University Chemistry ›› 2023, Vol. 38 ›› Issue (1): 76-87.doi: 10.3866/PKU.DXHX202203061
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Xiaotang Liu1,*(
), Linliang Yu1, Jie Chen2
Received:2022-03-24
Accepted:2022-05-31
Published:2022-10-11
Contact:
Xiaotang Liu
E-mail:xtliu@scau.edu.cn
Xiaotang Liu, Linliang Yu, Jie Chen. Teaching Case of Course Ideological and Political Education of Inorganic Chemistry Based on OBE[J].University Chemistry, 2023, 38(1): 76-87.
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| 章节 | 知识点 | 素材 | 课程思政目标 |
| 绪论 | 无机化学开篇,劝学 | 视频:韩公祠,韩愈名言“业精于勤荒于嬉,行成于思毁于随” | 努力学习,爱家乡爱国家,服务人民 |
| 3. 化学平衡 | 可逆反应的概念 化学平衡移动原理 | 葛洪《抱朴子》“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂” 《老子》“天之道,损有余而补不足” | 人文素养 |
| 4. 原子结构和元素周期律 | 原子结构 | 《庄子》“一尺之椎,日取其半,万世不竭” 《论语》“知之为知之,不知为不知,是知也” | 人文素养 科学精神 |
| 5. 分子结构和共价键理论 | 共价键 分子结构 | 班固“修学好古,实事求是。” 宋应星《天工开物》“形万变而不穷” | 科学精神 人文素养 |
| 6. 晶体结构 | 晶体结构 | 《诗经》“他山之石,可以攻玉” 白居易《放言·赠君一法决狐疑》“试玉要烧三日满,辨才需待七年期” | 人文素养 |
| 7. 氧化还原反应 | 氧化还原的概念 电极电势 | 葛洪《抱朴子》“铅性白也,而赤之以为丹,丹性赤也,而白之以为铅” 葛洪《抱朴子》“以曾青涂铁,铁赤色如铜” | 人文素养 |
| 8. 卤素 | 卤化物 | 许慎《说文解字》“盐,咸也” | 人文素养 |
| 9. 氧族 | 臭氧 硝酸盐 | 黄庭坚《念奴娇∙断雨霁虹》“断红霁雨,净秋空、山染修眉新绿” 《范子计然》“硝石出陇道”“以硫磺、雄黄合硝石,并蜜烧之”“焰起,烧手面及火尽屋舍” | 人文素养 爱国情怀 |
| 10. 氮族 | 氮气生成氨 砷分族 | 王安石《元丰行示德逢》“雷蟠电掣云滔滔,夜半载雨输亭皋。旱禾秀发埋牛尻,豆死更苏肥荚毛”,【谚语】雷雨发庄稼 葛洪的《抱朴子》“取雌黄、雄黄,侥下,其中铜铸以为器复之……百日此器皆生赤乳,长数分” 沈括《梦溪笔谈》记载活字印刷术 | 人文素养 爱国情怀 |
| 11. 碳族和硼族 | 碳的性质 硅的性质 | 视频:余音演唱《咏煤炭》(于谦) 视频:郑板桥《竹石》 | 社会责任感、使命感 人文素养 |
| 12. IA、IIA组元素 | 碱土金属 | 于谦《石灰吟》 杜甫《客从》 | 人文素养,品格高尚 社会责任感使命感 |
| 13. 配位化学基础 | 配位化学发展史 配合物的颜色 | 屈原《离骚》“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。揽茹蕙以掩涕兮,沾余襟之浪浪”,《诗经》“缟衣茹蕙” 白居易《忆江南·其一》“日出江花红胜火,春来江水绿如蓝” | 人文素养 爱国情怀 |
| 14. 过渡元素 | 铁系元素 IIB Cu合金 锰分族 | 《木兰辞》“朔气传金柝,寒光照铁衣” 葛洪的《抱朴子》“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂” 宋应星《天工开物》金箔的制作 《吕氏春秋》“金柔锡柔,合两柔则刚” MnO2是青花瓷的主要成分 | 人文素养 科学方法 工匠精神 人文素养 文化自信 |
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| 章节/知识点 | 化学家/企业 | 科学精神 | 爱国情怀 |
| 3. 化学平衡/电离理论 | 阿累尼乌斯 | 在大学期间,敢于突破权威思想的束缚,提出了不同于主流观念的电离理论 | 为祖国工作放弃自己的名誉和利益 |
| 6. 晶体结构/晶体结构 | 徐如人 | 首提“现代无机合成化学”,分子筛和多孔材料,水热法晶化合成单晶 | 矢志不渝,不断创新,服务国家 |
| 8. 卤素/氟的用途 | 邓稼先 | 氟分离铀同位素,介绍两弹元勋 | 奉献精神,“两弹一星”精神 |
| 9. 氧族/元素的发现 | 居里夫人(法) | 发现了“类碲” | 为纪念祖国波兰而命名为“Polonium” |
| 10. 氮族/氨气 | 侯德榜/永利 | 侯氏制碱法 | 填补我国化学工业空白,提振民族企业 |
| 10. 氮族/砷分族 14. 过渡元素/稀土元素 | 张青莲 | 精确测定铟、铱、锑、铕、铈、铒、锗、镝等元素的相对原子质量,被IUPAC确定为新标准 | 回国发展科学教育和学术研究 |
| 11. 碳族和硼族/碳单质 | 郑兰荪 | 我国原子团簇研究的开拓者 | 学成立即归国 |
| 11. 碳族和硼族/硅单质 | 华为(孟晚舟) | 立足创新,5G领先,芯片断供下自行开发 | 自立自强 |
| 11. 碳族和硼族/锗分族 | 温克勒(德) | 坚信门捷列夫的预言,不懈努力发现“类硅” | 为纪念自己的祖国,命名为“Germanium” |
| 11. 碳族和硼族/铝分族 | 布瓦博德朗(法) | 发现“类铝”,验证了人类第一次科学预言的元素 | 为纪念自己的祖国,命名为“Gallium”(法国古称“高卢”) |
| 12. IA、IIA组元素和稀有气体/碱金属 | 佩里(法) | 发现了“类铯” | 学习居里夫人爱国精神,将新元素命名为“Francium” |
| 13. 配位化学基础/配合物基本概念 | 戴安邦 | 用配位化学观点研究胶体溶液;解决国家农业、工业、医药等领域重大关键问题 | 学成归国,根据国家发展需要转换研究领域,并做出杰出贡献 |
| 13. 配位化学基础/晶体场理论 | 唐敖庆 | 提出配位场理论 | |
| 14. 过渡元素/稀土元素 | 徐光宪 | 从事核燃料萃取化学研究,制造钚;后转向稀土分离和萃取的研究,创立了稀土串级萃取理论,使我国的稀土分离技术和产业化水平跃居世界首位,确立中国的世界稀土强国地位 | 艰难岁月中刻苦求学、学成归国;坚持“立足基础研究,面向国家目标”的研究理念,以身许国,攻克国家急需技术 |
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| 章节 | 知识点 | 素材 | 课程思政目标 |
| 绪论 | 化学发展史 | 纪录片:《百年化学》 | 科学精神和科学方法 |
| 1. 化学基础知识 | 导入 | 马克思名言“在科学上没有平坦的大道,只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人,才有希望达到光辉的顶点” | 科学精神 |
| 理想气体状态方程 | 波义尔定律(物理化学第一个定律),将化学从自然哲学中分离出来,成为独立的科学,倡导实验 | 求实、创新精神 | |
| 化学反应速率 | 首个诺贝尔化学奖,1901年,范德霍夫“发现了化学动力学法则和溶液渗透压” | 热爱化学,创新思维 | |
| 2. 热力学基础 | 热力学第一定律 | 拉瓦锡:质量守恒定律(化学研究由定性到定量),氧气的发现 | 科学方法 |
| 热力学第三定律 | 1920年诺贝尔化学奖,Walther Hermann Nernst “对热化学的研究”,热力学第三定律[ 吉布斯奠定了化学热力学的基础,范特·霍夫在吉布斯研究的基础上开展研究,经能斯特发展 | 科学家的严谨和坚持 淡泊名利,科学研究的持续发展,科学方法 | |
| 3. 化学平衡 | 酸碱理论 | 1903年诺贝尔化学奖,阿累尼乌斯“提出了电离理论”(阿累尼乌斯公式,T–k) | 热爱专业,创新思维 |
| 化学平衡的移动 | 1900年勒夏特列为研究化学平衡做合成氨实验,发生爆炸,未究原因,而放弃[ | 实事求是、严谨 | |
| 4. 原子结构和元素周期律 | 核外电子运动 | 德∙布罗意联立质能方程和光子能量公式预言微观粒子的波粒二象性;薛定谔方程和波尔量子理论;保里不相容原理的发现过程 | 创新思维和创新的科学研究方法;科学伦理 |
| 元素周期表的发现 | 恩格斯评价“门捷列夫不自觉地应用黑格尔的量转化为质的规律,完成了科学上的一个勋业。这个勋业可以和勒维耶计算尚未知道的行星——海王星的轨道的勋业居于同等地位”[ | 科学方法 量变到质变的辩证法原理 | |
| 5. 分子结构和共价键理论 | 共价键理论 | 1954年诺贝尔化学奖,鲍林“对化学键的性质的研究以及在对复杂物质的结构的阐述上的应用”;1962年诺贝尔和平奖,反对核武器,促进核不扩散 | 创新思维、科学方法和科学家的社会责任感 |
| 6. 晶体结构 | 偶极矩的测定 | 1936年诺贝尔化学奖,德拜“通过对偶极矩以及气体中的X射线和电子的衍射的研究来了解分子结构” | 科学方法 |
| 晶体结构 | 2011年诺贝尔化学奖,达尼埃尔∙谢赫特曼“准晶体的发现” | 创新精神 | |
| 能带理论 | 1986年发现氧化物陶瓷材料的超导电性,是研究思路(从金属到其他材料)的突破;赵忠贤院士的贡献;超导材料研究快速发展 | 创新思维,良性的竞争促进科学的发展 | |
| 7. 氧化还原反应 | 能斯特方程 | 能斯特发明了白炽灯、提出了第三热力学定律;将成绩的取得归功于导师的培养,自己也毫无保留地把知识传给学生,学生中有三位诺贝尔物理奖获得者[ | 跨领域研究的创新能力 尊师重教 |
| 元素周期表简介 | 门捷列夫与元素周期表[ 视频:《元素之歌》 | 科学方法,科学精神 | |
| 8. 卤素 | 氟的制备 | 1906年,亨利∙莫瓦桑(法国)“研究并分离了氟元素,并且使用了后来以他名字命名的电炉” | 科学方法,为科学献身的精神 |
| 氟的用途 | 小托马斯·米基利的两大发明四乙基铅和氟利昂的兴衰史 | 科学伦理 | |
| 9. 氧族 | 臭氧 | 1995年诺贝尔化学奖,保罗∙克鲁岑、马里奥∙莫利纳、弗兰克∙舍伍德∙罗兰“对大气化学的研究,特别是有关臭氧的形成和分解的研究” | 科学家的社会责任感 |
| 硫单质 | 视频:《硫化橡胶——Good Year》 | 潜心研究 | |
| 10. 氮族 | 氨 | 1918年诺贝尔化学奖,弗里茨∙哈伯“对从单质合成氨的研究”,及主持化学武器的研发和化学战。 1931年诺贝尔化学奖卡尔·博施、弗里德里希·贝吉乌斯“发明与发展化学高压技术” 2007年诺贝尔化学奖,格哈德·埃特尔“对固体表面化学进程的研究” | 科学精神和科学伦理 科学技术的持续研究 |
| 硒和碲 | CdSe和CdTe量子点的发展 | 学科前沿 | |
| 11. 碳族和硼族 | 碳单质 | 1996年诺贝尔化学奖,罗伯特∙柯尔、哈罗德∙克罗托、理查德∙斯莫利“发现富勒烯” 钱逸泰院士用Wurtz反应以金属钠还原四氯化碳制备金刚石粉末 | 学科前沿 创新精神 |
| 硅单质 | 视频:《芯片为什么这么难做?》 高科技摇篮硅谷“八叛逆”的故事 | 科学精神 创新精神 | |
| 硼烷 | 1976年诺贝尔化学奖,威廉·利普斯科姆“对硼烷结构的研究,解释了化学成键问题” | 创新精神 科学方法 | |
| 12. IA、IIA组元素和稀有气体 | 碱金属 | 2019年诺贝尔化学奖,Goodenough“在锂离子电池的发展方面作出的贡献” 视频:《锂离子电池工作原理》 | 刻苦钻研,科学精神 |
| 碱土金属 | 纪录片:《居里夫人》 | 科学精神 | |
| 稀有气体 | 1904年诺贝尔化学奖,Sir William Ramsay“发现了空气中的惰性气体元素并确定了它们在元素周期表里的位置” | 热爱化学,科学方法 | |
| 13. 配位化学基础 | 配合物基本概念 | 1913年诺贝尔化学奖,维尔纳“分子内原子连接的研究,特别是在无机化学研究领域”[ | 追求真理,科学方法,科学精神 |
| 影响配合物稳定的因素/配合物的颜色 | 1930年诺贝尔化学奖,汉斯∙费歇尔“对血红素和叶绿素的组成的研究,特别是对血红素的合成的研究” | 热爱化学,科学方法 | |
| 配合物的应用 | 戴安邦研究铂系配合物抗癌药物和机理,及癌症用药研究前沿 | 科学研究方法,学科前沿 | |
| 14. 过渡元素 | 钒分族 | 钒氮合金是攀枝花钢铁公司独创 | 创新精神,民族自信 |
| 内过渡元素 | 稀土元素分离的百年历程 | 科学精神 |
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| 章节 | 知识点 | 体现的哲学原理 |
| 1. 化学基础知识 | 化学反应速率的决定因素和影响因素 | 内因和外因的关系 |
| 3. 化学平衡 | 化学平衡的决定因素和影响因素 | 内因和外因的关系 主要矛盾和次要矛盾原理 |
| 化学平衡 | 质量互变规律、矛盾的对立统一原理 | |
| 4. 原子结构和元素周期律 | 元素周期表 | 量变到质变,实践–理论–再实践的认识论,本质和现象的对立统一关系 |
| 原子结构的发现:实心小球模型→葡萄干枣糕模型→行星模型→波尔模型→电子云模型 电子的波粒二象性 | 否定之否定 | |
| 5. 分子结构和共价键理论 | 共价键理论:路易斯理论→价键理论→杂化轨道理论→价层电子对互斥理论→分子轨道理论 | 否定之否定,认识的螺旋式发展 |
| 6. 晶体结构 | 离子极化学说 结构决定性质、性质反映结构 | 物质的相互联系 现象和本质 |
| 8. 卤素 | 氟的特殊性 | 一般性与特殊性的原理 |
| 氟、氯、碘、硒等元素在人体内的作用(其他微量元素如硒) | 质量互变规律 | |
| 13. 配位化学基础 | 配合物结构的理论:配合物价键理论→晶体场理论→分子轨道理论→配位场理论→…… | 认识–实践–再认识–再实践 |
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| 章节 | 知识点 | 素材 |
| 绪论 | 化学发展史 | 纪录片:《百年化学》 |
| 1. 化学基础知识 | 化学反应速率 | 催化反应对科学持续发展的重要性 |
| 2. 热力学基础 | 热化学 | 生物燃料等清洁能源 |
| 3. 化学平衡 | 化学平衡的移动 | 侯德榜发明的联合生产合成氨与碱的工艺 |
| 4. 原子结构和元素周期律 | 原子结构 | 绿色化学的方法之一——“原子经济”法,将反应物中的大部分或全部原子最终变为目标产物分子的一部分 |
| 6. 晶体结构 | 晶体结构 | 北京冬奥会火炬的新材料 |
| 7. 氧化还原反应 | 氧化还原反应 | 绿色化学方法——光氧化还原酶具有氧化还原双重作用且反应条件温和,被用来合成医药领域中重要的化合物中间体 |
| 8. 卤素 | 氟 | 氟利昂的发明和禁用 |
| 9. 氧族 | 过氧化氢 | “零排放”的绿色化学制备方法 |
| 硫的氧化物 | 视频:《酸雨是怎样形成的?》 | |
| 10. 氮族 | 氨 | 生物固氮技术 |
| 氮的氧化物 | 纪录片:《大雾伦敦》 | |
| 11. 碳族和硼族 | 二氧化碳 | 动画片:《回忆积木屋》(温室效应) |
| 12. IA、IIA组元素和稀有气体 | 碱金属 | 视频:《锂离子电池工作原理》 |
| 14. 过渡元素 | 内过渡元素 | 视频:《翟志刚谈地球》,核能 |
| 1 | 邱伟光. 思想理论教育, 2017, (7), 10. |
| 2 | 陆道坤. 思想理论教育, 2018, (3), 64. |
| 3 |
万林艳; 姚音竹. 中国大学教学, 2018, (12), 52.
doi: 10.3969/j.issn.1005-0450.2018.12.011 |
| 4 |
朱征军; 李赛强. 中国大学教学, 2019, (12), 24.
doi: 10.3969/j.issn.1005-0450.2019.12.007 |
| 5 | 陆道坤. 思想理论教育, 2021, (3), 25. |
| 6 | 教育部. 教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知. [2022-03-12]. http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-06/06/content_5517606.htm |
| 7 |
张树永. 大学化学, 2019, 34 (11), 4.
doi: 10.3866/PKU.DXHX201908050 |
| 8 | 胡芳东; 夏其英; 李琳; 姜晓蕾. 化学教育(中英文), 2021, 42 (16), 43. |
| 9 |
展鹏; 蒋小飞; 王艺铭; 兰共德; 刘新泳. 大学化学, 2019, 34 (11), 61.
doi: 10.3866/PKU.DXHX201904016 |
| 10 | 刘志莲; 崔玉; 刘思全; 杨小凤; 王守锋. 大学化学, 2020, 35 (9), 31. |
| 11 | 白新伟; 胡珠楠; 彭志江; 雷以柱; 王虎; 陈定梅; 王毅红; 张萍. 化学教育(中英文), 2021, 42 (22), 23. |
| 12 | 汪羽翎; 马荔; 谢少艾; 张卫; 魏霄; 尹屹梅; 陈虹锦. 大学化学, 2021, 36 (3), 2101047. |
| 13 | 刘晓瑭. 无机化学课程思政移动微课件软件: 中国, 2022SR0055742[P]. 2022-02-10. |
| 14 | 李志义. 中国大学教学, 2016, (11), 10. |
| 15 | 戴安邦. 大学化学, 1989, 4 (1), 1. |
| 16 | 赵玉杰; 杨谦; 王洪见. 大学物理, 2014, 33 (1), 51. |
| 17 | 王颖霞. 大学化学, 2009, 24 (5), 75. |
| 18 | 贝尔纳J. D.. 科学学研究, 2020, 38 (4), 579. |
| 19 | 祁天杰; 尹晓冬. 科学文化评论, 2020, 17 (4), 87. |
| 20 | 李淑妮; 翟全国; 蒋育澄; 胡满成; 刘志宏; 高胜利. 大学化学, 2019, 34 (12), 2. |
| 21 | 章慧; 林丽榕. 大学化学, 2011, 26 (6), 8. |
| 22 | 凯瑟琳∙米德尔坎普, 等, 化学与社会. 段连运, 等, 译. 北京: 化学工业出版社, 2018: 12, 131. |
| 23 | Zhan G. ; Wang L. D. ; Zhao Z. F. ; Fang P. Y. ; Bian Z. Q. ; Liu Z. W. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 19011. |
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