師范院校結(jié)構(gòu)化學(xué)課程思政建設(shè)探索*

耿 華，魏留芳，周 晶，段雨愛，廖 奕，常 華

（1.首都師范大學(xué)化學(xué)系，北京 100048；2.北京師范大學(xué)朝陽附屬學(xué)校，北京 100192）

0 引 言

習(xí)近平總書記指出“高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人，如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個(gè)根本問題”［1］.首都師范大學(xué)作為孕育教師的殿堂，始終牢記這個(gè)根本問題，認(rèn)真貫徹“立德樹人”，在整個(gè)教育教學(xué)過程中滲透思想政治工作，構(gòu)建全員全程全方位育人大格局，將顯性教育和隱性教育相統(tǒng)一，形成協(xié)同效應(yīng)［2］.

在專業(yè)課堂中實(shí)施課程思政建設(shè)，依托課堂“主戰(zhàn)場(chǎng)”，以專業(yè)知識(shí)為載體，通過課堂教學(xué)“主渠道”，對(duì)大學(xué)生進(jìn)行思想政治教育，完成全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要任務(wù)［3］.關(guān)于大學(xué)化學(xué)課程思政建設(shè)，物理化學(xué)［4］、有機(jī)化學(xué)［5］和分析化學(xué)［6］等分別圍繞學(xué)科特點(diǎn)，挖掘出適合本學(xué)科的思政元素，進(jìn)行了課程思政的教學(xué)嘗試.結(jié)構(gòu)化學(xué)課程是從原子、分子水平出發(fā)，深入到電子層次，研究物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及其宏觀性能，并闡述二者結(jié)構(gòu)性能關(guān)系，屬于化學(xué)專業(yè)必修的一門基本理論課程.由于課程內(nèi)容較為抽象，所以在課程思政建設(shè)方面的研究不多見，黃欽等［7］圍繞四個(gè)自信、辯證唯物和創(chuàng)新思維對(duì)結(jié)構(gòu)化學(xué)課程進(jìn)行課程思政建設(shè).目前，有關(guān)師范生的結(jié)構(gòu)化學(xué)思政教育的現(xiàn)狀存在不系統(tǒng)、不深入的問題，師范生需要在職業(yè)技能得到發(fā)展的同時(shí)，發(fā)展職業(yè)道德教育［8］.課程思政建設(shè)就是解決這個(gè)問題的利器.結(jié)構(gòu)化學(xué)通常在大學(xué)三年級(jí)開設(shè)，這個(gè)階段正是學(xué)生“考研”和“找工作”二選一的關(guān)鍵時(shí)期，需要辯證思維幫助學(xué)生厘清實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值與社會(huì)需求的關(guān)系［9］.而辯證思考問題的方式，恰是結(jié)構(gòu)化學(xué)課程思政建設(shè)的一個(gè)重要元素.通過課程思政與學(xué)生的實(shí)際生活相聯(lián)系的教學(xué)方式，有助于提高專業(yè)理論課的學(xué)習(xí)效率［10］.因此，本文針對(duì)師范院校結(jié)構(gòu)化學(xué)課程的思政建設(shè)進(jìn)行探索，以期達(dá)到“立德樹人”的培養(yǎng)目標(biāo)，為中小學(xué)學(xué)科教育培養(yǎng)優(yōu)秀的師范人才.

1 課程思政元素挖掘

結(jié)構(gòu)化學(xué)是研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律的科學(xué)，所蘊(yùn)含的思想價(jià)值和學(xué)科本質(zhì)都是該課程富含的思政元素.本文構(gòu)建的課程思政體系，包含思政目標(biāo)、思政元素、課程內(nèi)容、課程實(shí)施和課程內(nèi)容所在的章節(jié).學(xué)科課程思政體系的構(gòu)建和實(shí)施方式可以有2種：以課程章節(jié)和環(huán)節(jié)為核心，將課程思政元素融入其中；以課程思政元素為核心，將相關(guān)的課程內(nèi)容和環(huán)節(jié)有機(jī)呈現(xiàn).鑒于結(jié)構(gòu)化學(xué)的學(xué)科邏輯性很強(qiáng)，本校課程體系的架構(gòu)采用了后者，在實(shí)施的時(shí)候采用了前者.這樣既凸顯了課程的邏輯性，也融合了課程的思政性.課程思政體系的構(gòu)建過程從課程思政元素出發(fā)，設(shè)置課程思政目標(biāo)，然后實(shí)施課程內(nèi)容環(huán)節(jié).

結(jié)構(gòu)化學(xué)課程思政元素與課程內(nèi)容的融合列于表1.本課程以《結(jié)構(gòu)化學(xué)基礎(chǔ)》［11］為教材，課程思政主要包括：人文積淀、人文情懷、理性思維和批判質(zhì)疑等18個(gè)元素，其落實(shí)是借助課程內(nèi)容和課程環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn).前者落實(shí)的思政元素與學(xué)科的相關(guān)性較強(qiáng)，后者落實(shí)的思政元素通識(shí)性較強(qiáng)，二者相互協(xié)同，促使思政元素的落實(shí).如：通過微觀粒子的波粒二象性，引導(dǎo)學(xué)生理解對(duì)立統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)方法；通過抽象一維勢(shì)箱模型，體會(huì)理論模型與實(shí)際大分子體系的實(shí)踐驗(yàn)證相統(tǒng)一；通過學(xué)習(xí)晶體的對(duì)稱性結(jié)構(gòu)、幾何結(jié)構(gòu)和探測(cè)微觀結(jié)構(gòu)等，理解物質(zhì)是相互聯(lián)系和多樣化的；通過課堂總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)積累的意識(shí)；通過備課環(huán)節(jié)體現(xiàn)學(xué)生的異質(zhì)性，體現(xiàn)人文關(guān)懷；通過作業(yè)反饋，鍛煉學(xué)生審視自我的習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生勤于反思的能力.

表1 結(jié)構(gòu)化學(xué)課程思政元素與課程內(nèi)容的融合

2 課程思政教學(xué)實(shí)踐

2.1 講解量子力學(xué)中外發(fā)展史，理解科學(xué)方法論

在傳授知識(shí)的同時(shí)，介紹量子化學(xué)發(fā)展史，學(xué)習(xí)科學(xué)家勇于探索的精神，由師生共同創(chuàng)造一種嶄新的價(jià)值理念.1901年，量子化學(xué)從普朗克“離經(jīng)叛道”的能量量子化假設(shè)開始；1923年，通過類比實(shí)物粒子與光子，德布羅意提出實(shí)物粒子的波粒二象性；1925年，海森堡創(chuàng)立了矩陣力學(xué)，隨后，狄拉克與薛定諤建立了微觀粒子的運(yùn)動(dòng)方程，從而奠定了量子力學(xué)的基礎(chǔ).隨著新中國的成立，中國的科學(xué)家也登上了量子力學(xué)發(fā)展的舞臺(tái).1956年，徐光憲等給出改進(jìn)的多電子原子結(jié)構(gòu)的電子排布規(guī)則；70年代初，唐敖慶與江元生先生提出了分子軌道圖形理論的“唐-江定理”，即本征多項(xiàng)式的計(jì)算、分子軌道計(jì)算和對(duì)稱性約化，不論是量子計(jì)算還是對(duì)有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋，均表達(dá)為概括性高、含義直觀和簡(jiǎn)便易行的分子圖形的推理形式，被國際上譽(yù)為“中國學(xué)派”，并被稱為中國量子化學(xué)之父.1981年，唐敖慶被聘為國際量子分子科學(xué)研究院院士，2020年，國際小行星委員會(huì)批準(zhǔn)，將第218914號(hào)小行星永久命名為“唐敖慶星”，彰顯其愛國敬業(yè)、為科研與教育事業(yè)奉獻(xiàn)終生的精神.通過理論聯(lián)系實(shí)際的方法，講述解決微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的量子力學(xué)理論與中國科技創(chuàng)新，發(fā)展中國自主創(chuàng)新納米級(jí)芯片關(guān)系.學(xué)習(xí)科學(xué)家報(bào)效祖國、滿腔熱情的赤子之心，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)問題的實(shí)踐探索性思考，潛移默化地激發(fā)學(xué)生的科技創(chuàng)新、振興中國的雄心壯志.

2.2 改進(jìn)教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力和責(zé)任意識(shí)

由于結(jié)構(gòu)化學(xué)抽象性內(nèi)容較多，教師需要通過多種教學(xué)方法協(xié)同教學(xué).（1）探究式教學(xué).通過分享“普朗克與普朗克常數(shù)的故事”“光電效應(yīng)”“薛定諤的貓”“玻爾和哥本哈根學(xué)派”等短視頻，輔助量子力學(xué)4個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，學(xué)生從實(shí)驗(yàn)入手，探索研究微觀粒子的運(yùn)動(dòng)與實(shí)際生活的聯(lián)系.借助實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)掃描隧道顯微鏡放大倍數(shù)可達(dá)千萬倍，納米級(jí)別的針尖可以觀測(cè)物體表面的“原子”.最終總結(jié)得到“微觀粒子運(yùn)動(dòng)特征”的思維導(dǎo)圖，從而厘清知識(shí)的脈絡(luò).（2）互動(dòng)式教學(xué).量子力學(xué)教學(xué)時(shí)，將學(xué)生分成數(shù)個(gè)學(xué)習(xí)小組，針對(duì)經(jīng)典力學(xué)與量子力學(xué)的大論戰(zhàn)進(jìn)行討論，討論量子力學(xué)誕生的驅(qū)動(dòng)力.通過對(duì)微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的辯論，感受微觀粒子與宏觀物體運(yùn)動(dòng)的不同，體會(huì)量子力學(xué)理論發(fā)展的困惑與必要性.作業(yè)內(nèi)容與課題討論交流結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維.（3）任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué).在第2章“單電子原子結(jié)構(gòu)”教學(xué)中，教學(xué)目標(biāo)定為：理論聯(lián)系實(shí)際認(rèn)識(shí)原子光譜，并應(yīng)用其鑒定物質(zhì)的化學(xué)成分.該目標(biāo)由2個(gè)任務(wù)束完成.任務(wù)1，首先教師講授原子光譜和光譜項(xiàng)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)原子光譜的應(yīng)用，查閱文獻(xiàn)找1篇原子光譜分析化學(xué)成分的實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生的樂學(xué)善學(xué)能力和處理信息技術(shù)的能力；任務(wù)2，以“奧本海默近似（原子核固定假設(shè)）”為契機(jī)，介紹被譽(yù)為“原子彈之父”物理學(xué)家奧本海默，圍繞“該不該造原子彈”進(jìn)行課堂討論，培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新意識(shí)與社會(huì)責(zé)任意識(shí).（4）項(xiàng)目式教學(xué).在教師指導(dǎo)下，由學(xué)生相對(duì)獨(dú)立地完成某一章節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，即以項(xiàng)目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體.如第2章教學(xué)，針對(duì)不同的問題分配項(xiàng)目任務(wù)：調(diào)研原子結(jié)構(gòu)的發(fā)展史，突出下一代原子結(jié)構(gòu)模型代替上一代的證據(jù)，鍛煉批判質(zhì)疑的精神；理解單電子原子的能量與波函數(shù)形式，講解薛定諤方程的建立，補(bǔ)充求解該方程需要的數(shù)學(xué)知識(shí)，學(xué)生練習(xí)求解類氫原子的波函數(shù)，培養(yǎng)其理性思維；認(rèn)識(shí)量子數(shù)的物理意義.利用角落學(xué)習(xí)的方法分組進(jìn)行學(xué)習(xí)，分別進(jìn)行主量子數(shù)、角量子數(shù)、磁量子數(shù)、自旋量子數(shù)、自旋磁量子數(shù)、總量子數(shù)和總磁量子數(shù)的學(xué)習(xí)，同時(shí)還進(jìn)行組間交流，選擇一組學(xué)生進(jìn)行課堂分享，教師點(diǎn)評(píng)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，強(qiáng)調(diào)自主學(xué)習(xí)，鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和合作能力；繪制波函數(shù)和電子云的圖形.鍛煉學(xué)生的信息技術(shù)能力、質(zhì)疑能力并提高學(xué)習(xí)能力；成果展示和分享.學(xué)生依據(jù)評(píng)價(jià)量表進(jìn)行展示、分享和評(píng)價(jià).加強(qiáng)了學(xué)生自學(xué)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

3 結(jié)束語

本文對(duì)師范院校結(jié)構(gòu)化學(xué)課程思政進(jìn)行探索，充分挖掘與教材內(nèi)容融合的課程思政元素，在教學(xué)實(shí)踐中，教師應(yīng)根據(jù)不同課程內(nèi)容選擇不同教學(xué)方法，讓學(xué)生更加主動(dòng)地學(xué)習(xí)，將課程思政在課堂中融合.目前，本校結(jié)構(gòu)化學(xué)的課程思政建設(shè)還在摸索階段，而課程思政建設(shè)評(píng)價(jià)的首要標(biāo)準(zhǔn)是人才培養(yǎng)效果.因此，需要將現(xiàn)代科技與結(jié)構(gòu)化學(xué)緊密結(jié)合，才能更好地達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新人才的目標(biāo).下一階段，課程思政建設(shè)的重要內(nèi)容應(yīng)是課程評(píng)價(jià)，從而實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、評(píng)”的一致性.