化學(xué)史在《儀器分析》課程思政融入的探討*

徐富建，夏 卉，劉興利

(西南民族大學(xué)化學(xué)與環(huán)境學(xué)院，四川 成都 610225)

教育部頒發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》指出，立德樹(shù)人是大學(xué)的立身之本，是對(duì)我國(guó)人才培養(yǎng)的根本要求。早在兩千多年前老子就提出“大學(xué)之道，在明明德，在親民，在止于至善”，可見(jiàn)在高校價(jià)值塑造、知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)“三位一體”的人才培養(yǎng)目標(biāo)中，價(jià)值觀塑造是最重要的。在高校全面推進(jìn)課堂思政建設(shè)是時(shí)代的要求，是大勢(shì)所趨，是實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興和國(guó)家崛起的重要舉措。西南民族大學(xué)為了貫徹中央精神，積極引導(dǎo)教師充分發(fā)掘運(yùn)用各學(xué)科蘊(yùn)含的思想政治教育資源，將馬克思主義和愛(ài)國(guó)情懷、民族精神、人文關(guān)懷、創(chuàng)新思想等思政元素融入專(zhuān)業(yè)教育教學(xué)，全面推進(jìn)學(xué)校課程思政改革，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)三全育人。

儀器分析是獲取物質(zhì)的化學(xué)組成、成分含量及化學(xué)結(jié)構(gòu)等信息的一類(lèi)方法，其在科研、生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用極為廣泛，因此《儀器分析》是化學(xué)、化工、生物、醫(yī)藥、環(huán)境、材料等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)課程。儀器分析是一門(mén)交叉學(xué)科，所涉及的領(lǐng)域的發(fā)展日新月異，各種新原理不斷涌現(xiàn)，各種儀器不斷更新?lián)Q代，內(nèi)容涉及相關(guān)學(xué)科較多，有化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)、生物、電學(xué)、機(jī)械、光學(xué)等，而且現(xiàn)代儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，理論較抽象，難以使學(xué)生產(chǎn)生感性的認(rèn)識(shí)。要在有限課時(shí)內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效專(zhuān)業(yè)知識(shí)傳授和高質(zhì)量課堂思政融入對(duì)高校老師是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。為此，本文提出化學(xué)史為切入點(diǎn)，在知識(shí)傳授過(guò)程中融入課堂思政，化學(xué)史在培養(yǎng)科學(xué)觀、世界觀和科學(xué)道德、激發(fā)愛(ài)國(guó)主義思想方面具有獨(dú)特的作用，是極佳的思政教育元素，而且化學(xué)史教育還可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的汲取，實(shí)現(xiàn)思政內(nèi)容與知識(shí)傳授相互融入，可形成良性互動(dòng)。

1 學(xué)史明理

從儀器分析的發(fā)展史中感悟科學(xué)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律和真理的力量，樹(shù)立正確的科學(xué)觀。人類(lèi)的科學(xué)史就是一部探索未知的歷史，在化學(xué)史的發(fā)展過(guò)程中尤為突出，這是由于化學(xué)所研究的對(duì)象是分子，無(wú)法用常規(guī)觀察手段獲得信息，儀器分析的發(fā)展對(duì)于整個(gè)人類(lèi)認(rèn)識(shí)分子世界做出了巨大的貢獻(xiàn)。在課堂上引導(dǎo)學(xué)生追尋儀器分析學(xué)科的發(fā)展足跡，可以幫助學(xué)生樹(shù)立用發(fā)展的觀點(diǎn)看待知識(shí)，進(jìn)一步培養(yǎng)馬克思主義的科技發(fā)展觀?？梢越榻B儀器分析的發(fā)展史和前沿科研領(lǐng)域中先進(jìn)的分析儀器，培養(yǎng)辯證唯物主義和理論聯(lián)系實(shí)際科學(xué)精神和素養(yǎng)。例如以原子發(fā)射光譜的發(fā)展歷史入手，講述我國(guó)古代醫(yī)藥學(xué)家陶弘景通過(guò)焰色實(shí)驗(yàn)區(qū)別處真硝石和芒硝石，這是史書(shū)上最早的記載，說(shuō)明我國(guó)祖先早就對(duì)光譜分析做過(guò)貢獻(xiàn)。再通過(guò)科學(xué)家們不斷創(chuàng)新、不斷研究、不斷發(fā)現(xiàn)的研究歷程，最終建立了原子光譜分析法。通過(guò)我國(guó)古人對(duì)于光譜學(xué)的貢獻(xiàn)，增強(qiáng)學(xué)生的文化自信，激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)、科技報(bào)國(guó)的愿望和信念。此外，還可以回顧儀器分析對(duì)人類(lèi)做出的貢獻(xiàn)，這樣有助于學(xué)生體會(huì)科學(xué)技術(shù)的力量，樹(shù)立正確的科學(xué)觀。比如介紹毛細(xì)管電泳在人類(lèi)基因組計(jì)劃面臨困境時(shí)的橫空出世，使得人類(lèi)基因組計(jì)劃得以提前完成。在人類(lèi)基因組測(cè)序起步的時(shí)候，當(dāng)時(shí)用的DNA序列的分析方法是凝膠電泳為主的方法，基本上還是手工運(yùn)作的。但是在20世紀(jì)90年代以后，新的一個(gè)測(cè)序技術(shù)產(chǎn)生了就是毛細(xì)管電泳儀技術(shù)，使得測(cè)序的速度大大加快，一天就可以有100萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)的序列被測(cè)出?？梢允箤W(xué)生明白科學(xué)技術(shù)第一生產(chǎn)力，只有科學(xué)的進(jìn)步才能帶來(lái)效率質(zhì)的飛躍。

2 學(xué)史增信

提升學(xué)習(xí)動(dòng)力和興趣，增強(qiáng)學(xué)生自信心，進(jìn)一步培養(yǎng)質(zhì)疑和挑戰(zhàn)權(quán)威的精神。儀器分析的每種分析儀器和分析方法原理的發(fā)明發(fā)現(xiàn)背后，都是有著很多有趣真實(shí)的小故事，比如田中耕一意外發(fā)現(xiàn)激光解吸電離現(xiàn)象從而獲得2002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的故事。田中耕一在日本東北大學(xué)工學(xué)院電氣工程學(xué)系畢業(yè)后就加入日本島津公司工作，加入了激光離子化飛行時(shí)間質(zhì)譜儀課題組。金屬、半導(dǎo)體以及易揮發(fā)化合物比較容易被激光離子化所以田中把主要精力投向了不易電離的生物大分子-蛋白質(zhì)，當(dāng)時(shí)獲得蛋白質(zhì)的分子離子峰是很困難的，離子源太強(qiáng)容易擊碎大分子生成碎片，能量太弱又無(wú)法產(chǎn)生足夠的電離，在一次失誤的操作下，田中將甘油和納米鈷混合在一起，秉承著不浪費(fèi)的原則嘗試用于大分子的激光電離，沒(méi)想到取得了奇效，最后實(shí)現(xiàn)了蛋白質(zhì)的有效電離，田中耕一因此于2002年獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。在介紹質(zhì)譜離子源的過(guò)程中適當(dāng)加入這種短小有趣的儀器分析發(fā)展史實(shí)的小花絮、小故事，可以引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣, 同時(shí)激發(fā)他們學(xué)習(xí)儀器分析課程的積極性。此外田中作為大學(xué)時(shí)代留過(guò)級(jí)、非化學(xué)專(zhuān)業(yè)出身、年僅43歲的企業(yè)工程師在勤奮努力的加持下也做出了偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)生們的自信心大有裨益，可以讓學(xué)生體會(huì)到不一定要是權(quán)威大科學(xué)家才可以做出大的科學(xué)貢獻(xiàn)，從而培養(yǎng)不畏權(quán)威的精神。

在介紹儀器分析發(fā)展史時(shí)，國(guó)內(nèi)外教材中大多介紹的是外國(guó)科學(xué)家對(duì)儀器分析做出的貢獻(xiàn)，很少提到儀器分析發(fā)展變革中的中國(guó)故事。通過(guò)對(duì)儀器分析發(fā)展史的梳理，重點(diǎn)選取我國(guó)儀器分析前輩高鴻院士作為代表性人物，以他的言行事跡講述一個(gè)分析工作者應(yīng)有的樣子。高鴻先生在硝煙彌漫的1948年毅然回國(guó)，編寫(xiě)出我國(guó)第一部《儀器分析》教材，敢于質(zhì)疑極譜分析權(quán)威，提出了19個(gè)電化學(xué)理論公式的，他的言行體現(xiàn)著一個(gè)分析工作者的家國(guó)情懷、求實(shí)創(chuàng)新精神。

3 學(xué)史崇德

培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)秀的學(xué)術(shù)道德和職業(yè)道德。在儀器分析的發(fā)展道路上，無(wú)數(shù)科學(xué)家和科研工作者做出了大量艱苦卓絕的探索工作, 在教學(xué)過(guò)程中可以將一些儀器分析科學(xué)家的奮斗經(jīng)歷作為教學(xué)素材，將正確的價(jià)值追求、理想信念、工匠精神和家國(guó)情懷等有效地傳遞給學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的精益求精、吃苦耐勞、無(wú)私奉獻(xiàn)的高尚情操，有意識(shí)引導(dǎo)學(xué)生從事儀器分析專(zhuān)業(yè)相關(guān)的工作。例如可以介紹我國(guó)儀器分析前輩在原子熒光光譜儀上的艱苦探索的故事。我國(guó)在原子熒光光譜儀的研究，開(kāi)始于20世紀(jì)的八十年代。西北有色地質(zhì)研究所的郭小偉，研制成功了世界上首臺(tái)以溴化物無(wú)極放電燈作激發(fā)光源的首臺(tái)蒸氣發(fā)生-雙道原子熒光譜儀，在此基礎(chǔ)上我國(guó)的科學(xué)工作者在激發(fā)光源、蒸氣發(fā)生系統(tǒng)、原子化器、低溫原子化技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究，使我國(guó)的商品儀器不斷得到完善和發(fā)展，經(jīng)過(guò)將近四十年的努力，蒸氣發(fā)生原子熒光光譜儀是我國(guó)為數(shù)不多具有自主應(yīng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的分析儀器。使學(xué)生認(rèn)識(shí)到我國(guó)的原子熒光光譜儀在世界處于領(lǐng)先水平，其原因在于我國(guó)科技工作者將自主科研創(chuàng)新和國(guó)家重大需求相結(jié)合，通過(guò)不懈努力取得了令人驕傲的成果，可以激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義情懷和專(zhuān)業(yè)知識(shí)探究熱情，也可以讓學(xué)生們體會(huì)到創(chuàng)業(yè)艱難以及百折不撓的學(xué)術(shù)精神。

從事儀器分析行業(yè)，不僅僅需要過(guò)硬的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，還需要良好的思想道德素質(zhì)，最重要的就是誠(chéng)信，這是因?yàn)閮x器分析所涉及的很多行業(yè)領(lǐng)域，都是關(guān)乎人民健康或生命安全的重要崗位，例如食品分析、藥品分析以及環(huán)境檢測(cè)等。教師在授課過(guò)程中要注意培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膭?wù)實(shí)精神，不可以為了一己私利而篡改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或不規(guī)范實(shí)驗(yàn)造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，可以舉一些化學(xué)史上篡改數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的學(xué)術(shù)不端的例子來(lái)引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成健康、誠(chéng)信、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)精神。例如前些年一些不法廠商將三聚氰胺添加到奶粉中，以增加蛋白質(zhì)含量。2008年9月，震驚中外的“三鹿嬰幼兒奶粉事件”暴露出乳制品行業(yè)的“潛規(guī)則”，國(guó)內(nèi)一些知名乳品品牌也被檢出其產(chǎn)品中檢出三聚氰胺?！叭箣胗變耗谭凼录敝?，作為三鹿集團(tuán)內(nèi)部的檢驗(yàn)分析人員，面對(duì)任意添加化工原料、制作毒奶粉的事實(shí)，卻不堅(jiān)持道德操守，出具產(chǎn)品合格的報(bào)告，致使無(wú)數(shù)的嬰幼兒付出了生命和健康的嚴(yán)重代價(jià)。作為檢疫局檢驗(yàn)技術(shù)中心沒(méi)有及時(shí)指出問(wèn)題，勇敢地披露真相，拖延了事情及時(shí)止損的可能性。我們要引導(dǎo)學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到儀器分析人員的社會(huì)責(zé)任感與使命感，教育引導(dǎo)他們以后在從事食品、藥品的檢測(cè)分析或環(huán)境監(jiān)測(cè)的相關(guān)工作中，要熱愛(ài)自己的職業(yè)，要嚴(yán)格按照國(guó)家的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行工作，堅(jiān)守道德和法律的底線，絕不出具不負(fù)責(zé)任的檢驗(yàn)報(bào)告，做到科學(xué)、公平、公正。

4 學(xué)史力行

引導(dǎo)激勵(lì)學(xué)生奮發(fā)向上，激發(fā)愛(ài)國(guó)主義情懷，樹(shù)立偉大理想。我國(guó)的分析儀器，大多是國(guó)外進(jìn)口，尤其是在高端先進(jìn)儀器方面幾乎完全依賴(lài)國(guó)外，國(guó)產(chǎn)核磁波譜儀、液質(zhì)聯(lián)用儀、X射線衍射儀國(guó)內(nèi)供貨量占比分別為：0.99%、1.19%、1.32%，每年在儀器的進(jìn)口上的花費(fèi)在200～300億美元左右，這是我國(guó)的卡脖子問(wèn)題。教師可以通過(guò)儀器分析方法在生命、環(huán)境、能源等領(lǐng)域中的重大應(yīng)用，以及我國(guó)國(guó)產(chǎn)儀器產(chǎn)業(yè)面臨的困境，提高學(xué)生對(duì)國(guó)家和社會(huì)的責(zé)任感和使命感、激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷，進(jìn)而樹(shù)立遠(yuǎn)大的理想解決我國(guó)科研儀器卡脖子問(wèn)題。馬克思明確指出“在科學(xué)上沒(méi)有平坦的大道，只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達(dá)到光輝的頂點(diǎn)?！崩?，為了研制我國(guó)第一臺(tái)HF/DF化學(xué)激光器，當(dāng)時(shí)的科研人員不顧條件的簡(jiǎn)陋，艱苦奮斗，當(dāng)下達(dá)攻關(guān)任務(wù)之后，不同專(zhuān)業(yè)、不同組別的人不分彼此的團(tuán)結(jié)到一起，精誠(chéng)團(tuán)結(jié)投入到國(guó)家任務(wù)的攻關(guān)之中，每天工作10多個(gè)小時(shí)，吃在施工現(xiàn)場(chǎng)，睡在辦公場(chǎng)所，奮戰(zhàn)了40多天，終于按時(shí)完成了任務(wù)。在當(dāng)下，要將一代代科研工作者科技報(bào)國(guó)、科研探索精神傳承下去。青年是國(guó)

家的未來(lái)和民族的希望。要引導(dǎo)青年大學(xué)生珍惜韶華，把學(xué)習(xí)成長(zhǎng)同黨和國(guó)家的事業(yè)緊緊聯(lián)系起來(lái)、同社會(huì)和人民的需要密切結(jié)合起來(lái)，要心無(wú)旁鶩、靜下心來(lái)刻苦讀書(shū)，既要讀“有字之書(shū)”，也要讀“無(wú)字之書(shū)”，努力練好人生與事業(yè)的基本功，為將來(lái)能夠科技報(bào)國(guó)打下基礎(chǔ)。

5 結(jié) 語(yǔ)

環(huán)境的污染會(huì)造成嚴(yán)重的生態(tài)破壞，危害人類(lèi)的持續(xù)發(fā)展。近年來(lái)，國(guó)家明確提出了環(huán)境保護(hù)的重要舉措，以科學(xué)發(fā)展、持續(xù)發(fā)展作為核心目標(biāo)任務(wù)。在進(jìn)行紫外可見(jiàn)吸收光譜這一環(huán)節(jié)的教學(xué)時(shí)，教師可以將水體苯污染檢測(cè)事件作為案例，引入課堂教學(xué)中，使學(xué)生充分意識(shí)到現(xiàn)代城市化的不斷發(fā)展以及工業(yè)化的發(fā)展都在一定程度上造成了嚴(yán)重的水污染。通過(guò)檢測(cè)快速實(shí)現(xiàn)水資源的分析，促使國(guó)家大力研發(fā)循環(huán)利用技術(shù)。這一環(huán)節(jié)的教學(xué)，目標(biāo)任務(wù)在于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，使其充分意識(shí)到資源的循環(huán)利用是社會(huì)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

以史為鑒、開(kāi)創(chuàng)未來(lái)，化學(xué)史富含豐富的思政教學(xué)資源，在儀器分析的授課過(guò)程中應(yīng)當(dāng)充分予以融合，進(jìn)一步挖掘其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，結(jié)合學(xué)校和專(zhuān)業(yè)實(shí)際情況與定位，將儀器分析教學(xué)與課程思政巧妙地結(jié)合起來(lái)，將專(zhuān)業(yè)知識(shí)傳授，能力培養(yǎng)與思想政治教育有機(jī)融合，相互促進(jìn)，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的立德樹(shù)人，培養(yǎng)出優(yōu)秀的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。