《电化学研究方法》课程教学大纲

《电化学研究方法》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称电化学研究方法课程编号330020127课程性质专业选修课课程类别专业课开课单位新材料教研室授课学期第6学期学分/学时1.5/24课内学时24理论授课24上机学时0课内实践0实验学时0课外学时36适用专业新能源材料与器件是否双语否先修课程《物理化学》、《电化学原理》后续课程《锂离子电池应用与实践》、毕业设计（论文）二、课程简介《电化学研究方法》电化学研究方法是新能源材料与器件专业的一门专业选修课程。课程主要内容包括三电极体系的建立、稳态和暂态电化学研究方法、线性极化、旋转圆盘电极、微电极、循环伏安及交流阻抗测量技术等。本课程将为后续理论课程的学习、实践课程、创新实验的进行及毕业设计等奠定重要的基础。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标通过本课程的学习，使学生达到以下目标：课程目标1：通过电化学基本研究方法的介绍，使学生了解电化学过程研究的原理和常用技术方法，帮助学生理解常用电化学研究方法的原理，以及实验结果的解析，并通过对一些研究实例的介绍，使学生了解电极过程原理在研究过程中如何应用。课程目标2：通过课程教学，提高学生分析问题和解决问题能力，培养学生探索精神和创新意识，努力实现学生知识、能力、素质协调发展。（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求课程目标1指标点1-4：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于分析和解决新能源材料领域生产和加工过程中的复杂工程问题。1-工程知识课程目标2指标点2-3：具有应用化学工程科学的基本原理，并通过文献研究对化学工程领域内复杂工程问题进行识别、分析、表达，以获得有效结论的能力。指标点3-1：针对新材料或项目等复杂工程问题，具有设计满足特定需求的化工生产过程系统、操作单元或工艺流程的能力，并能够在设计环节中体现创新意识。2-问题分析3-设计/开发解决方案课程目标3指标点3-3：新材料或项目方案设计中能够综合考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素。3-设计/开发解决方案四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑（一）课程基本教学内容第一单元电化学测量基础知识（学时数：8学时）1.课程主要内容（1）测量体系、电解质溶液、电极，了解电化学测量体系；掌握电化学测试用电解质溶液；掌握电化学测试用三电极的选择、制备及使用方法；（2）盐桥、电解池设计、电化学测量仪器基础，盐桥的制备及选用；电解池材料与设计；（3）常用电化学测量仪器的原理及应用；掌握电化学工作站的原理及软件使用；（4）了解旋转圆盘电极、微电极。2.重点和难点掌握电化学测试用三电极的选择、制备及使用方法，电化学测量仪器的原理及应用，旋转圆盘电极、微电极的特点及发展方向。3.教学方法（1）通过多媒体课件和传统教学相结合的教学方式，全面阐述电化学基本原理，电化学测量基础知识；（2）通过课堂练习和课堂讨论，展示电化学研究方法的快速发展以及在电分析化学、化学电源、电镀、金属腐蚀、电催化及冶金等工程实际领域中的重要地位；（3）随着新技术的不断开发，新的电化学知识也需随之增长，鼓励学生课下查阅文献，进一步加深对行业发展动态的了解，培育学生的科学思维和探索创新的精神。4.学生学习预期成果作为高等院校新能源材料与器件专业的学生，通过该单元的学习，可以了解本课程的性质和主要学习内容，掌握本课程的学习方法。5.支撑课程目标课程目标1.使学生了解电化学测量技术在国民经济中的重要地位与作用，了解电化学原理及电化学测量基础知识，掌握电化学测试用三电极的选择、制备及使用方法，掌握电化学工作站的原理及软件使用。通过电化学研究方法的发展与现状，激发学生的爱国主义情怀，培育学生的科学思维，探索创新的精神、精益求精的工匠精神。第二单元研究方法与测试技术（学时数：16学时）1.课程主要内容稳态与稳态极化、稳态极化曲线的测量。掌握稳态与稳态极化的概念；掌握稳态极化曲线的测量方法；暂态与暂态电流、非稳态扩散过程。掌握暂态与暂态电流的基本概念；了解非稳态扩散过程；循环伏安法、可逆体系、准可逆与不可逆体系、循环伏安的应用。掌握循环伏安法；可逆体系、准可逆与不可逆体系的特征及判断；电化学极化下电极的电化学阻抗谱、电化学与浓差极化共存时电极的电化学阻抗谱。电化学极化下电极的电化学阻抗谱Nyquist、Bode图；电化学与浓差极化共存时电极的电化学阻抗谱Nyquist、Bode图。并举一反三，要求学生自学本课程的其他章节，加深对其他章节内容的理解和掌握。2.重点和难点重点：稳态极化测量的应用。掌握基本动力学参数的测定；了解镀液的阴极与阳极极化曲线的测定；电化学等效电路、暂态研究方法。电化学等效电路模型的建立; 电化学反应电阻；电极等效电路的简化。难点：学会举一反三，阻抗实验注意点及阻抗谱分析、电化学阻抗测量的应用。阻抗实验注意点；阻抗谱的分析思路；电化学阻抗谱。3.教学方法通过多媒体课件和传统教学相结合的教学方式，通过电化学基本研究方法的介绍，使学生了解电化学过程研究的原理和常用技术方法，帮助学生理解常用电化学研究方法的原理，以及实验结果的解析，并通过对一些研究实例的介绍，使学生了解电极过程原理在研究过程中如何应用，主要涉及生产原理、工艺条件、工艺流程与关键设备等内容；通过课堂测验和课堂讨论，对常用技术方法原理的对比分析，数据处理。同时通过举一反三，讨论如何选用合适的实验方法应用到实验中或是实际工业生产。4.学生学习预期成果通过该单元的学习，使学生具有稳态和暂态电化学研究方法、线性极化、旋转圆盘电极、微电极、循环伏安及交流阻抗测量技术等，为后续锂电池课程设计和毕业设计打下基础。为学生将来从事新材料产品开发、生产管理和项目咨询等工作储备知识和技能。5.支撑课程目标课程目标1.使学生能够具备运用新能源材料先修课的相关基础知识，进行新材料运用电化学方法测量判断与优选的能力。并在设计过程中体现创新意识。课程目标2通过课程教学，提高学生分析问题和解决问题能力，培养学生探索精神和创新意识，努力实现学生知识、能力、素质协调发展。（二）课程基本教学内容对课程目标的支撑课程教学内容教学方法支撑的课程目标学时安排课内课外学时比例第一单元电化学测量基础知识讲授法、课堂练习、专题讨论课程目标181:1.5第二单元研究方法与测试技术讲授法、专题讨论、课堂测验课程目标1.2161:1.5合计24五、课程考核及对课程目标的支撑（一）课程考核课程成绩构成（百分制）课程成绩构成比例考核环节目标分值考核/评价细则平时成绩70%作业40本门课程5次作业，每次10分。主要考核内容：阶段性重点难点作业评分的具体标准：能按时认真完成布置的作业，书写工整，答案正确合理（9-10分）；能按时完成布置的作业，作业撰写基本工整，答案正确（7.5-8.9分）；能按时完成布置的作业，作业撰写基本工整，答案基本合理（6-7.4分）。不能按时完成布置的作业，作业撰写潦草，答案不准确（0-5.9分）。课堂练习30考核内容：各章节基本知识点，题型主要以选择填空的形式。及评价细则：5次课堂练习，每次6分。课堂表现30课堂表现包括出勤和课堂讨论，其中出勤12分，课堂表现18分：缺勤一次扣一分，事假病假扣0.5分，无故缺勤6次以上出勤记0分。原则上设置不少于5次课堂讨论或提问，每参加一次记2分，最高10分。结课测验30%知识40考核内容：学科动态、实验原理、测量方法、考试题型：选择、判断、填空、综合评价细则：选择、判断和填空等客观题每题1分，综合题主要考察学生运用电化学原理及方法先修课的相关基础知识，进行实验方案与测试参数设置的能力。并在设计过程中体现创新意识。具体分值根据题目数量调整。能力30综合应用20创新10（二）课程考核对课程目标的支撑教学内容考核内容考核方式支撑的课程目标第一单元：电化学测量基础知识1-1电化学基本原理1-2电化学测量基础知识作业、课堂练习、结课测验课程目标1第二单元：研究方法与测试技术2-1稳态极化及研究方法2-2暂态基础和测量技术2-3伏安法测量与分析2-4电化学阻抗作业、课堂练习、课堂讨论，结课测验课程目标1、2六、使用教材、相关推荐书目及课程资源（一）使用教材胡会利，李宁.电化学测量.化学工业出版社，2021年版；（二）相关推荐书目1.舒余德.现代电化学研究方法.中南大学出版社,20152.田昭武.电化学研究方法.科学出版社,19843.张祖训.电化学原理和方法.科学出版社,20004.曹楚南.电化学阻抗谱导论.科学出版社,2002（三）课程资源学生可依