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《普通化学》课程思政教学案例
2024-11-18 16:20 江小舵 

一、课程基本信息

课程名称

普通化学

课程性质

专业基础课

学 分

3

学 时

42

开课专业

生物工程

授课对象

大一第一学期

二、课程思政建设总体思路

高校教师要教书育人、学术科研、为社会服务等。而这些的落脚点都在于课程建设,而课程建设就是要“上好一门课”。而上好一门课是要从“教师上好一节课,学生学好一节课”开始。

教师上课与生产生活相关联,告诉学生所学知识的用途,应用知识比单纯记忆更重要。大部分问题最好都能由学生通过分析得出答案,“以学生为中心”,让学生体会知识点的连贯性以及承上启下的关系,产生成就感。教学的重点是教会学生分析问题解决问题。

2007年10月24日,嫦娥一号发射取得成功。2010年10月1日,嫦娥二号发射取得成功。

2013年12月2日,嫦娥三号发射取得成功。2018年12月8日,嫦娥四号发射取得成功。2020年11月24日,嫦娥五号发射取得成功。

2024年5月3日,嫦娥六号发射取得成功。

十六年来,见证了中国航天事业的快速发展,我国在国际航空航天领域的作用也越发的重要。为中国航天喝彩!

通过展示最新的嫦娥家族系列载人月球探测工程出征太空的示例,让学生觉得所学的知识有趣有用,激发学生学习和探究的热情。使学生意识到化学对人类社会进步及科学发展的重要性,帮助学生树立科学精神,激发爱国自豪,明白高质量发展中国行。

2、案例选用的意义

通过对于火箭燃料燃烧的学习,使得学生认识到化学热力学基础的重要性和必要性,使学生了解我国航天事业的发展,从而增强学生的民族自豪感。同时,强调国家科技创新的重要性,证明了中国人在航天和化学领域做出的贡献,从而培养学生探寻科学精神和激发学生的爱国自豪。

三、课程思政典型教学案例

(一)案例名称

嫦娥奔月-高质量发展中国行!

(二)教学目标

知识目标: 了解化学热力学的范畴。识记什么是系统与环境,能区分三种系统。理解状态和状态函数,识记强度性质与广度性质。

能力目标: 使学生掌握普通化学的基本原理和基本研究方法。培养学生发现、分析及解决问题的能力,养成自主学习的能力。

素质目标: 通过热力学系统的示例,让学生认识唯物主义辩证法中“事物之间普遍联系、相互依存、相互制约”的观点。意识到化学对社会进步及科学发展的重要性,帮助学生探寻科学精神,激发爱国自豪,明白高质量发展中国行。

(三)教学设计与组织实施

环节

教师活动

学生活动

资源的使用

引入新课

1. 展示图片:

嫦娥载人飞船是靠火箭升空发射的,那么火箭为何能够上天?

因为航天燃料的剧烈燃烧,燃料的化学能转化为热能和动能。从而突破了地球的大气层。

那么如果让你来选择航天燃料,你会怎么选呢?

放水可以吗?不行,因为水无法被点燃,反应根本无法发生。

放碳或者92号汽油可以吗?不行,虽然可以被点燃,但能放出来的化学能不够,没法把火箭送往太空。

实际上运载火箭是用煤油、酒精、偏二甲肼液态氢等作为燃烧剂,而用液态氧四氧化二氮等等提供的氧化剂帮助燃烧的。

学生认真听讲,和老师互动,学习通上参与主题讨论

PPT展示,学习通主题讨论,学习通云词展示

化学热力学简介

1.从航天燃料的讨论可引出两类问题:

1).化学反应过程的能量是怎么转移和转化的;

2).一个化学反应究竟能不能发生,能进行到什么程度?

热力学的原理和方法来研究这两类问题就形成了化学热力学

2. 热力学研究的特点

研究各种形式的能量的转换规律。

只讨论大量微观粒子(宏观体系)的平均行为(宏观性质),而不研究其微观结构 ;

只预测过程发生的可能性,而不管过程如何发生及过程进行的快慢。

3. 展示图片,进行讲解

4. 展示动图:

 

这个是火箭的发射过程的小动画,可以清晰地看到火箭助推器里航天燃料的剧烈燃烧放热。

学生观看课件,认真听讲,学习通上回答老师的问题,积极参与过程讨论。

PPT展示

系统与环境

1. 为了研究的需要和方便,可以将一部分物体与其余部分分开,单独拿出来研究,比如火箭助推器里的航天燃料的燃烧过程。可以给一个术语名,系统。

2.

3. 系统:被划作研究对象的一部分

物质世界。

环境:系统以外与之相关的物质世界。

4. 展示图片:

先讲一个开放系统,让学生看图,自行说出封闭系统和隔离系统的特征。

事物是普遍联系的,事物之间相互影响、相互制约。

实际世界是普遍联系的有机整体,其中没有一个事物是孤立存在的。

5. 【提问】下列情形中的物质燃烧属于哪类系统?

(1)火箭升空过程中航天燃料的燃烧。

(2)汽油在密闭气缸中燃烧并推动活塞杆运动;

(3)可燃固体在充满氧气的密闭绝热氧弹中燃烧。

6.

7.

8.

学生观看课件,认真听讲,学习通上回答老师的问题,积极参与过程讨论。

PPT展示

状态与状态函数

1. 状态(state): 系统的所有的物理性质和化学性质的综合体现状态(state): 如温度、压力、体积、物质的量等。

2. 状态函数(state function):描述系统状态的物理量 。例如:气体系统: p ,V,n,T

3. 若体系的宏观性质变了,状态也就随之而变。变化前的状态称为始态(initial state),变化后的状态称为终态(final state)。

4. 展示图片:

以此登山图为例进行讲解,

状态函数的量值只取决于系统所处的状态,其改变量取决于系统的始态和终态,与实现变化的途径无关。

5.

6. 状态函数分为广度和强度性质:

两种广度性质相除可得到强度性质

学生观看PPT,和老师互动,学习通上回答老师的问题,积极参与过程讨论。

PPT展示

黑板板书

巩固练习

1.描述体系的状态不一定要用该体系的全部状态函数,【提问原因】

学生思考、解题

PPT展示

小结

教师回顾本节课主要知识点

和老师一起回顾知识点

加深理解

课后作业及思考

教师留下学习任务:

1.课后习题:P97,习题1。

2.思考:人体的生命系统属于哪一种系统?我们常说的“学习状态”是不是热力学意义上的状态?

学生认真书写总结及作业

学生思考

巩固复习

鼓励学生动脑进行分析和推理

(四)教学效果及反思

1、实施效果

在学习通上随机提问同学们对于嫦娥系列的了解情况,给大家播放火箭的动图和小视频,通过学生的反馈,可以看出此次课程思政和专业教学的融合实践较好。通过对嫦娥奔月的探寻,将化学热力学基础的学习提高到一个新的高度,让同学们感受到了科学创新的力量,让学生觉得所学的知识有趣有用,明白何为系统与状态,激发学生学习和探究的热情。使学生意识到化学对人类社会进步及科学发展的重要性,帮助学生探寻科学精神,激发爱国自豪,明白高质量发展中国行!

2、存在问题

缺乏火箭内部燃料舱的分布图和结构图,部分同学对于火箭燃料的瞬间燃烧及喷射过程希望能有更具体的动图和视频的示例。同学们对于液氧、液氢、偏二甲肼等燃料不熟悉,从而影响了对火箭燃烧过程中化学热力学知识的深刻感悟和理解。火箭和载人航天中的生物相关知识的串联还不够紧密。

四、课程思政建设特色与创新

课程开头明确告知学生,课程思政是课程的重要组成部分。在课程前期,由老师向学生进行课程思政的引领示范,采取家国情怀以及新时代成就的引入方式,譬如【嫦娥奔月,高质量发展中国行】思政案例对热力学系统进行介绍。在课程的中期,确定几个大类的思政关键词,在每一章课程开头给出细化的关键词,由学生课后自行补充,随后在该章课程的结尾进行统合评点分析,逐步完善课程思政案例库。同时学生在学期末必须交一份普通化学的课程思政感想小论文,大思政贯穿始终,入脑入心,内化于专业教育中。

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