一、模块基本信息
模块名称:化学基础/Foundation of Chemistry
模块编号:07
学时:390 其中讲授:176学时 实践:32学时 自学:182学时
学分:13学分
归属教研室:环境生态工程
适用专业:环境生态工程
二、模块简介及教学目标
(一)模块简介
本模块包含《大学化学》、《生物化学》、《环境化学》3门专业课程和1门《实验室安全与化学基础实验》实验课程。主要以无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、生命活动中重要组成成分的结构和性质、生物体内各种代谢反应的生物化学反应过程、化学污染物在介质中的行为及危害、污染物的生物及生态效应等为主要内容,使学生具备面向环境、生命科学领域的综合化学基本知识、基本理论、基本技能,提高学生解决实际环境污染问题的能力。
(二)模块教学目标
教学目标1:学生能够掌握现代化学的基本理论、相关知识及实践技能;能够以化学的观点观察物质变化的现象和规律,运用化学的知识预测、控制和设计化学基础实验,以此探讨分析复杂环境生态工程问题的基本原理。
教学目标2:能够运用化学基本原理和研究方法,对污染物的产生、降解进行实验设计,开展实验研究;通过基础实验,掌握基本的化学实验基本操作,锻炼学生的动手能力、思维能力和思辨意识,引导学生运用所学化学知识解决实际问题。
教学目标3:能够运用化学的基本知识对复杂环境污染问题中代谢反应进行分析,建立反应模型;能够运用文献检索的方法了解环境治理中应用生物化学的最新研究方法,进而利用化学原理和方法对复杂环境污染问题进行分析。
教学目标4:掌握化学密切相关的社会热点、科技前沿发展、学科渗透交叉等方面的知识,使学生具有较高的化学素质和知识水平,采用化学方法认知、思考和解决自然和社会问题的能力,培养其环境保护意识和可持续发展意识。
(三)模块教学目标对毕业要求的支撑情况
模块教学目标 |
模块支撑的毕业要求条目 |
模块支撑的毕业要求指标点 |
支撑本模块的子模块(课程)名称 |
教学目标1 |
2.工程知识 |
2.2能够运用化学、生态学、环境科学等相关知识掌握复杂环境生态工程问题的基本原理。 |
1.环境化学 2.生物化学 3.大学化学(二) |
2.4较好地掌握化学、生态学、环境科学领域的专业知识与实践技能,并用以解决复杂的工程问题。 |
1.大学化学(一) 2.大学化学(二) 3.环境化学 4.实验室安全与化学基础实验(一) 5.实验室安全与化学基础实验(二) |
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教学目标2 |
3.问题分析 |
3.1具备较强的抽象思维和逻辑思维能力,能够运用数学和化学知识对复杂环境生态工程领域的问题进行识别、表达。 |
1.环境化学 2.生物化学 3.大学化学(一) 4.大学化学(二) 5.实验室安全与化学基础实验(一) 6.实验室安全与化学基础实验(二) |
3.2具备扎实的生物学、生态学、环境科学知识和操作技能,具有一定的物质分析与计算能力,研究生物间、环境因子间以及生物与环境间的联系及协同演变机理。 |
1.环境化学 2.生物化学 |
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3.3具备熟练的文献检索分析能力,对复杂环境生态工程领域的问题进行分析、条件假设、知识表达。 |
1.生物化学 |
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教学目标3 |
4.设计/开发解决方案 |
4.1能够针对复杂环境污染相关问题设计有效解决方案。 |
1.大学化学(二) 2.实验室安全与化学基础实验(一) 3.实验室安全与化学基础实验(二) |
5.研究 |
5.2能够运用生态学和环境科学基本原理和方法,开展基础实验,解释实验现象。 |
1.生物化学 |
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6.使用现代工具 |
6.3掌握文献检索的基本方法,了解生态学、环境科学相关的图书、期刊、专利等数据库及使用方法。 |
2.大学化学(一) 3.大学化学(二) |
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教学目标4 |
9.思想素质与职业规范 |
9.1具有人文社会科学知识和素养、社会责任感,明确个人在历史、社会及自然环境中的地位。 |
1.大学化学(一) 2.环境化学 |
10.个人和团队 |
10.1能够了解不同学科发现、分析、解决问题方式、方法的不同,理解多学科背景下团队与个体、合作与分工的含义。 |
1.实验室安全与化学基础实验(一) 2.实验室安全与化学基础实验(二) |
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10.2具有一定的人际交往能力,能够在团队中根据角色发挥作用。 |
1.大学化学(一) 2.大学化学(二) |
三、模块教学内容及相关要求
模块教学目标 |
教学内容 |
1 |
化学反应的基本规律、化学元素与化学材料、原子分子结构、不同区元素介绍;不同生物大分子的组成与结构;不同环境组分化学特性介绍等。 |
2 |
生物体内污染物质的运动过程及毒性、典型污染物在环境各圈层中的转归与效应、受污染环境的修复和绿色化学的基本原理与应用;主要生物大分子的合成与代谢、生物化学代谢类型及过程、细胞代谢网络和基因表达调控等。 |
3 |
生物化学基本知识、规律及应用。 |
4 |
化学与能源、化学与环境保护、化学与生活、实验室安全教育。 |
四、子模块(课程)教学内容及安排
(一)大学化学
本子模块包括《大学化学(一)》和《大学化学(二)》两门课程:
1. 大学化学(一)
教学目标:主要包括化学反应的基本规律、溶液与离子平衡、氧化还原反应与电化学、金属元素与金属材料、非金属元素与非金属材料、有机高分子化合物与高分子材料、化学与能源、化学与环境保护。
开设学期:第一学期 学时:90 学分:3
2. 大学化学(二)
教学目标:该课程教学内容主要包括原子结构、分子结构、S区元素、P区元素(1)、P区元素(2)、d区元素(1)、d区元素(2)、f区元素
开设学期:第二学期 学时:90 学分:3
(二)生物化学
教学目标:主要包括核酸化学、蛋白质化学、酶、糖类分解代谢、脂类与生物膜、生物氧化与氧化磷酸化、糖的生物合成、氨基酸的分解与转化、核酸的酶促降解及核苷酸代谢、细胞代谢网络和基因表达调控。
开设学期:第三学期 学时:90 学分:3
(三)环境化学
教学目标:主要内容包括大气环境化学、水环境化学、土壤环境化学、生物体内污染物质的运动过程及毒性、典型污染物在环境各圈层中的转归与效应、受污染环境的修复和绿色化学的基本原理与应用。
开设学期:第四学期 学时:60 学分:2
(四)实验室安全与化学基础实验
本子模块包括《实验室安全与化学基础实验(一)》和《实验室安全与化学基础实验(二)》两门课程:
1. 实验室安全与化学基础实验(一)
教学目标:该课程教学内容主要包括实验室安全教育、天平的使用和溶液的配制、粗盐的提纯、滴定操作基本练习、氢氧化钠标准溶液的配制与标定、食醋中总醋酸含量的测定。
开设学期:第一学期 学时:30 学分:1
2. 实验室安全与化学基础实验(二)
教学目标:主要包括EDTA标准溶液的配制与标定、平院自来水硬度的测定、邻二氮菲分光光度法测定微量铁、硫酸亚铁的制备和含量分析(一)、硫酸亚铁的制备和含量分析(二)、实验技能测试。
开设学期:第二学期 学时:30 学分:1
五、模块考核评价
(一)模块考核评价组成
教学内容及占比(%) |
考核评价方式 |
模块教学目标 |
化学反应基本规律、化学元素与材料、不同区元素介绍:30 不同生物大分子的组成与结构:10 不同环境组分化学特性介绍:10 |
1.课堂测试 2.线上测试、讨论 3.作业、实验报告 4.期末考试 |
1 |
生物体内污染物质的运动过程及毒性、典型污染物在环境各圈层中的转归与效应、受污染环境的修复和绿色化学的基本原理与应用:15 主要生物大分子的合成与代谢、生物化学代谢类型及过程、细胞代谢网络和基因表达调控等:10 |
1.课堂讨论 2.线上测试、讨论 3.作业、实验报告 4.期末考试 |
2 |
生物化学基本知识、规律及应用:10 |
1.课堂表现 2.课堂讨论 3.期末考试 |
3 |
化学与能源、化学与环境保护、化学与生活:10 实验室安全教育:5 |
1.课堂表现 2.课堂讨论 3.实验报告 4.期末考试 |
4 |
(二)达成度评价标准
优良(100%-80%):
1. 能够熟练系统掌握并理解基础化学、生物化学、环境化学的基本知识、基本理论及基本技能;能够掌握溶液的四大化学平衡的基础知识,分析自然科学和生命科学的现象,有效指导工农业生产和科学实验。
2. 能够合理的运用所学知识表达实际环境污染中的化学问题,掌握各类生物化学反应的原理和能量计算过程,计算过程准确无误;具备一定的工程思想和工程思维能力,能够综合运用专业化学知识进行环境生态工程设计,能够熟练运用化学知识解决生产实际中的实际环境生态问题。
3. 能运用化学知识识别不同类型环境问题(大气环境、水环境和土壤环境),并具备较好分析其化学本质、形成规律及相互关系的基本能力;能合理运用化学的思维方法,对污染物的产生、降解过程中涉及到的生物化学反应问题进行实验设计,提出成熟的解决方案。
4. 能在指导下正确选择和使用专业软件进行实验数据处理,掌握化学反应的特点,并能熟练通过文献查阅、研究分析复杂环境生态工程问题;能够采用化学视角认知、思考化学与环境、化学与能源、化学与生活等热点领域问题,并指导个体行为,实现社会文明和生态文明;具有良好的环境保护意识及创新探索能力。
及格(79%-60%):
1. 能够较好掌握并理解基础化学、生物化学、环境化学的基本知识、基本理论及基本技能;具有利用化学知识分析自然科学和生命科学的现象,有效指导工农业生产和科学实验的能力。
2. 能够初步运用所学知识表达实际环境污染中的化学问题,掌握各类生物化学反应的原理和能量计算过程,计算过程基本正确;具备一定的工程思想和工程思维能力,能够综合运用专业化学知识进行环境生态工程设计,能够较好运用化学知识解决生产实际中的实际环境生态问题。
3. 能运用化学知识识别主要环境问题,并具备较好分析其化学本质、形成规律及相互关系的基本能力;能合理运用化学的思维方法,对污染物的产生、降解过程中涉及到的生物化学反应问题进行实验设计,提出初步的解决方案。
4. 能在指导下初步选择和使用专业软件进行实验数据处理,掌握化学反应的特点,并能通过文献查阅、研究分析一般环境生态工程问题;能够采用化学视角认知、思考化学与环境、化学与能源、化学与生活等热点领域问题,并指导个体行为,实现社会文明和生态文明;具有较好的环境保护意识及创新探索能力。
六、模块学习资源
1. 各课程建议使用教材
2. 各课程主要教学参考书
3. 精品在线课程资源
4. 相关学术期刊资源
七、说明
制定人:王健胜 职称:副教授 制定时间:2019年6月
审订人:程立平 职称:副教授 审订时间:2019年6月
审批人:贺国旭 职称:副教授 审批时间:2019年6月
制定依据:依据2018年环境生态工程专业培养方案制定。
执行对象:从2019级学生开始执行。
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