材料電化學研究在氧化還原教學中的應(yīng)用分析

范習之　惠華英

【摘 要】在材料電極電勢的科研工作中運用到氧化還原相關(guān)知識。通過對材料電極電勢的研究，能發(fā)現(xiàn)氧化還原反應(yīng)相關(guān)現(xiàn)象和規(guī)律。在中醫(yī)藥無機化學的教學中，作者根據(jù)本身的研究經(jīng)歷和教學經(jīng)驗，將材料電極電勢的相關(guān)反應(yīng)現(xiàn)象和研究結(jié)果運用到無機化學氧化還原的課堂教學中，該過程不僅利于激發(fā)學生的學習興趣、培養(yǎng)學生的科研意識，還能帶給學生直接的感觀認識，從而達到提高教學效果的目的。

【關(guān)鍵詞】科研；教學；學習興趣；創(chuàng)新思維

根據(jù)教師的科研經(jīng)歷與研究成果，在教學工作中合理運用科研相關(guān)內(nèi)容，是科研教學工作的重要組成部分。在教學過程中需要我們辯證的看待科研、教學在高校工作中的關(guān)系。教學與科研作為高校的兩大核心工作，相輔相成、相互促進，兩者共同構(gòu)建高校的育人環(huán)境。科研項目是大學活力的根源，科研項目能促進教學，并提高教學質(zhì)量?？蒲谢顒涌梢蕴岣呓虒W的質(zhì)量、拓寬教學的廣度和深度，而且可以更新教師的知識結(jié)構(gòu)和文化素養(yǎng)，豐富課堂教學內(nèi)容，增加學生的學習興趣，達到提高教學的效果。傳統(tǒng)認為研究生培養(yǎng)過程中較多的提倡教學與科研的結(jié)合，認為科研對本科生的教學影響不大，本科生教學工作主要精力應(yīng)該是上好課，這是種認識上的誤區(qū)。事實上，教學與科研對立且統(tǒng)一，兩者相輔相成，是不可分割的整體。早在上世紀八十年代著名教育家和科學家、上海大學原校長錢偉長先生就提出了教學和科研之間的區(qū)別就是：大學教學需要拆除與科研之間的那堵高墻，教學如果沒有科研做基礎(chǔ)，是一種蒼白無力，沒有靈魂的教育方式。在打開教學與科研之間的墻后，要培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的學生，教師必須要有創(chuàng)新意識和能力，因此應(yīng)該追蹤學科的前沿最新突破和研究學科前沿的最新命題。在教學工作中，教育工作者進行必要的科研活動，去了解科技發(fā)展的最前沿動態(tài)，這樣才能保證知識和信息的及時更新與發(fā)展。此外，作為一個優(yōu)秀的科研工作者，也應(yīng)當是一位出色的知識傳播者和教育者。在科研工作中獲得的科學認識經(jīng)過教學的方式，進行知識的提升和凝煉，加強對科學規(guī)律的認識和傳播，將最新的科研成果轉(zhuǎn)化為知識或融入本科教學中。教學要做到溫故知新，才能將教學的基礎(chǔ)理論知識和前沿科技緊密聯(lián)系起來，充分啟發(fā)和調(diào)動學生學習基礎(chǔ)知識的積極性和目的性，以達到理論指導實踐的目的。隨著科研促教學的教育理念發(fā)展，越來越多的高校開始關(guān)注這一重要內(nèi)容，如中南大學就提出有科研基礎(chǔ)的教授必須上講臺，這就是對科研促教學的有力措施。作為一名大學教師如何做到教學科研齊頭并進，理解透徹科研促教學的教育理念，并運用到日常的教學工作中去，直接關(guān)系到教師搞好課堂教學和提高教學質(zhì)量的關(guān)鍵問題，需要我們與時俱進、不斷思考和探索。

在中醫(yī)藥院校中，隨著交叉學科的發(fā)展和復(fù)合型人才隊伍的建設(shè)，中醫(yī)藥的相關(guān)基礎(chǔ)學科的科研氛圍日趨濃厚。在中醫(yī)藥院校從事無機化學教學的教師既要從事本學科的教學工作，又要從事相關(guān)科研工作，為了更好的提升自身素質(zhì)，取得良好的教學效果，需要將兩者有機結(jié)合。作者從事鎂合金表面防護涂層的研究工作。在鎂合金材料表面化學鍍沉積金屬涂層時，需要研究金屬材料之間的電極電勢的影響，探索涂層的沉積次序。這些實驗內(nèi)容與氧化還原教學中的關(guān)于了解材料的電極電勢來判斷氧化還原反應(yīng)進行的方向相關(guān)。在教學工作中，通過向?qū)W生展示、介紹和演示相關(guān)研究內(nèi)容，能很好的促進課堂氣氛，提高學習積極性，具體可以從以下幾個方面來看：

（1）豐富教學課程。充分利用在科研工作中積累的經(jīng)驗，讓教師對所在學科前沿動態(tài)保持充分的感知，能較好地把握學科的最新動態(tài)。同時，在教學工作中充分利用科研成果，及時補充和更新教學內(nèi)容。把平時科研成果滲透到課堂，將最新的知識和信息及時的傳遞給學生，教學質(zhì)量才能不斷提高。在我們平時科研中，通過測量鎂合金、Ni鍍層的電極電勢。在鎂合金表面沉積涂層時，在溶液中存在Ni2+、H+離子時，在金屬基底優(yōu)先沉積出Ni層。從實驗結(jié)果可以看出，電極電勢較大的氧化還原對中的氧化態(tài)物質(zhì)的氧化性最強，電極電勢較小的氧化還原對中的還原態(tài)物質(zhì)還原性最強，兩者能優(yōu)先發(fā)生反應(yīng)。這很好了驗證了課本上關(guān)于從電極電勢大小來判斷氧化還原對中各物質(zhì)的氧化還原性。該研究結(jié)果能很好的將電極電勢與氧化還原性質(zhì)聯(lián)系起來，從而使學生加強對這部分原理的實際認識。科研內(nèi)容與成果擴大教學內(nèi)涵可以表現(xiàn)在：第一，將科研項目成果融入課堂，我們的學生通過切身體驗的研究項目、研究內(nèi)容和研究方法來加深對課本上面的理論概念的理解，加深對無機化學學科內(nèi)容的理解，及實際應(yīng)用的了解；第二，將科研學術(shù)論文融入教學中，通過向?qū)W生展示相關(guān)科研論文，講解相關(guān)反應(yīng)機理，使學生直觀地理解無機化學相關(guān)知識點，使抽象的理論知識具體化，理論應(yīng)用于實踐；第三，將教學改革的成果及時應(yīng)用于教學中，通過應(yīng)用多媒體課堂教學，在課堂上展示實驗過程以及鍍層樣品的相關(guān)圖片，增加了課堂授課的形象性、直觀性，提高了課堂教學效果。

（2）改革教學方法。我們要將長期的科研實踐應(yīng)用到本科教學實踐中，將理論和實際相結(jié)合，將所掌握的前沿動態(tài)和對科研的思維方法及成果帶到教學實踐中，不僅使學生掌握對所學專業(yè)知識的理解，也能改變思維方法的學習。在講解到相關(guān)物質(zhì)的氧化還原性后，要求學生理論聯(lián)系實際，根據(jù)所學的理論知識，分析在醫(yī)藥行業(yè)中可能涉及的物質(zhì)之間的反應(yīng)趨勢，有學生提出了高錳酸鉀這些強氧化性的物質(zhì)在接觸電極電勢較低的活性金屬時，可以發(fā)生反應(yīng)，影響相關(guān)物件的性能，在實際應(yīng)用中應(yīng)該注意，這很好的說明了學生對氧化還原反應(yīng)原理的理解很透徹。開展科研工作不僅開闊了教學的視野，改善教學的手段，革新了教學技術(shù)，還大大提高了教學質(zhì)量，在教學工作中起到了積極的推動作用。教學中鼓勵學生針對涉及氧化還原反應(yīng)的一些領(lǐng)域進行分析、討論。在講解相關(guān)課程內(nèi)容的知識點時，為了鞏固和運用所學的理論知識，指導學生課后分組完成關(guān)于氧化還原反應(yīng)的小文章，對某一專題做充分準備，并分組進行匯報。在這些教學活動中，不僅培養(yǎng)了學生分工協(xié)作，思考問題、解決問題、的能力，同時也增強了學生的自信心，還鍛煉了學生的口頭表達能力，對于將來走上工作崗位是至關(guān)重要的，使學生得到全方面發(fā)展，培養(yǎng)學生正確應(yīng)用所學知識的能力。

（3）發(fā)揮科研對教學的促進作用，激發(fā)學生參與科研活動的興趣。在介紹作者研究課題時，有學生表現(xiàn)出對相關(guān)研究內(nèi)容的興趣，希望參與到實驗中來。由此看來，通過科研在教學中的導入，可以依托教師科研課題和科研實驗室，結(jié)合教師的科研選題，積極的將部分有意識的學生吸收并引導他們參加由學生支持的科研項目中來。在開放性實驗課中，需要學生自己動手操作，自己設(shè)計實驗方案，來進行數(shù)據(jù)處理，并對所進行的實驗結(jié)果進行分析和歸納，以文字的形式將實驗報告寫成畢業(yè)論文，該內(nèi)容最能體現(xiàn)教學與科研的相結(jié)合。這一過程就是培養(yǎng)學生思維能力、動手實踐能力和創(chuàng)新能力的過程。這些是科研工作所必須具備的條件。通過我們在科研工作中所積累的經(jīng)驗，在教學過程中引導學生，使他們根據(jù)自己所掌握的基礎(chǔ)知識，自己動手設(shè)計實驗方案，并加以論證是否可行。

作者通過將從事的材料電極電勢研究課題運用到中醫(yī)藥無機化學氧化還原章節(jié)課堂的教學中去，并觀察、分析課堂教學的效果，總結(jié)發(fā)現(xiàn)：一方面科研成果補充和更新教學內(nèi)容，充分利用課堂講授和專題介紹的形式補充教材存在的不足。提高了課堂講課的形象性、直觀性，提高了課堂教學效果；另一方面科研開闊了教學視野，豐富教學手段，革新教學技術(shù)。針對一些重點研究領(lǐng)域，培養(yǎng)學生解決問題的能力，提高學生的表達能力，鼓勵并提高學生的自信心，使我們所有的學生全面、協(xié)調(diào)地發(fā)展；不僅如此，還能激發(fā)學生學習興趣。可以積極引導、有意識地吸收部分學生參加科研活動。學生在指導老師引導，選修實驗、自主設(shè)計研究性學習實驗，積極參加教師的科研和社會應(yīng)用實踐，也可以申請并獨立完成學校所設(shè)立的創(chuàng)新科研項目。學會運用無機化學的基本理論，利用無機化學思維去思考相關(guān)科學問題，培養(yǎng)學生的科研水平和實踐能力，教師們要充分調(diào)動學生積極的學習意識發(fā)揮自身對學生的引導作用。所以，教師進行科學研究，并將教師的科學研究成果運用到教學工作中，對中醫(yī)藥類無機化學的教學工作具有良好的促進作用。

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