《化学的艺术与科学》教学大纲 课程名称：化学的艺术与科学 课程类别（必修选修）：选修 课程英文名称：The Art and Science of Chemistry 总学时/周学时/学分：33/3/2.0 其中实验/实践学时：0 先修课程：无 授课时间：3-13引周周四911节 授课地点：6B-101 授课对象：材料、环境、化工、机械、土木、计算机、教育、文传等专业的学生 开课学院：生态环境与建筑工程学院 任课教师姓名职称：高峰副教授 答疑时间、地点与方式：1.每次上课的课前、课间和课后，采用一对一的问答方式：2.课外时间的答疑辅导安排在12K302办公室。 课程考核方式：开卷()闭卷()课程论文（√）其它() 使用教材：自编讲义 教学参考资料：《魅力化学》，寇元，北京大学出版社，北京，2010.2 《化学通史》，赵匡华，高等教有出版社，北京，1990.5 《美丽的化学结构》，梁炎，清华大学出版社，北京，2016,1 《美丽的化学反应》，梁炎，清华大学出版社，北京，2016.1 课程简介： 《化学的艺术与科学》是一门以提升学习者人文素养和科学素养的通识课，具有显著的通识性、科学性、人文性和艺术性。本课程旨 在从艺术的层面重新认识和理解化学学科，在介绍化学推动社会发展的巨大作用的基础上，重点展示化学之美，包括化学的科学之美、化 学的发现之美、化学的反应之美、化学的逻辑之美、化学的结构之美、化学的应用之美等等，除了通过视频、图片让学生感受化学之美外， 还在课堂上演示一些兼具科学性和艺术性的化学实验，让同学亲自动手实验、拍摄视频，去发现化学之美。本门课不需要学生有高深的化 学知识，只要具有基本的高中化学知识就能顺利完成课程学习。通过本课程的学习能够加强学生的科学思想和人文思想的交融，提高学生 从艺术层面理解化学的内涵，进而提高学生的科学和人文素养。 课程教学目标 本课程与学生核心能力培养之间的关联（授课 对象为理工科专业学生的课程填写此栏)： 一、知识目标 口核心能力1.具有运用数学和化学、生物学、 1.理解有关化学反应的原理： 物理学、力学等自然科学基础知识和材料、环 2.理解有关化学结构、化学应用的本质：
《化学的艺术与科学》教学大纲 课程名称：化学的艺术与科学 课程类别（必修/选修）：选修 课程英文名称：The Art and Science of Chemistry 总学时/周学时/学分：33/3/2.0 其中实验/实践学时：0 先修课程：无 授课时间：[3-13]周 周四 9-11 节 授课地点：6B-101 授课对象： 材料、环境、化工、机械、土木、计算机、教育、文传等专业的学生 开课学院：生态环境与建筑工程学院 任课教师姓名/职称：高峰/副教授 答疑时间、地点与方式：1.每次上课的课前、课间和课后，采用一对一的问答方式；2.课外时间的答疑辅导安排在 12K302 办公室。 课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（√）其它（） 使用教材：自编讲义 教学参考资料：《魅力化学》，寇元，北京大学出版社，北京，2010.2 《化学通史》，赵匡华，高等教育出版社，北京，1990.5 《美丽的化学结构》，梁炎，清华大学出版社，北京，2016，1 《美丽的化学反应》，梁炎，清华大学出版社，北京，2016.1 课程简介： 《化学的艺术与科学》是一门以提升学习者人文素养和科学素养的通识课，具有显著的通识性、科学性、人文性和艺术性。本课程旨 在从艺术的层面重新认识和理解化学学科，在介绍化学推动社会发展的巨大作用的基础上，重点展示化学之美，包括化学的科学之美、化 学的发现之美、化学的反应之美、化学的逻辑之美、化学的结构之美、化学的应用之美等等，除了通过视频、图片让学生感受化学之美外， 还在课堂上演示一些兼具科学性和艺术性的化学实验，让同学亲自动手实验、拍摄视频，去发现化学之美。本门课不需要学生有高深的化 学知识，只要具有基本的高中化学知识就能顺利完成课程学习。通过本课程的学习能够加强学生的科学思想和人文思想的交融，提高学生 从艺术层面理解化学的内涵，进而提高学生的科学和人文素养。 课程教学目标 一、知识目标 1. 理解有关化学反应的原理； 2. 理解有关化学结构、化学应用的本质； 本课程与学生核心能力培养之间的关联(授课 对象为理工科专业学生的课程填写此栏）： □核心能力 1. 具有运用数学和化学、生物学、 物理学、力学等自然科学基础知识和材料、环
3.理解化学发展过程中的重要事件。 境工程专业知识的能力： 二、能力目标 口核心能力2.具有设计与实施实验方案，数据 1.运用相关的化学反应、化学结构进行分析的能力： 分析、信息综合等能力： 2.运用观察对化学现象进行分析、综合的能力： 口核心能力3.具有工程实践所需技术、技巧及 使用工具的能力： 4.运用相关设备进行化学反应过程进行拍摄，展示化学的力和美丽的能力： 口核心能力4.具有设计工程单元（设备）、流 5.进行实验操作的能力。 程或系统的能力： 三、素质目标 口核心能力5.具有项目管理、有效沟通与团队 1.理解化学是科学和艺术的统一： 合作的能力： 2.运用艺术的理念去分析、理解、评价化学，提升学生的科学素养和人文修养。 口核心能力6.具有发现、分析与解决复杂工程 问题的能力： ■核心能力7.能认清当前形势，了解工程技 术对环境、社会及全球的影响，并培养持续学 习的习惯与能力： ■核心能力8.理解专业伦理及社会责任。 理论教学进程表 教学模式 教学的重点、难点、课程思政融入 周次 教学主题 主讲教师 学时数 点 (线上/混合式/线 教学方法 作业安排 下 重点：化学科学和艺术发展历史简 介 难点：理解化学是艺术和科学的统 一。 阅读相关化 3绪论 高峰 线上 讲授 学发展史的 程思政融入点：结合开课的目的和 资料 培养定位，介绍“两个一百年”和 “中国梦”的内涵，激发学生的时 代自豪感和我为时代做贡献的内 在动力，培养学生的爱国精神
3. 理解化学发展过程中的重要事件。 二、能力目标 1. 运用相关的化学反应、化学结构进行分析的能力； 2.运用观察对化学现象进行分析、综合的能力； 4. 运用相关设备进行化学反应过程进行拍摄，展示化学的魅力和美丽的能力； 5. 进行实验操作的能力。 三、素质目标 1. 理解化学是科学和艺术的统一； 2. 运用艺术的理念去分析、理解、评价化学，提升学生的科学素养和人文修养。 境工程专业知识的能力； □核心能力 2. 具有设计与实施实验方案，数据 分析、信息综合等能力； □核心能力 3. 具有工程实践所需技术、技巧及 使用工具的能力； □核心能力 4. 具有设计工程单元（设备）、流 程或系统的能力； □核心能力 5. 具有项目管理、有效沟通与团队 合作的能力； □核心能力 6. 具有发现、分析与解决复杂工程 问题的能力； ■核心能力 7．能认清当前形势，了解工程技 术对环境、社会及全球的影响，并培养持续学 习的习惯与能力； ■核心能力 8．理解专业伦理及社会责任。 理论教学进程表 周次 教学主题 主讲教师 学时数 教学的重点、难点、课程思政融入 点 教学模式 （线上/混合式/线 下 教学方法 作业安排 3 绪论 高峰 3 重点:化学科学和艺术发展历史简 介 难点：理解化学是艺术和科学的统 一。 程思政融入点：结合开课的目的和 培养定位，介绍“两个一百年”和 “中国梦”的内涵，激发学生的时 代自豪感和我为时代做贡献的内 在动力，培养学生的爱国精神。 线上 讲授 阅读相关化 学发展史的 资料
重点：沉淀反应的过程可视化。 讲授 阅读相关化 4 学沉淀反应 化学反应的科学和艺术 高峰 难点：理解沉淀反应中的科学和艺 线上 的原理应用 术的统一 视频 的资料 重点：结晶反应的过程可视化。 讲授 阅读相关化 学结晶反应 5 化学反应的科学和艺术 高峰 3 难点：理解结晶反应中的科学和艺 线上 的原理应用 术的统一 视频 的资料 重点：氧化还原反应的过程可视 讲授 论文作业： 化。 略谈化学反 6 化学反应的科学和艺术 高峰 线上 应的科学与 难点：理解氧化还原反应中的科学 艺术的关 和艺术的统一 视颍 系。 重点：原子结构（从原子论到量子 论)、化学键（一切化学结构的基 讲授 阅读有关原 7 化学结构的科学和艺术 高峰 础)发展中的科学和艺术。 线下 子结构发展 难点：理解原子结构和化学键中的 的历史资料 视颍 科学和艺术的统一。 重点：碳纳米结构所引发的一次又 次的研究热潮。 难点：理解碳纳米结构（如石墨烯、 讲授 阅读有关碳 纳米结构的 8 化学结构的科学和艺术 高峰 3 碳纳米管等)的发现和制备中的科 线下 发展历史的 学和艺术的统一。 视颍 资料 课程思政融入点：结合碳纳米材料 的发现，介绍中国科学家在此领域 的巨大贡献，鼓励同学树立远大目
4 化学反应的科学和艺术 高峰 3 重点 :沉淀反应的过程可视化。 难点：理解沉淀反应中的科学和艺 术的统一 线上 讲授 视频 阅读相关化 学沉淀反应 的原理应用 的资料 5 化学反应的科学和艺术 高峰 3 重点 :结晶反应的过程可视化。 难点：理解结晶反应中的科学和艺 术的统一 线上 讲授 视频 阅读相关化 学结晶反应 的原理应用 的资料 6 化学反应的科学和艺术 高峰 3 重点：氧化还原反应的过程可视 化。 难点：理解氧化还原反应中的科学 和艺术的统一 线上 讲授 视频 论文作业： 略谈化学反 应的科学与 艺术的关 系。 7 化学结构的科学和艺术 高峰 3 重点：原子结构（从原子论到量子 论）、化学键（一切化学结构的基 础）发展中的科学和艺术。 难点：理解原子结构和化学键中的 科学和艺术的统一。 线下 讲授 视频 阅读有关原 子结构发展 的历史资料 8 化学结构的科学和艺术 高峰 3 重点：碳纳米结构所引发的一次又 一次的研究热潮。 难点：理解碳纳米结构（如石墨烯、 碳纳米管等）的发现和制备中的科 学和艺术的统一。 课程思政融入点：结合碳纳米材料 的发现，介绍中国科学家在此领域 的巨大贡献，鼓励同学树立远大目 线下 讲授 视频 阅读有关碳 纳米结构的 发展历史的 资料
标、爱国爱党，努力做对社会有突 出贡献的人。 重点：晶体结构（从宏观形状到微 观粒子排列)和有机分子结构（碳 讲授 阅读有关碳 纳米结构的 9 化学结构的科学和艺术 高峰 原子的无限可能)。 线下 发展历史的 难点：理解晶体结构和有机分子结 视频 资料 构中科学和艺术的统一。 重点：石墨烯的发现和性质及其应 讲授 用 阅读盖姆的 10 璀璨的碳家族（一） 高峰 3 线下 难点：理解化学发现过程中科学和 生平事迹 艺术的统一。 视频 重点：碳纳米管和富勒烯的发现和 讲授 性质及应用 论文作业： 11 璀璨的碳家族（二） 高峰 线下 碳家族中的 难点：理解化学发现过程中科学和 科学与艺术 艺术的统一。 视频 重点：介绍授课教师在石墨烯、碳 纳米管和多孔炭方面的研究工作 和研究思路及其在现代储能器件 中的应用。 难点：理解化学应用过程中科学和 讲授 12 我的碳情结 高峰 艺术的统一。 线下 阅读有关碳 的学术论文 课程思政融入点：结合“催化剂 视颍 的知识点，介绍闵恩泽对中国催化 剂行业的巨大贡献，鼓励同学树立 远大目标、爱国爱党，努力做对社 会有突出贡献的人
标、爱国爱党，努力做对社会有突 出贡献的人。 9 化学结构的科学和艺术 高峰 3 重点：晶体结构（从宏观形状到微 观粒子排列）和有机分子结构（碳 原子的无限可能）。 难点：理解晶体结构和有机分子结 构中科学和艺术的统一。 线下 讲授 视频 阅读有关碳 纳米结构的 发展历史的 资料 1 0 璀璨的碳家族（一） 高峰 3 重点：石墨烯的发现和性质及其应 用 难点：理解化学发现过程中科学和 艺术的统一。 线下 讲授 视频 阅读盖姆的 生平事迹 1 1 璀璨的碳家族（二） 高峰 3 重点：碳纳米管和富勒烯的发现和 性质及应用 难点：理解化学发现过程中科学和 艺术的统一。 线下 讲授 视频 论文作业： 碳家族中的 科学与艺术 1 2 我的碳情结 高峰 3 重点：介绍授课教师在石墨烯、碳 纳米管和多孔炭方面的研究工作 和研究思路及其在现代储能器件 中的应用。 难点：理解化学应用过程中科学和 艺术的统一。 课程思政融入点：结合“催化剂” 的知识点，介绍闵恩泽对中国催化 剂行业的巨大贡献，鼓励同学树立 远大目标、爱国爱党，努力做对社 会有突出贡献的人。 线下 讲授 视频 阅读有关碳 的学术论文
重点：古代人民对水的诗词歌赋和 农业发展中认知和利用：现代人们 对水的重新认识和利用及水在科 讲授 期末考核论 文：略谈化 13 水的前世和今生 高峰 3 学发现中的作用：对水的认识升华 线下 到对人生的感悟和艺术的感知。 学中的科学 视颍 与艺术。 难点：理解水的形态和性质与艺术 的关系和统一。 合计：33 考核方法及标准 考核形式 评价标准 权重 平时考核 包括：1)完成作业情况(30%)，每次作业满分为100分，平 40% 日作业的平均成绩30%计入总成绩：2)考勤(10%)，满分 为10分，得分直接计入总成绩。 期末考核 论文考核(60%)，论文满分100分，得分乘上60%后计入总 60% 成绩。 大纲编写时间： 系（部）审查意见： 我系（部）课程委员会已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。 李行亮 系（部）主任签名： 日期： 年月日
13 水的前世和今生 高峰 3 重点：古代人民对水的诗词歌赋和 农业发展中认知和利用；现代人们 对水的重新认识和利用及水在科 学发现中的作用；对水的认识升华 到对人生的感悟和艺术的感知。 难点：理解水的形态和性质与艺术 的关系和统一。 线下 讲授 视频 期末考核论 文：略谈化 学中的科学 与艺术。 合计： 33 考核方法及标准 考核形式 评价标准 权重 平时考核 包括:1）完成作业情况（30%），每次作业满分为 100 分，平 日作业的平均成绩 30%计入总成绩；2）考勤（10%），满分 为 10 分，得分直接计入总成绩。 40% 期末考核 论文考核（60%），论文满分 100 分，得分乘上 60%后计入总 成绩。 60% 大纲编写时间： 系（部）审查意见： 我系（部）课程委员会已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。 系（部）主任签名： 日期： 年 月 日