《电化学测量实验》教学大纲

《电化学测量实验》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03144181课程性质：专业必修课学分：1学分学时：16学时（实验16学时）先修课程：电化学原理A、新能源材料A等后续课程：电池质量管理B、化学电源制造技能训练等适用专业：新能源材料与器件开课单位：材料科学与工程学院一、课程说明《电化学测量实验》是新能源材料与器件专业的一门实验必修课。通过本课程的学习，使学生掌握电化学原理和电化学测量技术课程中的基本实验手段，熟悉电化学反应规律，掌握其主要特点和实验技术。本课程注重基本理论知识的实验应用，使学生具备电化学测量实验操作、实验数据处理和实验问题分析的能力，强调理实一体化结合，为学习后续专业课程及未来从事技术工作打下必要的基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：掌握基础电化学测试设备的使用方法，掌握电化学装置中电极的制备方法，了解现代电化学的基础表征手段，并能对测量过程中电化学反应等现象进行表述和解释。课程目标2：能正确运用电化学测量技术手段，理解电化学原理知识，合理分析电化学曲线，通过曲线计算出重要的电化学参数，具有分析问题、解决问题和处理实验结果的能力。通过实验让学生学习和遵守相关工程职业道德和规范，增强岗位职责观念。课程目标3：能够就电化学测量问题撰写实验报告，清晰表达设计的具体思路、方案、所采取的措施及效果等，并能独立或与其他成员合作开展工作，增强团结合作意识，具有坚定的政治方向、较高的人文科学素养和劳动精神。三、课程目标与毕业要求《电化学测量实验》课程教学目标对新能源材料与器件专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度2.问题分析：2.2能够应用数学、自然科学基本原理，对新能源材料与器件专业相关复杂工程问题进行表述。课程目标1：掌握基本电化学测试设备的使用方法，掌握电化学装置中电极的制备方法，了解现代电化学的基础表征手段，并能对测量过程中电化学反应等现象进行表述和解释。课程目标2：能正确运用电化学测量技术手段，理解电化学原理知识，合理分析电化学曲线，通过曲线计算出重要的电化学参数，具有分析问题、解决问题和处理实验结果的能力。通过实验让学生学习和遵守相关工程职业道德和规范，增强岗位职责观念。M4.研究：4.1能够对新能源材料与器件领域的各类材料特性、物理、化学现象进行研究和实验验证。课程目标1：掌握基本电化学测试设备的使用方法，掌握电化学装置中电极的制备方法，了解现代电化学的基础表征手段，并能对测量过程中电化学反应等现象进行表述和解释。H4.2能够选用或搭建实验装置，采用科学的实验方法，制定实验方案并实施。课程目标2：能正确运用电化学测量技术手段，理解电化学原理知识，合理分析电化学曲线，通过曲线计算出重要的电化学参数，具有分析问题、解决问题和处理实验结果的能力。通过实验让学生学习和遵守相关工程职业道德和规范，增强岗位职责观念。4.3能够对实验信息进行综合分析并得出合理有效结论。课程目标3：能够就电化学测量问题撰写实验报告，清晰表达设计的具体思路、方案、所采取的措施及效果等，并能独立或与其他成员合作开展工作，增强团结合作意识，具有坚定的政治方向、较高的人文科学素养和劳动精神。注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配实验部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2实验项目、实验内容与学时实验项目实验内容和要求实验学时对应的课程目标1.电极电势和原电池电动势的测定及应用实验内容：利用电化学工作站测量电极电势和原电池电动势。实验要求：能正确准备原电池的电极、盐桥和电解液，根据原理组装电解池，写出相关电极反应，能够运用能斯特方程进行电极电势、原电池电动势的数据处理。41、32.极化曲线的测量实验内容：测量锌电极在碱性溶液中的极化曲线。实验要求：掌握线性电位扫描法，会通过曲线计算电化学重要参数。42、33.循环伏安法测定铁氰化钾的电极反应过程实验内容：运用循环伏安法测定电极反应过程。实验要求：掌握铁氰化钾电极反应过程的测量方法，学会循环伏安法测试的基本原理和技术。41、2、34.铁氰化钾体系的交流阻抗测试实验内容：运用EIS方法做出交流阻抗谱图。实验要求：掌握交流阻抗技术原理及应用，并学会分析交流阻抗谱图。41、2、3合计16五、教学方法及手段实验教学着重讲授如何用科学的手段来完成理论的验证；采用启发式、演示式等促进学生组织实验、处理数据和分析实验现象；介绍电化学工作站的原理、构造和使用维护方法等。采用教师讲授和学生动手操作的方法；在实验前学生应复习和掌握与本实验有关的教学内容、认真阅读实验指导书；在实验中要严格遵守实验纪律，按操作规程使用仪器；实验结束后，按规定对仪器进行维护保养；每完成一项实验，要认真完成一份实验报告。六、课程资源1.推荐教材：自编讲义.2.参考书：（1）张鉴清.电化学测试技术[M].北京:化学工业出版社,2010.（2）刘长久.电化学实验[M].北京:化学工业出版社,2011.（3）王圣平.实验电化学[M].武汉:中国地质大学出版社,2010.3.期刊：（1）杜小青,等.电化学测量课程教学现状分析及教学质量提升探索[J].广东化工,2022,49(20):221-223.（2）唐长斌,等.电化学基础与测试技术课堂教学质量提升策略研究[J].化工高等教育.2019,36(04):96-100.（3）王光伟.《电化学检测技术》课程教学模式的新探索[J].广东化工.2020,47(13):226-227（4）王树立,等.电化学测量技术在不锈钢点蚀研究中的应用与进展[J].腐蚀与防护.2016,37(07):586-591.（5）TsaiWY,etal.Probinglocalelectrochemistryviamechanicalcyclicvoltammetrycurves[J].NanoEnergy,2021,81:105592.4.网络资源：（1）胡吉明.电化学.北京:中国大学MOOC,2022./course/0802ZJU183-1206700860?outVendor=zw_mooc_pclszykctj_.（2）王海霞,丁书江,肖春辉.应用电化学.北京:中国大学MOOC,2022./course/XJTU-1206496806?from=searchPage&outVendor=zw_mooc_pcssj.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由多个实验报告成绩的平均分评定。每份实验报告成绩由过程性考核成绩构成，分为实验预习、实验操作、结果分析三个阶段，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核实验预习30（1）根据课堂出勤情况和实验预习情况进行考核。（2）根据评定结果，在实验预习成绩栏对应的四等级打勾。√√√15105实验操作40（1）对每位学生的课堂表现、实验操作情况、小组协作情况进行评定。（2）对每位学生的实验操作结果和数据记录情况进行评定。（3）根据评定结果，在操作过程成绩栏对应的四等级处打勾。√√√201010结果分析30（1）对每位学生的数据处理情况进行评定，包括数据表格整理、公式、图表、计算过程等。（2）对每位学生的结果表示和分析，及问题回答情况进行评定。（3）根据评定结果，在结果分析成绩栏对应的四等级处打勾。√√√15105合计：100分503020八、考核与成绩评定1、考核与成绩评定考核方式：本课程主要以实验预习成绩、实验操作成绩和结果分析成绩等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：实验最终总成绩由4个实验成绩的平均分评定。单次实验成绩主要由实验预习成绩、实验操作成绩和实验结果分析成绩来评定。其中：实验预习成绩30分（权重30%），实验操作成绩40分（权重40%），结果分析成绩30分（权重30%）。过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重（%）100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60实验预习30实验预习认真、能够熟练掌握方法与步骤实验前有预习，能够掌握方法与步骤实验前有预习，基本能够掌握方法与步