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《应用有机硅化学及实验》课程思政教学案例
2024-11-18 16:02 胡庆华 

一、课程基本信息

课程名称

应用有机硅化学及实验

课程性质

专业必修课

学分

2

学时

40

开课专业

应用化学

授课对象

化工A2121、化工A2122

二、课程思政建设总体思路

(一)课程思政建设目标

有机硅产品由于其特有的物理和化学性质而被广泛应用于电子电气、建筑建材、纺织、轻工、医疗、机械、交通运输、塑料橡胶等各行业。《应用有机硅化学及实验》是我院应用化学专业一门重要的专业课程,其课程思政建设主要目标是:引导学生主动获取国内外最新行业信息和专业知识,具有问题意识、批判性思维、专业创新能力;能够将自然辩证法中“结构与性能的辩证关系”理论应用于课程学习中,完成自主学习和长效学习;树立正确的职业理想、刻苦钻研的工匠精神、创新创业意识和家国情怀,培养学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

(二)思政内容挖掘及教学融入

首先,将自然辩证法中“物质与结构的辩证关系”理论应用于课程教学中,提升学生对课程内容理解和掌握,掌握课程学习方法。

在课程教学中,学生掌握课程学习思维方法至关重要。《应用有机硅化学及实验》课程理论教学内容主要包括有机硅化合物的组成、结构、性质、合成方法、应用领域等方面的知识,教学过程注重结构与性质的辩证关系,课程理论部分从Si原子结构入手,首先通过原子轨道理论讲解Si原子结构以及Si的价电子、价轨道,然后再通过杂化轨道理论及分子轨道理论,讲解含Si化合物化学键合原理、化学键电子云分布特点及化学键相关属性参数(键长、键角、键能及偶极矩),再通过含Si化学键的结构属性参数,解释有机硅化合物性质(包括物理性质和化学性质,如从d-p Π的结构解释Si-O-Si键的键能高和键角大特点,再从键能高角度解释聚硅氧烷的耐高温特性、从Si-O键长和键角大角度解释线聚硅氧烷的柔顺性,以及从有机硅中烷基非极性和空间位阻效应解释聚有机硅氧烷的疏水性,从具有部分交联点聚硅氧烷三维网络结构解释硅橡的胶弹性等;在上述理论学习的基础上,进一步学习有机硅常见化学键Si-Cl、Si-O、Si-H、Si-N、Si-OH反应特性,掌握有机硅化合物的一般化学性质等),同时为后面学习有机硅化合物合成方法(包括小分子有机硅单体的合成方法:直接法、硅氢加成法、金属有机法、热缩合法、取代基之间交换法等,以及大分子聚硅氧烷的合成方法:水解缩聚法、开环聚合法、酸碱催化法等)和性质打下基础;最后从应用的角度介绍有机硅行业具有代表性的四大产品:硅油、硅橡胶、硅树脂和硅烷偶联剂的制备、性能及在生活中的应用。教学过程中通过引导学生学会运用辩证唯物主义思想,从结构决定性质的角度学习有机硅化学相关理论,同学们学习时就易从本质掌握有机硅化学反应原理、结构与性质辩证关系。

其次,以立德树人为根本,将生产实践中所蕴含的思政元素转化成课程内容,弘扬社会主义核心价值观。

本课程将注重理论与实践相结合,将理论应用于生产实践,注重培养学生节能、减排环保意识培养,发展绿色有机硅化学。通过校企融合,并将企业绿色生产成功案例引入课堂教学中,如在甲基氯硅烷生产中,会产生高低沸物、废弃触媒等副产物,直接排放环境中会引起污染环境,利用所学有机硅化学理论知识,对企业副产物进行资源化再利用,讲解通过硫酸和空气中的氧气与废弃触媒中的铜发生反应,制备硫酸铜回收铜并再次用于合成纳米氧化铜或氧化亚铜;将高低沸物进行水解缩聚制备硅油用于脱模剂及室温胶中的添加剂;通过碱催化裂解将废弃硅油或硅橡胶转化为二甲基环状硅氧烷环体;通过氢氧化钠或氢氧化钾处理废弃的甲基硅树脂粉用与建筑防水材料等;此外,在实验教学中我们通过设计合成绿色、高效、可循环使用催化剂,对贵金属催化剂进行回收再利用,通过对有机硅产品合成路线及合成工艺优化,降低副产物排放,提高产物产率等;通过讲解硅氢加成反应原理、硅氢加成催化剂设计及回收、放热反应特点与实验安全,在培养学生的实践能力和创新思维同时,强调实验安全和环保的重要性,通过上述措施让同学不断树立绿色环保意识和专业技能水平。

再者,在创新创业教育方面,鼓励学生参与各类科研活动和技能大赛,邀请专家进行专题讲座厚植创新创业精神。

开展以科研项目研究为驱动实验教学改革,充分调动学生积极性、主动性和创造性,培养学生分析解决复杂问题的能力、批判性思维和创新创业思维。课程教师均具有“双师型”背景,积累了有机硅方面教、科研成果,在这一背景下,课程实验教学改革打破常规实验教学实验内容简单缺乏创造性弊端,开展以科研项目研究为驱动实验教学改革,将校企合作课题肢解多个子课题分组布置给学生,让同学查阅文献、设计实验方案、撰写研究报告,系统培养学生文献阅读能力、实验设计与操作能力,在实践过程中发现问题并分析解决问题,不断提升学生批判思维和创新思维能力。

此外,课程通过于企业家面对面交流、博士教师团队知识大串讲、学习通等网络资源共享及“回望历史、传承有机硅行业先辈们攻坚克难及奉献精神”的思政教育等多种方式,激发了学生的学习兴趣和求知欲,完成了自主学习和长效学习能力培养,掌握了有机硅化学的发展历程和前沿动态,增强了学生科技报国的家国情怀和使命担当意识。

三、教学方法

在教学方法方面,《应用有机硅化学及实验》课程注重采用多种教学方法,如企业教师专题讲座、生产案例教学、博士教师知识串讲、科研项目驱动式实验教学法、小组汇报讨论等,以激发学生的学习兴趣和积极性。同时,教师注重与学生互动交流,了解学生的学习情况和需求,及时调整教学策略和方法,提高教学效果。此外,课程还利用现代信息技术手段,如学习通网络教学平台、多媒体课件等,丰富教学手段,提高教学质量。

四、评价方式

在评价方式方面,《应用有机硅化学及实验》课程注重过程评价与结果评价相结合,注重评价学生的实际能力和综合素质。评价内容应包括学生的课堂表现、实验操作、文献调研、实验方案PPT汇报、实验报告撰写、期末考试等方面,评价标准应客观、公正、合理。评价方式可以采用教师评价、学生互评、自我评价等多种方式,以促进学生的全面发展。

综上所述,《应用有机硅化学及实验》课程思政建设思路注重课程目标的明确性、教学内容的实用性、教学方法的多样性以及评价方式的合理性。通过这些措施的实施,《应用有机硅化学及实验》课程更好地实现课程思政的目标,培养出更多具有社会责任感、创新精神和家国情怀的优秀人才,已毕业学生已毕业学生在埃肯有机硅有限公司、江西晨光新材料股份有限公司、赣江新区有机硅创新研究院和杭州师范大学有机硅化学与材料技术教育部重点实验室等国内大型有机硅企业、高校就职和升造,部分同学已成为企业骨干和行业专家。

课程思政典型教学案例具体内容详见附件。

附件【胡庆华:《应用有机硅化学及实验》绪论.docx已下载
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