材料电化学研究在氧化还原教学中的应用分析

范习之　惠华英

【摘 要】在材料电极电势的科研工作中运用到氧化还原相关知识。通过对材料电极电势的研究，能发现氧化还原反应相关现象和规律。在中医药无机化学的教学中，作者根据本身的研究经历和教学经验，将材料电极电势的相关反应现象和研究结果运用到无机化学氧化还原的课堂教学中，该过程不仅利于激发学生的学习兴趣、培养学生的科研意识，还能带给学生直接的感观认识，从而达到提高教学效果的目的。

【关键词】科研；教学；学习兴趣；创新思维

根据教师的科研经历与研究成果，在教学工作中合理运用科研相关内容，是科研教学工作的重要组成部分。在教学过程中需要我们辩证的看待科研、教学在高校工作中的关系。教学与科研作为高校的两大核心工作，相辅相成、相互促进，两者共同构建高校的育人环境。科研项目是大学活力的根源，科研项目能促进教学，并提高教学质量。科研活动可以提高教学的质量、拓宽教学的广度和深度，而且可以更新教师的知识结构和文化素养，丰富课堂教学内容，增加学生的学习兴趣，达到提高教学的效果。传统认为研究生培养过程中较多的提倡教学与科研的结合，认为科研对本科生的教学影响不大，本科生教学工作主要精力应该是上好课，这是种认识上的误区。事实上，教学与科研对立且统一，两者相辅相成，是不可分割的整体。早在上世纪八十年代著名教育家和科学家、上海大学原校长钱伟长先生就提出了教学和科研之间的区别就是：大学教学需要拆除与科研之间的那堵高墙，教学如果没有科研做基础，是一种苍白无力，没有灵魂的教育方式。在打开教学与科研之间的墙后，要培养具有创新意识的学生，教师必须要有创新意识和能力，因此应该追踪学科的前沿最新突破和研究学科前沿的最新命题。在教学工作中，教育工作者进行必要的科研活动，去了解科技发展的最前沿动态，这样才能保证知识和信息的及时更新与发展。此外，作为一个优秀的科研工作者，也应当是一位出色的知识传播者和教育者。在科研工作中获得的科学认识经过教学的方式，进行知识的提升和凝炼，加强对科学规律的认识和传播，将最新的科研成果转化为知识或融入本科教学中。教学要做到温故知新，才能将教学的基础理论知识和前沿科技紧密联系起来，充分启发和调动学生学习基础知识的积极性和目的性，以达到理论指导实践的目的。随着科研促教学的教育理念发展，越来越多的高校开始关注这一重要内容，如中南大学就提出有科研基础的教授必须上讲台，这就是对科研促教学的有力措施。作为一名大学教师如何做到教学科研齐头并进，理解透彻科研促教学的教育理念，并运用到日常的教学工作中去，直接关系到教师搞好课堂教学和提高教学质量的关键问题，需要我们与时俱进、不断思考和探索。

在中医药院校中，随着交叉学科的发展和复合型人才队伍的建设，中医药的相关基础学科的科研氛围日趋浓厚。在中医药院校从事无机化学教学的教师既要从事本学科的教学工作，又要从事相关科研工作，为了更好的提升自身素质，取得良好的教学效果，需要将两者有机结合。作者从事镁合金表面防护涂层的研究工作。在镁合金材料表面化学镀沉积金属涂层时，需要研究金属材料之间的电极电势的影响，探索涂层的沉积次序。这些实验内容与氧化还原教学中的关于了解材料的电极电势来判断氧化还原反应进行的方向相关。在教学工作中，通过向学生展示、介绍和演示相关研究内容，能很好的促进课堂气氛，提高学习积极性，具体可以从以下几个方面来看：

（1）丰富教学课程。充分利用在科研工作中积累的经验，让教师对所在学科前沿动态保持充分的感知，能较好地把握学科的最新动态。同时，在教学工作中充分利用科研成果，及时补充和更新教学内容。把平时科研成果渗透到课堂，将最新的知识和信息及时的传递给学生，教学质量才能不断提高。在我们平时科研中，通过测量镁合金、Ni镀层的电极电势。在镁合金表面沉积涂层时，在溶液中存在Ni2+、H+离子时，在金属基底优先沉积出Ni层。从实验结果可以看出，电极电势较大的氧化还原对中的氧化态物质的氧化性最强，电极电势较小的氧化还原对中的还原态物质还原性最强，两者能优先发生反应。这很好了验证了课本上关于从电极电势大小来判断氧化还原对中各物质的氧化还原性。该研究结果能很好的将电极电势与氧化还原性质联系起来，从而使学生加强对这部分原理的实际认识。科研内容与成果扩大教学内涵可以表现在：第一，将科研项目成果融入课堂，我们的学生通过切身体验的研究项目、研究内容和研究方法来加深对课本上面的理论概念的理解，加深对无机化学学科内容的理解，及实际应用的了解；第二，将科研学术论文融入教学中，通过向学生展示相关科研论文，讲解相关反应机理，使学生直观地理解无机化学相关知识点，使抽象的理论知识具体化，理论应用于实践；第三，将教学改革的成果及时应用于教学中，通过应用多媒体课堂教学，在课堂上展示实验过程以及镀层样品的相关图片，增加了课堂授课的形象性、直观性，提高了课堂教学效果。

（2）改革教学方法。我们要将长期的科研实践应用到本科教学实践中，将理论和实际相结合，将所掌握的前沿动态和对科研的思维方法及成果带到教学实践中，不仅使学生掌握对所学专业知识的理解，也能改变思维方法的学习。在讲解到相关物质的氧化还原性后，要求学生理论联系实际，根据所学的理论知识，分析在医药行业中可能涉及的物质之间的反应趋势，有学生提出了高锰酸钾这些强氧化性的物质在接触电极电势较低的活性金属时，可以发生反应，影响相关物件的性能，在实际应用中应该注意，这很好的说明了学生对氧化还原反应原理的理解很透彻。开展科研工作不仅开阔了教学的视野，改善教学的手段，革新了教学技术，还大大提高了教学质量，在教学工作中起到了积极的推动作用。教学中鼓励学生针对涉及氧化还原反应的一些领域进行分析、讨论。在讲解相关课程内容的知识点时，为了巩固和运用所学的理论知识，指导学生课后分组完成关于氧化还原反应的小文章，对某一专题做充分准备，并分组进行汇报。在这些教学活动中，不仅培养了学生分工协作，思考问题、解决问题、的能力，同时也增强了学生的自信心，还锻炼了学生的口头表达能力，对于将来走上工作岗位是至关重要的，使学生得到全方面发展，培养学生正确应用所学知识的能力。

（3）发挥科研对教学的促进作用，激发学生参与科研活动的兴趣。在介绍作者研究课题时，有学生表现出对相关研究内容的兴趣，希望参与到实验中来。由此看来，通过科研在教学中的导入，可以依托教师科研课题和科研实验室，结合教师的科研选题，积极的将部分有意识的学生吸收并引导他们参加由学生支持的科研项目中来。在开放性实验课中，需要学生自己动手操作，自己设计实验方案，来进行数据处理，并对所进行的实验结果进行分析和归纳，以文字的形式将实验报告写成毕业论文，该内容最能体现教学与科研的相结合。这一过程就是培养学生思维能力、动手实践能力和创新能力的过程。这些是科研工作所必须具备的条件。通过我们在科研工作中所积累的经验，在教学过程中引导学生，使他们根据自己所掌握的基础知识，自己动手设计实验方案，并加以论证是否可行。

作者通过将从事的材料电极电势研究课题运用到中医药无机化学氧化还原章节课堂的教学中去，并观察、分析课堂教学的效果，总结发现：一方面科研成果补充和更新教学内容，充分利用课堂讲授和专题介绍的形式补充教材存在的不足。提高了课堂讲课的形象性、直观性，提高了课堂教学效果；另一方面科研开阔了教学视野，丰富教学手段，革新教学技术。针对一些重点研究领域，培养学生解决问题的能力，提高学生的表达能力，鼓励并提高学生的自信心，使我们所有的学生全面、协调地发展；不仅如此，还能激发学生学习兴趣。可以积极引导、有意识地吸收部分学生参加科研活动。学生在指导老师引导，选修实验、自主设计研究性学习实验，积极参加教师的科研和社会应用实践，也可以申请并独立完成学校所设立的创新科研项目。学会运用无机化学的基本理论，利用无机化学思维去思考相关科学问题，培养学生的科研水平和实践能力，教师们要充分调动学生积极的学习意识发挥自身对学生的引导作用。所以，教师进行科学研究，并将教师的科学研究成果运用到教学工作中，对中医药类无机化学的教学工作具有良好的促进作用。

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