構成詳見圖2（P138）。

圖1 課程總評成績分布圖

圖2 線上總成績分布圖

線上活躍程度會根據教學互動環節的參與次數以及發回帖數量計分。期末測試成績即為期末組織的線下考試。

平時成績（線上）主要構成見表1：

表1 平時成績（線上）主要構成

授課教師可以依托線上教學平臺，及時獲得學生的線上活躍度、資源查看與下載情況，作業完成情況、成績分布，線上互動討論等，更加高效、精確地反饋學生的學情動態，以便教師更有效地調整教學過程。經過考核方式的改革，從以前學生只注重期末考試轉變為注重課程學習過程的考核，使得課程評價貫穿整個教學過程，這樣即提升了學生的學習主動性，又使得教師可以有目的的及時調整和優化教學設計，提高教學質量和教學效果。

4 結語

總之，在新工科背景下電化學理論基礎課程的教學改革需要不斷更新或轉變傳統的教育教學思想，需要精心設計和優化教學模式，改革考核方式和建立新的學習評價體系，注重學生的學習效果，促進學生知識、能力和素質的協調發展，為新工科要求的創新性、復合型人才的培養打下堅實的基礎。