課程思政在民族高校化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的探索和實(shí)踐*

李 榕，盧新生，王煜乾

(甘肅民族師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)系，甘肅 合作 747000)

近年來，在課程思政背景下，探索民族院校實(shí)驗(yàn)類課程思政教學(xué)方式尤為重要，化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)專業(yè)學(xué)生的必修課程，是化工基礎(chǔ)理論課程的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)[1]，必須將課程思政融入化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)全過程，課程的主要任務(wù)是在實(shí)踐中讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)化工設(shè)備的基本原理和操作方法[2]，了解工業(yè)生產(chǎn)過程中的流程和模式，擴(kuò)展知識面，提升學(xué)生的分析問題、動手操作和團(tuán)隊合作等綜合能力素養(yǎng)，為今后開展相關(guān)科研工作或進(jìn)入化工相關(guān)領(lǐng)域打下堅實(shí)的理論操作基礎(chǔ)[3-4]。

隨著國民經(jīng)濟(jì)和化學(xué)化工行業(yè)的高速發(fā)展，為人類帶來了美好便利生活的同時，也帶來了一系列嚴(yán)重的危害，嚴(yán)重威脅到人類的生存、生態(tài)環(huán)境和社會的可持續(xù)發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中排放的“三廢”導(dǎo)致土地沙漠化、水域污染、水土流失、溫室效應(yīng)、資源短缺等嚴(yán)重的危害，環(huán)境污染已經(jīng)成為全球關(guān)注的問題。據(jù)調(diào)查，我校生每年都有一部分化學(xué)專業(yè)畢業(yè)學(xué)生進(jìn)入化工廠、醫(yī)藥廠等行業(yè)工作，因此，為了培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞?、有綠色環(huán)保意識的化學(xué)化工行業(yè)的人才，就需要積極探索綠色化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系和新模式，通過實(shí)驗(yàn)“三廢”的回收利用、環(huán)保性管理制度的建立將綠色環(huán)保理念和思想政治教育融入化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課堂。

結(jié)合地方民族院校實(shí)際情況，為了在知識傳授的過程中，實(shí)現(xiàn)價值觀引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，經(jīng)過課題組不斷的探索實(shí)踐，構(gòu)建了“一核心二途徑三模塊”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。通過添加思政目標(biāo)、引入思政元素和設(shè)計思政方法三個環(huán)節(jié)來完成這門課的思政建設(shè)。在知識技能目標(biāo)和過程方法目標(biāo)的基礎(chǔ)上增加課程思政目標(biāo)，將思政元素融入到課堂教學(xué)中[5]，挖掘化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與思政教育的切入點(diǎn)，深化知識點(diǎn)，提升《化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》課程內(nèi)涵和創(chuàng)新發(fā)展[6-7]，提高學(xué)生的專業(yè)能力、科研工作的能力和創(chuàng)新能力，拓寬學(xué)生的就業(yè)面，為今后研究交叉學(xué)科奠定基礎(chǔ)，同時，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和環(huán)保意識，培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義情懷，增強(qiáng)民族自信，樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀。

1 目前化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

地方民族師范類院校的化學(xué)專業(yè)與其他院校不同，無論是實(shí)驗(yàn)條件，還是學(xué)生基礎(chǔ)和師資力量等方面，都比較薄弱，具體表現(xiàn)為實(shí)驗(yàn)項目枯燥抽象，儀器設(shè)備規(guī)模較大，臺數(shù)有限，缺乏生動有效的育人元素。因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)課程與其他化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程不同，

1.1 實(shí)驗(yàn)項目枯燥抽象

目前化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較復(fù)雜抽象[8]，我?；瘜W(xué)專業(yè)學(xué)生化工基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)較薄弱，化工基礎(chǔ)相關(guān)知識儲備欠缺，其實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告又流于形式，最終影響實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。因此，我們應(yīng)該除了要提供基本的實(shí)驗(yàn)教材外，還應(yīng)該給學(xué)生提供仿真動畫和實(shí)驗(yàn)視頻等，增強(qiáng)預(yù)習(xí)效果。

1.2 儀器設(shè)備規(guī)模較大，臺數(shù)有限

實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備規(guī)模較大，臺數(shù)有限，操作復(fù)雜，設(shè)計單元操作較多，數(shù)據(jù)處理繁瑣，帶有一定的危險性，導(dǎo)致部分同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中參與度不夠，通常是學(xué)生按照教師的講解和演示來做，并沒有對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計和構(gòu)思等問題。所以，通過藥品的減量和無害藥品的替換、仿真模擬實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用，來提高學(xué)生的參與度，提高學(xué)生的專業(yè)能力、科研工作的能力和創(chuàng)新能力，拓寬學(xué)生的就業(yè)面，為今后研究交叉學(xué)科奠定基礎(chǔ)，同時，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和環(huán)保意識。

1.3 缺乏生動有效的育人元素

傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過程中缺乏深度挖掘生動有效的育人元素，忽視了思政與專業(yè)的無縫銜接，達(dá)不到預(yù)期的育人效果。因此，應(yīng)對我校化學(xué)專業(yè)學(xué)生化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系的整合、教學(xué)模式的改革、教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行創(chuàng)新改革，建立一套科學(xué)、合理的綠色化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，在以往傳統(tǒng)教育的基礎(chǔ)上，融入綠色環(huán)保意識，融入思政元素，通過多種教學(xué)途徑實(shí)現(xiàn)綠色化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，運(yùn)用辨證主義哲學(xué)思想指導(dǎo)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，結(jié)合綠色環(huán)保理念，挖掘化工基礎(chǔ)課程中所有的思政元素，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力和分析解決實(shí)際問題的能力，增強(qiáng)民族自信，樹立正確的三觀，從而提高教學(xué)效果。

2 構(gòu)建“一核心二途徑三模塊”課程思政實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

隨著地方民族高校向應(yīng)用型的轉(zhuǎn)變，結(jié)合化工基礎(chǔ)專業(yè)課程的特點(diǎn)，根據(jù)學(xué)校創(chuàng)新應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建“一核心二途徑三模塊”多元化教學(xué)內(nèi)容體系，積極推進(jìn)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)整合與教學(xué)改革。以“三傳一反”(動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞和化學(xué)反應(yīng)工程)為核心，以PBL(problem-based learning)和CBL(case-based learning)為教學(xué)途徑，將化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中的各個單元操作整合重組，并融入思政元素，建立了“化工基礎(chǔ)操作類實(shí)驗(yàn)、仿真模擬綜合類實(shí)驗(yàn)、設(shè)計開發(fā)創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)”三個模塊。

2.1 以“三傳一反”為核心

“三傳一反”是化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程的核心，涉及到所有的工程問題和化工生產(chǎn)的各個單元操作。將立德樹人這個整體目標(biāo)貫穿于核心中，在以往知識目標(biāo)和技能目標(biāo)的基礎(chǔ)上，結(jié)合每個單元操作的內(nèi)容特點(diǎn)相對應(yīng)增加設(shè)計一個思政目標(biāo)，如果思政內(nèi)容太多，不但會偏離知識與技能目標(biāo)，而且會引起學(xué)生的反感。

2.2 以PBL和CBL為教學(xué)途徑

化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中許多原理和理論都蘊(yùn)藏中華文化的精髓、辯證唯物主義的哲學(xué)思想和環(huán)保的重要性等思政元素。為了使思政目標(biāo)和內(nèi)容有效而自然的融入課堂，避免生硬、別扭、牽強(qiáng)，本文采用PBL-CBL兩種途徑相結(jié)合來引入思政元素。在化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師將教學(xué)重難點(diǎn)設(shè)計成問題，引導(dǎo)學(xué)生采用辯證思維去探究原因、解決問題，并深入挖掘?qū)嶒?yàn)項目中所承載的德育主題，在分析問題的過程中培養(yǎng)學(xué)生的分析實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識，教師也可引入學(xué)生感興趣的案例，引導(dǎo)學(xué)生探討研究，教師解答指導(dǎo)，在解釋案例產(chǎn)生的原因中掌握本節(jié)課的內(nèi)容。

在伯努利方程的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，可舉例1911年印度洋上輪船相撞案例分析各個物理量之間的關(guān)系，提高學(xué)生對知識主動探索的激情，將理論與實(shí)際相結(jié)合，剖析、討論案例，理解并學(xué)會應(yīng)用伯努利方程相關(guān)知識，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和強(qiáng)烈的社會責(zé)任感，并且學(xué)會知識的遷移，用所學(xué)的專業(yè)知識去分析問題、解決問題。在精餾實(shí)驗(yàn)中，沸點(diǎn)較低的輕組分在精餾塔塔頂氣相中富集，而沸點(diǎn)較高的重組分在精餾塔塔底液相中富集，這與我們國學(xué)經(jīng)典《幼學(xué)瓊林》中“氣之輕清上浮者為天，氣之重濁下凝者為地”相似，不僅能讓學(xué)生加深對實(shí)驗(yàn)的理解，也能培養(yǎng)愛國主義情懷，講文科和功課相結(jié)合，上一堂充滿溫度的實(shí)驗(yàn)課。在膜分離實(shí)驗(yàn)中，引入廢水污染引起的案例以及每年廢水的排放量等培養(yǎng)學(xué)生傳遞青山綠水的環(huán)保意識，同時通過膜分離技術(shù)的介紹進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)相關(guān)前沿知識的擴(kuò)展，讓同學(xué)們了解本課程的先進(jìn)技術(shù)，拓寬眼界。

2.3 構(gòu)建三模塊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

為此，課題組建立了“化工基礎(chǔ)操作類實(shí)驗(yàn)、仿真模擬綜合類實(shí)驗(yàn)、設(shè)計開發(fā)創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)”三個模塊循序漸進(jìn)、因地制宜的新實(shí)驗(yàn)體系，達(dá)到了儀器操作實(shí)驗(yàn)、仿真模擬實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的結(jié)合訓(xùn)練，理論、實(shí)踐與思政教育的有機(jī)統(tǒng)一，達(dá)到教書育人的目的。

模塊一中化工基礎(chǔ)操作類實(shí)驗(yàn)都是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，在相關(guān)的儀器設(shè)備上進(jìn)行操作，通過模塊一的訓(xùn)練，不僅要掌握實(shí)驗(yàn)原理和基礎(chǔ)知識，掌握儀器正確使用方法和實(shí)驗(yàn)操作，同時也要培養(yǎng)同學(xué)們小組配合協(xié)調(diào)能力和動手操作能力，培養(yǎng)學(xué)生具備規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。通過藥品的減量和無害藥品的替換來實(shí)施綠色化實(shí)驗(yàn)項目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。例如，在流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)中，用水作為流體，既安全，又能讓學(xué)生掌握相關(guān)知識；也可以通過實(shí)驗(yàn)“三廢”的回收利用來實(shí)施綠色化實(shí)驗(yàn)項目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，例如，在反滲透膜技術(shù)的應(yīng)用中，既可以制備純水，又可以實(shí)現(xiàn)廢水的資源化處理。

模塊二中針對一些具有高溫、高壓、危險等特點(diǎn)，并且對操作環(huán)境和操作水平有所要求的化工設(shè)備，并不適合開放給學(xué)生。對此，可借助仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，例如，模塊二中離心泵單元操作實(shí)驗(yàn)，可采用動畫加強(qiáng)講解效果；在精餾實(shí)驗(yàn)、換熱實(shí)驗(yàn)中可采用3D仿真技術(shù)輔助化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)；在吸收解吸實(shí)驗(yàn)中，可以采用控制技術(shù)和計算機(jī)軟件改進(jìn)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。讓學(xué)生進(jìn)行模擬實(shí)訓(xùn)，讓學(xué)生學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題和分析問題，并用所學(xué)的專業(yè)知識解決問題，從而培養(yǎng)學(xué)生精益求精的工匠精神。

模塊三中的實(shí)驗(yàn)是在滿足化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，加入一些模擬仿真軟件類實(shí)驗(yàn)項目，在操作模擬仿真軟件中，學(xué)生可以通過軟件中的提示檢查實(shí)驗(yàn)的可行性和合理性，隨時進(jìn)行各項參數(shù)的調(diào)整與結(jié)果驗(yàn)證，不僅增強(qiáng)了學(xué)生對知識和操作的深刻理解，也激發(fā)學(xué)生敢于嘗試的創(chuàng)新精神和質(zhì)疑精神。模塊三中的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)面向于基礎(chǔ)較薄弱的學(xué)生，綜合性實(shí)驗(yàn)面向基礎(chǔ)較好的學(xué)生，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)面向于優(yōu)秀并對化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)感興趣的學(xué)生。學(xué)生可以按照自己的興趣選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項目，根據(jù)老師的提示和相關(guān)資料的查閱，提前寫好實(shí)驗(yàn)方案，以小組討論的形式開展此次實(shí)驗(yàn)研究。教師要不斷地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的完善實(shí)施，在實(shí)驗(yàn)項目的設(shè)計上應(yīng)拓展加入本專業(yè)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展和研究技術(shù)，以及相應(yīng)的思政元素。同時，也可將相關(guān)的科研內(nèi)容引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，科研帶動教學(xué)，教學(xué)指導(dǎo)科研，使教學(xué)科研相結(jié)合[9]，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項目。

3 結(jié) 語

本文為提高化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)效果提供新思路，從學(xué)生現(xiàn)狀、實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室管理制度、畢業(yè)后從事的科研和就業(yè)渠道進(jìn)行分析，通過深入挖掘每個實(shí)驗(yàn)所承載的思政主題，滲透環(huán)保意識、融入思政元素和建立環(huán)保項目、構(gòu)建綠色體系兩種方式，對民族院校化學(xué)專業(yè)學(xué)生化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)體系及教學(xué)模式進(jìn)行了創(chuàng)新改革，以“三傳一反”為核心，以PBL和CBL為教學(xué)途徑，將化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中的各個單元操作整合重組，并融入思政元素，建立了“化工基礎(chǔ)操作類實(shí)驗(yàn)、仿真模擬綜合類實(shí)驗(yàn)、設(shè)計開發(fā)創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)”三個模塊，建立了“一核心二途徑三模塊”多元化教學(xué)內(nèi)容體系，是一種以綠色環(huán)保為理念的科學(xué)合理的多元化化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系，使思政目標(biāo)在化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中落實(shí)，深化課程知識點(diǎn)，拓寬學(xué)生的實(shí)驗(yàn)思路，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，使學(xué)生在掌握專業(yè)知識和實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上，并且運(yùn)用辨證主義哲學(xué)思想指導(dǎo)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，挖掘?qū)嶒?yàn)內(nèi)容中所蘊(yùn)含的中華文化精髓，積極推進(jìn)化工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，提高教學(xué)效果，用正確的、科學(xué)的人生觀、價值觀、世界觀和方法論去探索創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、分析解決問題，引發(fā)其情感共鳴，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力和分析解決實(shí)際問題的能力，增強(qiáng)學(xué)生民族自信，培養(yǎng)出德才兼?zhèn)涞膽?yīng)用創(chuàng)新型人才。