一、案例简介
物理化学实验是环境工程、化工等专业的一门专业基础课,是和物理化学理论课配套的一门实验课。是在无机有机化学之后,专业课学习之前的一门课程,物理化学实验综合了化学领域中各分支学科所需要的基本操作技能和基本研究方法,是培养学生基本操作能力、科学研究能力、综合创新能力的重要实践环节,在基础化学实验中占有非常重要的地位。
本课程开展课程思政的思路:将信息技术深度融入课程教学,对教学内容进行再设计,在知识传授和能力培养中实现入心入脑的价值塑造。学生在课外利用自建SPOC学习基础知识,将必须进行实操的内容和学生容易产生错误理解的内容放到课堂内,并在课堂内增加新元素,让学生上课有更大的收获感;在实验课堂上,通过言传身教,培养学生严谨的工作作风、实事求是的科学态度和诚实守信的品质,提高学生理论联系实际、分析和解决具体问题的能力,渗透环保节约的理念;在课后拓展环节,培养学生的综合创新思维,激发学生的科研兴趣。
凝固点降低法测定溶质的摩尔质量是一个经典的物理化学实验,其原理是利用稀溶液的依数性,也就是当溶质溶解于溶剂中,会导致溶剂凝固点下降,并且凝固点下降值与溶液的浓度成正比。根据凝固点降低值和溶质摩尔质量之间的定量关系,可以利用该性质来测定溶质摩尔质量。本实验的主要内容是测定溶液和溶剂的凝固点,凝固点的正确测定离不开对凝固点、相律、过冷现象的深入理解。本实验原理看似简单,但是扩展开来,可以联系到很多理论知识点,对于培养学生理论联系实际能力、分析问题和解决问题的能力、综合创新能力和严谨的科学态度起着重要的作用。
二、教学设计
课程名称:物理化学实验
授课章节:凝固点降低法测定溶质分子量
授课对象:化工、环境工程专业学生 大三上学期
学生知识经验分析:已经完成了无机分析化学、有机化学等基础课程的学习,具备了一定的化学基础知识。经历了无机分析实验、有机实验的训练,具有基础实验操作和数据分析能够力。
学生学习能力分析:学生学习自主意识较强,大部分具有良好的学习习惯;部分同学对创新研究充满兴趣,已经申请了大学生创新项目,参与了老师的课题组的研究。物理化学理论知识难度较大,部分同学掌握得不够扎实,分析和解决具体问题的能力也有待进一步提高。物理化学实验课程是加深对理论知识理解的重要环节。实验教学中,要引导学生从已学的理论知识入手,分析问题并尝试解决问题。
学生思想状况分析:学生思想活跃,求知欲旺盛,对于操作性、探索性强的实验普遍比较喜欢,但是对于理论知识则没有那么多热情,甚至有畏难情绪。物理化学实验是理论和实践紧密联系的课程,是培养学生基本操作能力、科学研究能力、综合创新能力的重要实践环节。在教学中,通过精心制作的学习视频和理论联系实际的方法,激发学生的学习兴趣,克服学生对理论知识的畏难情绪,提升学生的综合素质。
教学目标:
(一)知识目标:
1、掌握溶液凝固点的测定技术。
2、用凝固点降低法测定萘的摩尔质量。
3、通过实验加深对稀溶液依数性质的理解。
(二)能力目标:
培养学生自主学习、实验操作、逻辑推理、分析问题、解决问题、理论联系实际的能力。
(二)价值目标:
操作失败在实验中是经常发生的,在实验教学中,引导学生正确对待失败。对待正确方式是仔细寻找失败的原因,进而总结形成一定的经验。实验的失败也可能蕴含着新的发现,鼓励学生积极思考,勇于创新。培养学生严谨的作风和实事求是的科学态度,诚信、节约和环保意识。培养学生的科学思维能力,激发学生的发散和创造性思维。
教学知识点:
1、凝固点降低依数性
2、纯溶剂和溶液的冷却曲线的特征
3、凝固点的测定技术
思政资源:
(一)思想政治教育素材:
实验过程中的实验现象、失败经历,实验数据记录、处理和分析过程,课后拓展内容。
(二)思想政治教育元素:
结合实验中的失败经历,引导学生正确面对失败,鼓励学生积极思考,勇于创新。
通过实验数据记录、处理和分析,培养学生诚信意识、科学思维能力,激发学生的发散和创造性思维。
通过实验材料的正确处理方式,培养学生节约和环保意识。
教学方法:自主学习法、讲授法、演示法、启发讨论
教学手段:多媒体课件、视频演示、重点讲解、实操
通过开展课程思政,学生对于科研诚信有了更深刻的认识,养成了实事求是的科学态度,面对实验失败和其他失败有了正确的态度,在掌握专业知识的同时,对科研产生了兴趣,并且认为该课程中学到的实验设计解决问题的方法对于开展科研有较大的帮助。
四、教学反思
本课程的思政教学涉及面还较小,教师的课程思政意识也有待进一步加强。要进一步挖掘各个实验的思政元素,进行有效的整理和规划,形成本门课程的思政教学体系,方便在教学中有计划、有目的、有系统的开展课程思政;学校要加大培训力度,提高所有教师的思政意识,让思政教育理念根植于每一个教师的教学理念中。
五、特色与创新
本课程将信息技术深度融入课程教学,基于SPOC和慕课堂开展了混合教学,将课程思政元素融入课前预习、课堂教学、课后各个环节,将价值塑造渗透在知识学习和能力培养中。本课程将基础知识制作成教学视频的形式在SPOC平台上供学生自学,培养学生的自主学习能力和习惯;在课堂的教学中,进行实验的重点、难点和关键点的讲解和实验操作训练,并在课堂内增加新元素,让学生上课有更大的收获感;在实验指导过程中,通过老师的言传身教,培养学生严谨的工作作风、实事求是的科学态度和诚实守信的品质,提高学生理论联系实际、分析和解决具体问题的能力,渗透环保节约的理念;在课后拓展环节,培养学生的综合创新思维,激发学生的科研兴趣。