高校無機(jī)化學(xué)“緩沖溶液”中隱性思政元素的滲透

高淑娟，姜姍姍，王炎，李林枝，張改清

1呂梁學(xué)院化學(xué)化工系，山西 呂梁 033000

2山西大學(xué)分子科學(xué)研究所，太原 030006

課程思政是一種新型的踐行立德樹人的長(zhǎng)效運(yùn)行機(jī)制，是一種與思政課堂同向同行的協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，是思政課程發(fā)揮主渠道作用之外的拓展課、延伸課和綜合素養(yǎng)課。高校專業(yè)課的傳授重視知識(shí)素養(yǎng)的提高，而穿插在專業(yè)課之中的思政建設(shè)則可以在潛在的環(huán)境中引領(lǐng)學(xué)生產(chǎn)生良好的價(jià)值導(dǎo)向，可以真正實(shí)現(xiàn)潤(rùn)物于微處的隱性思想政治教育的傳播[1]。伴隨著時(shí)代的飛速進(jìn)步，社會(huì)觀念的多元化發(fā)展，加快前進(jìn)的步伐，尋求適合當(dāng)代大學(xué)生的嶄新的教育方式與方法，進(jìn)一步引導(dǎo)大學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀念，是高校思想教育工作的當(dāng)務(wù)之急也是行之所致。思想政治教育中的“隱性教育”是對(duì)傳統(tǒng)課程“顯性教育”的必要補(bǔ)充，目的是為了讓學(xué)生在潛移默化的學(xué)習(xí)中不自覺接受教育[2]。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的步伐進(jìn)一步加快，隨之而來的是文化深刻的影響[3]，很多學(xué)生沒有樹立正確的價(jià)值觀、高尚的愛國(guó)情懷、民族自信感和使命感以及責(zé)任感，不利于其日后的發(fā)展，而高校作為隱性思想教育的主要陣地，要想將正確的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和發(fā)展規(guī)律植入大學(xué)生的固有思維中，貫穿于專業(yè)課、公共課甚至是選修課的隱性思政教育就顯得尤為重要[4]。陳小賢[5]在“隱性思想政治教育載體在高校中的運(yùn)用”一文中提出，隱性思想政治教育載體是指：聯(lián)系教育主客體并承載、能傳遞思想政治教育內(nèi)容和信息的間接、隱藏的一切具有隱性教育功能的形式和手段。思想政治教育載體就是指利用課堂環(huán)境、課程活動(dòng)、教師人格魅力等形式對(duì)教育對(duì)象進(jìn)行暗示和潛移默化，以達(dá)到教育目的。它具有隱蔽性強(qiáng)、覆蓋范圍廣、滲透性強(qiáng)等特點(diǎn)，能使大學(xué)生在與人交流、參與活動(dòng)的過程中潛移默化地接受教育，從而提高大學(xué)生的思想覺悟。無機(jī)化學(xué)作為化學(xué)類及其他相關(guān)專業(yè)學(xué)生的首門專業(yè)基礎(chǔ)課，要讓學(xué)生從這門課開始就要學(xué)會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方法和解決問題的思路，因此，課堂教學(xué)中思政元素的介入在這一階段就變得十分重要[6,7]。

1 “緩沖溶液”的課程設(shè)置基礎(chǔ)

1.1 “緩沖溶液”的學(xué)生學(xué)情分析

1.1.1 知識(shí)及技能基礎(chǔ)

無機(jī)化學(xué)的教學(xué)對(duì)象是大一年級(jí)的學(xué)生，學(xué)生業(yè)已經(jīng)過了高中階段的理論積淀及此次課前面內(nèi)容的學(xué)習(xí)，這些都為本課知識(shí)點(diǎn)的灌輸埋下伏筆，多數(shù)學(xué)生已具備了一定的學(xué)習(xí)技巧及分析問題的能力，這對(duì)于本節(jié)內(nèi)容大有裨益。所以本課時(shí)不僅加深了學(xué)生對(duì)緩沖溶液的主觀認(rèn)識(shí)，同時(shí)又為后續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)平衡奠定了良好的基礎(chǔ)。學(xué)生學(xué)習(xí)的能力有個(gè)體差異，因而在因材施教上要區(qū)分教學(xué)，進(jìn)行兼顧。秉承強(qiáng)調(diào)主體性、個(gè)人賦性、以人為本的教育理念，讓學(xué)生可以積極思考和自我實(shí)現(xiàn)。

1.1.2 學(xué)習(xí)風(fēng)格和特點(diǎn)

本次教學(xué)面向的學(xué)生大部分為“90”后和“00”后，他們有著思想觀念多元化，接受新鮮事物能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)較高、學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，知識(shí)的接受與吸收中表現(xiàn)出鮮明的“我聽過、我看過、我能做、學(xué)不全、做不全”特征。因此在教學(xué)過程中，需要更多地運(yùn)用具有沖擊力的視頻、圖像和表格，從“90”后和“00”后大學(xué)生感興趣的事物進(jìn)行突破，以生活中的疑難問題作為案例進(jìn)行探討，增加學(xué)生在課堂教學(xué)中的參與度，在教學(xué)過程中利用“學(xué)習(xí)單”工具極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和吸收，引導(dǎo)學(xué)生建立正確的科學(xué)思維方法，培養(yǎng)學(xué)生愛國(guó)奉獻(xiàn)、追求卓越，投身科學(xué)的情懷。其學(xué)習(xí)風(fēng)格和特點(diǎn)總結(jié)如圖1所示。

圖1 “緩沖溶液”的學(xué)生學(xué)習(xí)風(fēng)格和特點(diǎn)

1.2 “緩沖溶液”的教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

結(jié)合“緩沖溶液”教學(xué)目標(biāo)的多層次性，可以綜合對(duì)學(xué)生的知識(shí)層次、能力層次及素養(yǎng)層次的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

(1) 知識(shí)層次：課后作業(yè)的完成情況及“學(xué)習(xí)單”的填寫，反饋學(xué)生對(duì)整節(jié)課的結(jié)構(gòu)認(rèn)知和重難點(diǎn)的理解程度。學(xué)習(xí)單模板如圖2所示。

圖2 學(xué)習(xí)單模板

(2) 能力層次：通過預(yù)習(xí)任務(wù)的完成情況、小組角色匯報(bào)及對(duì)應(yīng)的“學(xué)習(xí)單”的填寫情況，評(píng)價(jià)學(xué)生的“學(xué)習(xí)正遷移”能力及應(yīng)用化學(xué)思維挖掘創(chuàng)新能力。

(3) 素養(yǎng)層次：通過課堂個(gè)人的學(xué)習(xí)、師生的互動(dòng)、小組角色扮演等現(xiàn)場(chǎng)情況及學(xué)習(xí)單的填寫情況，評(píng)價(jià)學(xué)生“獨(dú)立思考、探索創(chuàng)新”的專業(yè)精神塑造。

2 “緩沖溶液”的課程思政

作為?？汲Ｓ玫闹R(shí)點(diǎn)之一，緩沖溶液的講解歷來是大學(xué)化學(xué)或無機(jī)化學(xué)的重點(diǎn)，但由于此概念較強(qiáng)的理論性和抽象性，學(xué)生理解參差不齊。所以講解內(nèi)容要考慮學(xué)生基礎(chǔ)，應(yīng)由淺入深，先將內(nèi)容趣味化、簡(jiǎn)單化，調(diào)動(dòng)其興趣，再由表及里，使學(xué)生內(nèi)化于心。在教材處理上可將本節(jié)課分成導(dǎo)入-實(shí)驗(yàn)演示-概念引入-板書推導(dǎo)-例題分析-pH的計(jì)算鞏固六部分，教學(xué)流程簡(jiǎn)化如圖3所示。

圖3 教學(xué)流程圖

2.1 導(dǎo)入部分思政元素

印染是我們古代勞動(dòng)人民的偉大發(fā)明，在導(dǎo)入部分先向?qū)W生展示一張藍(lán)印花布的圖片樣式(圖4)。進(jìn)一步介紹非物質(zhì)文化遺產(chǎn)在我國(guó)的地位和作用，可酌情引入思政素材1：作為春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的產(chǎn)物，藍(lán)印花布的歷史淵源厚重，傳統(tǒng)的手藝人在日積月累的學(xué)習(xí)中形成了一套自有的手工印染工藝，印有民族特色圖案的藍(lán)印花布盛行于明清時(shí)期，在1300年后的今天它仍然是滿懷民族情懷國(guó)民的心頭之愛，于2006年首批入選國(guó)家非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。在簡(jiǎn)略介紹藍(lán)印花布的來源與發(fā)展之后，可提出藍(lán)印花布如何制作這樣的疑問來引發(fā)學(xué)生的好奇，進(jìn)而引入非物質(zhì)文化遺產(chǎn)傳承者“李子柒”憑一己之力制作藍(lán)印花布的過程，可酌情引入思政素材2：藍(lán)印花布，“青出于藍(lán)，而勝于藍(lán)”正來源于此。青為藍(lán)色，藍(lán)為蓼藍(lán)或藍(lán)草，靛青這種染料提取于藍(lán)草，而顏色卻更勝于藍(lán)草。一顆蓼藍(lán)種子從發(fā)芽到長(zhǎng)大，光是收割就要經(jīng)過兩次，然后是打靛、起缸、刻板、上桐油、做防染漿、刮防染漿、染色、晾藍(lán)布、刮灰、清洗、晾曬、滾壓、做衣！引導(dǎo)學(xué)生端正價(jià)值觀，向吃苦奮斗的網(wǎng)紅正能量學(xué)習(xí)，以她們?yōu)榭?。同時(shí)可讓學(xué)生感受老前輩們的精湛技藝，提高文化底蘊(yùn)，滋養(yǎng)人文氣息，潛移默化地進(jìn)行隱性思想政治教育，在學(xué)生驚嘆之余亦可提高學(xué)生對(duì)傳統(tǒng)技藝的向往。此處可設(shè)置課堂搶答環(huán)節(jié)，例如提出問題“藍(lán)印花布的印染工藝中最重要的環(huán)節(jié)是？”實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主的基于問題學(xué)習(xí)法(PBL)的驅(qū)動(dòng)式教學(xué)，現(xiàn)場(chǎng)答題情況和搶答情況可參考雨課堂的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(圖5)。通過搶答環(huán)節(jié)加深學(xué)生對(duì)印染中“染色”這一步的印象，隱性帶入下一部分將要闡述的重點(diǎn)：pH控制染液是染色的關(guān)鍵。

圖4 課堂演示所用教具

圖5 雨課堂平臺(tái)上的現(xiàn)場(chǎng)答題情況和搶答情況考查

2.2 實(shí)驗(yàn)部分思政元素

李子柒染布的時(shí)候有一個(gè)細(xì)節(jié)是要加入石灰才能成功，也就是說染布的顏色受到染液pH的影響，那么染缸的pH在什么范圍才適合染布，一般來講范圍在11-12，而pH = 11的溶液要使用緩沖對(duì)NaHCO3/Na2CO3來配，這就引出了緩沖溶液的概念。此處引入人體血液的pH保持在7.35-7.45之間的生活常識(shí)，讓學(xué)生從自我身上感觸到化學(xué)知識(shí)與人類生命息息相關(guān)，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生汲取知識(shí)的興趣。接著可講述血液的pH保持恒定的特點(diǎn)，如人體血液的pH不會(huì)因?yàn)槿梭w代謝產(chǎn)生一些酸性物質(zhì)或堿性物質(zhì)而有太大改變，就是因?yàn)樗且环N緩沖溶液。進(jìn)而引出演示實(shí)驗(yàn)來順次提出緩沖溶液的準(zhǔn)確定義。通過設(shè)計(jì)兩組對(duì)比試驗(yàn)：在第一組實(shí)驗(yàn)中純水加入百里酚藍(lán)指示劑后變微黃，加入少量酸變?yōu)槌燃t色，加入少量堿變?yōu)樗{(lán)色(圖4)，表明pH變化較大，其中純水pH = 7，加入幾滴酸后pH變?yōu)?，加入幾滴堿后pH變?yōu)?1。而在第二組HAc-NaAc (pH = 4.74)溶液中，加入酸不變色，加入堿不變色，加入少量水也不變色，表明pH變化不大。通過設(shè)問來引導(dǎo)學(xué)生深入思考、激發(fā)興趣，學(xué)會(huì)自己歸納要點(diǎn)，總結(jié)出緩沖溶液的定義為像HAc-NaAc溶液這樣具有抵抗外加少量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，或稍加稀釋而保持溶液pH基本不變的溶液。

2.3 緩沖溶液的作用機(jī)理部分思政元素

在引出緩沖溶液的概念之后，此處需要設(shè)定問題：為什么緩沖溶液具有緩沖作用？緩沖溶液的作用原理是什么？怎樣根據(jù)需要選擇一個(gè)適合的緩沖溶液？通過“設(shè)問、質(zhì)疑、析疑、辨疑”四步法的運(yùn)用引入知識(shí)點(diǎn)、升華知識(shí)點(diǎn)、運(yùn)用知識(shí)點(diǎn)，通過問-想-答來引導(dǎo)學(xué)生深入思考，通過列舉一些常見的緩沖溶液例子：HAc-NaAc、H2CO3-NaHCO3、NH3-NH4Cl，讓學(xué)生對(duì)比分析，然后由教師總結(jié)得出結(jié)論：組成緩沖溶液要有兩種成分，以HAc-NaAc為例：一種是抗酸成分共軛堿，即能與酸作用的堿性物質(zhì)Ac-；一種是抗堿成分共軛酸，即能與堿作用的酸性物質(zhì)HAc；抗酸成分和抗堿成分組成緩沖對(duì)(系)，二者互為共軛酸堿對(duì)。教師在此處需指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)并歸納作用機(jī)理，同時(shí)舉實(shí)例說明，如人體體質(zhì)的酸堿性是否與所吃食物的酸堿性有關(guān)。此處可引入食物酸堿性的歷史來源。20世紀(jì)40年代，食物具有酸堿之分的學(xué)說被一些學(xué)者提起，食物中的礦物質(zhì)成分被提取后溶于水，會(huì)有不同的酸堿度，根據(jù)pH進(jìn)行劃分便可判斷酸堿性，依此將食物分為堿性食物和酸性食物。例如，肉類、蛋黃、乳酪、甜點(diǎn)最終代謝產(chǎn)物顯酸性即為酸性食物，而蔬菜、水果、堅(jiān)果、谷類、豆類最終代謝物為堿性，則為堿性食物。堿性食物進(jìn)入人體會(huì)經(jīng)過口腔中的唾液的消解，其次經(jīng)過含有HCl的胃液，然后會(huì)到達(dá)小腸的消化液中，最后經(jīng)大腸的堿性腸液消解成營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)入血液。但被我們熟知的是人體血液的pH保持在恒定的范圍，不會(huì)因?yàn)槌砸恍┧嵝允澄锘驂A性食物而有太大改變，因?yàn)槿梭w血液中存在緩沖系統(tǒng)即碳酸氫鹽系統(tǒng)。那么堿性食物進(jìn)入人體會(huì)有怎樣的吸收歷程呢？唾液pH在6.0-7.5，胃液的pH在1.5-2.0，而人體的血液pH在7.34-7.45之間，可以得出血液的pH大于7，屬于堿性范疇。所以當(dāng)堿性食物被吃進(jìn)去以后，人的呼吸會(huì)略變緩慢，則肺吸進(jìn)去的二氧化碳會(huì)轉(zhuǎn)化為血液中的碳酸來中和過多的堿性物質(zhì)；而當(dāng)酸性食物被吸收后人的呼吸則會(huì)加快，通過肺將多余的CO2排出體外，則碳酸濃度隨之下降，產(chǎn)生碳酸氫鹽來穩(wěn)定酸性物質(zhì)。故而，只有飲食均衡，增強(qiáng)抵抗力才會(huì)增強(qiáng)人體免疫力，與多吃堿性食物是沒有直接關(guān)系的。事實(shí)上，飲食上偏向于蔬菜水果的人抵抗力之所以強(qiáng)也與其為堿性食物無關(guān)，關(guān)鍵在于維生素和礦物質(zhì)等攝入的均衡以及自我的積極鍛煉和良好心態(tài)[8]?；诖祟惱韺W(xué)知識(shí)的灌輸，在擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)量的同時(shí)也更好地促進(jìn)了學(xué)生對(duì)生命的科學(xué)理性認(rèn)識(shí)，可以采取更科學(xué)合理的手段來維持自身和他人的健康[9]。

2.4 緩沖溶液的應(yīng)用部分思政元素

應(yīng)用一為印染過程中對(duì)染缸中pH的調(diào)節(jié)。這一部分通過練習(xí)鞏固知識(shí)點(diǎn)，特別是理解和鞏固自己在自學(xué)過程中存在的知識(shí)盲點(diǎn)。通過應(yīng)用演練在實(shí)際練習(xí)過程中進(jìn)一步升華和提高知識(shí)點(diǎn)的運(yùn)用。就本次課開始提到的藍(lán)印花布的制作工藝中，印染缸的pH要保持在11-12范圍才適合染布，因此選用恒定pH = 11的溶液，常用的就是NaHCO3/Na2CO3這一緩沖對(duì)。因?yàn)镠2CO3的pKa1= 6.35，pKa2=10.33，而pH的計(jì)算方程亨德森-哈塞爾巴爾赫方程中pH = pKa2+ lg([Na2CO3]/[NaHCO3])。利用作用機(jī)理部分的推導(dǎo)來提出亨德森哈塞爾巴爾赫方程更易于理解。進(jìn)而引出化學(xué)中pH的計(jì)算步驟，同時(shí)通過練習(xí)題對(duì)pH計(jì)算的注意事項(xiàng)進(jìn)行總結(jié)，最后再可通過兩組練習(xí)，總結(jié)類似題中不同組成緩沖溶液的相關(guān)計(jì)算。問題的設(shè)置要難易得當(dāng)，符合學(xué)生實(shí)際，既不破壞其學(xué)習(xí)積極性又可以讓學(xué)生體驗(yàn)到思考和成功的樂趣。基于此，通過實(shí)訓(xùn)再次強(qiáng)調(diào)重難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)[10]，使學(xué)生對(duì)緩沖溶液的作用機(jī)理更加牢固于心，煥然于紙。

應(yīng)用二為血液pH的調(diào)控，此處需再一次明確提出，國(guó)內(nèi)科學(xué)界根本沒有“酸性體質(zhì)”這一說。將反例呈上，告誡學(xué)生謹(jǐn)言慎行，不可盲目從眾?？闪信e2018年11月份的懲處美國(guó)的“人體酸堿體質(zhì)理論”之父羅伯特·歐·楊事件，該案例中美國(guó)法庭判定酸堿體質(zhì)理論學(xué)說的虛妄性，并對(duì)始作俑者羅伯特·歐·楊施以罰款1.05億美元的懲罰[11]。騙局已揭，人體體質(zhì)不再被食物酸堿性所左右，堿性食物將不再被趨之若鶩，要保持健康的體魄，注意飲食習(xí)慣、保持良好的生活狀態(tài)，才能使身體的酸堿度處于正常值范圍。只是需要注意，長(zhǎng)期生活不規(guī)律、飲食不當(dāng)，人體就會(huì)處于亞健康狀態(tài)，也就是成為酸性體質(zhì)人群，長(zhǎng)期如此，患病的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)加大。而對(duì)于奮勇學(xué)習(xí)的學(xué)生群體，我們需要倡導(dǎo)的是早吃好，午吃飽，晚吃少；飲食調(diào)理，保證食物的多樣性與膳食均衡，合理搭配選擇食物；鍛煉身體，保持活力，以維持人體血液正常pH。在此處的講解中引入有爭(zhēng)議的酸堿體質(zhì)理論，可更正學(xué)生慣有的不科學(xué)認(rèn)知，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀和價(jià)值觀，不盲目地遵從民間輿論，科學(xué)認(rèn)知，科學(xué)辟謠，用科學(xué)知識(shí)滋養(yǎng)自己，從而提升學(xué)生對(duì)科學(xué)的尊重。

3 結(jié)語

在高校無機(jī)化學(xué)課程中滲透隱性思想政治教育載體，對(duì)高校學(xué)生的思想政治影響是潛移默化的，把思政教育滲透到常規(guī)教育中，滲透到管理、活動(dòng)、環(huán)境等載體形式中，可以有效地彌補(bǔ)顯性教育的不足，能取得很好的效果，所以很受學(xué)生的歡迎，在高校思政教育的應(yīng)用過程中會(huì)收到意想不到的效果，但由于對(duì)隱性教育載體的研究薄弱和高校對(duì)隱性教育載體的重視程度不夠等原因，導(dǎo)致隱性教育載體在高校的應(yīng)用過程中存在著重形式輕內(nèi)容和學(xué)生的參與性不高等問題，因此為了解決出現(xiàn)的問題，不僅要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)理念，加強(qiáng)對(duì)隱性教育載體的理論研究，還要發(fā)揮教育者的引導(dǎo)作用，加強(qiáng)對(duì)受教育者的引導(dǎo)。故而在無機(jī)化學(xué)類課程的教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施過程中加入課程思政內(nèi)容，滲透思政理念，在當(dāng)前的教育研究中就顯得更為重要[12]。