课程名称 |
普通化学实验 |
授课对象所属专业 |
临床医学和药学 |
课程类型 |
专业基础课 |
开课年级 |
大学一年级 |
课程性质 |
专业必修 |
课程总学时 |
40 |
一、课程简介
本课程为临床医学的一门专业基础课程,其任务在于向学生传授实验室安全知识,培养学生的观察能力、协作能力、理论联系实际能力,促进学生对所学理论知识的理解,使学生掌握玻璃仪器操作技能、实验室单元操作技能、实验报告撰写技能、实验数据分析技能等化学基本技能与技术。
通过本课程教学,使学生掌握溶液的配制、缓冲溶液的配制与性质、溶液pH值的测定、食用醋中总酸度的测定、市售双氧水中H2O2含量的测定、分光光度法进行碘含量的测定等,了解与化学密切相关的社会热点、学科渗透交叉等方面的知识,培养学生用化学的思想和观点解决实际问题。本课程采用线上线下混合式教学模式,注重教学内容的基础性和前沿性相融合。
《普通化学实验》课程思政目标如下:
培养学生的思想品质:通过课程思政,帮助学生形成正确的思想观点、道德观念和法治意识,培养学生的独立思考能力、判断力和决策能力,使其具备积极向上的思想品质。
培养学生的社会责任感:使学生认识到自己作为社会成员的责任和义务,培养学生的社会责任感和使命感,增强民族自豪感,践行社会主义核心价值观。提高学生的综合素质:通过课程思政,使学生具备广博的知识面、深厚的文化底蕴和扎实的专业技能,培养团队观念,发展合作精神;启迪辩证思维,触发思辨能力;提高其综合素质和竞争力,为其未来的职业发展和社会适应奠定坚实的基础。
二、案例基本信息
1.案例名称:辩证分析与严谨求实的科学态度——缓冲溶液的制备与性质
2.对应章节:《缓冲溶液的配制与性质、溶液pH值的测定》
3.课程讲次:第一次
三、案例教学目标
1.知识目标:根据同离子效应,掌握缓冲溶液的基本原理;能熟练掌握缓冲溶液pH值的计算。了解缓冲溶液的缓冲范围和缓冲能力
2.能力目标:学会配制各种类型的缓冲溶液,了解各种缓冲溶液的适用场合
3.素质目标:培养学生辩证思维能力,树立理论联系实际,求实创新意识,激发学生学习兴趣。
四、案例主要内容
《普通化学实验》课程中对缓冲原理相关知识点讲授时,采用事件导入的方式对缓冲溶液为什么能够抵抗少量的酸、碱和水的稀释溶液的pH值基本不变的原因进行讲解,展示“酸性体质比碱性体质人群患癌的几率大的视频”;展示网络上一些公众号、视频号经常发布关于人体酸碱质的内容如通过保健品、食疗等方式可以使酸性体质变碱性体质。提出问题“人体血液的pH值过高或者过低有什么样的危害?”快速吸引学生注意力,让学生直观感受到化学与生活健康息息相关,保持和谐愉悦的教学氛围。并在授课的过程中,引入人体血浆pH值的正常范围是7.35-7.45,人体内部采用什么方式保持血浆维持正常范围,在与学生互动过程中,引出缓冲溶液的组成是含有大量的共轭酸碱的溶液,在水溶液当中存在动态的平衡,加入少量的酸,会将原有的平衡打破,反应向形成共轭酸的方向进行,溶液的氢离子变化不大,即pH值基本不变,使学生们在掌握基础知识的同时又扩展了视野。通过学生对辨析人体酸碱体质的讨论学习,引入食物酸碱性的历史来源。20世纪40年代,食物具有酸碱之分的学说被一些学者提起,食物中的矿物质成分被提取后溶于水,会有不同的酸碱度,根据pH进行划分便可判断酸碱性,依此将食物分为碱性食物和酸性食物。例如,肉类、蛋黄、乳酪、甜点最终代谢产物显酸性即为酸性食物,而蔬菜、水果、坚果、谷类、豆类最终代谢物为碱性,则为碱性食物。这种定义过于片面,实际上碱性食物进入人体会经过口腔中的唾液的消解,其次经过含有HCl的胃液,然后会到达小肠的消化液中,最后经大肠的碱性肠液消解成营养成分进入血液。所以当碱性食物被吃进去以后,人的呼吸会略变缓慢,则肺吸进去的二氧化碳会转化为血液中的碳酸来中和过多的碱性物质;而当酸性食物被吸收后人的呼吸则会加快,通过肺将多余的CO2排出体外,则碳酸浓度随之下降,产生碳酸氢盐来稳定酸性物质。故而,只有饮食均衡,增强抵抗力才会增强人体免疫力,与多吃碱性食物是没有直接关系的。列举2018年11月份的惩处美国的“人体酸碱体质理论”之父罗伯特·欧·杨事件,该案例中美国法庭判定酸碱体质理论学说的虚妄性,并对始作俑者罗伯特·欧·杨施以罚款1.05亿美元的惩罚。揭示酸性体质和碱性体质这一伪科学 。请同学将血液缓冲体系的知识科普给家人朋友,帮助身边人分辨网络上关于酸碱体质的谬论。使学生透过现象看本质,从本质观的角度理解分析问题,培养学生能解决问题,培养善于思考、辩证分析与严谨求实的科学态度。
缓冲溶液的组成和性质是实验原理的重要内容,由于缓冲溶液的缓冲作用和缓冲容量在实际的生产与生活应用中有一定的应用价值。我们根据“缓冲溶液的学习内容及其特点,深度挖掘了课程知识与思政元素的触点(表1)。
表1 “缓冲溶液”课程思政的触点
环节 |
课程知识点 |
思政元素触点 |
价值引领 |
化学知识联系生活实践 |
缓冲溶液的缓冲原理 |
人体缓冲溶液的组成及其缓冲作用,揭示人体酸碱体质论的伪科学性 |
培养善于思考、辩证分析与严谨求实的科学态度 |
演示实验与学生操作实验 |
缓冲溶液及其组成 |
学生观察实验现象及小组讨论 |
让学生设计实验,培养学生思维的逻辑性和严谨性。 |
五、案例教学设计
课前学生通过在线教学资源进行自主学习。本次课教学资源主要包括:慕课视频、教学课件、课外拓展资源及讨论区活动。在学习通平台上发布通知、各类学习资源供学生开展线上学习,通过学习通实时检查学生学习情况并及时进行教学内容调整。
2.课中具体教学过程如下:
课堂教学 |
教学组织 |
教师活动 |
学生活动 |
思政设计实现的 思政目标 |
基本教学内容 |
课程思政教学 |
思政融入点 |
课程教学内容导入 |
缓冲溶液及其组成 |
提问:1.缓冲溶液的组成是怎样?采用实验演示法,用pH计直接测量3份溶液的pH值,以及加纯酸或纯碱或自来水后pH变化情况。缓冲溶液:能抵抗外加少量强酸或强碱,而维持pH基本不发生变化的溶液。 缓冲作用:缓冲溶液所具有的抵抗外加少量强酸或强碱的作用。 |
学生探讨实验现象产生的原因,并分析总结缓冲溶液的组成和缓冲作用 |
(1)通过演示的实验过程和实验现象,让学生能够思考如何设计实验,培养学生思维的逻辑性和严谨性。 (2)通过学生探讨,让学生掌握探索总结的自主学习态度。 |
教学内容 |
(1)缓冲作用原理 |
(1)播放“酸性体质比碱性体质人群患癌的几率大的视频”;展示网络上一些公众号、视频号经常发布关于人体酸碱质的内容如通过保健品、食疗等方式可以使酸性体质变碱性体质。 (2)缓冲溶液为什么能对抗外来少量强酸、强碱或适当稀释,而保持溶液的pH几乎不变的? 共轭酸—抗碱成分共轭碱—抗酸成分 |
全班同学参与讨论。分析溶液的动态平衡过程。 |
(1)通过具体事例让同学们了解缓冲溶液对人体的重要性,同时引导学生透过现象看本质,从本质观的角度理解分析问题,培养学生能解决问题,培养善于思考、辩证分析与严谨求实的科学态度。 (2)引导学生正确对待网上言论,采用科学的态度看待问题 |
(2)缓冲溶液pH值的计算 |
要求学生根据化学平衡能够推导缓冲溶液的计算公式,并进行相关的计算。及时发现并纠正学生关于单位的换算,酸碱平衡常数使用发生的计算错误。 |
同学通过相关的计算,能够在实际的运用中进行物质用量的测算 |
任何计算的小错误都可能对产生影响,科学必须严谨,要以实事求是的态度和严谨治学的学风对待自己的学习工作。 |
(3)缓冲溶液的选择与配制 |
根据现实情景,要求学生给出配制特定pH值 的缓冲溶液的方案。 |
学生分组讨论缓冲溶液在配制选择和配制过程中应该注意的各种事项 |
树立理论联系实际,求实创新意识,激发学生学习兴趣。 |
课后任务 |
通过查找资料,丰富日常生产生活中缓冲溶液实例,以及在生命学科中的实际应用。 |
学生归纳总结缓冲溶液在人体、农作物生长等方面的应用 |
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学无止境 |
教学小结 |
本课讲的知识点: (1)缓冲溶液及其组成 (2)缓冲作用的原理 (3)缓冲溶液的pH值计算 (4)缓冲溶液的选择与配制 本课需要同学们: (1)能掌握缓冲溶液的缓冲原理;能将平衡方程熟练应用于缓冲溶液相关的计算中;初步掌握缓冲溶液的选择与制备。 (2)通过本节课的学习,提高科学思维和学以致用的能力。 (3)引导学生透过现象看本质,从本质观的角度理解分析问题,培养学生能解决问题,培养善于思考、辩证分析与严谨求实的科学态度。 |
六、教学反思
作为线上线下混合式教学,本节课的特点主要体现在重难点突出,课堂氛围融洽,学生配合度高。学生在线上学习过程中反馈对缓冲溶液的工作原理感到抽象和困惑。于是在线下课堂,我们注重理论与实践相结合,通过演示,学生操作,让学生能够直观看到pH值在加入酸或碱后依然保持稳定的特性,这将大幅度增强了学生对内容的理解,通过让同学们积极参与讨论,做到润物细无声的思政育人目的,是本节课程设计的目的所在。
本节课选取“酸性体质比碱性体质人群患癌的几率大的视频”;展示网络上一些公众号、视频号经常发布关于人体酸碱质的内容如通过保健品、食疗等方式可以使酸性体质变碱性体质。以这个为引子,激发学生兴趣,引导学生用科学的手段,真实的实验数据来破除谣言。引导学生透过现象看本质,从本质观的角度理解分析问题,培养学生能解决问题,培养善于思考、辩证分析与严谨求实的科学态度。
教学是个需要反复打磨,通过实际课堂再反复修改设计的过程。后续将不断的寻找更多的,更好的,符合教学内容的事例充实课堂,突出创新性,以免造成知识体系的僵化。在讲授重难点时,及时掌握学生的学习情况,根据学生学习能力差异选择不同难度的问题,实现同一课堂的因材施教,让大多数学生有成就感,少量学生有荣耀感。