崇尚科学、民族自信：核外电子运动状态

课程名称：无机及分析化学

课程代码：1100040

课程类别：专业必修课

开课院系：环境与生态工程系

授课教师：徐晓龙

【教师简介】

徐晓龙，博士，副教授，五邑大学生物科技与大健康学院环境工程专业负责人，无机及分析化学教学团队负责人，主讲《无机及分析化学》和《无机及分析化学实验》。目前从事电化学传感器的研究，主持及作为骨干参与国家自然科学基金、省级科技发展计划项目、中科院仪器研制项目等十余项；与合作企业联合开发出小型化溶氧仪、生化需氧量在线监测仪等环境监测检测仪器；获授权发明专利4项，发表SCI收录学术论文20余篇。目前研究方向为：1、基于电化学的水质检测与监测方法，2、微型化水质检测设备。在教学过程中，以立德树人的根本任务，将知识传授、能力培养以及价值观念引导融入教学过程全流程。

【课程简介】

本课程为我系环境工程本科大一新生必修的第一门化学基础课程，也是后续化学及环境类课程的基础。课程为3学分，48学时，内容包括：化学反应基本原理、物质结构、定量分析化学和仪器分析四大模块。学生通过学习本课程，除掌握必备的专业知识外，对科学精神、家国情怀以及民族自信等内容加深认识和理解，认识到科学演进的过程和了解我们国家的蓬勃发展，提升民族自豪感以及科研钻研精神，强化社会主义接班人的责任感、使命感。

【专业内容】

氢光谱和波尔理论；微观粒子的波粒二象性、量子化、统计性；薛定谔方程、波函数与电子云、量子数。

从学生角度看，由于此前广东高考未将“物质结构”纳入考试范围，即使是高考选考化学的学生，在高中阶段也并未学习过《物质结构与性质》（注：为人教版高中阶段的选修教材第三册，广东省大部分高中未选修该内容），因此，学生对原子结构的认识仍停留在初级水平；从教学内容上来看，本小节为对微观世界的基本认识，“微观粒子的波粒二象性”“海森堡测不准原理”“量子力学与经典力学在对认识世界中的根本性差异”“薛定谔方程”等内容非常抽象，与现实生活无直观对应，书中给出的实验，例如“电子的双缝干涉实验”“电子衍射实验”也超出了大部分学生当前的认知水平。

【课程思政目标】

1、树立正确的世界观，自觉用科学视角看待问题；

2、激发学生的民族自信心和自豪感。

【案例内容】

1.让-马里·莱恩教授来校作报告

2019年11月6日，诺奖得主应邀来校做了一场题为《Steps Towards Life： Chemistry？ Chemistry！》的精彩的报告。教授从宇宙的诞生开始讲起，讲述了基本粒子的形成过程、物质乃至生命的演化过程。同时，他也指出，人类对宇宙的研究尚处在较为初级的阶段，许多过程还没有认知清楚，好多理论还不够完备，总体来说，人类的对于宇宙的认识还在逐渐深入。

蕴含的思政点挖掘：

宇宙由基本粒子组成，我们所处的世界由物质构成；对宇宙的探索，乃至于对真理的追求从未停止，我们目前所认识世界的一些理论尚不完备；学校组织的学术报告，可以作为同学们拓展学术视野的有效途径。

图 1 思政案例1：让-马里·莱恩教授来校讲学照片

2.我国在量子通信领域取得的成就简介

自2005年，中国科技大学合肥微尺度物质科学国家实验室潘建伟教授和同事们通过“自由空间纠缠光子的分发”实验，在国际上首次证明了纠缠光子在穿透等效于整个大气层厚度的地面大气后，纠缠的特性仍然能够保持，并可应用于高效、安全的量子通信。此后数年间，我国又在该领域取得多项科研成果并保持国际领先水平。2016年8月16日，我国成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。借助墨子号卫星，2021年1月7日，中国科研团队成功实现了跨越4600公里的星地量子密钥分发，标志着我国已构建出天地一体化广域量子通信网雏形。

图 2 思政案例2：我国在量子通信领域取得的巨大成就（部分）展示

蕴含的思政点挖掘：

我国在量子通信领域长期保持国际领先，值得我们为之骄傲；取得这些成就，离不开认真努力，敢拼敢闯的精神；同学们作为社会主义建设者和接班人，要努力学习科学知识，掌握科学技能，提升科学素养，为建设祖国积聚力量。