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我们生活在两个世界?丨“化学与社会”的探秘之旅

卞江 通识联播 2020-09-30
Vol.282课程大纲化学与社会课程大纲
博雅哥说

本篇推送展示的是北京大学化学与分子工程学院卞江老师本学期开设的核心通识课程《化学与社会》的课程介绍和课程大纲。
在本门课程当中,卞江老师一方面概览化学在各个领域对人们社会生活的影响,展示现代生活的巨大变革背后化学起作用的方式;更力图以此引导同学们重新思考文明、生命和人类未来等各个学科所关心的根本问题,沟通科学与人文这两个本不应割裂的“世界”。这是一门双重意义上的通识课程。
欣赏完这篇精心安排的课程大纲以后,如果想要进一步了解,欢迎前往“化学与社会”的课堂,或者点击文末链接报名参与沙龙与卞老师对谈。

开课院系:化学与分子工程学院授课教师:卞江学分:2
教师介绍
授课教师
卞江
卞江老师在1989年本科毕业于吉林大学化学系,1992年硕士毕业于北京大学化学与分子工程学院,又于1995年迅速取得了北大化院的博士学位并留校任教。1999年,他赴加拿大蒙特利尔大学化学系做了为期一年的博士后研究。
他主要研究的领域是无机理论化学,方向包括量子化学方法及应用、功能材料的理论研究和生物酶反应机理的理论研究(小编不能看懂这些都是什么)。长期担任“普通化学(北大化院主干基础课)”、“化学信息检索(北大化院选修课)”、“大学化学(北大理科大类平台课)”“化学与社会(北大通识核心课)”的教学工作。
卞老师有着面向不同群体的丰富教学经验。对我们而言,他自己就是化学理论与生活世界之间的桥梁。

课程简介

这门课程以人文社科类本科生为授课对象,课程内容以化学在社会中的应用为主线,分为化学与社会、化学与可持续发展、化学与生命等三个单元共9个章节,探讨化学与人类社会可持续发展以的联系,同时也关注科学与人文社会科学之间的互动关系。
本课程的目标是:培养和提高学生的科学素养,使学生掌握一些基本的化学知识,对化学家思考问题、解决问题的方法有所了解,拓展学生的视野和知识面,理解当今人类社会所面临的若干重大挑战与化学之间的关联,从而有利于学生自身的职业发展。
化学起源于古老的神秘主义。东方道家和西方炼金术士在追求长生不老和无尽财富的过程中奠定了实验化学的基础,发展出一套比较系统的化学实验方法和设备。尽管古代的金丹术士们没有实现他们最初的目标,但是他们却取得了一个更为伟大的成就,那就是化学 —— 作为一门科学 —— 诞生了。
化学以理论和实验为基础,面向广阔的应用领域,经过三百五十多年的发展,已经成为人类文明的支柱学科。回顾人类发展史,几乎每个文明时期的标志性进展都与化学家的贡献密切相关。冶铁技术、人工合成氨技术、橡胶和塑料的合成、新能源材料以及纳米材料等都最先出自化学家之手,因此毫不夸张地讲,化学是人类文明的基石。
这门课的目的不是培养化学专业人才,而是引介化学学科及其成就,展示这门学科的过去、现在和未来。这门课程就像是一艘“观光飞船”,将带领同学们俯瞰这片神奇的领域,沿途领略化学中最具代表性的区域。通过学习化学与社会,学生不仅仅可以学到一些基本的化学知识,也可以对化学学科的历史和现状、化学与社会的关系、目前化学领域的某些热点问题以及化学的未来前景有一个轮廓式的了解。
课程材料
教材
John W. Hill and Doris K. Kolb. Chemistry for Changing Times, 8th Ed. Prentice Hall, 2000
参考书
L. P. Eubanks et al. Chemistry in Context: Applying Chemistry to Society, 5rd Ed. American Chemical Society, 2005. 中文译本《化学与社会》,段连运等译,化学工业出版社,2008.
唐有祺,王夔主编,《化学与社会》,高等教育出版社,1997.吴旦主编,《化学与现代社会》,科学出版社,2000.John Suchocki. Conceptua Chemistry: Understanding Our World of Atoms and Molecules. Benjamin Cummings, 1996.
阅读资料
阅读资料以电子版形式发放,可从ftp服务器下载(ftp://ftp.chem.pku.edu.cn)。
关于教材和参考书的说明
1. 本课程采用原版教材,在化学院资料室(化学楼A区北侧外墙,电话:62751127,时征老师)可以借到该教材(第11版)。2. 不能阅读原版教材的同学也可以从参考书中选取一种中文教材作为学习参考。3. 课程的讲授基本上按照教材的内容展开,但是对一些内容也作了补充和更新。增加的内容主要参考了国际文科化学教材《Chemistry in Context》,参见上面的参考书。4. 考试与教案有关,而与教材或参考书没有直接关系。5. 参考书可以开阔视野,加深对课堂内容的理解,提高学习的兴趣。上面所列参考书都是国内外比较好的文科化学类教材。我们希望每位同学都能找到一本自己喜欢的参考书。
教学大纲

绪论
2学时介绍课程内容、要求、考评方法。认识世界的三个途径,科学方法论以及化学学科基本情况。阅读书目[英]伦纳德·蒙洛迪诺,[美]迪帕克·乔普拉. 《世界之战:科学与灵性如何决定未来》. 中信出版社,2012. 第一章 两种视角下的世界观. p3-17.[美]凯文·凯利. 《科技想要什么》. 电子工业出版社,2016. 第一章 大哉问;第二章 人类的生活,来自人类的发明. 第三章 第七界的历史. p5-67.

月球、基督像与脚下的建筑。象征着现代世界中自然、神圣与科技的复杂关系

单元一  化学与社会

第一章 材料化学:文明基石
2学时。从考古学中人类历史的分期开始,进入到材料化学领域。围绕金属材料的种类和冶炼技术,探讨技术与社会发展的互动关系。一、材料:人类文明的里程碑二、铁器时代三、钢与铁阅读书目[美]贾雷德·戴蒙德,《枪炮、病菌和钢铁:人类社会的命运》. 上海世纪出版集团,2006. 前言 耶利的问题.  p1-24. 第三章 卡哈马卡的冲突.  p42-59. 第十三章 需求之母. p243- 273.

中国科学院、宾夕法尼亚大学和北京大学合作研究发现了一种三维石墨烯管“超级材料”,图为其内部结构

第二章 高分子化学:隐形巨人
2学时。任何事物都有其反面,这句话很适合描述高分子化学领域。这是个对经济和生活举足轻重的领域,但也给人们带来一些困扰。一、高分子简史二、橡胶历险记三、巨人投下的阴影阅读书目[美]莎伦×罗斯,罗尼×施拉格,《有趣的制造》. 新星出版社,2008. 防弹背心;隐形眼镜;光盘;橡胶圈;跑鞋;强胶;轮胎. 任选其一.

一种高分子的显微图片,犹如艺术品般精美

第三章 纳米化学:隐形巨人
2学时。纳米时代的曙光已经出现,人们怀着欣喜而忐忑的心情迎接着一个全新时代的到来。一、纳米材料二、芯片的制备三、纳米技术的潜在风险和挑战阅读书目[美]迈克尔·克莱顿著,《猎物》. 译林出版社,2009. 预言,开篇,第二部 沙漠。
讨论课(一)  2学时

单元二  化学与可持续发展
第四章 环境化学:重建伊甸园
2学时。从考古学中人类历史的分期开始,进入到材料化学领域。围绕金属材料的种类和冶炼技术,探讨技术与社会发展的互动关系。我们对待自然环境的态度决定了自身以及地球的未来。所幸,一切都还来得及,如果我们从现在开始。一、地球:我们的家园二、全球气候与温室气体阅读书目[美]贾雷德·戴蒙德,《崩溃:社会如何选择成败兴亡》. 上海世纪出版集团,2008. 第十四章 为何有些人类社会会做出灾难性的决策. p437-460.

想象中的伊甸园图景。如今我们要靠技术来再造一个伊甸园

第五章 能源化学:隧道尽头的曙光
2学时。概述当前全球能源情况以及化学领域的最新进展。一、全球能源展望二、石油化学三、新能源阅读书目Mara Prentiss. Energy Revolution. The Physics and the Promise of Efficient Technology. The Belknap Press of Harvard University Press. 2015. Part I. Foundations of Renewable Future. 1. Overview of Renewable Energy. p27-49.
第六章 日用化学:与化学同行
2学时。常用日化产品的组成、功用和制造。一、洗涤剂二、个人护理用品阅读书目[美]莎伦·罗斯,罗尼·施拉格,《有趣的制造》. 新星出版社,2008.口红,p144-153;指甲油,p154-160;防晒霜,p238-246. 三个产品任选一个.

形形色色的化妆品,都是化学在起作用。能精确使用这些化妆品的你,了解背后的道理吗?

讨论课(二)  2学时

单元三  化学与生命

第七章 生物化学:我是谁?
2学时。人类的生物学和社会学的定义体现了人的双重属性,使得人类成为这个星球上最不寻常和最难以理解的生物。一、我从哪里来:生命起源二、基因工程三、肩上的责任阅读书目[美]罗伯特·库尔茨班,《人人都是伪君子》. 中信出版社,2013.第一章 一贯的矛盾性. p3-24.[加]基恩·斯坦诺维奇,《机器人叛乱:在达尔文时代找到意义》. 机械工业出版社,2015. p1-86.

科幻电影《超体》中,代表人类演化终始两端的两个Lucy对视。生命的丰厚意蕴尽在其中

第八章 医药化学:永生之道
2学时。以感冒药等若干常见药物为实例,介绍药物化学原理以及新药发现对社会生活的深刻影响。一、药物基础二、避孕药物三、神经类药物阅读书目[美]劳里·加勒特,《逼近的瘟疫》. 三联书店,2008.  第九章 微生物的汇集之处—城市疾病. p269-296. 
第九章 食品化学:厨房里的科学
2学时。龙虾加热后为什么变成红色?本章以食品的营养成份为线索,介绍与食品和烹饪有关的化学。一、糖类二、转基因食物三、蛋白质阅读书目César Vega, Job Ubbink, Erik van van der Linden. The Kitchen as Laboratory: Reflections on the Science of Food and Cooking. New York: Columbia University Press, 2012. Ch.20 Taste and Mouthfeel of Soups and Sauces. p148-154.Ch. 22 Baked Alaska and Frozen Florida. p166-175.Ch. 24 Sweet Physics. p186-195.Ch. 25 Coffee, Please, But Not Bitters. p196-205.Ch. 30 Molecular Gastronomy Is a Scientific Activity. p242-253.Ch. 31 The Pleasure of Eating: The Integration of Multiple Senses. p254-263.任选其一阅读.
讨论课(三)  2学时

总结  2学时


成绩评定

总评分组成
总评分 100 分, 其中考勤10%,期中论文30%,期末考试 + 讨论课 60%
关于期中论文的说明
1.论文字数在2500-5000字之间。2.论文题目可自由选题,也可参考“化学与社会论文选题”。3.论文写作格式参照下面的“论文格式”。4.论文评判标准如下:a)      独立完成允许并鼓励同学们在论文写作时参考各种图书资料(请尽量避免使用来源不清的网络资料)。只有在积累足够资料的基础上,讨论才更全面和更具说服力。但若存在抄袭等违反学术道德行为,则论文成绩将被记为零分并按校纪处理。b)      独到见解也许不是每一位同学都能有独特的视角和切入点,但一篇具有独到见解的论文更能打动人。c)      逻辑性作为一篇论述文,主要逻辑应当是无懈可击的,主要论点也应当建立在牢固的论据和严谨的逻辑之上。d)      文风和格式文笔优美和格式漂亮的论文总是会给读者良好的第一印象,这也许不是最终的印象。但是在竞争激烈的环境里,也许你不应当忽略这些细节。5. 期中论文应当在截止日期(11月9日晚24点)之前用电子邮件发到主讲教师的电子邮箱里。
论文格式
1. 论文应包含四个部分,即题目,关键词,正文和参考文献。2. 论文题目用四号黑体,正文和其它部分用五号宋体。3. 图表应有说明文字并且编号。图题放在图下方,表题在表上方。表格一般应采用三线表形式。4. 论文应当有3-5个关键词,列于题目之下、正文之前。5. 参考文献的格式如下:期刊:   序号,作者,刊名,年,卷:起始页码举例:  1. 周世琦,郭祀远,化学学报,1999,57:4372. Regis A,Albertazzi P G,Roletto E. J. Chem. Educ. 1996,73:1084    书籍:   序号,作者,书名. 版次(初版不写). 出版地:出版社,出版年份。举例:1. 华彤文等,《普通化学原理》. 第二版. 北京:北京大学出版社,19932. Brown T L, LeMay H E Jr., Burstein B E, Chemistry: The Central Science. 8th Ed. New Jersey: Prentice Hall, 2000
关于考试的说明
1. 期末考试前,我们将在最后一次课上(12月21日)做课程总结。2. 期末考试安排在最后一周的课堂时间进行(12月28日)。3. 考试没有补考。如果错过考试,成绩将被记为零分。4. 考试后学生有机会看自己的卷子(考试之后两天之内),但试卷仍将保存在化学学院。如果学生认为判分有误,可以申请复核。
关于讨论课
1. 讨论课成绩每次满分10分。2. 获得奖励分的同学,可从期末考试总分中扣除相应分数计算成绩。3. 连续3次获得奖励分的小组可额外获得5分奖励4. 讨论课一般由助教主持,主讲老师参加讨论。5. 每次讨论课前提交讨论提纲。
讨论课的评价标准
1. 题目把握情况;2. 信息搜集情况;3. 小组参与情况;4. 对讨论进程的贡献。
看完大纲,是不是对化学与社会的关系更感兴趣,尤其是对将讲授这门课程的卞江老师更加好奇呢?点击下方链接报名参加卞老师的沙龙吧!
卞江老师沙龙预告丨化学之于人类文明:助推还是挑战?


肖京 编辑 / 玄灵 校对

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