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《物理化学》课程思政教学案例
2024-11-22 10:31 汪锐睿 

一、课程基本信息

课程名称

物理化学

课程性质

专业基础课

学 分

3

学 时

48

开课专业

应用化学

授课对象

大三

二、课程思政建设总体思路

物理化学是物理化学是一门交叉科学,它结合了物理学和化学的原理和方法,用于研究物质的性质、状态变化以及化学反应等方面的宏观规律和微观机制。既要注重学生实验技能的培养,也要关注学生的思想品德和人文素养的提升。因此,在课程思政建设中,应该从以下几个方面着手:一、明确课程思政建设的目标:物理化学课程思政建设的目标是将思想政治教育贯穿到物理化学课程的教学过程中,培养学生的科学精神、创新意识、道德品质和社会责任感。具体来说,就是要通过物理化学课程教学,使学生掌握物理化学的基本原理和方法,同时引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观,提高学生的综合素质。二、挖掘物理化学课程中的思政元素:物理化学课程中蕴含着丰富的思政教育资源,如科学精神、辩证思维、道德品质等。教师要深入挖掘这些资源,将其与物理化学的教学内容有机结合,为学生提供富有教育意义的教学素材。三、创新教学方法和手段:为了有效地将思政元素融入物理化学课程,教师应创新教学方法和手段。例如,可以通过案例分析、小组讨论、实验实践等方式,引导学生主动思考、探索和实践,培养学生的创新能力和道德素养。四、加强师资队伍建设:教师是课程思政建设的主体,要加强师资队伍建设,提高教师的思想政治素质和教育教学能力。学校和教育部门应组织相关培训和研讨活动,促进教师在物理化学课程中更好地融入思政教育。五、建立完善的课程评价体系:课程评价是检验课程思政建设效果的重要手段。学校应建立完善的课程评价体系,从学生的学术成绩、实践能力、道德品质等多方面对课程思政建设效果进行评价,以推动课程思政建设的持续改进和提高。六、加强课程思政研究与交流:学校和教育部门应加强课程思政研究与交流,组织相关学术研讨会、工作经验交流会等活动,促进教师之间的经验分享和教育教学理念更新,提高课程思政建设的整体水平。

总之,物理化学课程思政建设要以学生为中心,注重学生的全面发展和综合素质的提升,创新实验教学方式,引导学生树立正确的科学观、人生观和价值观,促进学生的终身学习和发展。

三、课程思政典型教学案例

(一)案例名称

热力学第二定律-能源效率与可持续发展

(二)教学目标

【知识目标】

(1)明确热力学第二定律的不同表述,如熵增原理、熵的增加方向性等,并理解这些表述背后的物理意义。

(2)学生应该能够熟练书写和解释热力学第二定律的数学表达式。

【能力目标】

能够将热力学第二定律的基本原理应用于实际问题,如能源转换、温度控制、反应方向性等,进行简单的分析和判断。

【价值目标】

(1)通过了解科学家的贡献和科学发现的历史背景,增进对科学文化的理解和尊重;

(2)培养学生的问题解决能力、批判性思维和科学探究精神,对提高整体科学素养具有积极作用。

(三)教学设计与组织实施

环节

教师活动

学生

活动

课前任务

通过“学习通”发布学习任务:

(1)复习热力学第一定律中卡诺循环有关内容;

(2)了解能源的分类;

学生自学。

新课导入

先从自然界自发现象出发让学生了解自发过程的特点,再从历史出发,回顾一下热力学第二定律的发现过程。从尼古拉·卡诺对热机的效率的研究,到克劳修斯和开尔文对熵的概念的提出,引出热力学第二定律。

教师引导,学生发言,师生互动。

卡诺定律和熵的定义

通过卡诺定理引出熵的概念

说明: http://210.35.240.38/NCUCourseWare/UserImages/00009078.jpg

学生观看课件,认真听讲,学生思考互动,回答问题。

克劳修斯不等式与熵增加原理

引入克劳修斯不等式

然后提出熵增加原理

对于绝热体系, ,所以Clausius不等式为dS≥0

等号表示绝热可逆过程,不等号表示绝热不可逆过程。熵增加原理可表述为:在绝热条件下,趋向于平衡的过程使体系的熵增加。或者说在绝热条件下,不可能发生熵减少的过程。

如果是一个孤立体系,环境与体系间既无热的交换,又无功的交换,则熵增加原理可表述为:一个孤立体系的熵永不减少。

课程总结

1、强调热力学第二定律的核心内容,即孤立系统熵的总量随时间增加,或者说是系统总是朝着熵增的方向演化。这个定律不仅限制了能量转换的效率,也揭示了自然界中过程的不可逆性。针对实验中的重点实验操作,采用学生一人操作多人找毛病的方式对实验的要点进行总结。

2、熵是热力学第二定律中引入的重要概念,它表征了系统的无序程度。随着熵的增加,系统趋向于更加无序的状态。这个概念不仅在水力学中有着重要的地位,也在其他科学领域,如信息论和生物学中有着广泛的应用。

学生讨论总结。

(四)教学效果及反思

【教学效果】

学生反馈:收集学生对课程思政内容的反馈,了解他们对科学精神、道德伦理和社会责任感的认识程度,以及这些内容如何影响他们的学习和价值观。学习成绩分析:分析学生的学术成绩,看看思政教育是否对学生理解和应用物理化学知识有积极影响。实验和项目评价:评估学生在实验和项目中的表现,特别是在解决实际问题时体现出的创新能力和道德判断力。课堂参与度:观察学生在课堂讨论、小组活动和互动中的参与程度,以及他们如何将思政元素与物理化学知识相结合。跨学科能力:评估学生将物理化学知识与其他学科相结合的能力,如在解决复杂问题时运用数学和物理学的方法。社会实践和志愿服务:了解学生参与社会实践活动和志愿服务的情况,以及他们如何将所学应用于社会服务中。

【反思】

虽然本次实验的教学效果较好,但也存在一些需要改进的地方。主要反思如下:教学内容:是否涵盖了足够的思政教育内容,以及这些内容是否与当前的社会和文化背景相关联。教学方法:教学方法是否有效地促进了学生的参与和理解,是否需要更多的互动和案例研究来加强教学效果。教师培训:教师是否具备足够的思政教育知识和能力,是否需要进一步的培训和发展。评价体系:评价体系是否全面反映了学生的思政教育成果,是否需要调整以更好地促进学生的全面发展。

资源整合:是否有效地利用了跨学科资源和现代教育技术,是否需要更多的资源来支持课程思政建设。通过定期评估和反思,物理化学课程思政建设可以不断改进和完善,确保课程能够培养出既有专业知识又有良好道德品质和社会责任感的优秀人才。

四、课程思政建设特色与创新

(1)融合科学精神与人文关怀:物理化学课程不仅传授专业知识,还着重培养学生的科学精神,包括批判性思维、实证主义态度和追求真理的品质。同时,通过介绍化学家的生平事迹和科学发展的社会影响,融入人文关怀,培养学生的人文素养和社会责任感。

(2)实例教学与道德教育相结合:在讲解物理化学的基本原理和公式时,教师可以结合具体的科学发现和实验案例,讲述科学家的道德故事和科学探索过程中的伦理问题,引导学生思考科学进步与道德伦理的关系。

(3)强调实践能力与社会实践:物理化学实验是课程的重要组成部分,通过实验教学,学生可以亲手操作,体会科学研究的实践过程,培养解决实际问题的能力。同时,鼓励学生参与社会实践活动,将所学知识应用于社会服务中,增强社会责任感。

(4)跨学科教学资源的整合:物理化学与其他学科如数学、物理学、材料科学等有着密切的联系。在课程思政建设中,可以整合这些学科的资源,开展跨学科的教学活动,培养学生综合素质。

(5)利用现代教育技术:结合数字技术和信息技术,开发多媒体教学资源,如在线课程、虚拟实验室等,增强物理化学课程的互动性和趣味性,提高学生的学习兴趣和参与度。

(6)评价体系的多元化:建立包括学术成绩、实践能力、道德品质、团队协作等多方面的评价体系,全面评估学生在物理化学课程中的表现,促进学生全面发展。

(7)教师队伍的培养与提升:加强物理化学教师队伍的思政教育培训,提升教师在课程中融入思政元素的能力。通过教师间的交流和研讨,不断改进教学方法和内容,提高课程思政建设的质量。

通过上述特色与创新,物理化学课程思政建设旨在培养学生的科学素养、创新精神、道德品质和社会责任感,使学生在掌握物理化学专业知识的同时,成为德才兼备的社会栋梁之才。

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