化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程思政探索與實(shí)踐

姚奇志，李玲玲，金谷，劉紅瑜，李嬌

1中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，合肥 230026

2化學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué))，合肥 230026

高等學(xué)校是為國(guó)家培養(yǎng)專業(yè)人才的主要機(jī)構(gòu)，其培養(yǎng)人才的素質(zhì)直接關(guān)系到國(guó)家發(fā)展和興衰。習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，要把思想政治工作貫穿于教育教學(xué)全過程。把正確價(jià)值引領(lǐng)、共同理想信念塑造作為社會(huì)主義大學(xué)課堂的鮮亮底色，真正做到各類各門課程都“守好一段渠、種好責(zé)任田”，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)。課程思政是指教師在各類課程教學(xué)過程中有意識(shí)、有計(jì)劃、有目的地設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，營(yíng)造教育氛圍，以間接、內(nèi)隱的方式將所認(rèn)可、倡導(dǎo)的道德規(guī)范、思想認(rèn)識(shí)和政治觀念有機(jī)融入教學(xué)過程，并最終傳遞給學(xué)生，使之成為符合國(guó)家發(fā)展要求的合格人才的教育教學(xué)理念[1]。為了把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系，全面推進(jìn)高校課程思政建設(shè)，教育部于2020年5月28日印發(fā)實(shí)施《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》[2]，明確指出：專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課程要注重學(xué)思結(jié)合、知行統(tǒng)一，增強(qiáng)學(xué)生勇于探索的創(chuàng)新精神和善于解決問題的實(shí)踐能力。

化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的一門科學(xué)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)課作為化學(xué)教學(xué)體系的重要組成部分，涉及范圍廣泛，如材料的合成，物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)分析、鑒定以及食品和衛(wèi)生檢驗(yàn)、檢疫等，與日常生產(chǎn)、生活緊密相關(guān)，其中蘊(yùn)含豐富的思想政治教育元素。因此，化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)是落實(shí)立德樹人，培養(yǎng)核心價(jià)值觀的有效途徑。近年來，各高校同行在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中開展了各具特色的課程思政探索，例如：蘭景鳳等[3]以毛發(fā)中鋅元素的測(cè)定為例介紹了儀器分析實(shí)驗(yàn)課程思政教育，潘玉珍等[4]則從基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程群的全部應(yīng)用為切入點(diǎn)，挖掘課程思政案例，展開思政教育。筆者及教學(xué)團(tuán)隊(duì)依托我校多層次、遞進(jìn)式分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程體系，在教學(xué)過程中深入挖掘和梳理實(shí)驗(yàn)課程、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中蘊(yùn)含的思政教育元素和所承載的育人功能，將思政教育與化學(xué)實(shí)驗(yàn)專業(yè)知識(shí)生動(dòng)、有機(jī)地結(jié)合起來，簡(jiǎn)明自然、潛移默化地滲入到化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，形成系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)與思政教育并重的教學(xué)體系。結(jié)合Small Private Online Course (SPOC)模式、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)方式，把思政教育融入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)層次、各個(gè)環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的育人功能，既培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)和能力素養(yǎng)，也培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神，同時(shí)，幫助學(xué)生建立正確的科學(xué)思維，樹立安全環(huán)保的理念，引導(dǎo)學(xué)生形成正確的人生觀、價(jià)值觀，堅(jiān)定理想信念，自覺擔(dān)負(fù)起實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的時(shí)代責(zé)任。

1 制定涵蓋課程思政教育目標(biāo)的教學(xué)計(jì)劃，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)與德育教學(xué)目標(biāo)有機(jī)結(jié)合

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)始終秉承科教報(bào)國(guó)的情懷和“紅專并進(jìn)、理實(shí)交融”的校訓(xùn)，圍繞建設(shè)世界一流大學(xué)的目標(biāo)，以立德樹人為根本任務(wù)，高度重視本科教育，統(tǒng)籌教育教學(xué)內(nèi)涵，構(gòu)建全方位育人機(jī)制。為此，我校分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程組經(jīng)過二十多年的探索和改革，建立了“基礎(chǔ)型–綜合型–探究型–設(shè)計(jì)型”多層次分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，面向化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院所有專業(yè)，少年班學(xué)院、地球和空間科學(xué)學(xué)院部分專業(yè)開設(shè)，內(nèi)容包括基礎(chǔ)驗(yàn)證性、綜合性、探究性和開放設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。近年來，我們?cè)诮y(tǒng)籌優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，結(jié)合分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)著重培養(yǎng)學(xué)生“量”的概念特點(diǎn)，深入挖掘、提煉實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涉及的思政內(nèi)容。例如：講解原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄原則和尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)的重要性時(shí)，介紹“準(zhǔn)晶(quasicrystal)”發(fā)現(xiàn)經(jīng)過：1982年4月8日，以色列科學(xué)家達(dá)尼埃爾·謝赫特曼(D. Schectman)在霍普金斯大學(xué)做Al-Mn合金的電子衍射分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)Al-Mn合金的電子衍射花樣具有五次對(duì)稱性，該“反常”現(xiàn)象，與傳統(tǒng)結(jié)晶學(xué)中晶體沒有五次對(duì)稱軸的理論相矛盾，當(dāng)時(shí)不被同行接受。但謝赫特曼尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)，堅(jiān)信自己實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果的正確性，因而遭到歧視和排斥，為此，他不得不離開霍普金斯大學(xué)回到以色列理工大學(xué)工作，兩年后該成果以以色列理工大學(xué)的名義發(fā)表在國(guó)際著名物理學(xué)期刊Physical Review Letters上[5]。隨后，包括我國(guó)科學(xué)家在內(nèi)的多國(guó)科學(xué)家都相繼在合金中發(fā)現(xiàn)五次對(duì)稱性的存在，導(dǎo)致了準(zhǔn)晶體科學(xué)的誕生，2011年謝赫特曼因此被授予諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。通過這一典型實(shí)例，教育學(xué)生實(shí)事求是，尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)并如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，同時(shí)啟迪學(xué)生智慧，砥礪勇于創(chuàng)新的品格。在“有機(jī)酸摩爾質(zhì)量測(cè)定”實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，引入著名的華羅庚“燒水泡茶”統(tǒng)籌法，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)單份稱樣標(biāo)定和滴定步驟進(jìn)行合理規(guī)劃安排，提高實(shí)驗(yàn)效率，節(jié)約時(shí)間成本?！拔从X池塘春草綠，階前梧桐已秋聲”，古往今來，一切成功的人，都精于統(tǒng)籌和善于利用時(shí)間。近些年，我們對(duì)課程體系內(nèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涵蓋的思政元素進(jìn)行深入挖掘和提煉，制定了涵蓋思政元素的新教學(xué)目標(biāo)，見表1。通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，以實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為載體，將科研誠(chéng)信、安全環(huán)保、愛國(guó)情懷、法治意識(shí)、社會(huì)責(zé)任等思政要素融入日常教學(xué)中，在知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)的基礎(chǔ)上增加素質(zhì)目標(biāo)，并運(yùn)用微視頻、虛擬實(shí)驗(yàn)、課件、試題等形式建設(shè)立體化、多形態(tài)的教學(xué)模式，從不同角度和不同實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目開展課程思政教育，切實(shí)做到實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)與“思政課”同向同行，形成協(xié)同育人的長(zhǎng)效機(jī)制[6]。

表1 分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的思政元素

2 構(gòu)建化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程思政教學(xué)模式——以無汞鹽法測(cè)定鐵礦石中全鐵為例

隨著多媒體和信息技術(shù)的發(fā)展，信息化教學(xué)快速融入到傳統(tǒng)教學(xué)模式中，為多途徑、多渠道進(jìn)行課程思政教學(xué)提供了便利。教學(xué)過程中把實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中涉及的思政元素有意識(shí)地融入到課前預(yù)習(xí)、課上講解、討論和課后反饋環(huán)節(jié)，學(xué)生在主動(dòng)調(diào)研和討論中將思政元素內(nèi)化，潛移默化地達(dá)到教學(xué)目的。例如：“無汞鹽法測(cè)定鐵礦石中的全鐵”是我校自主開發(fā)設(shè)計(jì)的分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，也是三大經(jīng)典氧化還原滴定之一[7]。經(jīng)典的重鉻酸鉀法測(cè)鐵一直是國(guó)內(nèi)外鐵礦石全鐵分析的標(biāo)準(zhǔn)方法，但實(shí)驗(yàn)中用到的汞鹽對(duì)環(huán)境污染十分嚴(yán)重。早在20世紀(jì)70年代我校分析化學(xué)教研室老師們就意識(shí)到這個(gè)問題，組織科研人員與馬鞍山礦山研究院合作，通過大量實(shí)驗(yàn)研究，成功用硅鉬黃指示劑替代汞鹽，既保持原方法的快速、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便，又避免了汞鹽使用對(duì)環(huán)境的污染[8]。通過對(duì)該實(shí)驗(yàn)發(fā)展史的介紹，不僅使學(xué)生了解汞污染的危害，而且領(lǐng)略了我校前輩教師的社會(huì)擔(dān)當(dāng)和創(chuàng)新精神，激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)新動(dòng)力，增強(qiáng)了社會(huì)責(zé)任感和文化自信感。

此外，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差若想控制在小于3‰以內(nèi)，除了滴定操作規(guī)范外，在滴定前的預(yù)還原環(huán)節(jié)，要求在近沸狀態(tài)下滴加SnCl2還原劑，通過硅鉬黃指示劑的一系列復(fù)雜的顏色變化，控制預(yù)還原進(jìn)程，并要求預(yù)還原過程一氣呵成，否則溫度的變化及空氣中的O2都會(huì)影響預(yù)還原結(jié)果，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。為了使學(xué)生更好地完成實(shí)驗(yàn)，掌握該實(shí)驗(yàn)方法和其中蘊(yùn)含的化學(xué)原理、設(shè)計(jì)思路，實(shí)驗(yàn)課前教師會(huì)把預(yù)還原視頻發(fā)到實(shí)驗(yàn)班級(jí)微信群供學(xué)生預(yù)習(xí)。同時(shí)，在課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生對(duì)比無汞鹽法與汞鹽法的差異，計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)汞鹽法可能產(chǎn)生的汞污染量，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注重金屬離子排放的國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，讓學(xué)生自覺樹立綠色環(huán)保意識(shí)。實(shí)驗(yàn)課堂上，運(yùn)用翻轉(zhuǎn)教學(xué)法，指導(dǎo)學(xué)生熟練掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，討論分析鐵礦石成分環(huán)節(jié)，引入礦產(chǎn)資源保護(hù)理念和可持續(xù)發(fā)展的重要性，結(jié)合當(dāng)前社會(huì)熱點(diǎn)，適時(shí)引入中美貿(mào)易戰(zhàn)中的“卡脖子”問題，引導(dǎo)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，勇于創(chuàng)新，核心科技和關(guān)鍵技術(shù)是乞討不來，只能靠自力更生。實(shí)驗(yàn)結(jié)束撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，不僅要求對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)全面分析總結(jié)，也要結(jié)合本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涵蓋思政內(nèi)容，闡述所思所獲。

3 多途徑提升教師思政教學(xué)能力，推進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程思政建設(shè)

《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》明確提出，課程思政的建設(shè)，教師隊(duì)伍是“主力軍”，課程建設(shè)是“主戰(zhàn)場(chǎng)”，課堂教學(xué)是“主渠道”。課程思政建設(shè)的關(guān)鍵首先在教師，而大部分理工科專業(yè)課教師缺乏系統(tǒng)的思政教育學(xué)習(xí)，在思政方面缺乏廣闊的研究視角，一定程度上限制了課程思政的拓展。認(rèn)識(shí)到這些不足，我們一方面通過網(wǎng)絡(luò)資源和思政材料主動(dòng)學(xué)習(xí)，提升自身思政教學(xué)水平和育德意識(shí)；另一方面，積極參加學(xué)校教師教學(xué)發(fā)展中心舉辦的教學(xué)沙龍、全國(guó)高校課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)與課程思政建設(shè)專題研修班等活動(dòng)，提升教師自身教學(xué)創(chuàng)新能力和育德水平，并在專業(yè)課程教學(xué)中主動(dòng)研究、加強(qiáng)思想政治教育的自覺意識(shí)。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的發(fā)展史就是一本生動(dòng)的課程思政教材，建校初衷就是為“兩彈一星”培養(yǎng)尖端科技人才，建校初期就云集了嚴(yán)濟(jì)慈、華羅庚、錢學(xué)森、趙忠堯、郭永懷、趙九章、貝時(shí)璋、楊承宗等一批國(guó)內(nèi)最有聲望的科學(xué)家。其中化學(xué)物理系首任系主任、“兩彈一星”功勛獎(jiǎng)?wù)芦@得者郭永懷教授在飛機(jī)失事時(shí)，與警衛(wèi)員牟方東緊緊抱在一起，保護(hù)裝有絕密資料的公文包，以身許國(guó)，用生命守護(hù)國(guó)家機(jī)密的事跡，激勵(lì)著一代代中國(guó)人的科教興國(guó)之志；放射化學(xué)和輻射化學(xué)系首任系主任、新中國(guó)放射化學(xué)奠基人楊承宗教授，不僅開創(chuàng)了我國(guó)的放射化學(xué)研究，而且為我國(guó)第一顆原子彈的成功試爆提前3個(gè)月準(zhǔn)備好鈾原料物質(zhì)。通過不定期組織任課教師參觀校史館和學(xué)習(xí)“中國(guó)科大老一輩科學(xué)家精神——事跡匯編”，并邀請(qǐng)老一輩科學(xué)家當(dāng)年的學(xué)生介紹科學(xué)家們?cè)诳拼缶ぞI(yè)業(yè)、教書育人的感人事跡，不斷重溫科學(xué)家的愛國(guó)情懷、科學(xué)作風(fēng)、奉獻(xiàn)精神和先進(jìn)事跡，激發(fā)教師愛崗、愛國(guó)熱情，為教學(xué)實(shí)踐積累更多鮮活的素材，提高課程思政能力。

課程助教是我校研究生培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)之一，更是課程教學(xué)一支活躍的生力軍。承擔(dān)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的助教，不僅要求參加每周集體實(shí)驗(yàn)備課，而且要預(yù)做每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，熟練掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和現(xiàn)象，每一次實(shí)驗(yàn)助教培訓(xùn)課中，我們同樣注重對(duì)研究生助教的思政教育，并引導(dǎo)助教針對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，從年輕人的視角挖掘課程思政元素，培養(yǎng)助教的課程思政教學(xué)能力。此外，每位主講教師與所指導(dǎo)的研究生助教建立微信交流群，針對(duì)社會(huì)熱點(diǎn)或者青年學(xué)生感興趣的話題等，展開溝通或?qū)ｎ}討論，有針對(duì)性地對(duì)助教進(jìn)行價(jià)值引導(dǎo)，及時(shí)把思政元素嵌入到教學(xué)實(shí)踐中，做好思政教育的“傳–幫–帶”工作，為未來教師儲(chǔ)備人才。

4 結(jié)語

本文以化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涉及的思政元素為切入點(diǎn)，深入挖掘思政案例，探索融合思政教育理念的化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教育與思政教育協(xié)同并進(jìn)、同向同行，于潛移默化中，如春風(fēng)化雨般影響和教育學(xué)生。例如，通過“滴定分析操作練習(xí)”課堂引入節(jié)約資源、杜絕浪費(fèi)的教育，實(shí)驗(yàn)過程中，我們欣慰地發(fā)現(xiàn)學(xué)生清洗實(shí)驗(yàn)儀器時(shí)，遵循少量多次洗滌的操作規(guī)范，節(jié)約了蒸餾水的使用量；加熱步驟完成后及時(shí)關(guān)閉電源，自覺注意節(jié)能降耗。而且，學(xué)生在自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，主動(dòng)把綠色環(huán)保意識(shí)融入到實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和方案實(shí)施全過程，并撰寫課程教學(xué)相關(guān)論文發(fā)表[9]。融入思政元素的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)，不僅極大地激發(fā)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣和熱情，也提升了教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)了教育教學(xué)全程、全員、全方位育人。