各章节课程思政元素挖掘和教学设计
《Electronic Structure of Molecules》包括8章,在每一部分嵌入与内容相适合的思政元素,使思政元素全面融合于课程之中。主要以案例的形式讨论思政元素,力图引发学生兴趣。
第一章 绪论
(a)结合对课程考试、作业的要求,强调学术诚信,抨击目前学术界的一些不良现象。
(b)在电子结构计算发展史部分,提出问题:犹太人学术上为何如此成功?讨论培养批判性思维的重要性。
(c)在讨论模型的本质时,以学术争议的文章为例,说明如何进行学术批评,启发学生的学术批评精神。
(d)在计算环境部分介绍国产软件、硬件,说明国内核心技术的发展和挑战。
第二章 量子力学回顾
(a)通过回顾普朗克、爱因斯坦、德布罗意、薛定谔等人的主要贡献的思路来源,说明科研中的解放思想、兼容并蓄、类比借鉴等思考方式的重要性。
(b)历史潮流对个人学术发展影响。以波尔和海森堡的政治占位为例,让同学讨论技术性人才应有的社会责任感和对历史潮流的敏感性。
第三章 原子的电子结构
(a)建立科学团队。以波尔团队为例,让学生理解如何与老师和其他同龄人形成团队协作的精神。
(b)互相矛盾的思想对科研发展的影响。以分子轨道和价键轨道两个模型为例,让学生深入理解竞争性学术思想的发展,理解相反相成的辩证思想,批判学术期刊中的炒作行为。
第四章 分子轨道理论
探讨竞争性理论对学科发展的影响。以电子结构理论中相互对立的思想(MO vs DFT)的演化和互相融合(杂化密度泛函理论)为例,说明科学的发展要打破固有思维,引入相左的意见,冲击震荡,形成新的思想。同时类比中国经济改革历程,说明解放思想、实事求是的重要性。
第五章 处理多电子体系的关键假设
(a)讨论每个关键假设的得与失,辩证地看待事物的两面性。
(b)通过对基组、赝势设计的考量,讨论效率与精度的平衡。联系社会运行的效率与公平,积极理解当下社会发展的成功与不足。
第六章 势能面
通过势能面的若干相关概念,类比个人天赋、自律与个人发展的关系,讨论如何平衡生活中的舒适区与挑战区,如何产生主观能动性。
第七章 溶剂效应
通过溶剂效应,讨论人与班级小环境、社会大环境的互动关系。
第八章 电子激发态
(a)通过电子光谱,讨论个人禀赋、能力与社会需要匹配的问题。
(b)介绍将微观粒子的集体行为等效为新的、单个准粒子的行为的思想,并用于理解生物群的集体行为,进一步讨论人的个体性和社会性的对立与统一。