《电化学原理和应用》课程思政教学案例

——以第一章为例

一、主讲教师介绍

薛卫东，男，教授，1963年8月生于江苏无锡，四川大学博士、电子科技大学博士后，现为四川省学术技术带头人后备人选，国家科学技术奖评审专家，科技部广东省科技特派员。近年来，先后主持主研了省级、国家级科研课题10多项；公开发表SCI论文20多篇；申请并授权专利10多项，；编著专著教材各1部。先后讲授了本科生的《固体物理》、《材料物理》、《大学化学》、《试验设计方法》，及研究生的《电化学原理和应用》等课程。目前主要从事新能源材料与器件、低维碳材料制备及其应用等方面的研究。

二、课程介绍

电化学理论课程体系一般可分为电化学基础理论、电化学应用理论和电化学实验理论三个部分，一般在化学专业的研究生教学中开设为3~4门独立的课程，如厦门大学的电化学专业课程设置，分为：电极过程动力学、电化学分析、应用和工业电化学、固态电化学、现代电化学前沿技术等多门课程，能够比较详细地将课程内容展开，但我们作为工科的培养方向，没有那么多的教学时间安排；德州大学奥斯汀分校的电化学原理课程仍由90岁高龄的Bard先生授课，面向全校的研究生进行300多人的大班教学，再分小组讨论的模式。而我们选修电化学的研究生，来源广泛，不同学院和不同专业的学生都在踊跃报名，这造成学生的专业背景不同，基础知识储备和知识结构不同，并且学生选课的需求也不同，不同专业运用电化学知识处理的研究对象和实验目的都不相同。所以，我们电化学教学的主要目的是让学生掌握现有的电化学基础理论，并能够灵活设计电化学实验和分析处理实验结果。所以我们的教学任务主要目的为两点：基础理论和应用（实验）理论。采用的教学方法为小班研讨式教学，教师负责基础理论的讲解，并通过设计课堂研讨内容，充分调动学生积极性，促进学生课外自学，来弥补课时数不足的问题。因此，我们希望建设一个课内外、研究生课程理论性更强，而我们在应用化学专业开设的《应用电化学》课程为专业选修课，内容主要偏向于应用领域的介绍，并不涉及到理论知识和应用的实现（实验）方法，和本科课程有非常大的差异。

本课程面向硕士研究生，系统讲述电解质溶液和双电层理论、电极过程动力学、电化学研究方法等。使学生掌握现代电化学的基本理论、基本原理，及在材料科学、生命科学、能源科学及环境科学等领域的应用。电化学原理和应用是化学工程与技术学科、能源科学、材料制备及分析等的专业基础课程，其知识与方法对于学生今后从事化学及相关学科的工作十分重要。同时通过理论联系实际，可使研究生掌握更坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，以适应当今社会对电化学专门人才的需求。

三、课程思政特色与创新

本课程培养具有自主创新能力，在科研的过程中敢于创新、善于创新，不畏艰难，勇闯高峰，能用科学的世界观和方法论，灵活运用唯物的、辩证的思维方法解决电化学理论与实践问题的专门人才。

本课程拟从以下四个方面体现课程思政：（1）增强文化自信，介绍我国的电化学研究成果以及我们在化学能源材料等领域取得的成就；（2）科教兴国战略，鼓励学生勇闯科技前沿，不畏艰难，勇闯高峰；（3）推进自主创新能力，在科研的过程中要敢于创新、善于创新；（4）树立科学的世界观和方法论，灵活运用唯物的、辩证的思维方法解决实际问题。

四、思政元素融入教学清单

五、课程思政教学设计举例

电化学原理与应用是电子科技大学化学工程与技术专业的一门学位课，也是化学、材料类硕士研究生的一门必修课。结合我校该学科的学科特色和主要研究方向，本课程主要讨论电化学中溶液（离子）、界面过程的基础理论和主要电化学研究方法等内容。为了贯彻“立德树人”这一教育的根本任务，本课程申报了2019年度研究生院“精品课程”建设项目。课程组进行了课程教学大纲修订、课程思政素材搜集整理、课程思政教学案例设计等大量工作，通过课堂教学、启发式课堂讨论等方式，将价值塑造与能力培养进行有机结合。这里以课程第一章“电化学课程绪论”为例就课程思政教学案例设计的情况做一简要介绍。

本章教学内容主要包括介绍电化学的发展历史，电极过程动力学理论的建立背景，电化学在科学技术发展中所起的作用，电化学研究方法及应用等。教学过程中，首先从大家熟悉的伏打电堆和早期的电化学工程应用入手，介绍在电化学学科创立过程中遇到的种种难题，科学家们如何通过细致设计实验方案，科学理性分析实验结果、客观总结规律，归纳形成理论，最终奠定电化学学科基础。在这个过程中，需要勤奋的双手和沉着冷静的大脑，通过不断调整实验方案，理性、冷静面对实验结果，从复杂体系中分离出客观规律，在潜移默化中让初涉科研的学生了解科学研究的方法、过程，领会科学探索“唯物”、“理性”、“好奇与热爱、怀疑与理性思考、求真与证伪以及破旧立新”的精神。

随后介绍我国在电化学工程领域取得的成就，通过展示老一辈电化学家留下的影像、实物等素材，以当年的实验、工业条件和现今进行对比，让学生设身处地设想我国科研和现代化工业从“零”起步的艰难。但我们在短短七十年间取得了辉煌成就，是通过一代代人不畏艰难、不畏权威，尊重科学的客观规律，辛勤挥洒汗水积累形成的。将“勤动手、勤动脑”的科学研究方法植入学生心中。

最后，介绍我国电化学工业在当前新能源、新材料经济中的机遇和挑战。通过展示我国电化学工业的能耗占全国能源消费的占比、电化学电源在国民经济和国防安全中的重要用途，结合我国在“碳达峰”、“碳中和”大背景下的经济转型走势，让学生了解到电化学研究的前沿领域以及他们肩负的历史使命，激发学生的学习热情。

电化学原理与应用“课程思政”教学案例之二

——以第二章第二节为例

电化学原理与应用是电子科技大学化学工程与技术专业的一门学位课，也是化学、材料类硕士研究生的一门必修课。结合我校该学科的学科特色和主要研究方向，本课程主要讨论电化学中溶液（离子）、界面过程的基础理论和主要电化学研究方法等内容。为了贯彻“立德树人”这一教育的根本任务，本课程申报了2019年度研究生院“精品课程”建设项目。课程组进行了课程教学大纲修订、课程思政素材搜集整理、课程思政教学案例设计等大量工作，通过课堂教学、启发式课堂讨论等方式，将价值塑造与能力培养进行有机结合。这里以课程第一章“电化学课程绪论”为例就课程思政教学案例设计的情况做一简要介绍。

本节的教学内容主要包括电解质中离子传质现象及其理论模型。在实施固态电解质传质的教学内容中，结合主讲教师自身在美国跟随2019年诺贝尔化学奖获得者———97岁科学家Goodenough的科研经历，以他终生奋斗的精神鼓励学生，用他坚持做一件事的认真和执着引导学生，通过科研工作中的点滴故事讲述这位科学大师对待工作的严谨态度和乐观豁达的科研观、人生观。一是他敢于突破的精神和活到老学到老的学习态度：从文科生到二战时对雷达的兴趣，从而成为“最老”物理学博士，后又为消除能源危机转而研究材料学，并将电化学从界面科学拓展到体相，延伸了电化学研究的理论边界；二是能够耐得住寂寞，为坚持真理坐得住冷板凳：钴酸锂类材料刚被发现时不被主流科学界接受和承认，文章无法发表；三是取得巨大成功后的平常心：锂离子电池产业化取得巨大成功后，任然坚持最前沿的科学研究，将研究重心转移到攻克固态电解质方面，力图全面解决移动储能的瓶颈问题；四是对待金钱的态度：他本人放弃了锂离子电池专利带来的巨大财富，个人生活甚至“抠门”，告诫学生科研的目标是开拓全人类的认知疆界，服务人类社会，而不能让科研成为追逐财富和地位的功利行为。

电化学原理与应用“课程思政”教学案例之三

——以第五章第二节为例

电化学原理与应用是电子科技大学化学工程与技术专业的一门学位课，也是化学、材料类硕士研究生的一门必修课。结合我校该学科的学科特色和主要研究方向，本课程主要讨论电化学中溶液（离子）、界面过程的基础理论和主要电化学研究方法等内容。为了贯彻“立德树人”这一教育的根本任务，本课程申报了2019年度研究生院“精品课程”建设项目。课程组进行了课程教学大纲修订、课程思政素材搜集整理、课程思政教学案例设计等大量工作，通过课堂教学、启发式课堂讨论等方式，将价值塑造与能力培养进行有机结合。这里以课程第一章“电化学课程绪论”为例就课程思政教学案例设计的情况做一简要介绍。

本节的教学内容主要包括电化学测量仪器的工作原理以及电化学仪器采集数据的方式等。本部分教学中，我们将课程内容与加过主义教育融合，通过实验器材和仪器的演变以及国内外电化学工作站、充放电测试仪等实验室高端仪器采购、维护和使用中的小故事激发学生的爱国主义情怀。比如，在介绍电化学工作站工作原理时，其核心部件高位数的数模/模数转换器受美国禁运，造成国产电化学工作站在时间分辨和测量精度方面还落后于进口设备，但是国内老一辈科学家任然在缺乏核心零部件的情况下，坚持开展国产设备的搭建和研制工作；国外高端测试仪在国内外售价、维修和保养有巨大差价，激励学生树立远大的志向，鼓励他们走上攻克难关的道路；通过阐述华为、中兴等企业在高端芯片制造被卡脖子与我国在芯片电镀、微孔电镀等的设备与添加剂研发的情况结合起来，并通过教师本人在该领域的研究经历讲述，鼓励学生直面困难、开拓创新，引导学生立志以国家需求，人民需求为己任，将个人前途与国家需求结合起来；鼓励学生将电化学学科与我国新能源战略发展、国防建设等结合起来，强调电化学专业在新时代的重要性，勉励学生要有时代紧迫感，要有社会担当精神，抓住机遇，迎接挑战，为我国从制造大国想制造强国的转变中贡献自己的力量。