《無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析》課程思政案例

《無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析》課程思政案例教學(xué)設(shè)計(jì)：本課程以學(xué)生為中心，利用多維信息化資源，構(gòu)建全方位育人的《無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析》課程體系。在教學(xué)中融入中國(guó)化學(xué)家的貢獻(xiàn)、世界知名科學(xué)家的刻苦鉆研精神、科學(xué)探索的思維方式等，真正做到思政育人的“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”。教學(xué)改革的創(chuàng)新點(diǎn)：1.采用“案例教學(xué)”，滲透思政教育，建成課程思政案例，立足中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。2.利用互聯(lián)網(wǎng)+教材模式，實(shí)驗(yàn)資源讓學(xué)生在接觸知識(shí)點(diǎn)時(shí)就對(duì)所學(xué)內(nèi)容有感性認(rèn)識(shí)，增加科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)思維、創(chuàng)新意識(shí)和學(xué)習(xí)興趣。3.思政環(huán)節(jié)的考核。設(shè)置在線(xiàn)思政測(cè)試題、課前測(cè)和學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)、收集和整理形成與知識(shí)點(diǎn)相結(jié)合的含有思政元素的報(bào)告，在見(jiàn)面課與同學(xué)分享自己的心得體會(huì)。案例名稱(chēng)：原子結(jié)構(gòu)與元素周期性課程思政教學(xué)案例教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)：熟悉四個(gè)量子數(shù)對(duì)核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述；掌握元素原子價(jià)層電子結(jié)構(gòu)的特征；了解元素性質(zhì)周期性變化規(guī)律。能力目標(biāo)：會(huì)從原子半徑、價(jià)層電子結(jié)構(gòu)和有效核電荷了解元素的性質(zhì)。注重過(guò)程考核，提高學(xué)生自我學(xué)習(xí)、分析歸納能力，啟發(fā)學(xué)生高階思維。價(jià)值目標(biāo)：實(shí)事求是和探索精神;培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)思維、創(chuàng)新意識(shí)。教學(xué)實(shí)施過(guò)程：1.課前觀看微課和課件，課程思政案例視頻（徐光憲&門(mén)捷列夫）必看；根據(jù)自己的基礎(chǔ)知識(shí)和學(xué)習(xí)能力調(diào)整進(jìn)度，同時(shí)通過(guò)做網(wǎng)上的單元測(cè)試判斷自己對(duì)知識(shí)的掌握情況。2.見(jiàn)面課采用慕課堂智慧教學(xué)工具，進(jìn)行課前測(cè)，題目含有課程思政案例視頻（徐光憲&門(mén)捷列夫）的知識(shí)點(diǎn)。在思政課程中，我們可以引入中國(guó)化學(xué)家的貢獻(xiàn)和科學(xué)家的刻苦鉆研精神等，以史為鑒，講解科學(xué)規(guī)律的研究方法，真正做到思政育人的“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”。經(jīng)過(guò)幾百年的爭(zhēng)論，人們對(duì)光的本性有了正確的認(rèn)識(shí)：光具有波動(dòng)性和粒子性，即光的波粒二象性。德布羅依指出，物理學(xué)界在19世紀(jì)只看到了光的波動(dòng)性，忽略了光的粒子性，對(duì)實(shí)物的研究也只看到了粒子性，忽略了它的波動(dòng)性。德布羅依的假設(shè)在1927年被電子衍射實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，此后又證明了中子、質(zhì)子等微粒都具有波動(dòng)性。海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理反映微粒具有波動(dòng)性，遵循量子力學(xué)所描述的運(yùn)動(dòng)規(guī)律---薛定諤方程。為了了解核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們可以用波函數(shù)來(lái)描述它。波函數(shù)的解是一個(gè)比較復(fù)雜的數(shù)學(xué)表達(dá)式，人們通常會(huì)把直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化成球坐標(biāo)系求解，并把得到的波函數(shù)的解分成角度部分和徑向部分，以進(jìn)一步化繁為簡(jiǎn)。徑向波函數(shù)描述電子距核的某個(gè)位置出現(xiàn)的概率情況，而角度波函數(shù)與原子之間的成鍵以及雜化軌道有密切關(guān)系，是我們重點(diǎn)研究的部分。通過(guò)培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)，我們可以抓住問(wèn)題的主要矛盾，化繁為簡(jiǎn)，更好地理解和應(yīng)用量子力學(xué)的知識(shí)。根據(jù)角度波函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，可以繪制出其空間圖形。在書(shū)中，提供了s軌道和p軌道角度部分的繪制方法，并將這些軌道按照形狀進(jìn)行分類(lèi)，例如s軌道是球形的，p軌道是啞鈴型的，f軌道是花瓣形的。通過(guò)了解每個(gè)量子數(shù)的含義，可以建立圖形和三個(gè)量子數(shù)(n,l,m)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這樣，我們可以用三個(gè)量子數(shù)的合理組合，即原子軌道的符號(hào)來(lái)描述核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而解出復(fù)雜波函數(shù)的解（即薛定諤方程的合理解）。在課前，布置討論題，以小組報(bào)告的形式完成。通過(guò)分組討論，利用知識(shí)點(diǎn)分析解決問(wèn)題，教師講解結(jié)合知識(shí)點(diǎn)深度拓展。討論的主題包括多電子原子軌道的能級(jí)、核外電子分布式、基態(tài)原子的價(jià)層電子構(gòu)型、電子分布式與原子實(shí)的關(guān)系以及陽(yáng)離子外電子層電子分布式的確定等。課后，學(xué)生需要完成線(xiàn)上單元測(cè)試和線(xiàn)下作業(yè)。每一單元都有一套單元測(cè)試，每單元學(xué)習(xí)結(jié)束后由學(xué)生自行在線(xiàn)上完成，系統(tǒng)打分，分?jǐn)?shù)計(jì)入平時(shí)分?；旌鲜浇虒W(xué)方式方便融入課程思政元素，得到了學(xué)生的高度評(píng)價(jià)。學(xué)生認(rèn)為慕課式學(xué)習(xí)提供了更多的學(xué)習(xí)資源，與課堂教學(xué)互相呼應(yīng)、互相補(bǔ)充，提高了學(xué)習(xí)效率，為初入大學(xué)的學(xué)生提供了一個(gè)良好的適應(yīng)機(jī)會(huì)，有助于培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力。同時(shí)，課后測(cè)試和課前測(cè)都能有效檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果，加深知識(shí)記憶。課堂教學(xué)采用了比較新形式的教學(xué)方法，包括課前測(cè)試和課中討論組講課。通過(guò)討論式教學(xué)，能夠很好地將知識(shí)傳授給學(xué)生，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，課堂教學(xué)效率高，講課方式先進(jìn)，和學(xué)生互動(dòng)非常流暢。我們應(yīng)該將思政學(xué)習(xí)與專(zhuān)業(yè)課程融合在一起，以開(kāi)拓發(fā)展化學(xué)與思政結(jié)合的新型教育理念。這樣，學(xué)生在專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的同時(shí)自然而然地接受思想政治教育，從而更好地了解國(guó)家政策和社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)。我們可以增加理論課和實(shí)驗(yàn)課的融合，將理論課與“無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”慕課資源以及化學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬仿真資源更好地結(jié)合起來(lái)。這樣，我們可以實(shí)現(xiàn)資源共享、師資共享和平臺(tái)共享，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)化學(xué)學(xué)科的不同要求，我們應(yīng)該因材施教、因需施教。從學(xué)生實(shí)際需求出發(fā)，開(kāi)發(fā)出多種不同學(xué)時(shí)和教學(xué)難度的教學(xué)方案以及實(shí)施計(jì)劃，以滿(mǎn)足不同學(xué)生的需求。我們還應(yīng)該進(jìn)一步提升教師的教學(xué)技能，更新教學(xué)理念。在以學(xué)生為中心的翻轉(zhuǎn)課堂中