加強素質教育，深化電化學工程系列課程教學改革

張 勇，王力臻，張林森，李曉峰，張愛勤，宋延華

（鄭州輕工業(yè)學院材料與化學工程學院，河南鄭州 450002）

加強素質教育，深化電化學工程系列課程教學改革

張 勇，王力臻，張林森，李曉峰，張愛勤，宋延華

（鄭州輕工業(yè)學院材料與化學工程學院，河南鄭州 450002）

隨著高等教育“大眾化”趨勢的發(fā)展，當前和今后一個時期，加強素質教育，深化教學改革，不斷提高教學質量成為高校教學理論研究的熱點。本文分析了電化學工程系列課程教學中存在的弊端，并結合我院實際情況，以培養(yǎng)應用型、復合型、創(chuàng)新型的電化學工程人才為目標，在教學目標、教學內容、教學方法和手段、課程設計、實驗教學、生產實習、畢業(yè)設計、教材建設和考評方法等方面闡述了該專業(yè)系列課程教學改革的途徑和措施。

素質教育；教學改革；電化學工程系列課程；途徑和措施

鄭州輕工業(yè)學院電化學工程專業(yè)創(chuàng)辦于1985年，以化學電源、電鍍、表面處理等為主要研究方向。1998年高校專業(yè)目錄調整后，雖并入化學工程與工藝專業(yè)，但仍按原專業(yè)課程體系組織教學，還培養(yǎng)電化學專業(yè)的碩士研究生。本專業(yè)是繼天津大學和哈爾濱工業(yè)大學之后的全國第三個工科本科電化學專業(yè)，至今仍然是輕工系統及河南省唯一的本科電化學專業(yè)。近年來，在電化學各專業(yè)老師的努力下，我們對該專業(yè)大學生的素質教育進行了加強，對電化學工程系列課程教學改革進行了大膽探索和實踐，以培養(yǎng)應用型、復合型、創(chuàng)新型的電化學工程人才為目標，取得了可喜的成果和經驗。

1 素質教育與電化學工程教學

1.1 怎樣理解素質教育

素質教育是以全面提高國民素質（包括德、智、體、美、勞）為根本目的，以發(fā)展學生的思想道德素質、文化科學素質、勞動技能素質、身體心理素質，培養(yǎng)學生能力，使受教育者的個性得到全面和諧發(fā)展為宗旨的教育［1］，其顯著的特點就是保證學生的整體發(fā)展、全面發(fā)展和個性發(fā)展。加強素質教育，有助于培養(yǎng)學生完善的人格，有助于提升學生的綜合素質水平，從而使教育更適應社會發(fā)展的需要。

1.2 當前電化學教學中存在的問題及弊端

近年來，我校電化學工程系列課程教學改革取得了一定的成績，然而按照素質教育、健康第一、終身體育的素質教育理念和模式，仍存在諸多弊端。教學目標上，比較重視基礎知識和專業(yè)知識的掌握，忽視培養(yǎng)學生從事電化學行業(yè)的意識、興趣、習慣和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；教學內容上，與當今電化學技術的迅猛發(fā)展不相適應，內容陳舊落后，信息量較少，此外過分強調科學知識，忽視思想品德教育的講授；教學方法和手段上，往往以傳統的“填鴨式”教學為主，比較重視教師黑板板書的設計、粉筆字體的正確和工整，忽視生動、活潑、適合地引進多媒體計算機輔助教學手段；課程設計上，比較重視單純的圖紙繪畫和理論計算，忽視專業(yè)課教學和設計性實踐教學的有效融合；實驗教學上，存在實驗內容落后、實驗模式單一，以驗證性實驗為主的弊端；生產實習上，仍存在實習經費嚴重不足、實習單位難找、實習效果不佳等問題；畢業(yè)設計上，忽視教學、科研、生產的相互結合，不利于實現學習—就業(yè)的“零距離”對接；教材建設上，長期以外校教材為主，沒有建設既與理論教學密切結合、又具交叉融合及創(chuàng)新特色的多層次立體化教材；考評方法上，過分注重課本知識的掌握且考試題型多為標準化試題，忽略了應用能力的考察，而且評價標準“一刀切”，這種考試的成績缺乏全面性、客觀性和真實性。此現狀導致人才素質結構體系不完善，不利于實施素質教育和創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。鑒于此，加強素質教育，深化電化學工程系列課程教學改革勢在必行。

1.3 素質教育與電化學工程系列課程教學的關系

素質教育對電化學工程教學提出了更高層次要求。電化學是電學與化學學科相結合而產生的一門全新學科，它又是一門學科交叉性極強的綜合性學科。本學科培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展的，適應21世紀知識經濟時代要求的全方位型高級技術和管理人才。育人必須立足于治學，治學首先服務于育人。育人與治學，兩者相互支撐，互為基礎，互為前提，這是高等教育人才培養(yǎng)的特質［2］。所以，電化學工程專業(yè)教育在強化素質教育內容的同時，也為其自身的發(fā)展開辟了道路，從而使電化學工程專業(yè)教育發(fā)揮出更有效的育人功能。

2 具體的改革措施和做法

2.1 明確培養(yǎng)對象，確立教學改革目標

本專業(yè)培養(yǎng)電化學工程方向的德、智、體、美、勞全面發(fā)展，面向市場經濟建設人才的需要，面向現代化、面向未來，基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高，富有創(chuàng)新精神，能從事本專業(yè)及相關專業(yè)工作的復合型并有專業(yè)特長的應用型高級專門人才。畢業(yè)生可在能源、機械、材料、冶金、日化、化工等相關領域，從事本方向的工藝、技術、生產、研究、開發(fā)等技術和管理工作。

通過對培養(yǎng)對象的分析，我們確立了電化學工程系列課程教學改革目標：精選教學內容、搞活教學形式、改進教學方法、豐富教學手段、創(chuàng)新課程設計、提高實驗教學質量、加強生產實習環(huán)節(jié)、改革畢業(yè)設計模式、推進教材建設和科學的考評方法等。

2.2 教學內容的改革

圍繞教學目標，結合我校實際情況，我們對電化學工程系列課程的內容進行了改革，具體如下：

2.2.1 適當壓縮必修課、理論課學時，增加選修課、實踐課學時

一是適當壓縮必修課、理論課教學內容。遵照“必要”、“實用”、“夠用”的原則，大膽精簡和刪除與電化學工業(yè)發(fā)展不相適應的內容，合并交叉重復的內容，不再單純強調專業(yè)理論的系統性和完整性，而是以理論課的應用性、技術課的實用性為原則開設課程。如《理論電化學》課程中“電解質溶液理論”及“電化學熱力學”兩章在物理化學課程中已有涉及，故在課堂教學中我們就適當壓縮了學時數。再如《電化學測量》課程中“電化學測量儀器的基本原理”一章，主要介紹了恒電位儀的原理，但現在已很少使用，我們也對此進行了學時濃縮，并相應增加了電化學工作站的知識。二是增加選修課、實踐課學時，強化應用能力培養(yǎng)。如把《表面工程概論》、《電解工程》、《氯堿工業(yè)》等專業(yè)課程整合為《現代電化學技術》一門課程，并以選修課按照講座的形式開設。三是在大三增加一周的認識實習。以此來加強學生的工程和應用能力培養(yǎng)。

2.2.2 不斷地充實、更新教學內容

教學內容具有科學性和先進性是電化學工程系列課程教學改革的關鍵。在課程安排上注意減少過時內容，增加反映現代科學技術、體現現代科學發(fā)展水平的新技術、新材料、新工藝、新設備，使教學內容始終能反映本學科的專業(yè)特點和學術水平。比如《化學電源工藝學》課程中“鋰離子電池”一章正極材料的介紹，除講解了傳統的LiCoO2、LiNiO2和LiMn2O4正極材料外，還介紹了近年來研究的熱點材料—LiFePO4，進而拓展學生對鋰離子動力電池和電動汽車的了解。

2.3 教學方法和手段的改革

通過多種教學方法與手段的改革，用生動、活潑、多樣化的互動式教學取代“呆板”、脫離實踐的教學。以學生為主體、教師為主導，改進和發(fā)展以問題為中心的案例式教學法，引入啟發(fā)式、討論式、參與式等教學方式。傳統教學和多媒體計算機輔助教學手段有效結合，適度的“現場”生產工藝錄像講授，以及以人為本，個性化的培養(yǎng)方式，化抽象為具體，為學生創(chuàng)造直觀、形象的教學環(huán)境，激發(fā)學生的學習興趣，幫助學生對知識的難點和重點的學習。如上《電化學測量》課程的緒論時，為了強調該課程學習的重要性，老師上課第一句話：大家有手機嗎？學生搶著回答：有。老師：你們的手機待機時間有多長？學生的回答五花八門：1天、2天、3天、4天、6天一周、半個月等。老師：影響待機時間長短的主要因素有哪些？有回答電池容量大小的，也有回答手機耗電量不同的，還有回答通話時間長短不同的等等。老師：那么電池容量大小如何測量呢？能不能用我們校河南省表界面科學重點實驗室的貴重儀器如XRD、SEM、TEM等來測量呢？學生的回答有肯定的，也有否定的。老師給出正確答案：不能！只能用《電化學測量》課程所介紹的方法來測量一個電池的容量，以此來激發(fā)學生對該課程的學習興趣。

實踐證明，上述種種教學方法的綜合、靈活運用，既豐富了教學內容，又激發(fā)了學生的學習興趣，能更好地推進素質教育的開展和實施，更有利于培養(yǎng)學生的獨立思考能力和創(chuàng)新意識，從而能更好地提高教學效果。

2.4 課程設計的改革

在對已畢業(yè)的我院電化學專業(yè)的學生及相關的工廠調查中發(fā)現，工程概念和效益觀念是我院學生的薄弱環(huán)節(jié)，而工廠也急需這方面的知識。因此，在課程設計方面，我們在保證理論教學的同時，加強了工程技術應用能力培養(yǎng)及先進技術的應用。早在專業(yè)課教學階段，就把設計題目、任務和設計要求告訴學生，讓學生帶著問題去學習，通過設計性實踐教學環(huán)節(jié)向專業(yè)課的滲透，使理論和實踐能夠“適時”結合起來，這樣設計性實踐教學環(huán)節(jié)不是等專業(yè)課講解完后“孤立地”進行，而是在專業(yè)課學習階段，學生已對設計性實踐教學環(huán)節(jié)有初步的認識和準備，設計性實踐教學環(huán)節(jié)以后，學生基本完成了課程設計的計算部分內容，節(jié)省了課程設計時間，更有利于學生創(chuàng)造性的發(fā)揮。同時，選擇具有前沿性和挑戰(zhàn)性的設計題目。例如，在《電動汽車動力電池》方面，設計題目不僅僅局限于“一般電池”或“確定某一類電池”這樣的題目，而是通過對不同類型電池的優(yōu)缺點進行自主的判斷，然后選擇一類電池作為電動汽車的動力，達到每個學生一題。事實證明，這樣的設計提高了學生的設計興趣，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力，同時也減少或杜絕了抄襲現象。

2.5 改革實驗教學，發(fā)展創(chuàng)新能力

傳統的《電化學工程實驗》主要為驗證性和示教性實驗，實驗教學的目的是幫助學生鞏固所學基本理論和基本知識，并對所學的理論知識進行驗證。雖然傳統實驗使學生掌握了所學專業(yè)方向的基本實驗方法，基本技能。但忽略了學生創(chuàng)新能力和綜合素質的培養(yǎng)，使學生在實際工作中缺乏獨立分析和解決問題的能力。為了激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和動手能力，在《電化學工程實驗》中，我們構建了如圖1所示的系統實驗課程體系。改革后的實驗課程體系包含了：《理論電化學》、《電化學測量》、《化學電源工藝學》和《電鍍工藝學》四門課程的內容，主要由專業(yè)基礎實驗、綜合性實驗和設計性實驗3部分組成。實驗內容安排遵循由淺到深，由基礎到科研，由單元到系統的實驗研究訓練，構成一個完整、科學、現代的《電化學工程實驗》教學體系。

圖1 《電化學工程實驗》教學體系

2.6 生產實習

一是制定詳細的生產實習教學計劃安排表。即告訴學生在什么時間、什么地方，實習進行多長時間，帶隊教師、分組組長姓名及聯系方式以及乘車路線等等。二是強化外出實習紀律及安全?；嵙暯虒W必須把實習紀律及安全放在首位，因為化工安全生產的特點是工藝過程復雜，操作要求嚴格；易燃、易爆和有腐蝕性、有毒性的物質多；有特殊要求的設備多；內外部環(huán)境治理任務重。因此，我們在實習動員中給學生講解其他高校以及我校以前學生實習過程中所發(fā)生的安全事故，從而引起他們對實習安全及紀律的重視。三是注重實習基地建設，拓寬實習渠道。通過添置先進的實習設施，來完善校內實習基地。通過以前的校友、畢業(yè)生以及產、學、研合作政策，來拓寬校外實習渠道。四是加強實習帶隊教師的培養(yǎng)。要通過組織培訓、師徒幫帶、派帶隊教師到相關工廠學習、制定鼓勵實習教學的政策等方式提高實習指導教師的工程和實習指導能力。

2.7 畢業(yè)設計

一是科學選題，啟發(fā)創(chuàng)新。所選擇的題目，不僅符合專業(yè)培養(yǎng)目標和具有教學的作用，使學生利用大學以來所學習的專業(yè)知識進行設計，鞏固四年的學習成果；而且所選的題目須具有一定的想象力和創(chuàng)造力，如研究現在本專業(yè)領域的熱點問題：超電電容器、青銅器腐蝕與保護、集流體表面刻蝕、竹炭的制備及在電池中的應用等，對于科技的前沿有一定的了解；還增加了學生的實際動手能力，如工業(yè)廢酸制備LiFePO4/MWNTs－前驅體生產全自動化控制系統設計、組合納米多層電沉積技術—10萬t/a 1 m鋼帶電鍍鉻工藝設計、改造等。二是做到教學、科研、生產、就業(yè)相結合。選派學生到企業(yè)完成畢業(yè)設計，不僅可以完成畢業(yè)設計的教學任務、彌補學校資源不足、緩解實習經費緊張的局面，同時也有利于解決企業(yè)的工藝難題，加強學校與企業(yè)的科研合作，進而實現學習—就業(yè)的“零距離”對接，在畢業(yè)論文期間，我專業(yè)已有40多人通過這種方式實現了就業(yè)。

2.8 加強教材建設，凸顯專業(yè)特色

跟蹤電化學工程的發(fā)展，及時調整和補充教學內容，并編寫教材或專著，以強化教學效果。如：與哈爾濱工業(yè)大學合編《化學電源工藝學》（2006年出版）、《電鍍理論與技術》（2004年出版）、《理論電化學》（印刷中），主編高等學校輕工專業(yè)教材《化學電源工藝學》（1998年出版），主編《電鍍理論與工藝》（2008年出版）、《電鍍清潔生產工藝》（2004年出版）、《電化學專業(yè)實驗》校內講義（2008年印刷）等。對已畢業(yè)的我院電化學專業(yè)的學生及相關的工廠調查中發(fā)現，他們急需化學電池設計方面的知識，但目前尚未見到一本有關化學電源設計的系統論述如書籍或教材。為此，在無資料參考模式的條件下，通過走訪工廠，參閱有關文獻，利用多種渠道了解當前化學電源設計的方法，并將傳統的設計方法和當前的最新知識、新材料、新工藝結合起來，總結近30年的相關研究成果，編著了2007年由化學工業(yè)出版社出版的《化學電源設計》一書，填補了該方面教材的空白。多層次的教材建設為提高教學質量打下了堅實基礎，也激發(fā)了學生的學習興趣，調動了學生學習積極性，促進了學生綜合素質的提高。

2.9 優(yōu)化考評方法

學生的學習成績和考評方法是新一輪課程教學改革的重點，也直接影響著學生素質教育過程。《電化學工程》系列課程的特點是面寬、點多、公式復雜、計算量大、概念多、應用性強，很難從單純閉卷形式來衡量學生的掌握情況，這樣做既不利于全面衡量學生的創(chuàng)新意識、實踐能力等綜合素質，也不利于學生的個性發(fā)展。課程考評應以重能力培養(yǎng)、重素質提高為原則，以促進學生獨立思考為目的。因此，我們把考評方法與《電化學工程》系列課程教學改革的目的、素質教育的要求結合起來，優(yōu)化了考評方法。考評內容細分為：平時考評（課堂出勤率、預習情況、課堂提問、課堂紀律、平時作業(yè)完成情況）、實驗考評（實驗過程的操作、實驗后清潔情況、實驗報告）和期末考評（減少死記硬背單個知識點的考核，增大應用和工程能力的考核）進行綜合評定，從而提高學生運用知識解決問題的能力和創(chuàng)新意識，全面提高學生綜合素質。

3 結束語

綜上所述，加強素質教育，深化電化學工程系列課程教學改革，在幫助學生全面掌握電化學理論知識，提高實際應用能力與創(chuàng)新思維能力等方面有重要的價值與意義。對于電化學工程專業(yè)教學，要根據其專業(yè)特性和學生特點，制定合理的教學目標；恰當地安排教學內容；改革與創(chuàng)造新的教學方法和手段；加強專業(yè)課教學與設計性實踐教學的融合；優(yōu)化實驗教學內容，重構實驗教學體系；探索生產實習和畢業(yè)設計教學過程優(yōu)化的途徑；加強教材建設；完善考評方法，才能不斷提高教學質量，培養(yǎng)具有電化學工程專業(yè)特色的應用型、復合型、創(chuàng)新型人才。

［1］王雪蓮.獨立學院大學生素質教育途徑和方法的探索［J］.學校黨建與思想教育，2010，（S1）：27－28.

［2］楊叔子，余東升.堅持“以人為本”走素質教育之路［J］.中國高等教育，2010，（7）：4－6.

G642.0

B

1003－3467（2010）21－0061－04

2010－08－15

鄭州輕工業(yè)學院青年教師教學改革與研究課題立項資助項目（2010－16－1）

張 勇（1976－），男，博士，副教授，從事化學電源與超級電容器研究工作，電話：（0371）63556510。