分析化學(xué)課程思政教育教學(xué)探索與實踐

可 迪，陳明麗，楊 婷，于永麗，趙 爽

(東北大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系，遼寧 沈陽 110819)

課程思政是指將高校思想政治教育融入課程教學(xué)和改革的各環(huán)節(jié)、各方面，實現(xiàn)立德樹人潤物無聲[1]。2016年習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調(diào)“要利用好課堂教學(xué)這個主渠道，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程”，這一觀點引發(fā)了課程思政改革的大潮。從理念上講，課程思政屬于新興的一種教學(xué)理念，而實際上，課程思政原本就應(yīng)該是課程教育的重要組成部分，是課程“教書育人”功能的本源和本意[2]。如今各高校已紛紛開展課程思政整體部署和規(guī)劃，但課程思政教學(xué)改革不能盲目，實踐之前應(yīng)有所側(cè)重地挖掘各門類課程的思政教育潛力，求“深”求“精”，注重各學(xué)科之間的平衡。

分析化學(xué)是人們獲取物質(zhì)化學(xué)組成、形態(tài)、含量和結(jié)構(gòu)等信息的方法及相關(guān)理論的科學(xué)，是化學(xué)專業(yè)課程體系中的主干課程，同時也是材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)檢測等學(xué)科的重要基礎(chǔ)。分析化學(xué)課程具有應(yīng)用性強、理論與實踐緊密結(jié)合、可訓(xùn)練大學(xué)生的思辨能力等特色，這些特色決定了它是挖掘課程思政教育元素的“富礦”。本文探討了分析化學(xué)課程思政建設(shè)的思路和方法，希望對理工科專業(yè)課程的思政建設(shè)有一定的借鑒意義。

1 分析化學(xué)課程思政的思路和途徑

課程思政的綱領(lǐng)要求我們不能本末倒置、更加不能將專業(yè)課程變成“思政課”。教師需要立足實際進行系統(tǒng)設(shè)計，使理論教學(xué)與實驗教學(xué)協(xié)同發(fā)展，做到方向明確、方針具體、教學(xué)全過程思政。

分析化學(xué)課程思政實踐的思路為：深度挖掘分析化學(xué)學(xué)科中的思政元素和相關(guān)素材，拋棄“淺顯的”，留下“深刻的”；授課教師圍繞課程中的思政內(nèi)涵，有目的地提升相關(guān)知識水平和思政理論基礎(chǔ)；探究如何將思政元素和專業(yè)知識傳授緊密結(jié)合，這是決定思政教育傳遞效果的關(guān)鍵因素；以多元化教學(xué)模式實施嵌入式思政教育；建立有效的思政教育成效評價體系，包括科學(xué)設(shè)定評價主體、系統(tǒng)開展評價活動，目的是明確課程思政的實施效果及其對學(xué)生的影響，以求改進[3]。

2 分析化學(xué)課程思政教學(xué)實踐探索

2.1 示例一：建立準確的量的概念，樹立嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度

中國科學(xué)院《關(guān)于科學(xué)理念的宣言》中提到“科學(xué)精神是對真理的追求”、“是對創(chuàng)新的尊重”、“體現(xiàn)為嚴謹縝密的方法”，“體現(xiàn)為一種普遍性原則”[4]。分析化學(xué)作為“考質(zhì)求數(shù)之學(xué)”，是發(fā)揚嚴謹求實科學(xué)精神的重要載體。定量分析是本課程中的主要部分，相對于無機化學(xué)、有機化學(xué)等基礎(chǔ)課程，對準確度和精密度有更嚴格的要求，能夠幫助學(xué)生樹立更“細”的量的概念，促使學(xué)生養(yǎng)成細致嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

誤差與數(shù)據(jù)處理這一章涉及許多概念，蘊含著非常多的量的詮釋。由于物質(zhì)含量的真值都難以得知，通常以理論真值、國際計量大會上確定的計量學(xué)約定真值等當(dāng)作真值來使用，其中不乏我國先輩的貢獻。1940年我國科學(xué)家梁樹權(quán)先生以重量法反復(fù)測定，確定了鐵的原子量為55.850，隨后國際原子量委員會就此修訂了鐵的相對原子質(zhì)量為55.85[5]，在理論課教學(xué)中引入這個事跡既能夠樹立嚴謹求實的榜樣，也能加深學(xué)生的文化自信；在探討如何選擇合適的分析方法以提高準確度時，以鐵含量的測定舉例，以誤差分析計算去闡釋為什么重鉻酸鉀滴定法適用于常量分析，分光光度法適用于微量分析，使學(xué)生在以后的實際工作中更容易把握量和度，靈活處理問題；在有效數(shù)字及其運算規(guī)則這一節(jié)，可以引入物理學(xué)家瑞利發(fā)現(xiàn)氬氣的故事，以說明有效數(shù)字的重要性。瑞利發(fā)現(xiàn)從空氣中分離出來的氮氣密度為1.2572 g/L，而由含氮物質(zhì)制備的氮氣密度為1.2505 g/L，嚴謹?shù)娜鹄プ×诵?shù)點后第三位這微小的差異，經(jīng)過反復(fù)實驗終于從空氣中發(fā)現(xiàn)了惰性氣體氬[6]。

在分析化學(xué)實驗中，規(guī)范基本操作的重要性不言而喻。滴定管、容量瓶和移液管是滴定分析中最常用的三種玻璃儀器，電子分析天平是最常用的稱量儀器，學(xué)生只有完全掌握這些定量儀器用法，才能對理論教學(xué)中的精密度、準確度、偏差等誤差概念有更深層次的理解，樹立起嚴謹求實的實驗態(tài)度，為下階段的學(xué)習(xí)和實踐打下基礎(chǔ)。拿滴定管來講，裝液與排氣、讀數(shù)和滴定操作這幾個環(huán)節(jié)都應(yīng)遵循一定的原則，例如每次平行滴定都從0.00 mL刻度處開始，是為了消除或減小滴定管帶來的系統(tǒng)誤差。教師通過慕課線上平臺加強實驗課前教育，歸納出定量轉(zhuǎn)移和滴定操作的要點，上傳操作視頻更加直觀地展示規(guī)范操作的要領(lǐng)；教師在課上勤巡察、多糾錯、力求基本操作人人過關(guān)；開放分析化學(xué)虛擬仿真實驗，課前課后學(xué)生都能在線上練習(xí)鞏固。學(xué)生一旦形成嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度和素養(yǎng)，將對日后的學(xué)習(xí)及工作實踐影響深遠。

2.2 示例二：辯證哲學(xué)思想的滲透

科學(xué)的發(fā)展離不開辯證思維，雖然分析化學(xué)教材中沒有任何哲學(xué)字眼，但是分析化學(xué)知識體系中蘊含著豐富的辯證哲學(xué)內(nèi)容。我們在教學(xué)實踐中滲透以下辯證哲學(xué)原理、引導(dǎo)學(xué)生用辯證思維去思考和解決問題，有利于分析化學(xué)知識點的理解和掌握，有利于形成科學(xué)的思維方式，有利于樹立正確的學(xué)習(xí)態(tài)度和世界觀。

現(xiàn)象與本質(zhì)的辯證關(guān)系貫穿著分析化學(xué)實驗?，F(xiàn)象是本質(zhì)的外在表現(xiàn)，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，才能掌握事物的根本規(guī)律，更好地發(fā)揮人的主觀能動性。在滴定分析過程中，被滴定的體系通常不發(fā)生明顯的顏色變化，因此需要借助指示劑顏色的變化來判定滴定終點。以酚酞作為指示劑的酸堿滴定為例，其現(xiàn)象是溶液紅色與無色之間的突變，其本質(zhì)是在化學(xué)計量點附近，隨著溶液pH的變化，酚酞的紅色堿式形體和無色酸式形體濃度比迅速改變，從而引起溶液顏色突變。因為現(xiàn)象只是本質(zhì)的外在體現(xiàn)，我們在滴定過程中很容易受到假象的蒙蔽，理性的判斷才能使分析結(jié)果準確。隨著單色酸堿指示劑用量的增加，其變色范圍向pH減小的方向移動。因此，實驗時如果滴加的指示劑不適量，就會導(dǎo)致表觀的滴定終點與化學(xué)計量點偏差較大。因此，滴定分析法必須“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”。

對立統(tǒng)一規(guī)律是唯物辯證法的核心，是事物矛盾運動的規(guī)律，更是分析化學(xué)各種定性定量反應(yīng)得以進行的基礎(chǔ)，矛盾的同一性和斗爭性共同推動著事物的發(fā)展。絡(luò)合滴定法主要應(yīng)用于金屬含量的測定，最常用的滴定劑是氨羧化合物乙二胺四乙酸(EDTA)，EDTA可與大多數(shù)金屬離子形成1:1的穩(wěn)定絡(luò)合物。在以EDTA滴定Mg2+時，通常以鉻黑T(EBT)作為指示劑，EBT先與少量的Mg2+絡(luò)合生成紅色絡(luò)合物，滴定開始后剩余的Mg2+逐漸與EDTA絡(luò)合，EBT與EDTA一樣都能與溶液中的Mg2+絡(luò)合是矛盾同一性的體現(xiàn)，是滴定反應(yīng)得以發(fā)展的條件。在接近化學(xué)計量點時，游離鎂離子濃度很低，由于Mg-EBT不如Mg-EDTA穩(wěn)定，此后滴入的EDTA開始爭奪Mg-EBT中的Mg2+，矛盾的斗爭性開始起到關(guān)鍵作用，EBT游離出來，溶液突變?yōu)樗{色。

2.3 示例三：傳遞人類社會綠色發(fā)展理念和樹立生態(tài)文明建設(shè)意識

分析化學(xué)是一門應(yīng)用性極強的學(xué)科，涉及資源開發(fā)、環(huán)境保護、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療保健等社會活動的方方面面，學(xué)科的發(fā)展緊跟社會發(fā)展需要。在講授氧化還原滴定法這一章節(jié)時，我們選取相關(guān)知識點和應(yīng)用實例為切入點，增強學(xué)生的環(huán)境保護和綠色發(fā)展意識，引起對家園生態(tài)文明建設(shè)的共同關(guān)注，樹立當(dāng)代大學(xué)生應(yīng)有的責(zé)任感和使命感。

化學(xué)需氧量(COD)是我國排放量控制的重要指標之一，度量了水體中還原性物質(zhì)的污染程度。重鉻酸鹽法是測定COD最普遍應(yīng)用的方法，采用的是氧化還原滴定法。此方法原理是在水樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液，強酸條件下反應(yīng)后，以試亞鐵靈為指示劑，用硫酸亞鐵銨溶液滴定未被還原的重鉻酸鉀，由重鉻酸鉀的消耗量換算出消耗氧的質(zhì)量濃度，具有國家標準HJ 828-2017[7]。重鉻酸鹽法準確度高，但具有耗時長、試劑消耗量大和產(chǎn)出廢液量多等缺點；另一種方法快速消解分光光度法，原理是還原性物質(zhì)與重鉻酸鉀反應(yīng)所生成的三價鉻離子對某波長的光具有很強的吸收能力，再采用分光光度法測量三價鉻的吸光度，從而計算出水樣的COD值，此方法也具有國家標準HJ/T 399-2007[8]?？焖傧夥止夤舛确ň哂锌赏翁幚韼资畟€樣品、試劑消耗少和產(chǎn)出廢液量少等明顯優(yōu)勢。學(xué)生可以感受到，在分析技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用中，資源節(jié)約和環(huán)境保護是必須考慮的重要因素。

重鉻酸鉀滴定法是測定鐵礦石中全鐵含量的標準方法。經(jīng)典的有汞法曾被廣泛應(yīng)用，需先用預(yù)還原劑氯化亞錫將三價鐵還原為二價鐵，然后以氯化汞除去過量的氯化亞錫，才能以重鉻酸鉀標準溶液滴定二價鐵。由于有汞法中的含汞試劑必然造成環(huán)境污染，現(xiàn)多提倡采用無汞定鐵法，避免在預(yù)還原過程中引入含汞試劑。在實驗教學(xué)中，鐵礦石全鐵含量測定采用無汞定鐵法，增強環(huán)保意識被列為實驗?zāi)康闹?。本實驗中產(chǎn)生的含鉻廢液較多，直接排放將對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成危害，不能隨意傾倒。剩余的重鉻酸鉀標準溶液可讓學(xué)生裝入同一容器內(nèi)，留存于實驗室，標定后可作為其他實驗的標準溶液使用；潤洗滴定管和滴定過程產(chǎn)生的含鉻廢液回收在一起，交由學(xué)校相關(guān)部門統(tǒng)一處理。在實驗操作完成后，再講授如何以化學(xué)還原沉淀法處理含鉻廢液，此方法也是處理工業(yè)含鉻廢水的一種有效方法。另外，本校化學(xué)實驗教學(xué)中心已初步完成了實驗室標準化建設(shè)，其中包括規(guī)范廢液處置這一項，要求對廢液進行分類、分實驗項目收集，在實驗室劃分出廢液區(qū)并且定位標識、遠離高溫高壓設(shè)備，以幫助學(xué)生建立起廢液處置規(guī)范化意識和習(xí)慣，潛移默化地讓綠色發(fā)展觀扎根于心。

3 結(jié) 語

分析化學(xué)課程思政的實施，可以幫助學(xué)生樹立嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度、有利于辯證哲學(xué)思維的發(fā)展和綠色發(fā)展觀的根植，同時也擴展了專業(yè)知識學(xué)習(xí)的廣度與深度。在分析化學(xué)課程思政的實踐中，理論教學(xué)要達到思政元素與專業(yè)知識的有機融合、自然過渡，實驗教學(xué)還要注重思想引領(lǐng)與技能培養(yǎng)的統(tǒng)一。我們的課程思政仍處于起步階段，除了鞏固現(xiàn)有成果，還應(yīng)該汲取多方面的評價反饋，多加研討思政教學(xué)方案，使課程思政更具系統(tǒng)性和長遠性。

課程思政是一項以學(xué)生為本、以教師為主導(dǎo)的改革，對教師有著更高要求。教師應(yīng)勇于扛起“思政擔(dān)”，提升自身的專業(yè)知識和思政理論基礎(chǔ)，更好地掌握與提煉學(xué)科發(fā)展中不斷更新的信息，真正地讓課程思政“轉(zhuǎn)”起來，并持之以恒。