《電催化》課程教學大綱一、課程基本信息課程名稱電催化課程編號330020128課程性質專業選修課課程類別專業課開課單位材料教研室授課學期第6學期學分/學時1.5/24課內學時24理論授課24上機學時0課內實踐0實驗學時0課外學時36適用專業新能源材料與器件是否雙語否先修課程《新能源材料概論》、《薄膜物理與技術》、《儲能技術與材料》、《材料科學基礎》、《材料研究與測試方法》、《電化學原理》后續課程畢業實習、畢業設計（論文）二、課程簡介《電催化》是新能源材料與器件專業的一門專業選修課。通過本課程的學習可使學生了解電催化基礎、重要電催化過程以及電催化應用研究進展；理解電催化反應的基本原理及規律、掌握從電催化劑的納米結構、表面結構、電子結構出發認識電催化過程和催化劑材料的性質、電催化劑的理論設計和制備等的方法，了解電催化劑在燃料電池、太陽能電池、生物電化學乃至工業電化學過程中的應用，為學生畢業后從事新能源材料與器件的生產、研發工作打下扎實的理論基礎，培養學生掌握電催化的基本概念、基本理論，具備設計和分析典型電催化案例的能力；培養學生在工藝分析中體現節能、環境友好、可持續的發展價值觀；培養學生創新精神、科學精神；引導學生樹立正確的人生觀和價值觀。三、課程目標及對畢業要求指標點的支撐（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.使學生掌握電催化的原理、催化劑的性質、理論設計及制備加工過程中的基本理論知識和規律，利用電催化的基本理論，分析、評價和解決新能源器件生產、使用過程中的問題。能夠查閱和利用手冊、文獻、國家標準等資料，為電催化相關新能源領域使用過程中的實際問題尋求和設計可靠合理的解決方法和實施方案，指導實際生產操作。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，培養學生探索精神和創新意識，努力實現學生知識、能力、素質協調發展，具有團隊精神和良好的思想道德素質及專業思想素質。課程目標3.使學生了解電催化在國民經濟中的重要地位與作用，了解電催化的實際應用情況及發展狀況，關注國際及國內電催化動態，合理分析應用情況，培養學生的科學思維及創新精神，激發學生愛國情懷及綠色發展觀念。（二）課程目標對畢業要求指標點的支撐課程目標支撐畢業要求指標點畢業要求課程目標1指標點1-4：掌握用于解決復雜工程問題的新能源材料與器件專業基礎知識，并能用于新能源材料的制備、表征、器件組裝、性能檢測等，解決新能源材料與器件領域復雜工程問題。指標點2-3：具有應用新能源材料與器件的基本原理，并通過文獻研究對新能源材料與器件工程領域內復雜工程問題進行識別、分析、表達，以獲得有效結論的能力。指標點6-2：了解新能源材料與器件工程實踐及解決方案的社會制約因素，能夠合理分析與評價工程實踐和復雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化等方面的影響。1-工程知識2-問題分析6-工程與社會課程目標2指標點9-2：具備多學科背景下的團隊合作能力。9-個體和團隊課程目標3指標點6-1：了解新能源材料與器件領域的工程技術發展現狀，具有系統的實踐學習經歷。指標點12-3：具有了解和跟蹤本專業學科發展趨勢的能力。6-工程與社會12-終身學習四、課程基本教學內容及對課程目標的支撐（一）課程基本教學內容第一章電催化基礎知識（學時數：6學時）1.課程主要內容從電催化發展史的角度出發，按照時間線介紹電催化的發展情況，穿插發展過程中的重要事件，激發學生愛國情懷。介紹電催化的基本概念、特點、分類和研究方法，結合前期課程內容，對現有新興研究方法進行介紹，并與身邊的電催化現象相結合，讓學生們體會身邊的知識，將知識融入日常。2.重點和難點重點：電催化的定義，反應過程及分類、研究方法。難點：電催化反應過程。3.教學方法（1）通過多媒體課件和傳統教學相結合的教學方式，全面闡述電催化發展過程、電催化的基本定義、分類；（2）通過課堂練習和課堂討論，充分學習、使用電催化分析手段；（3）布置調研任務，使學生充分利用課后時間，了解電催化行業，培育學生的科學思維和探索創新的精神。4.學生學習預期成果作為高等院校新能源材料與器件的學生，通過該單元的學習，可以了解本課程的性質和主要學習內容，掌握本課程的學習方法。5.支撐課程目標課程目標1.使學生掌握電催化的原理、催化劑的性質、理論設計及制備加工過程中的基本理論知識和規律，利用電催化的基本理論，分析、評價和解決新能源器件生產、使用過程中的問題。能夠查閱和利用手冊、文獻、國家標準等資料，為電催化相關新能源領域使用過程中的實際問題尋求和設計可靠合理的解決方法和實施方案，指導實際生產操作。課程目標3.使學生了解電催化在國民經濟中的重要地位與作用，了解電催化的實際應用情況及發展狀況，關注國際及國內電催化動態，合理分析應用情況，培養學生的科學思維及創新精神，激發學生愛國情懷及綠色發展觀念。第二~四章電催化三大類（學時數：12學時）1.課程主要內容按照電催化常見分類的氫電極的電催化、氧電極的電催化和有機小分子的電催化三大類，分別介紹各自電催化的反應特點及反應過程，介紹各自電催化常見的電催化劑的組成、特點、催化情況，并通過分享電催化實例，使學生充分了解電催化的具體情況。2.重點和難點重點：電催化的分類，常用的催化劑及催化過程。難點：催化案例的過程分析。3.教學方法通過多媒體課件和傳統教學相結合的教學方式，介紹氫電極電催化、氧電極電催化和有機小分子電催化的基本內容，以動畫的形式展示催化過程；通過課堂測驗和課堂討論，檢驗學生對電催化反應的理解及掌握情況。通過課后調研，更深入的理解電催化。4.學生學習預期成果通過該部分的學習，使學生具體了解電催化反應，為后續課程設計和畢業設計打下基礎，為學生將來從事新能源電催化有關工作進行儲備知識。5.支撐課程目標課程目標1.使學生掌握電催化的原理、催化劑的性質、理論設計及制備加工過程中的基本理論知識和規律，利用電催化的基本理論，分析、評價和解決新能源器件生產、使用過程中的問題。能夠查閱和利用手冊、文獻、國家標準等資料，為電催化相關新能源領域使用過程中的實際問題尋求和設計可靠合理的解決方法和實施方案，指導實際生產操作。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，培養學生探索精神和創新意識，努力實現學生知識、能力、素質協調發展，具有團隊精神和良好的思想道德素質及專業思想素質。第五章酶電催化（學時數：3學時）1.課程主要內容介紹酶電催化的發展歷程、基本學說、酶的固定方式、常見酶電催化反應。2.重點和難點重點：酶的基本學說及固定方式難點：酶的固定方式及常見酶電催化反應。3.教學方法通過多媒體課件和傳統教學相結合的教學方式，介紹酶電催化的基本情況；通過課堂測驗和課堂討論，檢驗學生對酶固定方式的理解及掌握情況。通過課后調研，PPT介紹，使學生更深入的理解酶電催化。4.學生學習預期成果通過該部分的學習，使學生具體了解酶電催化反應，為后續課程設計和畢業設計打下基礎，為學生將來從事新能源電催化有關工作進行儲備知識。5.支撐課程目標課程目標1.使學生掌握電催化的原理、催化劑的性質、理論設計及制備加工過程中的基本理論知識和規律，利用電催化的基本理論，分析、評價和解決新能源器件生產、使用過程中的問題。能夠查閱和利用手冊、文獻、國家標準等資料，為電催化相關新能源領域使用過程中的實際問題尋求和設計可靠合理的解決方法和實施方案，指導實際生產操作。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，培養學生探索精神和創新意識，努力實現學生知識、能力、素質協調發展，具有團隊精神和良好的思想道德素質及專業思想素質。課程目標3.使學生了解電催化在國民經濟中的重要地位與作用，了解電催化的實際應用情況及發展狀況，關注國際及國內電催化動態，合理分析應用情況，培養學生的科學思維及創新精神，激發學生愛國情懷及綠色發展觀念。第六章氯堿工業（學時數：3學時）1.課程主要內容介紹氯堿工業概述、氯堿電解槽的析氯陽極電催化和氯堿電解槽的析氫陰極電催化。2.重點和難點重點：氯堿工業的應用、氯堿電解槽的析氯陽極電催化和氯堿電解槽的析氫陰極電催化。難點：氯堿電解槽的析氯陽極電催化。3.教學方法通過多媒體課件和傳統教學相結合的教學方式，介紹氯堿工業的基本情況；通過課堂測驗和課堂討論，檢驗學生對氯堿工業的理解及掌握情況。通過課后調研，PPT介紹，使學生更深入的理解氯堿工業。4.學生學習預期成果通過該部分的學習，使學生具體了解氯堿工業，為后續課程設計和畢業設計打下基礎，為學生將來從事新能源電催化有關工作進行儲備知識。5.支撐課程目標課程目標1.使學生掌握電催化的原理、催化劑的性質、理論設計及制備加工過程中的基本理論知識和規律，利用電催化的基本理論，分析、評價和解決新能源器件生產、使用過程中的問題。能夠查閱和利用手冊、文獻、國家標準等資料，為電催化相關新能源領域使用過程中的實際問題尋求和設計可靠合理的解決方法和實施方案，指導實際生產操作。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，培養學生探索精神和創新意識，努力實現學生知識、能力、素質協調發展，具有團隊精神和良好的思想道德素質及專業思想素質。課程目標3.使學生了解電催化在國民經濟中的重要地位與作用，了解電催化的實際應用情況及發展狀況，關注國際及國內電催化動態，合理分析應用情況，培養學生的科學思維及創新精神，激發學生愛國情懷及綠色發展觀念。（二）課程基本教學內容對課程目標的支撐課程教學內容教學方法支撐的課程目標學時安排課內課外學時比例第一章電催化基礎知識講授法、課堂練習課程目標1、361:1.5第二~四章電催化三大類講授法、專題討論、課堂測驗課程目標1、2、3121:1.5第五章酶電催化講授法、專題討論、課堂測驗課程目標1、2、331:1.5第六章氯堿工業講授法、專題討論、課堂測驗課程目標1、2、331:1.5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成（百分制）課程成績構成比例考核環節目標分值考核/評價細則平時成績70%作業40本門課程5次作業，每次10分。主要考核內容：階段性重點難點作業評分的具體標準：能按時認真完成布置的作業，書寫工整，答案正確合理（9-10分）；能按時完成布置的作業，作業撰寫基本工整，答案正確（7.5-8.9分）；能按時完成布置的作業，作業撰寫基本工整，答案基本合理（6-7.4分）。不能按時完成布置的作業，作業撰寫潦草，答案不準確（0-5.9分）。課堂匯報30考核內容：匯報內容是否復合課程要求及完整性。評價細則：內容新穎且完整（20~30分）；內容粗略且介紹一般（10~19分）；內容簡陋且態度不端（0~9分）。課堂表現30課堂表現包括出勤和課堂討論，其中出勤14分，課堂表現16分。缺勤一次扣一分，事假病假扣0.5分，無故缺勤8次以上出勤記0分。原則上設置不少于8次課堂討論或提問，每參加一次記2分，最高16分。結課測驗30%知識40考核內容：學科動態、工藝原理、工藝方法?？荚囶}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新能源先修課的相關基礎知識，進行本課程工藝路線、測試結果分析的情況，具體分值根據題目數量調整。能力30綜合應用20創新10（二）課程考核對課程目標的支撐教學內容考核內容考核方式支撐的課程目標第一章電催化基礎知識電催化基本概念、特點、反應過程、分類作業、課堂練習、結課測驗課程目標1、2第二~四章氫電極反應過程氧電極常用電催化劑有機小分子電催化案例分析作業、課堂練習、課堂討論，結課測驗課程目標1、2、3第五章酶電催化酶電催化作業、課堂討論，結課測驗課程目標1、2、3第六章氯堿工業作業、課堂討論，結課測驗課程目標1、2、3六、使用教材、相關推薦書目及課程資源（一）使用教材孫世剛,陳勝利.電化學叢書:電催化.化學工業出版社，2021年版.（二）相關推薦書目1.孫世剛.電催化納米材料.化學工業出版社，2018年版；2.張鑒清.電化學測試技術.化學工業出版社，2010年版；3.孫世剛.電化學催化.化學工業出版社，2023年版;4.楊麗麗,陳維民.電催化劑碳載體的功能化.化學工業出版社，2021年版。（三）課程資源學生可依據課