一、课程和案例的基本情况

课程名称：化学电源

授课对象：工学大类

课程性质：必修

课程简介：

本课程围绕电化学基础理论的核心内容，系统讲解液相传质过程动力学、气体电极过程等关键知识。通过分析电化学反应的特点、研究方法及实际应用，帮助学生掌握电化学理论的基础概念，深入理解电化学反应的机理与过程，为后续化学电源课程奠定理论基础。课程注重理论与实践结合，培养学生解决电化学实际问题的能力，并融入思政元素，引导学生树立科技报国、可持续发展的社会责任意识。

案例简介：本案例以“电化学基础理论”为核心，结合电化学在新能源技术（如燃料电池、锂电池）中的应用，通过理论讲解、实验操作和案例分析，使学生掌握液相传质动力学、气体电极过程等核心知识。同时，融入我国电化学领域科研突破的案例，激发学生的爱国情怀与创新精神，培养严谨的科学态度和环保责任感。

知识传授：

① 液相传质过程动力学；

② 液相传质的方式；

③ 稳态扩散过程；

④ 电化学步骤不可逆的稳态扩散；

⑤ 气体电极过程；

⑥ 氢析出电极过程；

⑦ 氧电极过程。

能力培养：

① 培养问题分析与解决能力:通过分析电化学反应的动力学特征，培养学生结合理论模型解决实际问题的能力。例如，针对锂电池充放电效率低的问题，能够提出优化扩散过程的方案；

② 培养创新与优化能力:鼓励学生探索新型电极材料或反应条件，结合行业前沿技术提出创新方案，提升工艺效率或环保性能。

价值塑造：

① 科技报国与行业使命感，通过讲述我国在新能源技术领域的突破，激发学生投身国家能源战略事业的热情，树立“用科技助力强国”的信念；

② 可持续发展与环保责任，结合电化学技术在清洁能源和污染治理中的应用，引导学生践行绿色化学理念，主动思考如何通过技术创新减少环境污染；

③ 创新精神与进取意识，通过案例分析，鼓励学生勇于挑战技术瓶颈，培养“敢想敢为、追求卓越”的科研态度。

二、案例蕴含的思政元素分析

通过介绍我国在锂离子电池、燃料电池等领域的技术突破，强调科技创新对国家能源战略的重要性，增强学生的民族自信心与使命感。结合电化学技术在清洁能源开发、污染物处理中的应用，引导学生思考如何通过技术创新推动绿色化学发展，践行“双碳”目标。

三、案例教学整体设计

（一）教学设计

本课程以“电化学基础理论”为核心，围绕知识、能力与价值目标开展系统性教学设计。通过理论讲授与多媒体演示，重点解析液相传质过程的动力学特征、稳态与非稳态扩散的区别，以及气体电极过程的反应机理与影响因素，结合锂离子电池、燃料电池等实际案例，帮助学生构建电化学理论框架。设计实验操作与工程计算任务，培养学生实验设计、数据分析和工艺优化的实践能力；同时以问题为导向，组织课堂讨论，引导学生结合理论提出创新解决方案。融入我国新能源技术突破案例，厚植科技报国情怀；通过电化学脱硫、氢能清洁应用等教学内容，强化可持续发展理念与环保责任；在实验环节强调安全规范与数据严谨性，培养工程伦理意识，最终实现专业知识、实践能力与思政素养的深度融合，为能源化工领域输送兼具技术能力与社会责任感的高素质人才。

（二）教学实践

讲授法：

结合多媒体动画演示液相传质过程，对比三种传质方式的特征。

通过经典案例（如氢燃料电池的催化剂开发）讲解气体电极过程的工业应用。

教学过程：

（三）教学反思

电化学基础理论聚焦液相传质动力学、电极反应机理及新能源技术应用，是培养能源化工人才的重要基石。通过融入思政教育，可将电化学知识与国家战略、社会责任深度融合，引导学生树立家国情怀、创新精神与职业素养。以下是围绕电化学基础理论设计的思政话题及教学切入点：

1. 能源转型与时代使命

在讲解电化学储能技术时，结合全球能源结构向清洁化、低碳化转型的大趋势，分析我国“双碳”目标对新能源技术的迫切需求。例如，锂离子电池作为电动汽车的核心动力源，其能量密度提升直接关系我国新能源汽车产业的国际竞争力。通过案例教学，引导学生思考电化学技术如何助力能源转型，并启发其意识到作为未来科研人员的使命——通过技术创新推动国家能源结构优化，为实现“碳中和”目标贡献力量。

2. 国际竞争与创新驱动

以锂电正极材料研发为例，对比中美在关键技术领域的竞争态势。例如，美国科学家发明钴酸锂材料，而我国科研团队在此基础上自主研发出高镍三元材料，显著提升电池性能并降低钴依赖。通过讲述我国科学家攻克专利壁垒、实现技术国产化的历程，强调创新是突破国际技术封锁的核心动力。

3. 环保责任与绿色发展

在讲解电化学环保技术时，对比传统工艺的污染问题。例如，传统湿法冶金产生大量酸性废水，而电化学法通过选择性电解可直接回收金属并减少污染。通过实验对比，让学生直观感受绿色技术的优势。

4. 工匠精神与职业操守

电化学实验对操作精度与数据严谨性要求极高。以燃料电池双极板制备为例，讲解某企业因涂层厚度偏差0.1微米导致电池寿命缩短30%的真实案例，强调“细节决定成败”的工匠精神。通过实验室安全规范演练，培养学生“安全第一、数据为本”的职业操守。

5. 团队协作与系统思维

电化学系统工程涉及材料研发、设备设计、工艺优化等多环节协作。通过模拟“氢燃料电池汽车项目”，学生分组扮演材料工程师、系统集成师、环保顾问等角色，共同解决技术难题。在协作中体会跨学科知识融合与团队沟通的重要性。