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《无机及分析化学》课程思政教学案例
2024-11-18 16:35 刘东升 

一、课程基本信息

课程名称

无机及分析化学

课程性质

专业基础课

学 分

4

学 时

48

开课专业

生物工程

授课对象

大学一年级本科生

二、课程思政建设总体思路

《无机及分析化学》课程思政建设的总体思路:以立德树人为根本,深入挖掘、设计蕴含在教学内容中的思政元素,建立思政素材、案例库;通过线上线下混合式教学模式,学习通、雨课堂等易于接受的方式传导给学生;采用过程与结果评价相结合的方式评价教学效果。实现专业知识、能力培养与价值引领的有机融合,培养全面发展的社会主义事业建设者和接班人。

本课程思政建设目标:①养成高尚品格;②建立家国情怀;③培养科学观和工匠精神;④培育创新精神;⑤坚定文化自信;⑥培养正确的人生观、价值观和世界观;⑦团队协作精神;⑧环保意识;⑨安全意识;⑩培养强烈的社会责任感

思政内容挖掘及教学融入见下表:

教学内容

知识点

思政设计与融入

思政育人目标

第一章

绪论

1.化学的发展历史

2.化学研究对象

1.中国的青铜器和瓷器文化;

2.纯碱工业奠基人侯德榜等中国化学家的事例;

3.屠呦呦发现青蒿素-获得诺贝尔奖;

4.燃素说与燃烧说。

1.培养学生弘扬中国传统文化,

2.增强学生的文化自信心和民族自豪感,

3.培养学生辩证看待问题,敢于质疑。

第二章

分散体系

1.稀溶液的依数性

2.电解质溶液

3.胶体

1.融雪剂的融雪原理,氯盐类融雪剂的危害,研发环保型融雪剂;

2.渗透压和反渗透用于海水淡化、工业废水、污水处理等;

提高学生的环保意识,社会责任感,促进社会可持续发展

第三章

化学平衡

1.酸碱理论

2.酸碱平衡的移动

3.沉淀溶解平衡

1.我国科学家首次以二氧化碳、氢气为原料,成功生产出淀粉;

2.绿色化学:化学沉淀法是工业废、污水处理的一种有效方法。

1.培养学生家国情怀

2.提高学生的环保意识,社会责任感

第四章

缓冲溶液

1.缓冲溶液的概念

2.缓冲溶液的组成

3.缓冲原理

4.缓冲溶液pH的计算

5.缓冲能力与缓冲容量

1.打破酸碱性体制伪科学

2.缓冲溶液定量实验验证缓冲能力

3.共轭酸碱对组分之间相互依存、相互转化,体现哲学上矛盾的对立和统一

1.引导学生树立正确的人生观和价值观,提升学生对科学的尊重

2.培养学生细心观察、分析归纳,尊重实验事实的科学态度

3.培养学生的思辨精神

第五章

化学反应速率

1.温度对反应速率的影响

2.催化剂对反应速率的影响3.浓度对反应速率的影响

1.威廉·奥斯特瓦尔德不畏权威,以严谨求真的科研态度提出了催化剂的定义;

2.大部分药物在体内的代谢是一级反应,推测该药物的用药方案

1.培养学生实事求是的科学态度;

2.培养学生树立医者责任担当

第六章

热力学基础

1.热化学

2.熵

3.自由能

1.能量之间可以相互转化;

2.水往低处流,用来水利发电;

3.爱因斯坦等科学家对熵增定律的评价

1.培养学生的思辨精神;

2.培养学生尊重自然规律,提高学生的环保意识;

3.培养学生勇于探索的科学精神

第七章

氧化还原反应

1.氧化还原反应

2.电极电势

1.氧化能力和对应还原产物的还原能力相互制约

2.化学能和电能互相转化

1.培养学生科学思维方式,思辨精神

2.培养学生提高社会责任感和主人翁精神

第八章

物质结构基础

1.元素周期律

2.原子结构

3.分子结构

1.俄国化学家门捷列夫的事例及元素周期律提出;

2.“稀土之父”徐光宪先生奉献祖国的事迹;

3.我国科学家首次“看到”氢键

1.培养学生尊重唯物论和辩证法;

2.培养学生民族自豪感;

3.培养学生刻苦钻研,不畏艰难的科学精神

第九章

分析化学概论

1.分析化学任务和分类

2.误差

3.分析方法

1.医院核磁检查,CT检查帮助人类更清晰的找到病因,减少病痛;

2.真理的绝对性——真值,真理的相对性

1.培养学生树立医者责任担当,

2.培养学生对真理发展规律的正确认识

第十章

滴定分析

1.酸碱滴定法

2.氧化还原滴定法

3.配位滴定法

4.沉淀滴定法

1.配位化学奠基者Werner坚定理想信念,以辩证唯物主义为指导,获得诺贝尔化学奖

2.水硬度的测定

3.重金属离子的测定

1.培养学生尊重唯物主义,以及顽强拼搏的精神和科学求实的严谨工作态度

2.增强学生环保意识

三、课程思政典型教学案例

(一)案例名称

缓冲溶液

(二)教学目标

1.掌握缓冲溶液的组成与作用

2.掌握缓冲溶液的缓冲原理

3.引导学生树立正确的人生观和价值观,尊重科学

4.培养学生细心观察、分析归纳,尊重实验事实的科学态度

5.培养学生的思辨精神

(三)教学设计与组织实施

授课过程

环节

教学内容

思政目标及资源

教师活动

学生活动

时间分配







某专家提出碱性体质更健康,酸性体质易生病。

提出问题:这一说法是否正确呢?

认何论点都需要以科学为依据。

播放视频

观看视频

3min






我们在生活中常会吃各种肉类、水果等酸性、碱性食物,为什么还能使人体体液的pH值保持在一定水平呢?

理论联系实际,解决生活实际问题。

展示表格何图片

分析表中数据认真思考问题

3min

100mL HCl pH = 5.00




滴加少量强酸、强碱后pH变化很大

实践是检验真理的唯一标准。

通过实验展示缓冲溶液的缓冲能力

演示实验

认真观察,分析

8min


100mL HAcNaAc溶液pH=5.00

滴加少量强酸、强碱pH几乎不变





缓冲溶液是由足够浓度的共轭酸碱对两种物质组成的,如:

1.由弱酸及其共轭碱组成:HAc – Ac-,

2.由弱碱及其共轭酸组成:NH3–NH4+,

3.由酸式盐及其共轭碱组成:HCO3-–CO32-

共轭酸碱对:酸碱性相互制约。

巩固练习:1mol∙L-1 NaOH和1mol∙L-1 HAc等体积混合后,是否有缓冲作用?

共轭酸碱对组分之间相互依存、相互转化,体现矛盾的对立和统一,培养学生的思辨精神。

引导学生思考

展示PPT。

以实验事实为基础大胆推测

观看PPT。

8min

以HAc-NaAc为例:

当缓冲溶液中加入少量强酸时,会和溶液中的碱Ac-反应生成HAc,所以H+浓度基本不变;当加入少量强碱时,会和HAc电离出的H+反应,使反应向右移动,HAc会电离补充消耗掉的H+,从而使溶液pH值基本保持不变。

总结:Ac-(共轭碱)为缓冲溶液的抗酸成分;、HAc(弱酸)为缓冲溶液的抗碱成分。

当溶液稀释时,H3O+和Ac-离子浓度同时降低,同离子效应减弱,使HAc解离度增大,HAc进一步解离产生的H+可使溶液的pH保持基本不变。

pH基本保持不变的原因是化学平衡移动,知识是相互联系,相互依存的,不存在孤立的知识体系。

讲解PPT,提问

小组讨论,回答问题

15min

pH

回到问题:“我们在生活中常会吃各种肉类、水果等酸性、碱性食物,为什么还能使人体体液的pH值保持在一定水平呢?”结论:没有酸碱性体质的说法,更没有碱性体质身体好的说法,我们的体液都需要维持在一定范围,超过这个范围就会生病。

血浆中最重要的缓冲对是H2CO3-HCO3,也是血浆中缓冲能力最强的缓冲系。除此之外,还有其它的缓冲体系,如H2PO4- - HPO42-

用所学知识打破伪科学

PPT讲解,提问

观看PPT,思考

5min

1.能够抵抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释而保持其pH基本不变的溶液,称为缓冲溶液。

2.缓冲溶液是由足够浓度的共轭酸碱对两种物质组成的

3.通过化学平衡的移动使溶液pH值基本保持不变。

4.人体中有H2CO3-HCO3

H2PO4- - HPO42-等缓冲溶液,保持体液pH基本保持不变。


展示PPT,课堂总结

观看PPT,回忆知识点

2min

问题:如果人体血液的酸性或碱性短暂增强,人体通过什么方式调节pH值?


布置课后作业

记录作业

1min

(四)教学效果及反思

无机及分析化学课程面向生物工程、环境工程等专业一年级本科生。课程涉及面广、开设时间较早,对学生世界观、人生观、价值观影响较大,在思想政治教育和专业教学中处于非常重要的地位。在第四章缓冲溶液教学中,加强思政教育,从课后反馈来看取得了较好的效果,例如:同学1说“原来化学离我们这么近,用化学可以解决这么多问题,让我相信科学是第一生产力”。同学2说“化学这门自然科学,最神奇的就是实验,在实验中领略化学的魅力,用事实说话”。同学3说“化学中有很多地方都体现了哲学元素,化学也需要辩证思维,化学知识也是相互依存,相互联系的”。

教学过程中细无声地渗透思政元素存在一定的困难,例如思政教学如何做到有效影响所有学生;如何量化评价课程思政建设成效等。后续教学过程中,本课程团队将继续深入开展课程思政的教研工作,在思政元素、因材施教、成效量化评价上继续深入研究,使之完善。

四、课程思政建设特色与创新

特色:

(1)深入挖掘思政元素,将智育和德育有机结合;

(2)课堂采用启发式教学、讲授式教学以及小组讨论式教学相结合的方式。

亮点:

本节课以问题为导向,学生的 “思考”、“分析”、“观察”、“归纳”、“总结”、“回答”贯穿课堂,以学生为中心,激发学生的学习兴趣,提高学习的主观能动性。

创新点:

以化学实验为基础,以生活实际问题为导向,将思政元素“细无声”地融入教学。学生在课堂中攫取知识的同时,无形中又树立了正确的三观,培养了爱国主义精神、奉献精神、科学探索精神、思辨精神等。

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