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 |
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导 入 |
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一 |
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 |
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导 入 二 |
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 |
缓 冲 溶 液 的 概 念 |
100mL HCl pH = 5.00
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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 |
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100mL HAc和NaAc溶液pH=5.00 滴加少量强酸、强碱pH几乎不变 |
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缓 冲 溶 液 的 组 成 |
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 |
缓 冲 原 理 |
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 |
人 体 正 常pH的 维 持 |
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 |
课 堂 小 结 |
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。 |
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展示PPT,课堂总结 |
观看PPT,回忆知识点 |
2min |
课 后 作 业 |
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? |
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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。