一、课程基本信息
课程名称 |
无机化学(下) |
课程性质 |
专业基础课 |
学 分 |
48 |
学 时 |
3 |
开课专业 |
化学(教育方向) |
授课对象 |
化工A2351 |
二、课程思政建设总体思路
《无机化学》属四大化学主干课程之一,是面向化学专业(化学教育方向)本科一年级学生开设的专业基础课,是培养化学类技术人才整体知识结构、能力结构及素质教育的重要组成部分,是学习其它专业课程的重要基础,包括上、下两个学期的内容。《无机化学(下)》主要学习物质结构的基础理论及元素化学的基本知识,让学生了解与化学密切相关的社会热点、科技发展、学科渗透交叉等方面的知识,使学生具有较高的化学素质和知识水平,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,在元素化学教学部分,通过PBL项目式任务,将课程内容与学生分组结合,学生线上提交任务清单,线下组织成果汇报,课后限时小组成果完善,注重教学内容的基础性和前沿性相融合,将理论知识更多的联系实际,将学有所用的思想贯穿整个教学过程,使学生产生更大的学习动力。
《无机化学(下)》课程思政建设目标如下:
思政目标1:
培养学生民族自豪感,践行社会主义核心价值观;立志成为有理想信念、有道德情操、有扎实学识、有仁爱之心的好老师;具有投身化学教育事业的情怀,知行合一的教育理念。【家国情怀】
思政目标2:
教育学生尊师重道,敏而好学,不耻下问;对待学习温故知新,博采广览;对待困难,勇敢正视,不怕吃苦;对待生活,积极乐观,充满活力;对待自我,正确认知,善与反思;拥有持之以恒的终身学习能力。【个人品格】
思政目标3:
使学生学会正确的认识论和方法论,培养学生求真务实,开拓进取的精神;培养学生的批判性思维和创新意识 ;将绿色化学和环保理念贯彻到生活的方方面面【科学观】
“课程思政”内容挖掘主要包括:
1.通过小组合作成果展示,让学生明白团结合作的意义。每位小组成员汇报自己在小组中的工作内容、贡献度及感悟,深刻理解个体和集体之间的关系,个体能量互相激励,集体向着目标齐心协力,每个人的贡献都是不可或缺的。
2.小组汇报中出现的或多或少的漏讲、错讲内容,通过老师记录,全班讨论,集体改正,让同学感受到犯错不可怕,不掩饰,克服它,就是科学精神。
3.以不同族元素分组,各组特征元素特点为例,培养学生的科学兴趣;以每组知识衔接为引,通过学生自主承前启后的学习总结,提升学生的专业素养。
4.很多化学原理,比较直观的解释了很多化学现象,但在书本中并没有对其本质加以阐明,建议同学们通过查找文献,结合《无机化学(上)》所学习的理论进行研究,力争突破思维局限,勇攀科学创新高峰。
5.化学物质繁多,性质各异,通过学生汇报,让学生主动挖掘物质性质背后的社会意义,老师合理引导。如有毒有害物质的防护,“绿水青山就是金山银山”的环保理念,人体健康元素对生命的价值意义,化学的发展与人类寿命的关系,科学的进步与美好社会的和谐发展……
通过三年来的PBL汇报式教学实践探索,我们欣喜的发现,把课堂交给学生,把育人的指挥棒交给学生,让学生学会一堂课,不如让学生能授一堂课。一段路程,有些学生开着车,有些学生骑着车,有些学生步行,教师只是路上的交警,引导学生自主完成这段旅程,“授人以渔”是我们最终的思政育人方向。
三、课程思政典型教学案例
(一)案例名称
探索科学,互助共赢—— “氮族元素”PBL项目汇报
(二)教学目标
1.知识目标:
(1)理解物质结构与物质性质之间的关系
(2)掌握氮族元素中各常见物质的性质
(3)运用结构理论,推测不常见物质的基本化学特性
2.能力目标:
(1)通过共价键的分类,找寻特殊共价键的存在并分析相关性
(2)通过探究性学习,培养学生分析和解决未知化学物质构型问题的能力
(3)通过思政元素的加入,培养学生具有为人类进步和科技发展而创新的奉献精神
3.素质目标:
(1)使学生树立正确的科学观,实事求是的科学态度和爱国情怀
(2)教育学生正确对待“个体”与“集体“
(三)教学设计与组织实施
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、自测习题、课外拓展资源及讨论区活动。同时在学习通PBL项目平台发布了小组任务,要求氮族小组在本节课程当中,发挥主力作用,向全班同学汇报研究成果,并对同学们的疑问给予解答。教师全程辅助,一方面对重难点给予把握和内容深入,别一方面及时纠正氮族小组同学错误,并在需要时提供帮助。
线下汇报课具体教学过程如下:
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 |
全组汇报 |
组长介绍全组任务分工及完成情况 |
(1)氮族小组成员分别汇报自己在完成过程中遇到的难点和解决办法 (2)教师对上一组的最后任务结果进行评价总结,以给此次汇报小组以借鉴 |
利用移动客户端“慕课堂”完成发布的调查问卷 |
(1)团结合作才能众沙成塔,完成任务 (2)个体张扬个性 民主需要集中,强调组长的存在意义 |
课程教学内容导入 |
负责讲解的成员限时汇报: (1)氮族元素的通性:(2)氮的氢化物 (3)氮的含氧化合物(4)氮的卤化物 (5)磷的氢化物、卤化物、氧化物和含氧酸及其盐 (6)As,Sb,Bi的单质及其化合物的性质。 |
(1)教师认真记录下: 学生漏讲内容 学生错讲内容 (2)以氮的氧化物为例,通过物质结构,引导学生证实已知的物质性质 |
及时纠正汇报成员的错误问题,合理提问,要求全班同学参与讨论 |
(1)犯错不可怕,不掩饰,克服它,就是科学精神 (2)学好专业知识,担好时代使命。 (3)氮的多种氧化物是大气主要污染物,如何合理防范,如何治理?引导学生主动提出问题,解决问题。(如果同学未主动提及,教师在此内容部分,将打断学生讲解并提问)将环保理念深入每个学生心里,将化学与人类命运共同体意识紧密结合。 |
教学内容 |
(1)奇电子分子 |
奇电子分子在氮族元素化合物中有明显体现,具体表现在氮族的最外层电子数为5,是奇数。 重点强调定义:一字之差,谬以千里 |
选取学生上台,画出二氧化氮的双聚分子形式 |
培养严谨、细致的科学精神; |
(2) 大π键 |
中学接触过的“苯”为切入点。 教学案例 :1.氢桥键属于这个范畴吗? 2.磷酸根有大π键吗? 3.硝酸根呢? 4.碳酸根呢? |
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学好专业知识, 提升综合素养, 培养新时代的工匠精神 |
(3)惰性电子对效应 |
P区多个族元素都出现了这一效应,具体在氮族的体现。 |
全员讨论:比高锰酸钾强的氧化剂, 除了上节课的PbO2,和本节课的铋酸盐,预测氧族是否会出现 |
坚定同学们的唯物主义思想 |
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(4)巩固练习 偶电子分子的颜色,达到完成本节课程的目标 |
以氧气为例(注意与氮气的区别):三电子π键 并提醒下一组及时线上提交任务报告 |
分子轨道理论在物质结构中的应用(留思考题) |
实事求是,诚信做人 |
课后任务 |
1.PBL小组展示区的完善 2.本组自评,互评 3.自拟题的线上讲解 4.慕课堂上的”作业“ |
全员批改,线上讲解,以身作则为学生树立榜样的力量 |
认真独立完成作业 |
认真、细致、严 谨求实的工匠 精神 |
教学小结 |
本课,教师重点讲的知识点主要是课本中未直接描述的内容: (1)什么是奇电子分子,它所具有的性质特点 (2)什么是大π键,形成条件 (3)惰性电子对效应的应用,比较合适的氧化剂在物质鉴别中的使用 本课需要同学们: (1)注意课本浅层化知识的归纳总结,掌握递变规律 (2)由于物质的特殊性,理解化学键理论中的一些特殊形态。(如氢桥键,不同类型的大π键等等) (3)综合运用结构理论与物质实质性质之间的关系,结构决定性质,性质决定用途 |
(四)教学效果及反思
在元素化学部分,采用PBL项目式教学,是我们近几年来改革的重要尝试。
我们选取在下学期的元素部分开展这个工作,是因为化学原理和结构部分已经学习完毕,而元素化学性质的体现和前期知识息息相关。这既是对前期内容有效的复习和提高,也是对化学(化学教育方向)专业的同学来说一次非常有意义的课程实践。
我们首先根据化学元素周期表的族数以及课本元素化学的学习顺序将同学们分为10个小组(每组约4-5人),随机编排(每组最多允许变换一个同学,目的是尽可能的做到质量平均),且抽签决定学生负责的化学元素部分(或章节)。提前四周在学习通PBL项目中布置任务。本教学设计选取的是“氮族小组“的教学环节(两课时)。
组长负责上传组员分工情况
各组员(含组长)分别负责部分,包括课堂设计,PPT,教案,习题(含解答),由组长统一上传(上传时间,各组汇报讲课的前三天之前)
全组人员汇报工作的进展情况及遇到的问题和收获(约5分钟)
主讲解人负责对全部同学讲授所负责板块的内容(30分钟左右)
评价环节:标准1,课程环节设计,20分(结构是否脉络清晰,设计是否有创意,内容是否有思想)
标准2,PPT设计,20分(布局合理,美观,方便)
标准3,教案,20分(内容是否涵盖完整,有无错误)
标准4,习题,20分(是否是原创,答案有无错漏,考查的知识点是否合理)
标准5,讲解,20分(仪态,语言,语速,感染力)
评价包括:自评(每人都需要)、组内互评(组内每人都需要)、组间互评(组长评价),评价时间在每组完成后的三天内。教师评价在所有组完成以后。
在实际操作过程中,每组同学的线上书面任务都完成的不错,达到了预期效果,部分组甚至超过了老师的预期。在实际课堂环节,每堂课的主讲解学生都有不同程度的漏讲、错讲现象。特别是对重难点的把握上,对大一的学生来说,还是有一定的困难。教师全程和讲解学生及听课学生发生互动,对错误及时纠正,对本章的重点没有提及的内容,通过教学案例给予讲解。
汇报同学们普遍反映:这课上的紧张刺激,收获不小。没想到自己在讲解的过程中,那么快被同学们的提问打乱思路,又及时的被老师拉回来;没想到自己精心准备的习题,被批评的一无是处,没有达到检验的目的。没想到制作的PPT课件,在课堂上一放大,就出现了一堆肉眼可见的错误。要当好一名老师,真不容易啊。听课同学则反映,听自己的同学讲课特别有意思,看老师和同学们辨论似的课堂更有参与感,也更敢思考,同时对自己负责的组的汇报有了更多期待。
而授课教师也不轻松,每组同学都有其独到的特色,每堂课都会突发不同的状况。除了点评课程之外,最重要的是要保障一堂课内容的稳定输出,让同学们都顺利完成学习任务。在这里我们感受到学生的成长,承担着学生讲解过程中的纰漏,也惊喜于学生的创造突破,这大约就是教学相长的意义所在吧。
四、课程思政建设特色与创新
本课程的特色与创新之处在于:
1.构建了混合式的线上线下学习模式,无论是全员参与的课程评价体系、还是理论知识与实验内容的有机融合,都贯彻加强了思政育人的协同作用。
2.通过PBL小组合作式项目展示,将翻转课堂与化学师范专业的职业规划相接合,把枯燥的自然科学理论与社会科学现象有机衔接,突破了学生的习惯性认知模式,培养学生深度分析、大胆质疑、勇于创新的精神和能力,培养学生的科学道德、责任心和使命担当,实现知识传授、能力提升与价值养成的协同发展。
3.元素化学的PBL项目教学从2020学年开始,一直在化学教育专业学生中进行,取得了不错的效果,得到了同学们的广泛认同。A2051班化学教育专业的同学在2022年江西省大学生职业生涯规划大赛中荣获金奖,同学们表示这不是偶然,而是潜移默化从大一就开始得到锻炼的成果。
从2023学年开始,课程组已经将PBL项目拓展到应用化学专业,并将各项目汇报全程录音录像,供同学们课后发现不足,打磨完善,目前项目教学在应用化学专业中运行正常,毕竟团结合作完成小组任务,不仅是未来教师的必备技能,也是一名科技工作者应该具有的素质。根据课程组未来建设计划,预计将把元素化学的PBL项目逐渐推广到所有需要学习《无机化学》课程的专业中去。《无机化学》作为九江学院线上线下混合式一流本科建设课程,课程思政示范课程得到校督导组、院督导组和同行教师多方指导和经验分享,三年来,从评价体系的完善,到每一节课程的可追溯,我们一直在育人的道路不断改革前进。