基于OBE理论实施无机化学课程思政教学的案例

刘晓瑭, 余林梁, 陈洁

Teaching Case of Course Ideological and Political Education of Inorganic Chemistry Based on OBE

Xiaotang Liu, Linliang Yu, Jie Chen

表3 科学精神和科学方法常用的课程思政素材

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[16] 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[17] 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”[18] 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[19] 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[20] 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”[21] 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