课程概述

  无机化学是高校与化学相关专业学生进入大学后的第一门专业基础课,在教学内容上为后续相关课程奠定必要的理论基础,它主要包括化学反应原理,物质结构基础和元素化学三大部分的知识点,对与化学相关的课程具有承前启后的桥梁纽带作用。

 《无机化学》课程具有历史悠久、量大面广的特点,此课程是哈尔滨工业大学(哈工大)最早开设的化学课程之一,课时多、上课专业多,且是重要的必修基础课。     

  哈工大无机化学课程开设于20世纪50年代,历史悠久,积淀深厚,课程组已形成一套完整的、有特色的教学体系。校内授课对象覆盖了哈尔滨工业大学化工与化学学院理学院材料学院与工程学院市政环境工程学院生命科学与技术学院等五个学院十多个专业。

  为了适合在线学习和混合式教学,依据《无机化学》课程知识体系,开设了无机化学(I)MOOC课程,主要授课内容为:气体理想状态方程,化学反应热力学基础,化学动力学基础,化学平衡 熵和Gibbs函数,酸碱平衡,沉淀溶解平衡,氧化还原反应及电化学基础。

 

  为了便于交流和及时推送最新教学信息,我们建立了哈工大《无机化学》(I)MOOC班级。哈工大无机化学教学团队将努力为你提供优质的学习资源,也希望通过MOOC班级促进各位相互间的进一步交流,您可以扫描二维码加入我们的MOOC班级,我们会随时推送相应学习信息和教学资源。期待您的加入!


                          


证书要求

    本课程采取累加计分方式,总成绩由线上学习成绩线下考试成绩组成。

      最终成绩100 = MOOC线上考试 100 *40% +线下期末考试100 *50% + 线上研讨10


预备知识

只要你对化学具有浓厚的兴趣,最好掌握高中化学相关基础知识。如果你想参加研究生入学考试,也可作为《无机化学》课程基础知识的参考学习资源,助你有效巩固和复习无机化学的相应知识点



授课大纲

无机化学(I)——化学反应原理(混合式教学大纲)


第1讲 气体 

§1.1 理想气体状态方程式

§1.2 气体混合物

第2讲 热化学 

§2.1 热力学术语和基本概念

§2.2 热力学第一定律

第3讲 化学动力学基础 

§3.1 化学反应速率的概念

3.1.1 定容反应的反应速率

3.1.2 平均速率和瞬时速率

§3.2 浓度对反应速率的影响速率方程式

§3.3 温度对放映速率的影响—Arrhenius 方程式

§3.4 反应速率理论和反应机理简介

§3.5 催化剂和催化作用

第4讲 化学平衡、熵和Gibbs函数 

§4.1 自发变化和熵

§4.2 Gibbs函数

§4.3 标准平衡常数

§4.4 标准平衡常数的应用

§4.5 化学平衡的移动

第5讲 酸碱平衡 

§5.1 酸碱质子理论概述

§5.2 水的解离平衡和pH

§5.3 弱酸、弱碱的解离平衡

§5.4 缓冲溶液

§5.5 酸碱指示剂

§5.6 酸碱电子理论与配合物概述

§5.7 配位反应及配位平衡

第6讲 沉淀-溶解平衡 

§6.1 溶解度和溶度积

§6.2 沉淀的生成和溶解

§6.3 两种沉淀的之间的平衡

第7讲 氧化还原反应电化学基础 

§7.1 氧化还原反应的基本概念

§7.2 电化学电池

§7.3 电极电势

§7.4 电极电势的应用

在线测验题

期末无纸化考试


基于MOOC+SPOC的无机化学(I)混合式教学的课程设计

  (一) 课堂教学的组织形式

教师按照混合式教学大纲,完成课堂教学48学时。课堂教学的方式共两种:一种是课堂讲授,在学生完成线上自主学习后,教师按照课程进度和教学大纲,开展各章节重点难点的课堂讲授,课堂讲解共计36学时;另一种是研讨式教学,分三个阶段进行,分别为初期研讨,中期研讨和期末研讨,研讨式教学共计12学时。

(二) 课堂教学环节明细

本课程共18次课堂讲授,6次研讨式教学,合计48学时。按照教学大纲和教学周,依次开展课堂教学和研讨式教学。

1.课堂讲授计划

教学周1~4周

(1)讲解该课程混合式“教”与“学”的基本要求,主要引导学生如何通过 MOOC+SPOCs 开展线上与线下相结合的“混合式学习”。

(2)化学反应热力学,化学反应动力学及四大化学反应平衡的重点和难点。

(3)基于MOOC平台研讨反馈的信息,针对共性的难点进行课堂详细解析。

教学周(5~6):

初期研讨,主要针对前期化学反应原理内容的学习情况进行总结和研讨。

教学周(7~10):

(1)在学习化学反应原理基础上,进一步深入讲解物质结构的相关知识,重点讲授原子结构,分子结构和固体结构的重点知识。

(2) 借助雨课堂,将课前,课上和课后有机组合,全程监控学生的学习进程,及时评测学成的学习成效。

教学周(11~12):

中期研讨,主要针对物质结构的相关内容的学习情况进行总结和研讨,并及时发布线上线下学习成绩,提醒学生及时完成累加式测试的各项内容。

 教学周(13~16):

(1)在学习化学反应原理和物质结构基础上,进一步深入讲解利用物质结构基础理论和化学反应原理来解释和说明元素化学中各族元素的通行。

 (2) 主要讲授元素化学中结构与宏观性质的内在联系,针对特定元素及其化合物的最新研究热点问题及潜在的应用前景进行深入剖析。

教学周 (17~18周):

期末研讨,主要研讨无机化学物质结构与元素性质间的内在联系,如何发挥化学思维对创新能力培养的促进作用。

2.研讨式教学环节

(1)“初期研讨”—(优秀学习案例分享)

    主要针对化学反应原理内容的学习情况进行总结和研讨。在开展研讨式教学前,要求学生提  前准备      1-7章的学习总结和认真整理学习笔记,并在研讨课前一周完成学生线上互评环节,评出优秀学习总结报      告5份,优秀学习笔记10份。

 (2) “中期研讨”—(热点知识解析)

    主要针对物质结构的相关内容的学习情况进行总结和研讨,并及时发布线上线下学习成绩,提醒学生       及时完成累加式测试的各项内容。针

  研讨主题:

  1)如何描述微观籽粒的运动状态?

2)有关价键理论发展的启示与展望,如何利用微观结构决定宏观性能的相应理论?

 (3)“期末研讨”—( 化学思维及深度学习)

     主要研讨无机化学各部分知识点的内在联系,讨论如何发挥化学思维对创新能力培养的促进作用。

 研讨主题:

        1)化学反应热力学的研究价值及其发展趋势

        2元素化学的学习心得及如何开展无机化学相关知识的深度学习

参考资料

1.《无机化学》教案,哈尔滨工业大学无机化学课程组.

2.《高等无机化学》,张兴文,周玉祥,王宇,哈尔滨工业大学出版社,2016

3.《无机化学》(第五版),大连理工大学无机化学教研室编,高等教育出版社,2006

4.  乐学网(哈工大交互式网络教学平台)  ——无机化学-MOOC模式教与学 (以哈工大用户登录或访客登录均可)


常见问题

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我将从这门课程中学到什么?

   1.本课程是化学的一个重要分支,是化学中的四大基础课的重要组成部分,是应用化学、化工、轻工、材料、冶金、纺织、环境科学、医学、药学、食品、生物技术等类专业的第一门化学基础课。

  2.通过本课程的学习,使学生获得物质结构的基础理论、化学反应的基本原理、元素化学的基本知识,培养学生具有分析处理一般无机化学问题的初步能力。

受众群是谁?

  本课程是应用化学、化工、轻工、材料、冶金、纺织、环境科学、医学、药学、食品、生物技术等类专业的第一门化学基础课。

 

怎么报名,怎么选课?

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怎样学习?
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   本课程不允许逾期补交作业系统会在作业截止前1天给大家发提醒邮件。请网速有问题的学员提前提交作业,不要等到最后几分钟才交作业而造成提交不成功。