崇尚科學(xué)、民族自信：核外電子運動狀態(tài)
課程名稱：無機及分析化學(xué)
課程代碼：1100040
課程類別：專業(yè)必修課
開課院系：環(huán)境與生態(tài)工程系
授課教師：徐曉龍
【教師簡介】
徐曉龍，博士，副教授，五邑大學(xué)生物科技與大健康學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)負(fù)責(zé)人，無機及分析化學(xué)教學(xué)團隊負(fù)責(zé)人，主講《無機及分析化學(xué)》和《無機及分析化學(xué)實驗》。目前從事電化學(xué)傳感器的研究，主持及作為骨干參與國家自然科學(xué)基金、省級科技發(fā)展計劃項目、中科院儀器研制項目等十余項；與合作企業(yè)聯(lián)合開發(fā)出小型化溶氧儀、生化需氧量在線監(jiān)測儀等環(huán)境監(jiān)測檢測儀器；獲授權(quán)發(fā)明專利4項，發(fā)表SCI收錄學(xué)術(shù)論文20余篇。目前研究方向為：1、基于電化學(xué)的水質(zhì)檢測與監(jiān)測方法，2、微型化水質(zhì)檢測設(shè)備。在教學(xué)過程中，以立德樹人的根本任務(wù)，將知識傳授、能力培養(yǎng)以及價值觀念引導(dǎo)融入教學(xué)過程全流程。
【課程簡介】
本課程為我系環(huán)境工程本科大一新生必修的第一門化學(xué)基礎(chǔ)課程，也是后續(xù)化學(xué)及環(huán)境類課程的基礎(chǔ)。課程為3學(xué)分，48學(xué)時，內(nèi)容包括：化學(xué)反應(yīng)基本原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、定量分析化學(xué)和儀器分析四大模塊。學(xué)生通過學(xué)習(xí)本課程，除掌握必備的專業(yè)知識外，對科學(xué)精神、家國情懷以及民族自信等內(nèi)容加深認(rèn)識和理解，認(rèn)識到科學(xué)演進的過程和了解我們國家的蓬勃發(fā)展，提升民族自豪感以及科研鉆研精神，強化社會主義接班人的責(zé)任感、使命感。
【專業(yè)內(nèi)容】
氫光譜和波爾理論；微觀粒子的波粒二象性、量子化、統(tǒng)計性；薛定諤方程、波函數(shù)與電子云、量子數(shù)。
從學(xué)生角度看，由于此前廣東高考未將“物質(zhì)結(jié)構(gòu)”納入考試范圍，即使是高考選考化學(xué)的學(xué)生，在高中階段也并未學(xué)習(xí)過《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》（注：為人教版高中階段的選修教材第三冊，廣東省大部分高中未選修該內(nèi)容），因此，學(xué)生對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識仍停留在初級水平；從教學(xué)內(nèi)容上來看，本小節(jié)為對微觀世界的基本認(rèn)識，“微觀粒子的波粒二象性”“海森堡測不準(zhǔn)原理”“量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)在對認(rèn)識世界中的根本性差異”“薛定諤方程”等內(nèi)容非常抽象，與現(xiàn)實生活無直觀對應(yīng)，書中給出的實驗，例如“電子的雙縫干涉實驗”“電子衍射實驗”也超出了大部分學(xué)生當(dāng)前的認(rèn)知水平。
【課程思政目標(biāo)】
1、樹立正確的世界觀，自覺用科學(xué)視角看待問題；
2、激發(fā)學(xué)生的民族自信心和自豪感。
【案例內(nèi)容】
1.讓-馬里·萊恩教授來校作報告
2019年11月6日，諾獎得主應(yīng)邀來校做了一場題為《Steps Towards Life： Chemistry？ Chemistry！》的精彩的報告。教授從宇宙的誕生開始講起，講述了基本粒子的形成過程、物質(zhì)乃至生命的演化過程。同時，他也指出，人類對宇宙的研究尚處在較為初級的階段，許多過程還沒有認(rèn)知清楚，好多理論還不夠完備，總體來說，人類的對于宇宙的認(rèn)識還在逐漸深入。
蘊含的思政點挖掘：
宇宙由基本粒子組成，我們所處的世界由物質(zhì)構(gòu)成；對宇宙的探索，乃至于對真理的追求從未停止，我們目前所認(rèn)識世界的一些理論尚不完備；學(xué)校組織的學(xué)術(shù)報告，可以作為同學(xué)們拓展學(xué)術(shù)視野的有效途徑。
圖 1 思政案例1：讓-馬里·萊恩教授來校講學(xué)照片
2.我國在量子通信領(lǐng)域取得的成就簡介
自2005年，中國科技大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實驗室潘建偉教授和同事們通過“自由空間糾纏光子的分發(fā)”實驗，在國際上首次證明了糾纏光子在穿透等效于整個大氣層厚度的地面大氣后，糾纏的特性仍然能夠保持，并可應(yīng)用于高效、安全的量子通信。此后數(shù)年間，我國又在該領(lǐng)域取得多項科研成果并保持國際領(lǐng)先水平。2016年8月16日，我國成功將世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射升空。借助墨子號衛(wèi)星，2021年1月7日，中國科研團隊成功實現(xiàn)了跨越4600公里的星地量子密鑰分發(fā)，標(biāo)志著我國已構(gòu)建出天地一體化廣域量子通信網(wǎng)雛形。
圖 2 思政案例2：我國在量子通信領(lǐng)域取得的巨大成就（部分）展示
蘊含的思政點挖掘：
我國在量子通信領(lǐng)域長期保持國際領(lǐng)先，值得我們?yōu)橹湴粒蝗〉眠@些成就，離不開認(rèn)真努力，敢拼敢闖的精神；同學(xué)們作為社會主義建設(shè)者和接班人，要努力學(xué)習(xí)科學(xué)知識，掌握科學(xué)技能，提升科學(xué)素養(yǎng)，為建設(shè)祖國積聚力量。
