加强素质教育，深化电化学工程系列课程教学改革

张 勇，王力臻，张林森，李晓峰，张爱勤，宋延华

（郑州轻工业学院材料与化学工程学院，河南郑州 450002）

加强素质教育，深化电化学工程系列课程教学改革

张 勇，王力臻，张林森，李晓峰，张爱勤，宋延华

（郑州轻工业学院材料与化学工程学院，河南郑州 450002）

随着高等教育“大众化”趋势的发展，当前和今后一个时期，加强素质教育，深化教学改革，不断提高教学质量成为高校教学理论研究的热点。本文分析了电化学工程系列课程教学中存在的弊端，并结合我院实际情况，以培养应用型、复合型、创新型的电化学工程人才为目标，在教学目标、教学内容、教学方法和手段、课程设计、实验教学、生产实习、毕业设计、教材建设和考评方法等方面阐述了该专业系列课程教学改革的途径和措施。

素质教育；教学改革；电化学工程系列课程；途径和措施

郑州轻工业学院电化学工程专业创办于1985年，以化学电源、电镀、表面处理等为主要研究方向。1998年高校专业目录调整后，虽并入化学工程与工艺专业，但仍按原专业课程体系组织教学，还培养电化学专业的硕士研究生。本专业是继天津大学和哈尔滨工业大学之后的全国第三个工科本科电化学专业，至今仍然是轻工系统及河南省唯一的本科电化学专业。近年来，在电化学各专业老师的努力下，我们对该专业大学生的素质教育进行了加强，对电化学工程系列课程教学改革进行了大胆探索和实践，以培养应用型、复合型、创新型的电化学工程人才为目标，取得了可喜的成果和经验。

1 素质教育与电化学工程教学

1.1 怎样理解素质教育

素质教育是以全面提高国民素质（包括德、智、体、美、劳）为根本目的，以发展学生的思想道德素质、文化科学素质、劳动技能素质、身体心理素质，培养学生能力，使受教育者的个性得到全面和谐发展为宗旨的教育［1］，其显著的特点就是保证学生的整体发展、全面发展和个性发展。加强素质教育，有助于培养学生完善的人格，有助于提升学生的综合素质水平，从而使教育更适应社会发展的需要。

1.2 当前电化学教学中存在的问题及弊端

近年来，我校电化学工程系列课程教学改革取得了一定的成绩，然而按照素质教育、健康第一、终身体育的素质教育理念和模式，仍存在诸多弊端。教学目标上，比较重视基础知识和专业知识的掌握，忽视培养学生从事电化学行业的意识、兴趣、习惯和创新能力的培养；教学内容上，与当今电化学技术的迅猛发展不相适应，内容陈旧落后，信息量较少，此外过分强调科学知识，忽视思想品德教育的讲授；教学方法和手段上，往往以传统的“填鸭式”教学为主，比较重视教师黑板板书的设计、粉笔字体的正确和工整，忽视生动、活泼、适合地引进多媒体计算机辅助教学手段；课程设计上，比较重视单纯的图纸绘画和理论计算，忽视专业课教学和设计性实践教学的有效融合；实验教学上，存在实验内容落后、实验模式单一，以验证性实验为主的弊端；生产实习上，仍存在实习经费严重不足、实习单位难找、实习效果不佳等问题；毕业设计上，忽视教学、科研、生产的相互结合，不利于实现学习—就业的“零距离”对接；教材建设上，长期以外校教材为主，没有建设既与理论教学密切结合、又具交叉融合及创新特色的多层次立体化教材；考评方法上，过分注重课本知识的掌握且考试题型多为标准化试题，忽略了应用能力的考察，而且评价标准“一刀切”，这种考试的成绩缺乏全面性、客观性和真实性。此现状导致人才素质结构体系不完善，不利于实施素质教育和创新人才的培养。鉴于此，加强素质教育，深化电化学工程系列课程教学改革势在必行。

1.3 素质教育与电化学工程系列课程教学的关系

素质教育对电化学工程教学提出了更高层次要求。电化学是电学与化学学科相结合而产生的一门全新学科，它又是一门学科交叉性极强的综合性学科。本学科培养德、智、体、美、劳全面发展的，适应21世纪知识经济时代要求的全方位型高级技术和管理人才。育人必须立足于治学，治学首先服务于育人。育人与治学，两者相互支撑，互为基础，互为前提，这是高等教育人才培养的特质［2］。所以，电化学工程专业教育在强化素质教育内容的同时，也为其自身的发展开辟了道路，从而使电化学工程专业教育发挥出更有效的育人功能。

2 具体的改革措施和做法

2.1 明确培养对象，确立教学改革目标

本专业培养电化学工程方向的德、智、体、美、劳全面发展，面向市场经济建设人才的需要，面向现代化、面向未来，基础扎实、知识面宽、能力强、素质高，富有创新精神，能从事本专业及相关专业工作的复合型并有专业特长的应用型高级专门人才。毕业生可在能源、机械、材料、冶金、日化、化工等相关领域，从事本方向的工艺、技术、生产、研究、开发等技术和管理工作。

通过对培养对象的分析，我们确立了电化学工程系列课程教学改革目标：精选教学内容、搞活教学形式、改进教学方法、丰富教学手段、创新课程设计、提高实验教学质量、加强生产实习环节、改革毕业设计模式、推进教材建设和科学的考评方法等。

2.2 教学内容的改革

围绕教学目标，结合我校实际情况，我们对电化学工程系列课程的内容进行了改革，具体如下：

2.2.1 适当压缩必修课、理论课学时，增加选修课、实践课学时

一是适当压缩必修课、理论课教学内容。遵照“必要”、“实用”、“够用”的原则，大胆精简和删除与电化学工业发展不相适应的内容，合并交叉重复的内容，不再单纯强调专业理论的系统性和完整性，而是以理论课的应用性、技术课的实用性为原则开设课程。如《理论电化学》课程中“电解质溶液理论”及“电化学热力学”两章在物理化学课程中已有涉及，故在课堂教学中我们就适当压缩了学时数。再如《电化学测量》课程中“电化学测量仪器的基本原理”一章，主要介绍了恒电位仪的原理，但现在已很少使用，我们也对此进行了学时浓缩，并相应增加了电化学工作站的知识。二是增加选修课、实践课学时，强化应用能力培养。如把《表面工程概论》、《电解工程》、《氯碱工业》等专业课程整合为《现代电化学技术》一门课程，并以选修课按照讲座的形式开设。三是在大三增加一周的认识实习。以此来加强学生的工程和应用能力培养。

2.2.2 不断地充实、更新教学内容

教学内容具有科学性和先进性是电化学工程系列课程教学改革的关键。在课程安排上注意减少过时内容，增加反映现代科学技术、体现现代科学发展水平的新技术、新材料、新工艺、新设备，使教学内容始终能反映本学科的专业特点和学术水平。比如《化学电源工艺学》课程中“锂离子电池”一章正极材料的介绍，除讲解了传统的LiCoO2、LiNiO2和LiMn2O4正极材料外，还介绍了近年来研究的热点材料—LiFePO4，进而拓展学生对锂离子动力电池和电动汽车的了解。

2.3 教学方法和手段的改革

通过多种教学方法与手段的改革，用生动、活泼、多样化的互动式教学取代“呆板”、脱离实践的教学。以学生为主体、教师为主导，改进和发展以问题为中心的案例式教学法，引入启发式、讨论式、参与式等教学方式。传统教学和多媒体计算机辅助教学手段有效结合，适度的“现场”生产工艺录像讲授，以及以人为本，个性化的培养方式，化抽象为具体，为学生创造直观、形象的教学环境，激发学生的学习兴趣，帮助学生对知识的难点和重点的学习。如上《电化学测量》课程的绪论时，为了强调该课程学习的重要性，老师上课第一句话：大家有手机吗？学生抢着回答：有。老师：你们的手机待机时间有多长？学生的回答五花八门：1天、2天、3天、4天、6天一周、半个月等。老师：影响待机时间长短的主要因素有哪些？有回答电池容量大小的，也有回答手机耗电量不同的，还有回答通话时间长短不同的等等。老师：那么电池容量大小如何测量呢？能不能用我们校河南省表界面科学重点实验室的贵重仪器如XRD、SEM、TEM等来测量呢？学生的回答有肯定的，也有否定的。老师给出正确答案：不能！只能用《电化学测量》课程所介绍的方法来测量一个电池的容量，以此来激发学生对该课程的学习兴趣。

实践证明，上述种种教学方法的综合、灵活运用，既丰富了教学内容，又激发了学生的学习兴趣，能更好地推进素质教育的开展和实施，更有利于培养学生的独立思考能力和创新意识，从而能更好地提高教学效果。

2.4 课程设计的改革

在对已毕业的我院电化学专业的学生及相关的工厂调查中发现，工程概念和效益观念是我院学生的薄弱环节，而工厂也急需这方面的知识。因此，在课程设计方面，我们在保证理论教学的同时，加强了工程技术应用能力培养及先进技术的应用。早在专业课教学阶段，就把设计题目、任务和设计要求告诉学生，让学生带着问题去学习，通过设计性实践教学环节向专业课的渗透，使理论和实践能够“适时”结合起来，这样设计性实践教学环节不是等专业课讲解完后“孤立地”进行，而是在专业课学习阶段，学生已对设计性实践教学环节有初步的认识和准备，设计性实践教学环节以后，学生基本完成了课程设计的计算部分内容，节省了课程设计时间，更有利于学生创造性的发挥。同时，选择具有前沿性和挑战性的设计题目。例如，在《电动汽车动力电池》方面，设计题目不仅仅局限于“一般电池”或“确定某一类电池”这样的题目，而是通过对不同类型电池的优缺点进行自主的判断，然后选择一类电池作为电动汽车的动力，达到每个学生一题。事实证明，这样的设计提高了学生的设计兴趣，培养了学生的创新能力，同时也减少或杜绝了抄袭现象。

2.5 改革实验教学，发展创新能力

传统的《电化学工程实验》主要为验证性和示教性实验，实验教学的目的是帮助学生巩固所学基本理论和基本知识，并对所学的理论知识进行验证。虽然传统实验使学生掌握了所学专业方向的基本实验方法，基本技能。但忽略了学生创新能力和综合素质的培养，使学生在实际工作中缺乏独立分析和解决问题的能力。为了激发学生的学习兴趣，培养学生的创新意识、创新能力和动手能力，在《电化学工程实验》中，我们构建了如图1所示的系统实验课程体系。改革后的实验课程体系包含了：《理论电化学》、《电化学测量》、《化学电源工艺学》和《电镀工艺学》四门课程的内容，主要由专业基础实验、综合性实验和设计性实验3部分组成。实验内容安排遵循由浅到深，由基础到科研，由单元到系统的实验研究训练，构成一个完整、科学、现代的《电化学工程实验》教学体系。

图1 《电化学工程实验》教学体系

2.6 生产实习

一是制定详细的生产实习教学计划安排表。即告诉学生在什么时间、什么地方，实习进行多长时间，带队教师、分组组长姓名及联系方式以及乘车路线等等。二是强化外出实习纪律及安全。化工实习教学必须把实习纪律及安全放在首位，因为化工安全生产的特点是工艺过程复杂，操作要求严格；易燃、易爆和有腐蚀性、有毒性的物质多；有特殊要求的设备多；内外部环境治理任务重。因此，我们在实习动员中给学生讲解其他高校以及我校以前学生实习过程中所发生的安全事故，从而引起他们对实习安全及纪律的重视。三是注重实习基地建设，拓宽实习渠道。通过添置先进的实习设施，来完善校内实习基地。通过以前的校友、毕业生以及产、学、研合作政策，来拓宽校外实习渠道。四是加强实习带队教师的培养。要通过组织培训、师徒帮带、派带队教师到相关工厂学习、制定鼓励实习教学的政策等方式提高实习指导教师的工程和实习指导能力。

2.7 毕业设计

一是科学选题，启发创新。所选择的题目，不仅符合专业培养目标和具有教学的作用，使学生利用大学以来所学习的专业知识进行设计，巩固四年的学习成果；而且所选的题目须具有一定的想象力和创造力，如研究现在本专业领域的热点问题：超电电容器、青铜器腐蚀与保护、集流体表面刻蚀、竹炭的制备及在电池中的应用等，对于科技的前沿有一定的了解；还增加了学生的实际动手能力，如工业废酸制备LiFePO4/MWNTs－前驱体生产全自动化控制系统设计、组合纳米多层电沉积技术—10万t/a 1 m钢带电镀铬工艺设计、改造等。二是做到教学、科研、生产、就业相结合。选派学生到企业完成毕业设计，不仅可以完成毕业设计的教学任务、弥补学校资源不足、缓解实习经费紧张的局面，同时也有利于解决企业的工艺难题，加强学校与企业的科研合作，进而实现学习—就业的“零距离”对接，在毕业论文期间，我专业已有40多人通过这种方式实现了就业。

2.8 加强教材建设，凸显专业特色

跟踪电化学工程的发展，及时调整和补充教学内容，并编写教材或专著，以强化教学效果。如：与哈尔滨工业大学合编《化学电源工艺学》（2006年出版）、《电镀理论与技术》（2004年出版）、《理论电化学》（印刷中），主编高等学校轻工专业教材《化学电源工艺学》（1998年出版），主编《电镀理论与工艺》（2008年出版）、《电镀清洁生产工艺》（2004年出版）、《电化学专业实验》校内讲义（2008年印刷）等。对已毕业的我院电化学专业的学生及相关的工厂调查中发现，他们急需化学电池设计方面的知识，但目前尚未见到一本有关化学电源设计的系统论述如书籍或教材。为此，在无资料参考模式的条件下，通过走访工厂，参阅有关文献，利用多种渠道了解当前化学电源设计的方法，并将传统的设计方法和当前的最新知识、新材料、新工艺结合起来，总结近30年的相关研究成果，编著了2007年由化学工业出版社出版的《化学电源设计》一书，填补了该方面教材的空白。多层次的教材建设为提高教学质量打下了坚实基础，也激发了学生的学习兴趣，调动了学生学习积极性，促进了学生综合素质的提高。

2.9 优化考评方法

学生的学习成绩和考评方法是新一轮课程教学改革的重点，也直接影响着学生素质教育过程。《电化学工程》系列课程的特点是面宽、点多、公式复杂、计算量大、概念多、应用性强，很难从单纯闭卷形式来衡量学生的掌握情况，这样做既不利于全面衡量学生的创新意识、实践能力等综合素质，也不利于学生的个性发展。课程考评应以重能力培养、重素质提高为原则，以促进学生独立思考为目的。因此，我们把考评方法与《电化学工程》系列课程教学改革的目的、素质教育的要求结合起来，优化了考评方法。考评内容细分为：平时考评（课堂出勤率、预习情况、课堂提问、课堂纪律、平时作业完成情况）、实验考评（实验过程的操作、实验后清洁情况、实验报告）和期末考评（减少死记硬背单个知识点的考核，增大应用和工程能力的考核）进行综合评定，从而提高学生运用知识解决问题的能力和创新意识，全面提高学生综合素质。

3 结束语

综上所述，加强素质教育，深化电化学工程系列课程教学改革，在帮助学生全面掌握电化学理论知识，提高实际应用能力与创新思维能力等方面有重要的价值与意义。对于电化学工程专业教学，要根据其专业特性和学生特点，制定合理的教学目标；恰当地安排教学内容；改革与创造新的教学方法和手段；加强专业课教学与设计性实践教学的融合；优化实验教学内容，重构实验教学体系；探索生产实习和毕业设计教学过程优化的途径；加强教材建设；完善考评方法，才能不断提高教学质量，培养具有电化学工程专业特色的应用型、复合型、创新型人才。

［1］王雪莲.独立学院大学生素质教育途径和方法的探索［J］.学校党建与思想教育，2010，（S1）：27－28.

［2］杨叔子，余东升.坚持“以人为本”走素质教育之路［J］.中国高等教育，2010，（7）：4－6.

G642.0

B

1003－3467（2010）21－0061－04

2010－08－15

郑州轻工业学院青年教师教学改革与研究课题立项资助项目（2010－16－1）

张 勇（1976－），男，博士，副教授，从事化学电源与超级电容器研究工作，电话：（0371）63556510。