化学的今天与明天0910教案

1、化学的今天和明天教学大纲化学的今天和明天教学大纲 课程编号课程编号：4101316课程中文名称课程中文名称：化学的今天和明天 课程英文名称：课程英文名称：Chemistry Today and Tomorrow 开设院、系、专业：开设院、系、专业：化学化工与材料科学学院、化学系、化学与应用化学专业 总学时数总学时数：36 学时学分数学分数：2 学分周学时数周学时数：3 学时 教材教材： Chemistry Today and Tomorrow ，Ronald Breslow, 科学出版社，1998 教学参考书教学参考书: 1 展望 21 世纪的化学化学工业出版社 2 超越分子的前沿科学出版社

2、3 新世纪的物理化学学科的前沿与展望科学出版社 4 21 世纪的分析化学 5 生物医药科研基础知识与技能 6 Chemistry at the Frontier天下文化 7 Exploring Chemistry with Electronic Structure MethodsGaussian, Inc. USA 8 科学探究与国家科学教育标准科学出版社 9 Chemistry Today and Tomorrow 科学出版社 10 Computational ChemistryDavid C. Young 考核方式考核方式、形式形式 : 考试采用笔试开卷考试形式 执笔人执笔人：张桂秋审核人

3、审核人：张桂秋编写时间编写时间：2007 年 6 月教学进度教学进度：详见教学日历 课程的性质和教学目的课程的性质和教学目的： 本课程是为化学院 4 年级本科生开设的选修课，计划学时36 个，2 个学分。 本课程衔接大学化学与社会；大学化学与科学研究。目的不是去系统地介绍化学知识， 而是去培养学生的科学兴趣及科学修养。 让学生体验做科学研究的过程； 提高获取科普及新 知识的能力及明智地选择职业的能力。 对学生毕业后尽快适应中学的新教改和进入科学研究 的大门有指导作用。 教学的基本要求教学的基本要求： 了解化学对文明生活所做的和将要做的贡献；了解化学家是如何做出这些贡献的。知 道如何在网上搜索化

4、学文献、化学软件等。熟悉化学研究、化学教育研究的基本过程， 特别 是对计算化学研究的全过程。 本课程的重点本课程的重点：化学的全貌及化学的中心地位、 化学与人类健康、 化学在理解生命本质方面 的作用、化学家在改善环境方面的作用、 各种新材料、计算机辅助药物设计、计算机在化学 研究中的作用；Gaussian 计算化学软件在化学研究中的作用；如何选题、如何进行研究、如 何表征分子的结构、如何研究分子的性质；交叉学科和热点研究领域；探究性学习-实例； 化学文献的全貌，我校的化学研究、教学资源，重庆维普中文数据库、清华同方数据库。 本课程的难点：化学前沿及科学探究方法、新药的开发、组合化学、化学在理解

5、生命本质方 面的作用、计算机辅助药物设计、生物化学、分子生物学、结构与性质/功能的关系、材料 的设计、怎样保证新合成的化学品不会污染环境、 计算化学、如何选题、如何从实验上研究 化学反应、 其他学科中的基本化学问题、 如何进行探究性学习、 Science Direct 数据库、 Elsevier 电子全文期刊数据库、Gaussian 计算化学软件的使用。 教学内容： Part1 化学是一门中心的、实用的和创造性的科学 Part2 走进科学研究的大门 Part3 化学与教育 Part4 展望二十一世纪的化学 Part5 如何进行化学研究 教学大纲 Introduction to Chemistr

6、y :The Central, Useful, and Creative Science-3学时 The Chemistry of Health and Life -3学时 More about Chemistry as the Useful Science -3学时 Chemistry and Environment -3学时 Modern Chemistry and Chemistry at the Frontier-3学时 Computers and Chemistry, and Electronics Revolution-3学时 How Chemists Create New Mol

7、ecules-3学时 Understanding Molecule Structures and Chemical Change-3学时 Chemistry and Scientific Inquiry-4学时 Chemical Resources on Internet-4学时 Computation Chemistry-4学时 山东师范大学化学化工与材料科学学院山东师范大学化学化工与材料科学学院 Chemistry Today and TomorrowChemistry Today and Tomorrow 课程考试大纲课程考试大纲 一、一、考试基本要求考试基本要求：要求考生较系统地了解化

8、学对文明生活所做的和将要做出的贡献； 了解 化学家是如何做出这些贡献的； 知道如何在网上搜索化学文献、 化学软件等。 熟悉化学研究、 化学教育研究的基本过程， 特别是计算化学研究的全过程。 要求考生具有综合运用所学化学 知识进行分析问题和解决化学实际问题的能力。 二、考试形式二、考试形式： Chemistry Today and TomorrowChemistry Today and Tomorrow 课程考试采用笔试形式（开卷） ，试卷满 分为 100 分。 三、适用专业三、适用专业：化学、应用化学等本科专业。 四、考试内容与考试要求四、考试内容与考试要求 Part1Part1 化学是一门中

9、心的、实用的和创造性的科学 考试内容： Introduction to Chemistry : the Central, Useful, and Creative Science The Chemistry of Health and Life More about Chemistry as the Useful Science Chemistry and Environment Computer and Chemistry, and the Electronics Revolution 考试要求 1.使学生了解化学学科的全貌及在科学中的中心地位。 2.了解化学的新定义及化学在现代生活中的作用

10、。 3.了解学习化学的价值；了解化学在促进人类健康方面的重要作用。 4.了解药物化学、组合化学、分子生物学等新学科。 5.能应用所学的化学知识指导日常健康的生活。 6.了解药物设计的原理及常用药物的作用原理。 7.了解化学对材料科学的贡献。 8.知道从化学的角度如何研究、设计材料。 9.了解化学对环境化学的贡献；知道人类的日常生活对环境会造成什么样的污染。 10. 知道从化学角度如何改进环境。 11. 了解化学对计算机发展中的贡献。 Part2 走进科学研究的大门 考试内容： 科学研究基础知识 网上的化学资源 How Chemists Create New Molecules Understa

11、nding Molecule Structures and Chemical Change 计算化学研究实例分析 考试要求： 1.了解化学研究的基本类型；熟悉科学研究的全过程。 2.了解我院正在进行的化学研究。 3.了解我校的化学资源；了解化学文献的全貌及在化学研究中的中心地位。 4.会利用网络查化学文献。 5.会使用山师的电子资源。 6.了解 Origin 数据处理软件、ChemOffice 化学办公软件、Gaussian 计算化学软件在化学 中的作用。 7.会使用 Gaussian 计算化学软件的基本功能进行化学研究。 Part3 化学与教育 考试内容： 为什么要开展这次基础教育课程改革？

12、 为什么新课程特别关注学习过程？ 探究学习对教师专业素质有什么要求？ 如何进行教育研究？ 有哪些课程改革的网站？ 考试要求 1 了解“学校化学”与“真正化学”的不同。 2 知道正在进行的新教改。 3 知道探究性学习对教师的基本要求。 4 了解如何进行化学教学研究。 5 熟悉几个教学研究的网站。 Part4 展望二十一世纪的化学 考试内容： 未来化学的作用和地位 21 世纪化学科学发展的总趋势 未来化学研究模式 其他学科中的化学问题 21 世纪化学学科的发展方向 考试要求 1.使学生了解 21 世纪的化学的发展趋势。 2.使学生了解交叉学科和热点研究领域。 3.知道其他学科中的基本化学问题。 4

13、.了解现代化学发展的 3 个特点。 五、主要参考书目 1 展望 21 世纪的化学化学工业出版社 2 超越分子的前沿科学出版社 3 新世纪的物理化学学科的前沿与展望科学出版社 4 21 世纪的分析化学 5 生物医药科研基础知识与技能 6 Chemistry at the Frontier天下文化 7 Exploring Chemistry with Electronic Structure MethodsGaussian, Inc. USA 8 科学探究与国家科学教育标准科学出版社 9 Chemistry Today and Tomorrow 科学出版社 10 Computational Che

14、mistryDavid C. Young 第 1 个教案 授课时间2010.3.3第 1次课 授课章节 第一章Introduction to Chemistry : the Central, Useful, and Creative Science 利用多媒体以讲授 为主 任课教师及职称张桂秋 教授 3 课时教学方法与手段 使用教材和主要参考 书 课时安排 化学的今天和明天科学出版社 化学与生活山东科技出版社 教学目的与要求： 1.使学生了解化学学科的全貌及在科学中的中心地位 2.了解化学的新定义及化学在现代生活中的作用 3.了解科学探究的方法 4.了解当代化学的发展方向 5.了解学习化学的价

15、值 教学重点，难点： 重点：化学的全貌及化学的中心地位 难点：化学前沿及科学探究方法 教学内容： 1.What are chemists doing? 2.What was some of the earliest chemistry? 3.What is chemistry? 4.Why do chemists call their discipline the“central science” 5.What makes chemistry the“useful science” and the “creative science”? 6.What are some fundamental

16、principles of chemistry? 7.How large a field is chemistry? The Future 19 世纪化学的三大理论成就 经典原子论 门捷列夫周期律 化学反应的质量作用定律 20 世纪三大理论成就 化学热力学-判断反应的方向 量子化学和化学键理论 化学动力学 复习思考题、作业题（有*的为作业题） ： 1.简述化学科学的发展。 2.举例说明化学在现代生活中的作用。 3.*化学成为独立学科的标志是什么? 4.*化学有哪些基本的原理? 5.你知道那些科学方法? 科学探究的一般方法是什么? *化学学科的研究方法? 关键名词解释：化学、现代化学 下次课预习

17、要点 The Chemistry of Health and Life 第 2 个教案 授课时间2010.3.10第 2次课 授课章节 教学方法与手段 使用教材和主要参考 书 第二章The Chemistry of Health and Life 任课教师及职称张桂秋 教授 3 课时学生讨论、老师总结课时安排 化学的今天和明天科学出版社 化学与生活山东科技出版社 Conceptual Chemistry 天下文化 教学目的与要求： 1.使学生认识化学在促进人类健康方面的重要作用 2.了解药物化学、组合化学、分子生物学等新学科 3.能应用所学化学知识指导日常健康的生活 4.了解药物设计的原理及常

18、用药物的作用原理 教学重点，难点： 重点：化学与人类健康、化学在理解生命本质方面的作用、计算机辅助药物设计 难点：新药的开发、组合化学、化学在理解生命本质方面的作用、计算机辅助药物设计 教学内容： 1.What has medicinal chemistry contributed to human health in the past? 2.How do medicinal chemists design or discover medicines? 3.What problems are medicinal chemists addressing now? 4.What have chem

19、ists contributed to understanding the nature of life? 5.What is the role of chemistry in molecular biology and biotechnology? The Future 复习思考题、作业题（有*的为作业题） ： 1.简述纳米材料在生物医学中的应用 2.*你知道哪些新的生物技术? 3.*化学对人类健康有哪些贡献? 4.什么是计算机辅助药物设计? 5.*简述化学学科与生物学科研究层次的差异? 6.关键名词解释：组合化学、化学疗法、基因疗法、计算机辅助药物设计、生物化学、分 子生物学 下次课预习要

20、点 More about Chemistry as the Useful Science 第 3 个教案 授课时间2010.3.17第 3次课 授课章节 教学方法 与手段 使用教材 和主要参 考书 第 3 章 化学与材料 More About Chemistry as the Useful Science 以学生讨论为主，教师总结 化学的今天与明天 结构与材料 周公度 科学出版社 任课教师及 职称 课时安排3 课时 张桂秋 教授 教学目的与要求： 1.使学生了解化学对材料科学的贡献。 2.了解材料科学中的热点研究领域。 3.要求知道从化学的角度如何研究、设计材料。 4.知识材料的分类方法（按，

21、按应用，按所含的化学材料） 教学重点，难点： 重点：介绍各种新材料。 难点：结构与性质/功能的关系、材料的设计。 教学内容： 1.What role does chemistry play in housing and home furnishing? 2.What role does chemistry play in clothing? 3.What about chemistry and transportation? 4.How does chemistry improve our food supply? 5.What about national defense? 6.What a

22、bout law enforcement? 7.What does chemistry contribute to the quality of life? The Future 复习思考题、作业题（有*的为作业题） ： 1.What role does chemistry play in housing and home furnishing? 2.What role does chemistry play in clothing? 3.What does chemistry contribute to the quality of life? 关键名称解释：复合材料、超导材料、纳米材料 下

23、次课预习要点 Chemistry and the Environment 第 4 个教案 授课时间2010.3.24第4次课 授课章节第 4 章 化学与环境 Chemistry and the Environment 利用多媒体 以讲授 为主 任课教师及职称张桂秋 教授 3 课时教学方法与手段 使用教材和主要参考 书 课时安排 环境化学科学出版社 教学目的与要求： 1.使学生了解化学对环境化学的贡献、人类的日常生活会造成什么样的污染。 2.了解环境化学中的热点研究领域。 3.要求知道从化学的角度如何改善环境。 教学重点，难点： 重点：化学家在改善环境方面的作用。 难点：怎样保证新合成的化学品不

24、会污染环境。 教学内容： 1.Can we have a modern society, based on advanced technology, that does not hopelessly pollute the earth? 2.Can industry manufacture chemical products cleanly? 3.What can chemistry contribute to solving the problem of radioactive waste from nuclear? 4.What about pollution from routine h

25、uman activities, such as driving a car? 5.Can we control insert pests without harm in valuable creatures? 6.How can we be sure that new useful chemicals do not harm the environment, or have undesirable biological effects? 7.What does chemistry contribute to the quality of life? The Future 复习思考题、作业题（

26、有*的为作业题） ： 1.What can chemistry contribute to solving the problem of radioactive waste from nuclear? 2.What about pollution from routine human activities such as driving a car? 关键名词解释：绿色化学、环境化学、燃烧化学、可持续发展、温室效应 下次课预习要点 How Chemists Create New Molecules 第 5 个教案 授课时间 2010.3.31第 5次课 授课章节 教学方法与手段 使用教材和主要

27、参考 书 第 5 章 Computers and Chemistry 任课教师及职称张桂秋 教授 3 课时利用多媒体讲授为主课时安排 Chemistry Today and Tomorrow 科学出版社 教学目的与要求： 1.使学生了解化学对计算机发展中的贡献 2.使学生了解计算机在化学中的应用。 3.会用计算机处理实验数据及做简单的量化计算 教学重点，难点： 重点：计算机在化学研究中的作用。 难点：计算化学。 教学内容： 1.What has chemistry contributed to the modern electronics that makes computers possib

28、le? 2.What is computational chemistry? 3.How does computational chemistry help us determine the shapes of proteins? The Future 复习思考题、作业题（有*的为作业题） ： 1.What has chemistry contributed to the modern electronics that makes computers possible? 2.What is computational chemistry? 3.How does computational ch

29、emistry help us determine the shapes of proteins? 关键名词解释：势能面、非绝热动力学、飞秒化学、单分子检测、计算化学 下次课预习要点 第 6 个教案 授课时间2010.4.7第6 次课 授课章节 教学方法与手段 使用教材和主要参考 书 第 6 章 化学家怎样 创造新分子 利用多媒体，以讲授 为主 任课教师及职称 课时安排 张桂秋 教授 3 课时 Chemistry Today and Tomorrow 科学出版社 教学目的与要求： 1.以创造新分子为例使学生了解化学研究的全过程。 2.要求知道选题的基本原则、了解如何进行研究、科学研究的基本步骤

30、。 教学重点，难点： 重点：如何选题、如何进行研究 难点：如何选题 教学内容： 1.How do chemists decide what new molecules to make? 2.How do chemists plan a successful synthesis of an unkown molecule? 3.Where is this work done? 4.What is done with a new chemical once it has been made? The Future 复习思考题、作业题（有*的为作业题） ： 1.How do chemists dec

31、ide what new molecules to make? 2.How do chemists plan a successful synthesis of an unkown molecule? 3.What is done with a new chemical once it has been made? 关键名词解释：绿色合成、自组装、超分子化学、组合合成、原子经济化 下次课预习要点 Understanding Molecule Structures and Chemical Change 第 7 个教案 授课时间2010.4.14第7次课 授课章节 教学方法与手段 使用教材和主要

32、参考 书 第 7 章 认识分子的 结构和化学变化 利用多媒体，以讲授 为主 任课教师及职称 课时安排 张桂秋 教授 3 课时 Chemistry Today and Tomorrow 科学出版社 教学目的与要求： 1.使学生了解目前表征分子结构的实验手段及结构确定原理。 2.使学生了解目前实验上如何研究化学反应。 教学重点，难点： 重点：如何表征分子的结构、如何研究分子的性质。 难点：如何从实验上研究化学反应。 教学内容： 1.How do chemists determine the structure of new molecules? 2.What is the relationship

33、 between the detailed structure of a molecule and its properties? 3.How do chemists determine the detailed pathways by which chemical reactions occur? 4.Where is the work on molecular structure and properties, and on reaction pathways, done? 复习思考题、作业题（有*的为作业题） ： 1.How do chemists determine the struc

34、ture of new molecules? 2.How do chemists determine the detailed pathways by which chemical reactions occur? 关键名词解释：势能面、非绝热动力学、飞秒化学、单分子检测、阿秒化学、交叉分子束 下次课预习要点 Computer and Chemistry 第 8 个教案 授课时间2010.04.21第 8次课 授课章节 教学方法与手段 使用教材和主要参考 书 展望 21 世纪的化学 利用多媒体，以讲授 为主 任课教师及职称 课时安排 张桂秋 教授 3 课时 超越分子前沿科学出版社 展望 21

35、世纪的化学化学工业出版社 教学目的与要求： 1.使学生了解 21 世纪的化学的发展趋势。 2.使学生了解交叉化学和热点研究领域。 3.知道其它学科中的基本化学问题。 4.了解现代化学发展的 3 个特点。 教学重点，难点： 重点：交叉学科和热点研究领域。 难点：其它学科中的基本化学问题。 教学内容： 1.回顾与动向（20 世纪化学的回顾、未来化学的发展趋势、交叉学科和热点研究领域） 2.展望 21 世纪化学的发展方向 3.现代化学发展的几个特点 宏观微观 定性定量 静态动态 4.其它学科中的基本化学问题 生命科学中的基本化学问题 材料科学中的基本化学问题 可持续发展中的基本化学问题 The Fu

36、ture 复习思考题、作业题（有*的为作业题） ： 1.21 世纪化学学科的发展趋势? 2.化学研究的空白区和未来发展的前沿? 关键名词解释： 下次课预习要点 第 9 个教案 授课时间2010.4.28第9 次课 授课章节 教学方法与手段 使用教材和主要参考 书 化学与教育 利用多媒体，以讲授 为主 任课教师及职称 课时安排 张桂秋 教授 3 课时 科学探究与国家科学教育标准科学出版社 化学课程标准人民教育出版社 科学探索者浙江教育出版社 化学山东科技出版社 教学目的与要求： 1.使学生了解学校化学与真正化学的不同。 2.使学生了解正在进行的新教改。 3.知道探究性学习对教师的基本要求。 教学

37、重点，难点： 重点：探究性学习-实例，网上的化学教育资源。 难点：如何进行探究性学习。 教学内容： 1 学校化学与真正化学的不同点。 2 探究性学习对教师的专业素质的要求。 3 如何进行教学研究。 4 有哪些教学改革的网站。 The Future 复习思考题、作业题（有*的为作业题） ： 1 学校化学与真正化学有何不同? 2 *探究性学习对教师的专业素质有什么要求? 3 如何进行教学研究? 4 有哪些课程改革的网站? 关键名词解释：新课改、研究性学习、现代化学教育技术、化学课程标准 下次课预习要点 第 10 个教案 授课时间2010.5.5第 10次课 授课章节 教学方法与手段 使用教材和主要

38、参考 书 化学研究基础知识 利用多媒体，以讲授 为主 任课教师及职称 课时安排 张桂秋 教授 3 课时 超越分子前沿科学出版社 展望 21 世纪的化学化学工业出版社 生物医学科研基础知识和数据 科学出版社 教学目的与要求： 1.使学生了解化学研究的基本类型。 2.使学生了解我院正在进行的化学研究。 3.会使用化学文摘。 教学重点，难点： 重点：我校的化学研究、教学资源。 难点：ScienceDirect 数据库 教学内容： 1.科学研究基础知识 2.化学研究方法 3.本科论文的选题、研究与写作 4.化学文摘 5.论文的发表 The Future 复习思考题、作业题（有*的为作业题） ： 1.论文的选题要注意的问题? 2.如何进行科学探究? 关键名词解释：论