化學(xué)實驗課課程思政案例庫建設(shè)初探

劉雪茹，惠壯，李延，李聰，賈文濤，趙志厚，張榮蘭，李劍利,，王堯宇 ，崔斌 ,＊

1西北大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，化學(xué)國家級實驗教學(xué)示范中心(西北大學(xué))，西安 710127

2西北大學(xué)實驗室建設(shè)與管理處，西安 710127

1 引言

2016年12月，全國高校思想政治工作會議在北京召開，習(xí)近平總書記指出，做好高校思想政治工作，要提升思想政治教育親和力和針對性，滿足學(xué)生成長發(fā)展需求和期待，各門課都要守好一段渠、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)[1]。這一全新的理念與精神指引，創(chuàng)造性地為高校提升“立德樹人”動力，破解思政教育“孤島”困境提供了科學(xué)的行動指南。以此為遵循，西北大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院(以下簡稱“化材學(xué)院”)的化學(xué)實驗課程教學(xué)團隊迅速開啟了以化學(xué)專業(yè)課教學(xué)為“主戰(zhàn)場”，以化學(xué)實驗課堂為“主渠道”的思政教育改革的探索之路。

西北大學(xué)化材學(xué)院擁有化學(xué)國家級實驗教學(xué)示范中心和化學(xué)國家理科基礎(chǔ)科學(xué)研究與教學(xué)人才培養(yǎng)基地，設(shè)有化學(xué)、應(yīng)用化學(xué)、材料化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)4個本科專業(yè)，其中化學(xué)、材料化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)為國家級一流本科專業(yè)，化學(xué)生物學(xué)為省級一流本科專業(yè)[2]?；瘜W(xué)國家級實驗教學(xué)示范中心擁有學(xué)生實驗室及儀器室10160 m2，大中型化學(xué)實驗儀器3200臺(件)，每年為大學(xué)生開設(shè)基礎(chǔ)化學(xué)實驗、綜合化學(xué)實驗以及創(chuàng)新研究實驗及教學(xué)實踐11萬學(xué)時，同時擁有涵蓋化學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)多學(xué)科的儀器平臺，面向校內(nèi)7個院系開設(shè)11門實驗課，為全程全方位開展立德樹人提供了充足的保證；化學(xué)實驗課程教學(xué)團隊成員教學(xué)理念先進，注重教學(xué)改革和創(chuàng)新引領(lǐng)，在系列課程的課程體系教學(xué)改革、教學(xué)方法及教學(xué)手段現(xiàn)代化、實驗室建設(shè)、精品課程建設(shè)等方面進行多方位改革與實踐，為改革探索化學(xué)實驗課課程思政教學(xué)體系提供有力的保障。

2 化學(xué)實驗課課程思政案例庫建設(shè)的重要性

課程思政是落實立德樹人根本任務(wù)，推動教育強國的重要舉措。但高等學(xué)校通常注重學(xué)生的專業(yè)知識的掌握情況和實踐技能的操作情況，而忽視課程思政的教學(xué)設(shè)計，導(dǎo)致課程內(nèi)容中思政內(nèi)容的引入方法和吸引力缺失。且目前大多數(shù)課程思政的開展都以一門專業(yè)課程為依托，在育人過程中缺乏銜接或者連續(xù)性，尤其是實驗實踐課程中的思政問題更為突出，主要體現(xiàn)在：一是部分教師依然認為實驗課教學(xué)就是教會學(xué)生使用儀器設(shè)備和實驗技能即可，無意愿加入思政元素；二是雖然部分教師希望將思政教育和專業(yè)教學(xué)結(jié)合，但是缺乏經(jīng)驗，不能把思政元素講深講透，教學(xué)過程中容易出現(xiàn)囫圇吞棗的情況；三是專業(yè)課程思政教育素材非常豐富且龐雜，但十分分散不系統(tǒng)，教師沒有充分尋找、挖掘、融合這些思政素材；四是在實驗教學(xué)中教師不能充分挖掘思政素材中的育人元素，往往浮于表面，不能做到靈活運用，由表及里，起不到立德樹人的作用。

化學(xué)實驗課課程思政案例庫的建設(shè)立足于化學(xué)學(xué)科的特點，篩選、梳理和挖掘化學(xué)實驗課程所蘊含的思政元素，旨在為實驗課教師實施課程思政教育提供豐富實用的案例及素材資源，對提高教師課程思政育人能力、促進學(xué)校課程思政教育體系建設(shè)具有積極意義；對深化思想政治教育的協(xié)同效應(yīng)，進一步完善專業(yè)人才培養(yǎng)體系有著重要意義和價值[3]。首先從學(xué)生個人發(fā)展角度來看，課程思政不局限于提高大學(xué)生的專業(yè)知識水平，而是通過將思政元素有機融入化學(xué)專業(yè)的日常教學(xué)全過程，讓學(xué)生在掌握專業(yè)知識技能的同時樹立起正確的世界觀、人生觀、價值觀，健全大學(xué)生的人格，實現(xiàn)真善美的統(tǒng)一和人的全面發(fā)展。其次從學(xué)科發(fā)展角度來看，課程思政與化學(xué)實驗課程的有機融合能夠產(chǎn)生1 + 1 ＞ 2的共生效益。一方面，緩解了單一課程思政在育人過程中的吃力現(xiàn)狀；另一方面，豐富了化學(xué)實驗課程的思政內(nèi)涵和人文關(guān)懷。這兩方面共同發(fā)力，才能打好新時代高等教育的組合拳，推動育人質(zhì)量邁上新臺階。最后從學(xué)校發(fā)展角度來看，課程思政充分彰顯了高校在推動新時代社會主義教育事業(yè)發(fā)展中的使命擔(dān)當(dāng)，是高校將“傳道授業(yè)”與“立德樹人”緊密融合的突破性創(chuàng)新，更是我們對習(xí)近平總書記關(guān)于“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”這個根本問題的堅定回應(yīng)[4]。

3 化學(xué)實驗課課程思政案例庫的建設(shè)

以培養(yǎng)具有高度的社會責(zé)任感，良好的科學(xué)、文化素養(yǎng)，較好地掌握化學(xué)基礎(chǔ)知識、基本理論和基本技能，具有創(chuàng)新意識和實踐能力，能夠在化學(xué)及相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、教育教學(xué)等工作的新時代大學(xué)生為教學(xué)目標(biāo)[5]，以課程思政為導(dǎo)向[6]，構(gòu)建了由基礎(chǔ)實驗、綜合實驗和交叉創(chuàng)新實驗組成的三層次本科實驗課課程思政體系，以實現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)和價值引領(lǐng)同步提升。基礎(chǔ)實驗課程著重于實驗基本操作和技能的培養(yǎng)，主要側(cè)重與“安全、環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展”和“世界觀與方法論”思政主題的結(jié)合；綜合實驗注重研究方法和思維能力的訓(xùn)練，側(cè)重與“世界觀與方法論”和“科學(xué)精神與創(chuàng)新意識”思政主題的結(jié)合；交叉創(chuàng)新實驗注重化學(xué)前言科學(xué)研究能力的訓(xùn)練，主要與“科學(xué)精神與創(chuàng)新意識”思政主題結(jié)合?！皭蹏閼雅c文化自信”思政主題可穿插于所有實驗課程中。三層次實驗課課程思政體系設(shè)計思路如表1所示。

表1 三層次實驗課課程思政體系

以三層次實驗課課程思政體系為依托，挖掘系列課程中直觀的實驗現(xiàn)象和結(jié)果等專業(yè)知識背后所蘊含的豐富思政及德育元素，梳理化學(xué)實驗系列課程所蘊含的思政內(nèi)容，將之融入課堂教學(xué)，以實現(xiàn)專業(yè)知識教育與思政教育的有機統(tǒng)一，最終構(gòu)建“化學(xué)實驗課課程思政案例庫”，包含儀器分析實驗、物理化學(xué)實驗、有機化學(xué)實驗、無機與分析化學(xué)實驗、綜合化學(xué)實驗、虛擬仿真實驗、計算化學(xué)實驗、化學(xué)生物學(xué)實驗、材料化學(xué)實驗、分子生物學(xué)實驗和創(chuàng)新實踐項目等案例素材?；瘜W(xué)實驗課課程思政案例庫建設(shè)策略框架圖如圖1所示。

3.1 主題模塊設(shè)計

將化學(xué)實驗教學(xué)中所涉及到的思政元素進行整理分類，建設(shè)“育人主題鮮明、素材內(nèi)容豐富、案例組織合理、檢索使用便捷”的化學(xué)實驗課課程思政案例庫。初步設(shè)置愛國情懷與文化自信，世界觀與方法論，安全、環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展理念，科學(xué)精神與創(chuàng)新意識四個主題模塊，各主題模塊所涉及的內(nèi)容如圖1所示。

圖1 化學(xué)實驗課課程思政案例庫建設(shè)策略框架圖

在案例庫中，通過關(guān)鍵詞檢索或者具體的實驗項目名稱檢索，可檢索出相應(yīng)的案例素材、思政元素、所屬的主題模塊以及應(yīng)用建議(表2)。例如，在進行無機化學(xué)與化學(xué)分析實驗“滴定分析基本操作”實驗項目的備課過程中，通過關(guān)鍵詞“指示劑、變色原理”可檢索到相應(yīng)的“羅伯特·波義耳發(fā)現(xiàn)酸堿指示劑”的案例素材，以及相應(yīng)的思政元素——科學(xué)家的探究精神、矛盾的對立統(tǒng)一規(guī)律；通過關(guān)鍵詞“酸堿溶液的配制”可檢索到相應(yīng)的“深圳龍崗HCl泄漏事故”“8.12天津港爆炸事故”“3.21響水爆炸事故”“3.31昆山燃爆事故”等安全事故的案例素材，以及相應(yīng)的思政元素——安全意識、規(guī)范操作。此外，通過實驗項目名稱“天然產(chǎn)物的分離”，可檢索到“嗎啡、海洛因的發(fā)現(xiàn)”“屠呦呦事跡、青蒿素的提取”等案例素材，如此可快速匹配到所需案例，結(jié)合對應(yīng)的思政元素，將之融入實驗教學(xué)中。下面將從四個主題模塊設(shè)計課程思政案例。

表2 化學(xué)實驗課課程思政案例設(shè)計及舉例

3.1.1 愛國情懷與文化自信

愛國主義是社會主義核心價值觀的基石，也是中華民族團結(jié)一心的精神紐帶和自強不息的精神動力。習(xí)近平總書記指出：“我們要堅持道路自信、理論自信、制度自信、文化自信?！蔽幕孕攀且粋€民族、一個國家以及一個政黨對自身文化價值的充分肯定和積極踐行，并對其文化的生命力持有的堅定信心[7]。在此主題模塊中可采用人物傳記法，將老一輩化學(xué)家的事跡進行整理，以愛國主義思政教育為主，深入挖掘每個事跡背后的思政元素。例如老一輩的化學(xué)家、教育學(xué)家陳裕光先生[8]，他放棄國外優(yōu)厚的待遇從美國回到中國，在艱苦的條件下從事科研工作，“熱血橫飛恨滿腔，漢兒發(fā)愿建新邦”。在涉及到化學(xué)反應(yīng)機理方面的實驗內(nèi)容中，可通過他的事跡來激發(fā)學(xué)生勇于奉獻的愛國主義情懷。又如介紹大型儀器X射線單晶衍射儀中偏極化因子和洛倫茲因子校正的時候，和學(xué)生分享為結(jié)構(gòu)化學(xué)做出突出貢獻的化學(xué)家盧嘉錫先生[9]，他滿懷“科學(xué)救國”的熱忱，不畏清貧、不懼艱險、投身科學(xué)、愛國奉獻的精神。再如藥物提取、天然產(chǎn)物分離等實驗課程中可穿插講解屠呦呦團隊提取出的青蒿素，挽救了全世界數(shù)百萬條生命，在人類文明史上做出了杰出貢獻。屠呦呦成為第一位獲得諾貝爾科學(xué)獎項的中國本土科學(xué)家和第一位獲得諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎的華人科學(xué)家(圖2)[10]。教師在教學(xué)過程中將國內(nèi)外優(yōu)秀的化學(xué)家和教育學(xué)家的名人軼事、科學(xué)成就、解決問題的方法穿插在各個知識點中，可增強學(xué)生的愛國情懷，樹立“文化自信”意識。

圖2 屠呦呦先生和青蒿素[10]

3.1.2 世界觀與方法論

世界觀和方法論是以辯證唯物主義和歷史唯物主義為理論基礎(chǔ)的馬克思主義哲學(xué)思想，涵蓋世界統(tǒng)一于物質(zhì)、物質(zhì)決定意識、事物矛盾運動基本原理與認識和實踐辯證關(guān)系原理[11]。充分挖掘化學(xué)學(xué)科中的辯證元素，并將其充分滲透融合于教學(xué)中，培養(yǎng)以德為先、能力為重，兼具辯證思維、較高理論知識和較強科學(xué)素養(yǎng)的新時代大學(xué)生，讓學(xué)生從大一入校開始，就沉浸在專業(yè)+思政的良好氛圍之中。例如，分析化學(xué)實驗課程中可將“對立與統(tǒng)一(質(zhì)子得失與酸和堿)”“量變和質(zhì)變(滴定曲線與突躍范圍)”等[12]知識點和辯證法相融合，從辯證唯物論的角度來分析引導(dǎo)學(xué)生思考，一方面有助于學(xué)生更好地理解掌握學(xué)科知識，另一方面有利于剛升入大學(xué)的學(xué)生辯證思維的培養(yǎng)、科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成以及世界觀的定型[13]，使學(xué)生在學(xué)習(xí)自然科學(xué)的過程中形成辯證唯物的世界觀。

3.1.3 安全、環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展理念

習(xí)近平總書記在談到環(huán)境保護問題時指出：“我們既要綠水青山，也要金山銀山。寧要綠水青山，不要金山銀山，而且綠水青山就是金山銀山?！被瘜W(xué)學(xué)科是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實驗教學(xué)占據(jù)相當(dāng)重要的地位，安全、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展是其重要特點[14]。例如云南陸良化工“非法傾倒鉻渣”事件使得原本山清水秀的興隆村變成了深受鉻污染之苦的“癌癥村”。鉻是國際癌癥研究機構(gòu)確認的第一類致癌物，它能通過消化道、呼吸道、皮膚和粘膜侵入人體，積聚在肺、肝、腎和內(nèi)分泌腺中，鉻急性中毒主要表現(xiàn)為呼吸道炎癥及皮膚損害，慢性毒害則導(dǎo)致發(fā)生腸道腫瘤。同樣，由于河岸的鋅、鉛冶煉廠等排放的含鎘廢水污染了水體和土壤，而當(dāng)?shù)鼐用耖L期飲用受鎘污染的河水，以及食用含鎘稻米，致使鎘在體內(nèi)蓄積而中毒致病，這便是日本著名的痛痛病事件。因此，教育學(xué)生按要求回收處理實驗產(chǎn)生的廢液廢渣，不得隨意排放，培養(yǎng)學(xué)生的安全環(huán)保意識。在創(chuàng)新實驗設(shè)計過程中，強調(diào)“原子經(jīng)濟性”理念，從源頭上減少、消除“三廢”排放，樹立“美麗中國”大局觀。在化學(xué)實驗實踐過程中引入“平安中國”內(nèi)容，使得化學(xué)化工中的安全教育不局限于書本上的理論知識，而是更貼近生活，體現(xiàn)學(xué)以致用的理念，同時讓學(xué)生意識到化學(xué)事故對人身安全、自然環(huán)境和社會造成極大的危害，樹立“生命高于一切”“安全安全再安全”的理念，進而提高學(xué)生自覺遵守實驗室安全制度、?；钒踩芾項l例等一系列安全保障措施，形成人人都是安全員的主人翁精神，以及安全是大家共同事業(yè)的信念。

3.1.4 科學(xué)精神與創(chuàng)新意識

科學(xué)精神是在科學(xué)發(fā)展的歷程中，科學(xué)界逐漸形成的一些傳統(tǒng)規(guī)矩、指導(dǎo)原則，是貫穿于整個科學(xué)發(fā)展歷程中具有普遍意義的意識。其內(nèi)涵包括：求真務(wù)實的精神、競爭協(xié)作的精神、繼承創(chuàng)新的精神、敬業(yè)獻身的精神等等[7,15]。培養(yǎng)新一代大學(xué)生科學(xué)精神與創(chuàng)新意識是時代的需求，是對大學(xué)教育的基本要求?；膶W(xué)院大學(xué)生綜合創(chuàng)新實驗的開展是對這一理念的忠實踐行，在綜合創(chuàng)新實驗過程中融入課程思政教育，延伸實驗教學(xué)的價值和意義，符合學(xué)生未來成才的品德需要。例如在實驗項目“污染食鹽制備純堿的綜合與創(chuàng)新實驗設(shè)計”[16]的開展過程中，以侯德榜事跡作為切入點(圖3)，通過討論使學(xué)生明確侯氏制堿法的綠色創(chuàng)新理念，討論該工業(yè)制備方法在不斷改進過程中蘊含的創(chuàng)新思維與方法，學(xué)習(xí)侯德榜本人在實踐過程中不怕困難、勇于創(chuàng)新的精神，把整個實驗流程與愛國主義、可持續(xù)發(fā)展理念、創(chuàng)新精神等元素有機地結(jié)合在一起，從而激發(fā)學(xué)生的愛國主義情懷，樹立立足當(dāng)下解決實際問題的意識，深化可持續(xù)發(fā)展和綠色環(huán)保的理念。

圖3 侯德榜與侯氏制堿法流程示意圖[17]

3.2 案例庫設(shè)計舉例

(續(xù)表2)

(續(xù)表2)

4 結(jié)語

在化學(xué)實驗課課程思政的教學(xué)實踐中，利用案例庫可快速匹配到適合的案例進行教學(xué)實施，并不斷地充實和完善?；瘜W(xué)實驗教學(xué)中課程思政的融入，可引導(dǎo)學(xué)生從“做實驗”延伸到“研學(xué)思”；從實驗課側(cè)重“儀器、工具、技術(shù)”的知識講解延伸到對實驗“來源-目的-改進”的啟發(fā)式教學(xué)；從單純的實驗技能訓(xùn)練延伸到“意義-課題-項目”全景式思考，從而培養(yǎng)以德為先、能力為重，兼具科學(xué)辯證思維、較高理論知識和較強科學(xué)素養(yǎng)的新時代大學(xué)生，達到立德樹人的育人目的。

化學(xué)實驗課課程思政案例庫的建設(shè)為化學(xué)學(xué)科課程思政教育提供了豐富實用的案例及素材資源，為實驗課程和課程思政深度融合積累了第一手寶貴素材，打下堅實基礎(chǔ)。教師可快速引用這些素材，有機融入專業(yè)教學(xué)中，從而提高專業(yè)教師的課程思政育人能力，實現(xiàn)知識傳授與價值引領(lǐng)深入結(jié)合、思政教育與專業(yè)知識教育有機統(tǒng)一、立德樹人與五育并舉相互融合的教學(xué)目的。另外，根據(jù)案例分類，還可構(gòu)建全國性的共享交叉專業(yè)思政教學(xué)網(wǎng)絡(luò)，通過建立共享機制，為化學(xué)實驗課課程思政服務(wù)，并為專業(yè)課課程思政和其他教學(xué)提供參考與借鑒；將化學(xué)實驗課課程思政案例庫應(yīng)用于化學(xué)學(xué)科以外的其他相關(guān)交叉學(xué)科的思政教學(xué)工作中，以此更有效地推動高校課程思政教育體系的建設(shè)。