《工程化學》本科課程教學大綱一、課程基本信息課程名稱工程化學EngineeringChemistry課程代碼2080470課程學分2課程學時32理論學時32實踐學時開課學院機電學院適用專業與年級機械設計制造及其自動化/汽車服務工程，一年級課程類別與性質專業基礎必修課考核方式考試選用教材《工程化學》宿輝、978-7-301-29160-3、北京大學出版社、第2版是否為馬工程教材否先修課程無課程簡介工程化學是機械類工科專業的重要基礎課程。課程以立德樹人，促進知識、能力、素質的有機融合為目標，從物質的化學組成、化學結構和化學反應出發，密切聯系現代工程技術中如材料的選擇與壽命、環境的污染與保護、能源的開發與利用、信息傳遞等問題，介紹有應用價值的化學基礎知識、基本原理，培養學生運用化學的理論和方法，分析、解決專業問題的創新思維和綜合能力。通過本課程學習，可使學生對物質化學本性及其變化規律有比較系統、全面的認識，掌握必需的化學基本理論、基本知識和基本技能，并了解其在實際工程中的應用，從而培養學生觀察問題、分析問題和解決問題的能力，為其學習后續課程（如工程材料與成型技術基礎、熱工基礎、新能源汽車電池技術、汽車工程材料等）奠定扎實的化學基礎。選課建議與學習要求本課程適合機械設計制造及其自動化專業以及汽車服務工程專業的本科生在一年級第二學期進行學習，要求學生具有一定的中學化學基礎。本課程要求學生掌握化學反應的基本規律、溶液中的化學平衡、氧化還原反應、電化學以及物質結構等基本知識。

二、課程目標與畢業要求（一）課程目標類型序號內容知識目標1掌握化學反應中的能量變化、化學反應的方向、限度和反應速率；2掌握稀溶液的依數性、酸堿理論、弱電解質解離平衡、沉淀溶解平衡、配合物組成結構及其解離平衡；3掌握原電池的組成與原理、原電池電動勢、電解的基本原理及應用、金屬腐蝕與防護；4理解原子的結構、分子的結構、晶體的結構；技能目標5能夠運用化學基礎理論分析解決工程技術中的相關化學問題；素養目標(含課程思政目標)6了解化學學科的概貌，拓寬視野，提高科學素養，會用可持續發展的眼光看世界；7課程以“育人為本，德育為先”作為教育方針，培養學生愛國情感和科技報國的使命擔當；從專業角度培養學生嚴謹認真的科學精神和精益求精的工匠精神。（二）課程支撐的畢業要求（1）機械設計制造及其自動化專業畢業要求1工程知識：能夠將數學、自然科學、工程基礎和機械專業知識用于解決機械產品設計、制造和運行控制等有關的機械領域復雜工程問題。1-3能夠將相關知識和數學模型方法用于推演、分析機械領域復雜工程問題。2問題分析：能夠應用數學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析機械產品設計、制造和運行控制等有關的機械領域復雜工程問題，以獲得有效結論。2-1能運用相關科學原理，識別和判斷機械領域復雜工程問題的關鍵環節。7環境和可持續發展：能夠理解和評價機械領域復雜工程問題的工程實踐對環境和社會可持續發展的影響。7-2能夠站在環境保護和可持續發展的角度思考專業工程實踐的可持續性，評價產品周期中可能對人類和環境造成的損害和隱患。8職業規范：具有社會主義核心價值觀、誠實勞動意識，具有人文社會科學素養、社會責任感，能夠在工程實踐中理解并遵守工程職業道德和規范，履行責任。8-3理解工程師對公眾的安全、健康和福祉，以及環境保護的社會責任，能夠在工程實踐中自覺履行責任。（2）汽車服務工程專業畢業要求1工程知識：能夠將數學、自然科學、工程基礎和專業知識用于解決汽車服務工程專業技術領域相關的復雜工程問題。1-2能針對具體的對象建立數學模型并求解；能夠將相關知識和數學模型方法用于推演、分析汽車服務工程專業領域復雜工程問題；4研究：能夠基于科學原理并采用科學方法對汽車服務工程專業產品設計、制造和運行控制等有關的機械領域復雜工程問題進行研究，包括設計實驗、分析與解釋數據、并通過信息綜合得到合理有效的結論。4-1能基于科學原理，通過文獻研究或相關方法，調研和分析汽車服務工程專業領域復雜工程問題的解決方案。7環境和可持續發展：能夠理解和評價汽車服務工程專業領域復雜工程問題的工程實踐對環境和社會可持續發展的影響。7-1能知曉和理解環境保護和可持續發展的理念和內涵。（三）畢業要求與課程目標的關系（1）機械設計制造及其自動化專業畢業要求與課程目標的關系畢業要求指標點支撐度課程目標對指標點的貢獻度1工程知識1-3H1掌握化學反應中的能量變化、化學反應的方向、限度和反應速率；25%2掌握稀溶液的依數性、酸堿理論、弱電解質解離平衡、沉淀溶解平衡、配合物組成結構及其解離平衡；25%3掌握原電池的組成與原理、原電池電動勢、電解的基本原理及應用、金屬腐蝕與防護；25%4理解原子的結構、分子的結構、晶體的結構；25%2問題分析2-1H5能夠運用化學基礎理論分析解決工程技術中的相關化學問題；100%7環境和可持續發展7-2M6了解化學學科的概貌，拓寬視野，提高科學素養，會用可持續發展的眼光看世界。100%8職業規范8-3M7課程以“育人為本，德育為先”作為教育方針，培養學生愛國情感和科技報國的使命擔當；從專業角度培養學生嚴謹認真的科學精神和精益求精的工匠精神。100%（2）汽車服務工程專業畢業要求與課程目標的關系畢業要求指標點支撐度課程目標對指標點的貢獻度1工程知識2H1掌握化學反應中的能量變化、化學反應的方向、限度和反應速率；20%2掌握稀溶液的依數性、酸堿理論、弱電解質解離平衡、沉淀溶解平衡、配合物組成結構及其解離平衡；30%3掌握原電池的組成與原理、原電池電動勢、電解的基本原理及應用、金屬腐蝕與防護；30%4理解原子的結構、分子的結構、晶體的結構；20%4研究1M5能夠運用化學基礎理論解決工程技術中的相關化學問題；100%7環境和可持續發展1M6了解化學學科的概貌，拓寬視野，提高科學素養，會用化學的眼光看世界；20%7課程以“育人為本，德育為先”作為教育方針，培養學生愛國情感和科技報國的使命擔當；從專業角度培養學生嚴謹認真的科學精神和精益求精的工匠精神。20%三、課程內容與教學設計（一）各教學單元預期學習成果與教學內容1.緒論核心知識點：(1)化學的概念；（2）化學的學科特點；(3)物理量的表示方法。能力要求：(1)掌握化學的研究對象，了解化學的發展簡史；(2)掌握化學的學科分支，了解化學人類社會發展進程中的作用；(3)清楚物理量的表示方法，了解國際制基本單位及定義。教學難點：基本物理量。2.化學反應的規律核心知識點：(1)理想氣體；(2.)化學反應中的能量變化；(3)化學反應的方向；(4)化學平衡；(5)化學反應速率。能力要求：(1)掌握理想氣體狀態方程、混合物組成的表示方法及理想氣體分壓定律；(2)理解系統、環境、熱、功、熱力學能、焓變、熵變、吉布斯函數變的基本含義，掌握蓋斯定律及化學反應熱的有關計算；(3)理解自發過程的特點，掌握標準摩爾熵變和標準摩爾吉布斯函數變的計算方法，并且能夠根據吉布斯函數變判斷化學反應的方向；(4)了解化學平衡的概念，理解標準平衡常數的含義，掌握濃度、壓力及溫度等因素對化學平衡的影響，掌握有關化學平衡的計算；(5)理解化學反應速率的概念，掌握濃度、溫度及催化劑對反應速率的影響及有關計算。教學難點：(1)標準摩爾熵變和標準摩爾吉布斯函數變的計算方法；(2)濃度、壓力及溫度等因素對化學平衡的影響；(3)濃度、溫度及催化劑對反應速率的影響及有關計算。3.溶液中的化學平衡核心知識點：(1)水的性質和稀溶液的依數性；(2)酸堿理論；(3.)弱電解質離解平衡；(4)難溶電解質的沉淀溶解平衡。能力要求：(1)了解水的性質、稀溶液性質的原理及應用；(2)掌握酸堿質子理論、酸堿電子理論，理解共軛酸堿概念及其關系；(3)明確弱酸（堿）離解平衡和緩沖溶液的概念，掌握化學平衡和緩沖溶液的有關計算；(4)掌握溶度積和溶解度的基本計算，了解溶度積規則及其應用。教學難點：(1)共軛酸堿概念及其關系；(2)化學平衡和緩沖溶液的有關計算。4.氧化還原反應與電化學核心知識點：(1)電化學；(2)原電池；(3)電解池；(4)電極電勢；(5)電化學應用。能力要求：(1)掌握氧化還原反應與電化學的聯系和區別；(2)掌握原電池的組成、原理、表示方法，掌握電動勢的有關計算；(3)掌握電解池的結構、電解原理、析出規律；(4)掌握電極電勢產生的原因、測定方法、電極的分類、電極電勢的應用；(5)了解金屬的腐蝕與防腐原理。教學難點：(1)標準電極電勢的應用；電極電勢能斯特方程的應用。5.物質結構基礎核心知識點：(1)原子結構；(2)分子結構；(3)晶體結構；能力要求：(1)熟悉金屬材料的分類、主要特性，了解金屬材料的應用范圍；(2)熟悉無機非金屬材料的類型、主要特性，了解非金屬材料的應用范圍；(3)了解高分子化合物的基本概念、命名方法，熟悉其類型、特性及主要應用范圍；(4)掌握復合材料的分類、特性及主要應用范圍。教學難點：(1)新型無機非金屬材料；(2)高分子智能材料。6.化學與材料核心知識點：(1)金屬材料；(2)無機非金屬材料；(3)高分子材料；(4)復合材料；(5)納米材料；(6)新材料。能力要求：(1)熟悉金屬材料的分類、主要特征，了解金屬材料的應用范圍；(2)熟悉無機非金屬材料的類型、主要特征，了解非金屬材料的應用范圍；(3)了解高分子化合物的基本概念、命名方法，熟悉其類型、特性及主要應用范圍；(4)了解復合材料的分類、特性及主要應用范圍；(5)了解納米材料的概念、特性及主要應用范圍；(6)了解新材料的發展方向、新的材料合成方法。教學難點：復合材料以及納米材料。7.化學與能源核心知識點：(1)常規能源：煤、石油、天然氣；(2)新型能源：核能、太陽能、生物質能、綠色電池、氫能、風能、地熱能、海洋能；(3)未來的新能源：可燃冰、煤層氣、微生物等。能力要求：(1)熟悉常規能源的概念、用途及煉制的常用方法；(2)了解新型能源的概念、種類、開發利用等。教學難點：常規能源的煉制與新型能源的開發。8.化學與環境核心知識點：(1)水污染及其防治；(2)大氣污染及其防治；(3)土壤污染及其防治；(4)環境保護與可持續發展。能力要求：(1)熟悉水污染的分類及水污染防治的方法；(2)熟悉大氣污染的分類及大氣污染防治的方法；(3)熟悉土壤污染的分類及土壤污染防治的方法；(4)了解環境保護和可持續發展的定義及其相互之間的關系。教學難點：環境問題通常具有復雜性和多樣性，需要學生具備較強的分析能力和創新思維。（二）教學單元對課程目標的支撐關系課程目標教學單元12345671.緒論√√2.化學反應的規律√√√3.溶液中的化學平衡√√√4.氧化還原反應與電化學√√√5.物質結構基礎√√√6.化學與材料√√√7.化學與能源√√√8.化學與環境√√√（三）課程教學方法與學時分配教學單元教與學方式考核方式學時分配理論實踐小計1.緒論多媒體教學法、問題解決法課后作業，期末考試222.化學反應的規律多媒體教學法、問題解決法課后作業，期末考試663.溶液中的化學平衡多媒體教學法、問題解決法課后作業，期末考試664.氧化還原反應與電化學多媒體教學法、問題解決法課后作業，期末考試665.物質結構基礎多媒體教學法、問題解決法課后作業，期末考試666.化學與材料多媒體教學法、問題解決法課堂提問，課后作業227.化學與能源多媒體教學法、問題解決法課堂提問，作業評價228.化學與環境多媒體教學法、問題解決法課堂提問，課后作業22合計3232四、課程思政教學設計一、切入方向學科交叉融合：將工程化學與社會科學、人文歷史等學科交叉融合，挖掘化學知識背后的社會價值和人文意義。例如，通過介紹化學在環保、能源、醫藥等領域的應用，引導學生思考化學知識對社會發展的貢獻。國家戰略需求：結合國家重大戰略需求，如新能源、新材料、綠色化工等，介紹工程化學在國家發展中的重要性。通過講解這些領域的前沿技術和研究成果，激發學生的愛國熱情和創新精神。社會責任與倫理：強調化學工作者在科研、生產和社會服務中的社會責任和倫理道德。引導學生關注化學品的安全使用、環境保護和可持續發展等問題，培養學生的社會責任感和職業道德。二、對應關系(1)道爾頓分壓定律：責任與使命，職業精神；(2)熱力學第一定律：科學精神，專業與社會；(3)熵變與反應的自發性：辯證思想，科技發展；(4)吉布斯-亥姆霍茲方程：求真務實，個性光輝；(5)化學平衡的移動：專業能力，專業與社會；(6)勒?夏特列原理：國家安全，愛祖國，愛人民；(7)范特霍夫規則：科學精神，職業規劃；(8)有效碰撞理論：科學素養，求真務實；(9)酸雨：專業與社會，環保意識，能源意識，人類命運共同體；(10)溶液的滲透壓：辯證思想，社會責任，毅力；(11)酸堿理論：辯證思想，求真務實；(12)氧化還原反應：辯證思想，邏輯思維，專業能力；(13)原電池：終身學習，專業與社會，能源意識；(14)金屬腐蝕與防護：人生觀，愛祖國，民族精神；(15)燃料電池：專業與社會，環保意識；(16)分子結構：團隊合作，溝通協作，大局意識，核心意識；(17)晶體結構：努力學習，求真務實，個人成長。三、具體案例環保案例：選取與工程化學相關的環保案例，如水體污染治理、大氣污染治理等。通過分析這些案例，讓學生了解化學知識在環保領域的應用，同時培養學生的環保意識和實踐能力。能源案例：介紹化學在新能源領域的應用，如太陽能電池、燃料電池等。通過講解這些案例，讓學生了解化學知識在能源領域的重要性，同時培養學生的創新意識和實踐能力。醫藥案例：選取與工程化學相關的醫藥案例，如藥物合成、醫療器械制造等。通過分析這些案例，讓學生了解化學知識在醫藥領域的應用，同時培養學生的生命關懷意識和人文關懷精神。四、責任擔當個人責任：引導學生認識到作為化學工作者，個人在科研、生產和社會服務中的責任和義務。通過強調個人責任，培養學生的自律意識和敬業精神。團隊責任：在工程項目和科研合作中，強調團隊合作的重要性。通過培養學生的團隊協作精神和溝通能力，使其在團隊中發揮積極作用，共同推動項目的順利進行。社會責任：引導學生關注社會問題，積極參與公益活動，將所學知識應用于解決社會問題。通過培養學生的社