《电化学原理》课程教学大纲.docx

《电化学原理》课程教学大纲

一、课程基本情况

课程代码：101145123202

课程名称（中/英文）：电化学原理/ElectrochemicalPrinciple

课程类别：专业方向特色课程

学分：2.0

总学时：32

理论学时：32

实验/实践学时：0

适用专业：材料物理

适用对象：本科

先修课程：无机化学、物理化学

教学环境：多媒体教室

开课学院：材料科学与工程学院

二、课程简介

1.课程任务与目的

《电化学原理》是材料物理专业的一门专业方向特色课程。重点介绍电化学相关基本概念、基本规律和水溶液电化学的基本原理，内容包括电化学热力学、电极与溶液界面的结构与性质、电极过程动力学和实用电化学过程如气体电极、金属阳极过程、金属电沉积过程、半导体电化学与光电化学、化学电源等。在课程教学过程中，积极介绍我国电化学相关工业的发展历程和取得的伟大成绩，激发学生不畏困难、勇于担当、爱岗敬业精神，培养和增强学生在未来工作岗位的责任心和责任感。

2.对接培养的岗位能力

课程教学内容与电化学相关生产企业中技术岗位对接，着重培养学生测试分析产品性能、调整制备工艺参数等能力。

三、课程教学目标

1.课程对毕业要求的支撑

[毕业要求指标点2.4]能运用材料物理基本原理，借助文献研究，并从可持续发展的角度分析材料制备与加工过程的影响因素和质量控制指标，获得有效结论。

[毕业要求指标点3.1]掌握太阳能光伏和锂离子电池等新能源材料制备、加工及应用系统的设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。

[毕业要求指标点4.3]能够合理选用材料研究与检测设备，并采用科学、合理的试验方法和步骤，安全地开展试验研究，并正确地采集试验数据。

2.课程教学目标

对应毕业要求指标点，具体内容如下

教学目标1：通过本课程的学习，使学生掌握水溶液电化学的基本概念和基本规律，掌握电极过程动力学的基本概念和理论，能正确熟练地进行电化学相关的计算。（支撑毕业要求指标点2.4）

教学目标2：培养学生能够熟练运用所学理论知识进行相关的分析与总结，提高学生对生产过程中实际问题的解决能力。（支撑毕业要求指标点3.1）

教学目标3：培养学生运用基本理论分析和解决电化学相关工业生产中的电化学问题能力，使学生具备在电化学相关企业进行产品性能研究、制备工艺革新等能力。（支撑毕业要求指标点4.3）

四、教学课时安排

（一）学时分配

主题或知识点

教学内容

总学时

学时

完成课程

教学目标

讲课

实验

实践

主题或知识点1

绪论

2

2

0

0

1、2、3

主题或知识点2

电化学热力学

4

4

0

0

1、2、3

主题或知识点3

电极/溶液界面的结构与性质

4

4

0

0

1、2、3

主题或知识点4

电极过程概述

4

4

0

0

1、2、3

主题或知识点5

液相传质步骤动力学

6

6

0

0

1、2、3

主题或知识点6

电子转移步骤动力学

6

6

0

0

1、2、3

主题或知识点7

气体电极过程

2

2

0

0

1、2、3

主题或知识点8

金属的阳极过程

2

2

0

0

1、2、3

主题或知识点9

金属的电沉积过程

2

2

0

0

1、2、3

合计

32

32

0

0

五、教学内容及教学设计

主题1绪论

1.教学内容

电化学科学的研究对象；电化学科学在实际生活中的应用；电化学科学的发展简史和发展趋势；电解质溶液的电导；电解质溶液的活度与活度系数。通过学习，使学生掌握电化学工业在人类社会发展中的作用以及面临的巨大挑战和新的机遇。

2.教学重点

理解电解质溶液的平均活度系数、电导和离子迁移数并对其进行计算。

3.教学难点

电解质溶液电导、活度系数等概念的理解。

4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）

采用互动式、讨论式等教学方法；课堂讲授与课堂讨论相结合；多媒体与板书相结合。

主题2电化学热力学

1.教学内容

引起相间电位的四种情况；绝对电位和相对电位的区别与联系；电化学体系的三种类型；电极电位的计算；可逆电极的类型；标准电极电位和标准电化序；不可逆电极的类型；影响电极电位的因素；电极反应的平衡条件；水和金属的电化学平衡图。同时，通过讲授我国科学家在电化学热力学领域提出的重要理论、重要应用等增强学生的爱国主义情怀，培养学生不畏艰难、勇于创新的精神。

2.教学重点

原电池的书写形式和原电池电动势的计算；可逆电极的电位和类型；可逆电极和不可逆电极的判断、水的电化学平衡图。

3.教学难点

对可逆电极的理解，包括可逆电极的要求、可逆电极的电位、测量以及类型等。

4.教学方案设计（含教学方法、教学手段）

采用互动式、讨论式等教学方法；课堂讲授与课堂讨论相结合；多媒体与板书相结合。

主题3电极/溶液界面的结构与性质

1.教学内容

研究电极/溶液界面性质的意义；电毛细曲线及其测