價值引領(lǐng)融入無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的思政教育探索

黃 微， 李 婉， 李光水， 方思敏， 田紅軍， 魏 偉， 高明麗

（中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，合肥 230026）

0 引 言

2019年3月，習(xí)總書記在京主持召開了學(xué)校思想政治理論課教師座談會并發(fā)表重要講話?？倳浿赋觯阂獔猿謨r值性和知識性相統(tǒng)一，寓價值觀引導(dǎo)于知識傳授之中；要堅持主導(dǎo)性和主體性相統(tǒng)一，思政課教學(xué)離不開教師的主導(dǎo)，同時要加大對學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和接受特點(diǎn)的研究，發(fā)揮學(xué)生主體性作用；要堅持顯性教育和隱性教育相統(tǒng)一，挖掘其他課程和教學(xué)方式中蘊(yùn)含的思想政治教育資源，實(shí)現(xiàn)全員育人、全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面［1-2］。為了實(shí)現(xiàn)全員、全程、全方位的三全育人方針，各高校要積極承擔(dān)起思想政治教育工作，打破長期以來思政教育與專業(yè)教育相互隔絕的“孤島效應(yīng)”，將立德樹人落到實(shí)處，將思政教育與各門課程有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建全面覆蓋、類型豐富、相互支撐的課程體系，切實(shí)推動“思政課程”與“課程思政”的協(xié)同前行［3］。

1 無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程開展思政教育的必要性和可行性

無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是我校面向化學(xué)、材料、地空專業(yè)的一年級本科生所開設(shè)的第一門實(shí)驗(yàn)課程，年授課160學(xué)時，260人，內(nèi)容涵蓋無機(jī)化合物的制備與提純、化學(xué)原理的驗(yàn)證與計算、元素的性質(zhì)與鑒定以及綜合設(shè)計型實(shí)驗(yàn)［4］。作為化學(xué)相關(guān)專業(yè)教學(xué)必不可分的重要環(huán)節(jié)，該門課程在人才培養(yǎng)體系中具有舉足輕重的作用，其所蘊(yùn)含的豐富思政元素，是化學(xué)素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的良好載體和重要途徑。因此，教師應(yīng)在教學(xué)活動中深入挖掘課程的思政資源，將專業(yè)知識與思政育人進(jìn)行有機(jī)融合，在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力等專業(yè)素養(yǎng)的同時，潛移默化地進(jìn)行思政教育，引導(dǎo)學(xué)生形成正確的世界觀、人生觀和價值觀，實(shí)現(xiàn)知識傳授與思想價值引領(lǐng)的同向同行，最終達(dá)到立德樹人的目的［5-6］。

2 價值引領(lǐng)融入無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程思政探索

無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是新生學(xué)習(xí)的首門核心基礎(chǔ)課程，具有知識面寬、內(nèi)容豐富、體系完整等特點(diǎn)，學(xué)生重視程度高，這為思政教育的開展提供了廣闊空間。在教學(xué)中，從介紹科學(xué)家事跡、融入科技前沿動態(tài)、聚焦關(guān)鍵領(lǐng)域核心技術(shù)、樹立綠色化學(xué)理念4方面開展了系列思政教育工作（見圖1）。

圖1 以課程思政為導(dǎo)向的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建

2.1 介紹科學(xué)家事跡，厚植愛國情懷

老一輩科學(xué)家們篳路藍(lán)縷，熱愛祖國、獻(xiàn)身祖國，他們見證了中國科學(xué)事業(yè)起步的艱難歷程；他們不改初心，開辟了中國科學(xué)事業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的新征途?？茖W(xué)家們的愛國精神和愛國情懷不僅需要傳承，在實(shí)現(xiàn)中國夢，建設(shè)有中國特色社會主義的偉大征程中更要發(fā)揚(yáng)光大。因此，在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，授課教師可結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)知識點(diǎn)，選擇性地融入科學(xué)家的生平事跡以及其在化學(xué)領(lǐng)域的偉大成就與貢獻(xiàn)，將科學(xué)家們寶貴的精神食糧與學(xué)生分享，該舉措對于升華學(xué)生的愛國情懷將大有裨益。例如，在講授“檸檬酸法制備燃料電池SDC粉體”實(shí)驗(yàn)時，需要用到氧化釤、硝酸亞鈰等稀土化合物，引入了稀土之父—徐光憲院士的故事：長期以來，我國作為世界稀土資源大國，出口的都是低利潤的稀土初級產(chǎn)品。徐先生率領(lǐng)團(tuán)隊一路披荊斬棘，提出了“串級萃取理論”，使我國稀土分離技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化水平躍居世界首位，創(chuàng)造了被世界稀土界驚呼為“China Impact”的奇跡，改變了世界稀土產(chǎn)業(yè)和市場格局。為了祖國需要，徐先生連續(xù)5次改變自身研究方向，無論是量子化學(xué)、配位化學(xué)、還是萃取化學(xué)，徐先生都能拿起來、鉆進(jìn)去、出成果，一生科研只為國。徐先生的一生值得每位學(xué)子仰望［7］。又如：在講授三草酸合鐵酸鉀配陰離子電荷數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)時，需要用到離子交換樹脂對三草酸合鐵酸鉀進(jìn)行分離，在介紹實(shí)驗(yàn)背景知識時，引入了中國離子交換樹脂之父—何炳林院士的生平事跡（見圖2）：在建國之初，百廢待興之際，何先生沖破重重阻擾，毅然從美國回到祖國懷抱。他急國家之所急，選擇了原子能事業(yè)的卡脖子工程-離子交換樹脂的研發(fā)。在短短兩年間，何先生帶領(lǐng)研究團(tuán)隊成功合成了當(dāng)時世界上已有的全部品種的離子交換樹脂，為我國第一顆原子彈升空立下了汗馬功勞，被授予“獻(xiàn)身國防事業(yè)”成就獎［8］。

圖2 離子交換樹脂之父-何炳林院士的愛國事跡及其所研發(fā)樹脂的廣泛應(yīng)用

在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中弘揚(yáng)老一輩科學(xué)家精神，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家們胸懷祖國、報國為民的愛國精神，勇攀高峰、敢為人先的創(chuàng)新精神，以及淡泊名利、潛心研究的奉獻(xiàn)精神。這種潛移默化的思政教育方式可以從心靈深處激勵學(xué)生，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)動力。

2.2 融入科技前沿動態(tài)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維

在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，除了講授基本實(shí)驗(yàn)概念、傳授實(shí)驗(yàn)操作技能外，還應(yīng)及時融入學(xué)科前沿動態(tài)及在現(xiàn)代尖端科技中的應(yīng)用。例如：在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)緒論課上，授課教師以兩個成語為出發(fā)點(diǎn)，向同學(xué)們列舉了兩個化學(xué)學(xué)科前沿研究課題：①前沿課題案例1“明辨是非”—高效分離分子世界中的真假悟空。西游記中，六耳獼猴和孫悟空站在一起，上天入地難以分辨，最后請來如來佛祖篩選出假悟空真六耳，保證了西行取經(jīng)的順利進(jìn)行。在生物分子中，也存在許多孫悟空和六耳獼猴難分彼此的情況，這就是具有不同手性的同分異構(gòu)體。隨后向同學(xué)們介紹了本校劉波教授課題組發(fā)表在《Nature Communications》雜志的研究工作，其利用二維層狀材料開發(fā)出手性分離膜，即在兩層二維石墨相氮化碳（云層）間插入合適的手性位點(diǎn)（樹），從而“抓住”左旋檸檬烯，“放過”右旋檸檬烯，分離效率高達(dá)89%［9］。②前沿課題案例2“點(diǎn)石成金”—黑小子大作為。近年來，電動汽車愈發(fā)受到市場青睞，但漫長的充電時間讓人望而卻步，開發(fā)具有高傳導(dǎo)能力的電池材料是科研工作者所關(guān)注的研究熱點(diǎn)。課上，向同學(xué)們介紹了我校季恒星教授和美國加州大學(xué)洛杉磯分校鑲鋒教授團(tuán)隊發(fā)表在《Science》雜志上的研究工作，即采用“界面工程”策略，將黑磷和石墨通過磷碳共價鍵連接在一起，在穩(wěn)定材料結(jié)構(gòu)的同時有效提升了黑磷石墨復(fù)合材料對鋰離子的傳導(dǎo)能力，充電9 min即可使電池恢復(fù)約80%電量，使兼具快速充電、高電荷容量、長壽命優(yōu)點(diǎn)的鋰離子電池成為可能［10］。

又如，在講授堿金屬性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時，以堿金屬鋰的性質(zhì)為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合2019年諾貝爾化學(xué)獎—“Li電池創(chuàng)造可充電的綠色新世界”，向同學(xué)們介紹了鋰離子電池在智能手機(jī)、筆記本電腦等電子產(chǎn)品以及風(fēng)能、太陽能等儲能裝置方面的廣泛應(yīng)用，作為實(shí)驗(yàn)知識的外延和拓展［11］。同時引導(dǎo)學(xué)生們思考：能否真正實(shí)現(xiàn)鋰的長期穩(wěn)定循環(huán)使用？

“雙一流”建設(shè)要求培養(yǎng)具有較強(qiáng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的專業(yè)人才，通過將學(xué)科前沿和實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合的方式，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時，了解科技前沿的發(fā)展，提升學(xué)習(xí)內(nèi)動力，其既是對課堂知識的補(bǔ)充和拓展，也有助于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.3 聚焦關(guān)鍵領(lǐng)域核心技術(shù)，增強(qiáng)學(xué)生使命感與責(zé)任感

近期的中美貿(mào)易摩擦使國人深切感受到科技發(fā)展的痛點(diǎn)—卡脖子核心科技。而在制約國家科技發(fā)展的卡脖子領(lǐng)域，一大半與化學(xué)、材料學(xué)科相關(guān)。當(dāng)前，國家正在強(qiáng)化基礎(chǔ)研究戰(zhàn)略部署，執(zhí)著公關(guān)創(chuàng)新［12］。在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂中，結(jié)合學(xué)科知識點(diǎn)，向同學(xué)們介紹化學(xué)、材料相關(guān)領(lǐng)域的卡脖子核心問題。例如，在講授檸檬酸法制備燃料電池SDC粉體實(shí)驗(yàn)時，向?qū)W生拋出了“國產(chǎn)燃料電池商業(yè)化成‘老大難’”的卡脖子問題，解讀了國內(nèi)燃料電池商業(yè)化所面臨的“三長兩短”市場現(xiàn)狀，即，雖然我國擁有豐富廉價的氫能資源、巨大的商用車市場和較高的補(bǔ)貼力度，但同時存在產(chǎn)業(yè)鏈不完整、不配套，以及燃料電池關(guān)鍵零部件和產(chǎn)品與國際相關(guān)行業(yè)差距較大等問題，燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈依然梗阻［13］。又如，在進(jìn)行“銀納米片的制備與表征”實(shí)驗(yàn)時，可通過掃描電鏡對銀納米片形貌進(jìn)行表征，但目前所用電鏡多為進(jìn)口，可借此向同學(xué)們介紹國產(chǎn)電鏡發(fā)展所存在的三大難關(guān)，即：高質(zhì)量電子光學(xué)系統(tǒng)生產(chǎn)困難、透鏡內(nèi)探測器設(shè)計難度較大、低電壓分辨率需要突破。

通過上述在課堂教學(xué)中結(jié)合學(xué)科知識點(diǎn)向?qū)W生介紹化學(xué)、材料相關(guān)領(lǐng)域卡脖子工程的方式，有助于引導(dǎo)學(xué)生了解國家對化學(xué)、材料學(xué)科的重大需求，使學(xué)生意識到國之重器如果不立足于自身，發(fā)展的根基就容易動搖，科學(xué)研究就會落后，從而增強(qiáng)學(xué)生的使命感與責(zé)任感，激發(fā)其勇于探索的精神，拓展學(xué)生思維的廣度，培養(yǎng)其“國有所需、我有所應(yīng)”的愛國情懷。

2.4 樹立綠色化學(xué)理念，培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識

習(xí)總書記在2018年5月召開的全國生態(tài)環(huán)境保護(hù)大會上進(jìn)一步指出“綠水青山就是金山銀山”。該指導(dǎo)思想在化學(xué)學(xué)科中的具體體現(xiàn)即為綠色化學(xué)理念，這也是化學(xué)學(xué)科發(fā)展的方向和目標(biāo)［14］。在無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師嚴(yán)格遵守和執(zhí)行“變廢為寶、化害為利、分類處理”的原則，通過串聯(lián)實(shí)驗(yàn)，或選用低毒或無毒試劑替代有毒試劑的方式，達(dá)到綠色化學(xué)的教學(xué)理念。例如：由廢鐵屑制備莫爾鹽實(shí)驗(yàn)，其原料為廢鐵屑，制備得到的產(chǎn)品為硫酸亞鐵銨，若將產(chǎn)品廢棄，不僅浪費(fèi)試劑，也會給環(huán)境造成污染。在實(shí)際教學(xué)中，設(shè)置關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)，將制備得到的硫酸亞鐵銨進(jìn)行回收，妥善保存，用作后續(xù)實(shí)驗(yàn)“三草酸合鐵酸鉀的制備及成分分析”的合成原料。又如：在鑒定溴離子和碘離子時常使用氯水，若將其替換成雙氧水，既可省去制備氯水的繁瑣操作，達(dá)到同樣的實(shí)驗(yàn)效果，又可以避免氯水對環(huán)境及健康可能造成的危害［15］。

此外，針對如何處理實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的廢酸、廢堿以及含金屬廢液等問題，授課教師還制作了“無機(jī)常見液體、固體廢棄物處理方法”視頻，通過雨課堂向同學(xué)們推送，幫助學(xué)生逐步培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，樹立環(huán)保意識［16］。

3 結(jié) 語

我校是一所為“兩彈一星”事業(yè)而創(chuàng)辦的大學(xué)，一代代科大人秉承“紅專并進(jìn)、理實(shí)交融”的校訓(xùn)，創(chuàng)造了我國科技史上一個又一個輝煌，這和學(xué)校所持續(xù)開展的思政教育密不可分。作為我校新生入學(xué)后第一門實(shí)驗(yàn)課程的授課教師，也在積極結(jié)合新形勢、新需求，尋求專業(yè)的實(shí)驗(yàn)知識與思政教育間的關(guān)聯(lián)性，將專業(yè)思政的理念落到實(shí)處，將更多的思政教育內(nèi)容融入至相關(guān)實(shí)驗(yàn)知識點(diǎn)中，在潛移默化中引導(dǎo)學(xué)生世界觀、價值觀、人生觀的形成。今后，將堅持并進(jìn)一步探索知識傳授與價值引領(lǐng)相結(jié)合，精心優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計課堂講授模式，實(shí)現(xiàn)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程與思政教育的有機(jī)貫通和深度融合，達(dá)到同心同向的育人格局。