《電化學研究方法》課程教學大綱一、課程基本信息課程名稱電化學研究方法課程編號330020127課程性質(zhì)專業(yè)選修課課程類別專業(yè)課開課單位新材料教研室授課學期第6學期學分/學時1.5/24課內(nèi)學時24理論授課24上機學時0課內(nèi)實踐0實驗學時0課外學時36適用專業(yè)新能源材料與器件是否雙語否先修課程《物理化學》、《電化學原理》后續(xù)課程《鋰離子電池應(yīng)用與實踐》、畢業(yè)設(shè)計（論文）二、課程簡介《電化學研究方法》電化學研究方法是新能源材料與器件專業(yè)的一門專業(yè)選修課程。課程主要內(nèi)容包括三電極體系的建立、穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)電化學研究方法、線性極化、旋轉(zhuǎn)圓盤電極、微電極、循環(huán)伏安及交流阻抗測量技術(shù)等。本課程將為后續(xù)理論課程的學習、實踐課程、創(chuàng)新實驗的進行及畢業(yè)設(shè)計等奠定重要的基礎(chǔ)。三、課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐（一）課程目標通過本課程的學習，使學生達到以下目標：課程目標1：通過電化學基本研究方法的介紹，使學生了解電化學過程研究的原理和常用技術(shù)方法，幫助學生理解常用電化學研究方法的原理，以及實驗結(jié)果的解析，并通過對一些研究實例的介紹，使學生了解電極過程原理在研究過程中如何應(yīng)用。課程目標2：通過課程教學，提高學生分析問題和解決問題能力，培養(yǎng)學生探索精神和創(chuàng)新意識，努力實現(xiàn)學生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。（二）課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求課程目標1指標點1-4：能夠?qū)?shù)學、自然科學、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識用于分析和解決新能源材料領(lǐng)域生產(chǎn)和加工過程中的復雜工程問題。1-工程知識課程目標2指標點2-3：具有應(yīng)用化學工程科學的基本原理，并通過文獻研究對化學工程領(lǐng)域內(nèi)復雜工程問題進行識別、分析、表達，以獲得有效結(jié)論的能力。指標點3-1：針對新材料或項目等復雜工程問題，具有設(shè)計滿足特定需求的化工生產(chǎn)過程系統(tǒng)、操作單元或工藝流程的能力，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識。2-問題分析3-設(shè)計/開發(fā)解決方案課程目標3指標點3-3：新材料或項目方案設(shè)計中能夠綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化及環(huán)境等因素。3-設(shè)計/開發(fā)解決方案四、課程基本教學內(nèi)容及對課程目標的支撐（一）課程基本教學內(nèi)容第一單元電化學測量基礎(chǔ)知識（學時數(shù)：8學時）1.課程主要內(nèi)容（1）測量體系、電解質(zhì)溶液、電極，了解電化學測量體系；掌握電化學測試用電解質(zhì)溶液；掌握電化學測試用三電極的選擇、制備及使用方法；（2）鹽橋、電解池設(shè)計、電化學測量儀器基礎(chǔ)，鹽橋的制備及選用；電解池材料與設(shè)計；（3）常用電化學測量儀器的原理及應(yīng)用；掌握電化學工作站的原理及軟件使用；（4）了解旋轉(zhuǎn)圓盤電極、微電極。2.重點和難點掌握電化學測試用三電極的選擇、制備及使用方法，電化學測量儀器的原理及應(yīng)用，旋轉(zhuǎn)圓盤電極、微電極的特點及發(fā)展方向。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合的教學方式，全面闡述電化學基本原理，電化學測量基礎(chǔ)知識；（2）通過課堂練習和課堂討論，展示電化學研究方法的快速發(fā)展以及在電分析化學、化學電源、電鍍、金屬腐蝕、電催化及冶金等工程實際領(lǐng)域中的重要地位；（3）隨著新技術(shù)的不斷開發(fā)，新的電化學知識也需隨之增長，鼓勵學生課下查閱文獻，進一步加深對行業(yè)發(fā)展動態(tài)的了解，培育學生的科學思維和探索創(chuàng)新的精神。4.學生學習預期成果作為高等院校新能源材料與器件專業(yè)的學生，通過該單元的學習，可以了解本課程的性質(zhì)和主要學習內(nèi)容，掌握本課程的學習方法。5.支撐課程目標課程目標1.使學生了解電化學測量技術(shù)在國民經(jīng)濟中的重要地位與作用，了解電化學原理及電化學測量基礎(chǔ)知識，掌握電化學測試用三電極的選擇、制備及使用方法，掌握電化學工作站的原理及軟件使用。通過電化學研究方法的發(fā)展與現(xiàn)狀，激發(fā)學生的愛國主義情懷，培育學生的科學思維，探索創(chuàng)新的精神、精益求精的工匠精神。第二單元研究方法與測試技術(shù)（學時數(shù)：16學時）1.課程主要內(nèi)容穩(wěn)態(tài)與穩(wěn)態(tài)極化、穩(wěn)態(tài)極化曲線的測量。掌握穩(wěn)態(tài)與穩(wěn)態(tài)極化的概念；掌握穩(wěn)態(tài)極化曲線的測量方法；暫態(tài)與暫態(tài)電流、非穩(wěn)態(tài)擴散過程。掌握暫態(tài)與暫態(tài)電流的基本概念；了解非穩(wěn)態(tài)擴散過程；循環(huán)伏安法、可逆體系、準可逆與不可逆體系、循環(huán)伏安的應(yīng)用。掌握循環(huán)伏安法；可逆體系、準可逆與不可逆體系的特征及判斷；電化學極化下電極的電化學阻抗譜、電化學與濃差極化共存時電極的電化學阻抗譜。電化學極化下電極的電化學阻抗譜Nyquist、Bode圖；電化學與濃差極化共存時電極的電化學阻抗譜Nyquist、Bode圖。并舉一反三，要求學生自學本課程的其他章節(jié)，加深對其他章節(jié)內(nèi)容的理解和掌握。2.重點和難點重點：穩(wěn)態(tài)極化測量的應(yīng)用。掌握基本動力學參數(shù)的測定；了解鍍液的陰極與陽極極化曲線的測定；電化學等效電路、暫態(tài)研究方法。電化學等效電路模型的建立;?電化學反應(yīng)電阻；電極等效電路的簡化。難點：學會舉一反三，阻抗實驗注意點及阻抗譜分析、電化學阻抗測量的應(yīng)用。阻抗實驗注意點；阻抗譜的分析思路；電化學阻抗譜。3.教學方法通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學相結(jié)合的教學方式，通過電化學基本研究方法的介紹，使學生了解電化學過程研究的原理和常用技術(shù)方法，幫助學生理解常用電化學研究方法的原理，以及實驗結(jié)果的解析，并通過對一些研究實例的介紹，使學生了解電極過程原理在研究過程中如何應(yīng)用，主要涉及生產(chǎn)原理、工藝條件、工藝流程與關(guān)鍵設(shè)備等內(nèi)容；通過課堂測驗和課堂討論，對常用技術(shù)方法原理的對比分析，數(shù)據(jù)處理。同時通過舉一反三，討論如何選用合適的實驗方法應(yīng)用到實驗中或是實際工業(yè)生產(chǎn)。4.學生學習預期成果通過該單元的學習，使學生具有穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)電化學研究方法、線性極化、旋轉(zhuǎn)圓盤電極、微電極、循環(huán)伏安及交流阻抗測量技術(shù)等，為后續(xù)鋰電池課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計打下基礎(chǔ)。為學生將來從事新材料產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)管理和項目咨詢等工作儲備知識和技能。5.支撐課程目標課程目標1.使學生能夠具備運用新能源材料先修課的相關(guān)基礎(chǔ)知識，進行新材料運用電化學方法測量判斷與優(yōu)選的能力。并在設(shè)計過程中體現(xiàn)創(chuàng)新意識。課程目標2通過課程教學，提高學生分析問題和解決問題能力，培養(yǎng)學生探索精神和創(chuàng)新意識，努力實現(xiàn)學生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。（二）課程基本教學內(nèi)容對課程目標的支撐課程教學內(nèi)容教學方法支撐的課程目標學時安排課內(nèi)課外學時比例第一單元電化學測量基礎(chǔ)知識講授法、課堂練習、專題討論課程目標181:1.5第二單元研究方法與測試技術(shù)講授法、專題討論、課堂測驗課程目標1.2161:1.5合計24五、課程考核及對課程目標的支撐（一）課程考核課程成績構(gòu)成（百分制）課程成績構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標分值考核/評價細則平時成績70%作業(yè)40本門課程5次作業(yè)，每次10分。主要考核內(nèi)容：階段性重點難點作業(yè)評分的具體標準：能按時認真完成布置的作業(yè)，書寫工整，答案正確合理（9-10分）；能按時完成布置的作業(yè)，作業(yè)撰寫基本工整，答案正確（7.5-8.9分）；能按時完成布置的作業(yè)，作業(yè)撰寫基本工整，答案基本合理（6-7.4分）。不能按時完成布置的作業(yè)，作業(yè)撰寫潦草，答案不準確（0-5.9分）。課堂練習30考核內(nèi)容：各章節(jié)基本知識點，題型主要以選擇填空的形式。及評價細則：5次課堂練習，每次6分。課堂表現(xiàn)30課堂表現(xiàn)包括出勤和課堂討論，其中出勤12分，課堂表現(xiàn)18分：缺勤一次扣一分，事假病假扣0.5分，無故缺勤6次以上出勤記0分。原則上設(shè)置不少于5次課堂討論或提問，每參加一次記2分，最高10分。結(jié)課測驗30%知識40考核內(nèi)容：學科動態(tài)、實驗原理、測量方法、考試題型：選擇、判斷、填空、綜合評價細則：選擇、判斷和填空等客觀題每題1分，綜合題主要考察學生運用電化學原理及方法先修課的相關(guān)基礎(chǔ)知識，進行實驗方案與測試參數(shù)設(shè)置的能力。并在設(shè)計過程中體現(xiàn)創(chuàng)新意識。具體分值根據(jù)題目數(shù)量調(diào)整。能力30綜合應(yīng)用20創(chuàng)新10（二）課程考核對課程目標的支撐教學內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標第一單元：電化學測量基礎(chǔ)知識1-1電化學基本原理1-2電化學測量基礎(chǔ)知識作業(yè)、課堂練習、結(jié)課測驗課程目標1第二單元：研究方法與測試技術(shù)2-1穩(wěn)態(tài)極化及研究方法2-2暫態(tài)基礎(chǔ)和測量技術(shù)2-3伏安法測量與分析2-4電化學阻抗作業(yè)、課堂練習、課堂討論，結(jié)課測驗課程目標1、2六、使用教材、相關(guān)推薦書目及課程資源（一）使用教材胡會利，李寧.電化學測量.化學工業(yè)出版社，2021年版；（二）相關(guān)推薦書目1.舒余德.現(xiàn)代電化學研究方法.中南大學出版社,20152.田昭武.電化學研究方法.科學出版社,19843.張祖訓.電化學原理和方法.科學出版社,20004.曹楚南.電化學阻抗譜導論.科學出版社,2002（三）課程資源學生可依