分析化學(xué)課程思政整體設(shè)計(jì)及案例實(shí)施

蔣曉華，呂智文，林峰，張英，丁文捷，陳露

深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院材料與環(huán)境工程學(xué)院，廣東 深圳 518000

1 課程定位

分析化學(xué)是高等院?；瘜W(xué)化工、食品科學(xué)、環(huán)境工程、藥學(xué)等專業(yè)的基礎(chǔ)課程，與生命科學(xué)、物理學(xué)等學(xué)科交叉滲透，是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的工具學(xué)科，旨在培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度、精益求精的工匠精神，提升學(xué)生唯物主義世界觀的認(rèn)識水平，引導(dǎo)學(xué)生樹立以人民為中心的價(jià)值觀，培養(yǎng)學(xué)生具備定量分析化學(xué)的基本理論和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)技能，建立嚴(yán)格的“量”的概念，具備獨(dú)立運(yùn)用化學(xué)分析技術(shù)和分析儀器對簡單樣品進(jìn)行分析檢測并能正確處理數(shù)據(jù)的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)[1,2]。

不同專業(yè)對分析化學(xué)的教學(xué)要求不同，分析化學(xué)作為基礎(chǔ)平臺課程分為三個(gè)不同層次：第一層次計(jì)劃80學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)32學(xué)時(shí)，技能教學(xué)48學(xué)時(shí)；第二層次計(jì)劃64學(xué)時(shí)，其中理論26學(xué)時(shí)，技能教學(xué)38學(xué)時(shí)；第三層次計(jì)劃48學(xué)時(shí)，其中理論22學(xué)時(shí)，技能教學(xué)26學(xué)時(shí)。不同的專業(yè)可以根據(jù)人才培養(yǎng)定位和后續(xù)課程需求選擇不同層次的課程。

2 學(xué)情分析

為落實(shí)“以學(xué)生為中心”“以學(xué)定教”的教學(xué)理念，教學(xué)設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)充分考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)需求、學(xué)習(xí)興趣與認(rèn)知規(guī)律，著眼于激發(fā)、促進(jìn)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力。

(1) 學(xué)生的心理特點(diǎn)分析。

分析化學(xué)開設(shè)在大學(xué)一年級第二學(xué)期，對于習(xí)慣了教師和家長嚴(yán)格監(jiān)督管理的一年級學(xué)生來說，大學(xué)里相對寬松自由的學(xué)習(xí)和生活，可能會(huì)讓他們感到迷茫和無所適從。在學(xué)習(xí)上還缺乏自學(xué)能力，在思想上還比較單純，社會(huì)閱歷和經(jīng)驗(yàn)還不夠，對事物善惡的辨別和是非的判斷能力有限，迫切需要在一年級的專業(yè)課中滲透思政元素，幫助學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。

(2) 學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)分析。

部分學(xué)生在高中階段選修的文科課程，化學(xué)基礎(chǔ)相對薄弱，目前就讀的專業(yè)可能是服從調(diào)劑的結(jié)果。他們對化學(xué)有一定的畏懼心理，認(rèn)為化學(xué)難以理解，甚至對化學(xué)有些偏見；再加上經(jīng)過第一學(xué)期無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)兩門課的“洗禮”，有些學(xué)生的專業(yè)思想發(fā)生了動(dòng)搖，因此，開設(shè)在第二學(xué)期的分析化學(xué)的思政教育肩負(fù)著多重意義。

(3) 學(xué)生的個(gè)體差異分析。

生源的多樣性決定了學(xué)生存在較大的個(gè)體差異，表現(xiàn)在知識基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)興趣等方面，既有基礎(chǔ)扎實(shí)的大賽保送生又有基礎(chǔ)薄弱的后進(jìn)生，既有長于抽象思維的理科生又有長于形象思維的文科生，等等。因此，合理設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)的深度、難度和廣度，必要情況下可分層教學(xué)，最大限度滿足不同學(xué)生的需求。

在對分析化學(xué)課程思政進(jìn)行整體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分關(guān)注和發(fā)現(xiàn)學(xué)生上述特點(diǎn)，預(yù)見性地判斷學(xué)生在學(xué)習(xí)中可能存在的困難和障礙，通過選擇一些學(xué)生在日常生活中經(jīng)常接觸的耳熟能詳?shù)乃颊咐齺磔o助教學(xué)，有助于降低學(xué)生對知識的理解難度，減少他們對化學(xué)的畏難心理，便于他們更快理解和掌握新知識，有利于他們潛移默化地接受思政教育，同時(shí)增強(qiáng)對專業(yè)的認(rèn)同感。

3 課程思政整體設(shè)計(jì)思路

(1) 課程思政目標(biāo)及思政元素選取。

分析技術(shù)是政府市場監(jiān)督部門、環(huán)保部門以及第三方檢測服務(wù)機(jī)構(gòu)中檢驗(yàn)檢測崗位的核心技術(shù)，服務(wù)國家“質(zhì)量強(qiáng)國”戰(zhàn)略[3]。分析化學(xué)課程建設(shè)遵循“為黨育人，為國育才”的宗旨，將社會(huì)主義核心價(jià)值觀與檢驗(yàn)檢測認(rèn)證產(chǎn)業(yè)“傳遞信任，服務(wù)發(fā)展”的本質(zhì)屬性緊密結(jié)合，形成分析技術(shù)引領(lǐng)、核心價(jià)值觀鑄魂的課程思政育人模式。圍繞“大國崛起、區(qū)域建設(shè)、科學(xué)發(fā)展、時(shí)事熱點(diǎn)、哲學(xué)問題、時(shí)代楷模、學(xué)生成長”等方面選取案例素材，與課程內(nèi)容有機(jī)融合，凝練成以“精益求精之工匠精神、敬畏誠信之職業(yè)操守”為核心的課程思政建設(shè)目標(biāo)[4](如圖1所示)。

圖1 分析化學(xué)課程思政目標(biāo)及思政元素選取

(2) 課程思政整體設(shè)計(jì)框架。

“分析化學(xué)”聚焦檢驗(yàn)檢測技術(shù)領(lǐng)域，以職業(yè)崗位能力為起點(diǎn)，以企業(yè)項(xiàng)目為載體，融合世界技能大賽、全國職業(yè)技能大賽項(xiàng)目和評判標(biāo)準(zhǔn)，立足價(jià)值目標(biāo)核心，充分考慮學(xué)生的職業(yè)發(fā)展空間和拓展優(yōu)勢，將課程內(nèi)容分解為九個(gè)分別對應(yīng)若干實(shí)踐任務(wù)和知識技能點(diǎn)的項(xiàng)目，針對每一個(gè)項(xiàng)目，進(jìn)行思政素材與教學(xué)內(nèi)容的整合優(yōu)化，形成以價(jià)值塑造為內(nèi)涵、以實(shí)踐任務(wù)為骨架、以知識技能點(diǎn)為內(nèi)容的“分析化學(xué)”項(xiàng)目化課程體系[5,6]。

分析化學(xué)課程思政整體設(shè)計(jì)框架如圖2所示，項(xiàng)目一圍繞健康(Healthy)、安全(Safe)、質(zhì)量(Quality)、環(huán)境(Enviroment)展開，以人們的衣食住行作為切入點(diǎn)，通過核酸檢測、食品安全評價(jià)、產(chǎn)品質(zhì)量控制、環(huán)境監(jiān)測與治理等實(shí)例，闡明分析化學(xué)的任務(wù)和作用，以及學(xué)習(xí)本課程的意義，激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的愛國激情，在內(nèi)心深處樹立起報(bào)效國家、服務(wù)社會(huì)的責(zé)任感和使命感。項(xiàng)目二和三是定量分析基礎(chǔ)，以國之重器、科學(xué)史話為例，融入馬克思主義哲學(xué)基本原理和方法論，引出數(shù)據(jù)可靠性分析，闡明高精密度、準(zhǔn)確度的數(shù)據(jù)分析的重要意義，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生樹立嚴(yán)格的“量”的概念，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度，具備高度的質(zhì)量保障意識。項(xiàng)目四至七著眼于滴定分析法的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用辯證思維中的對立統(tǒng)一、共性與個(gè)性，以及量質(zhì)互變規(guī)律理解滴定分析，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力，厚積薄發(fā)、行穩(wěn)致遠(yuǎn)的品質(zhì)，提升學(xué)生的抗壓能力，倡導(dǎo)健康的生活方式。項(xiàng)目八是分析技能綜合訓(xùn)練，選取國家技能大賽的典型項(xiàng)目作為訓(xùn)練任務(wù)，提高創(chuàng)新研究能力與自我獲取知識的能力；借助優(yōu)秀獲獎(jiǎng)選手榜樣的力量，激發(fā)學(xué)生鍥而不舍、自強(qiáng)不息的奮斗精神。項(xiàng)目九圍繞前沿分析技術(shù)，將科學(xué)家科技報(bào)國的案例融入教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生民族自豪感和責(zé)任心，激發(fā)勇攀科學(xué)高峰的勇氣和勇于探索的創(chuàng)新意識。

圖2 “分析化學(xué)”課程思政整體設(shè)計(jì)框架

4 課程思政教學(xué)案例實(shí)施

4.1 教學(xué)案例一：“核酸檢測助力疫情防控”——分析技術(shù)為“美好生活”保駕護(hù)航，激發(fā)學(xué)生的家國情懷和責(zé)任擔(dān)當(dāng)

(一) 教學(xué)任務(wù)。

項(xiàng)目一“認(rèn)識分析化學(xué)”之任務(wù)1：分析化學(xué)的任務(wù)、作用。

(二) 課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)。

本次教學(xué)圍繞分析化學(xué)的任務(wù)和作用展開，在介紹“什么是結(jié)構(gòu)分析、定性分析、定量分析”時(shí)引入該課程思政案例，用時(shí)2學(xué)時(shí)，教學(xué)設(shè)計(jì)見圖3。

圖3 分析化學(xué)的任務(wù)和作用教學(xué)設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)分析、定性分析和定量分析是分析化學(xué)的主要任務(wù)，其中結(jié)構(gòu)分析的任務(wù)是研究物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)包括分子結(jié)構(gòu)或晶體結(jié)構(gòu)，定性分析的任務(wù)是鑒定物質(zhì)由哪些元素、原子團(tuán)或化合物所組成；定量分析的任務(wù)是測定物質(zhì)中有關(guān)成分的含量。新冠病毒的確定及核酸檢測可以很好地解釋這幾種分析方法的區(qū)別及作用。中科院武漢病毒研究所迅速分離并鑒定新冠病毒的成分和結(jié)構(gòu)，這就是結(jié)構(gòu)分析；通過核酸檢測篩查人體是否感染了新冠病毒，這屬于定性分析；使用核酸定量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)重現(xiàn)新冠病毒核酸檢測的過程，則屬于定量分析[7]。

(三) 教學(xué)實(shí)施。

1) 教學(xué)目標(biāo)。

價(jià)值目標(biāo)：以新冠病毒的結(jié)構(gòu)分析、核酸定性定量檢測為例，讓學(xué)生理解分析知識和技術(shù)對于解決人類面臨的突發(fā)公共衛(wèi)生事件具有極其重要的作用，增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感和社會(huì)責(zé)任感。以醫(yī)務(wù)人員和科技工作者大無畏的英雄事跡為例，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國的熱情。

知識目標(biāo)：了解分析化學(xué)對于人類社會(huì)發(fā)展的重要作用，掌握分析化學(xué)定性定量及結(jié)構(gòu)分析的概念。

能力目標(biāo)：能夠從分析化學(xué)的專業(yè)角度理性看待公共安全事件，能夠用定性定量分析等專業(yè)知識解剖社會(huì)實(shí)際問題。

2) 教學(xué)方法。

采用線上線下混合式教學(xué)，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為核心，主要運(yùn)用問題教學(xué)法、案例教學(xué)法、啟發(fā)教學(xué)法和小組教學(xué)法，并輔以官方網(wǎng)站、視頻資源、案例等多種資料。

3) 教學(xué)過程。

第一步：任務(wù)引入——提出問題。

分析化學(xué)是一門與人們衣食住行緊密相關(guān)的工具學(xué)科，在人們生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。請學(xué)生結(jié)合自身的經(jīng)歷或社會(huì)現(xiàn)象，深入了解一個(gè)自己關(guān)心的安全問題，比如食品安全問題、化妝品安全問題、玩具安全問題、紡織品安全問題、公共衛(wèi)生安全問題、環(huán)境污染問題等，并思考：這些安全問題是怎么爆發(fā)的，又是什么原因引起的，最后是怎么處理的，以及怎么避免再次發(fā)生這樣的安全問題等(借助教學(xué)平臺發(fā)布任務(wù))。

第二步：案例探究——小組討論。

學(xué)生查找資料后，在課上根據(jù)食品、化妝品、玩具、紡織品、公共衛(wèi)生、環(huán)境等幾個(gè)大類的安全問題，分成幾個(gè)小組，每個(gè)小組選定一個(gè)組長，負(fù)責(zé)組織各自組員以小組的形式討論上述安全問題并分享各自的觀點(diǎn)，由組長匯總討論結(jié)果，在課上做簡要的匯報(bào)。

第三步：教師講評——思政點(diǎn)睛。

針對討論結(jié)果，教師進(jìn)行集中講解，引導(dǎo)學(xué)生找出這些案例存在的共性規(guī)律，比如絕大部分安全問題都是由于某些物質(zhì)引起的、物質(zhì)含量的多少會(huì)引起不同程度的危害、確定物質(zhì)含量可以通過分析檢測方法來實(shí)現(xiàn)等等。由此引出分析化學(xué)的任務(wù)——結(jié)構(gòu)分析、定性分析和定量分析。

接下來以當(dāng)前社會(huì)關(guān)注度最高的“核酸檢測”為例(輔以視頻資源和圖片)，具體講解如何運(yùn)用分析化學(xué)中的結(jié)構(gòu)分析、定性分析、定量分析等知識來解決實(shí)際問題。要做到對新冠疫情的快速精準(zhǔn)防控，首先需要知道這是什么病毒，應(yīng)該怎么檢測，然后就是針對性地開發(fā)疫苗及治療藥物等。運(yùn)用結(jié)構(gòu)形態(tài)分析，探明這是一種不同于2003年SARS的新型冠狀病毒，無法用以往的手段進(jìn)行防治，這為果斷開展全面疫情防控、疾病治療、病毒檢測提供了極其關(guān)鍵的科學(xué)依據(jù)。通過定性定量分析，采集鼻咽拭子、痰液、血液等標(biāo)本，進(jìn)行相關(guān)因子核酸檢測、抗原檢測或抗體檢測，可以判斷人體是否感染了新冠病毒。目前人們在社區(qū)及醫(yī)院接受的新冠病毒檢測大多是核酸快測，它是一種高選擇性的定性定量分析方法。

思政點(diǎn)睛：新冠病毒疫情來勢兇猛，科學(xué)家們快速破譯了病毒基因組序列，開發(fā)高效核酸檢測技術(shù)，并生產(chǎn)出新冠病毒核酸檢測試劑盒，為我國疫情防控立下汗馬功勞，激發(fā)學(xué)生樹立科技報(bào)國的理想信念和舍我其誰的使命擔(dān)當(dāng)。

價(jià)值引領(lǐng)：學(xué)生應(yīng)該如何做好當(dāng)下？怎樣學(xué)好、用好分析技術(shù)？引導(dǎo)學(xué)生著眼于當(dāng)下的每一個(gè)教學(xué)任務(wù)，腳踏實(shí)地地完成每一份作業(yè)，一絲不茍、從易到難逐漸掌握課程知識，練就過硬的分析技能，為今后科技報(bào)國、服務(wù)社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

第四步：聚焦任務(wù)——知行合一。

知識點(diǎn)：定量分析的任務(wù)是測定物質(zhì)中某種或某些組分的含量。要完成一項(xiàng)定量分析工作，通常包括取樣、試樣分解和分析試液的制備、分離及測定、分析結(jié)果的計(jì)算及評價(jià)、檢測報(bào)告的出具等多個(gè)步驟。每個(gè)步驟根據(jù)所分析樣品不同，各有其不同的操作步驟和要求。

實(shí)踐訓(xùn)練：以核酸檢測為例，要求學(xué)生深入了解從采集樣本開始，到核對信息、提取核酸、核酸擴(kuò)增，再到最后出具檢測結(jié)果、生成綠碼的全流程，具體了解每一步的做法、要求、所需時(shí)間等等，從而對定量分析過程建立直觀認(rèn)識，并深刻意識到，在普通人看不到的每一步，都有國家投入的大量人力、物力、財(cái)力、精力在支撐，由此才得以完成一次次的全員核酸檢測，并取得疫情防控戰(zhàn)役的一次次階段性勝利。

總結(jié)升華：從國之重器到衣食住行，從高端制造到綠色發(fā)展，分析檢測以技術(shù)傳遞信任，為“美好生活”保駕護(hù)航。

第五步：課后作業(yè)——鞏固提升。

布置“果蔬農(nóng)藥殘留”的課后作業(yè)，學(xué)生分工協(xié)作查找資料，了解果蔬從種植、流通到最后擺上餐桌，中間經(jīng)歷了多級安全檢測，在這個(gè)過程中，找出哪些環(huán)節(jié)屬于定性分析，哪些環(huán)節(jié)屬于定量分析，而又有哪些環(huán)節(jié)屬于結(jié)構(gòu)分析。

(四) 教學(xué)評價(jià)。

構(gòu)建多元化的評價(jià)方式提升課堂教學(xué)效果。多元化的評價(jià)采用顯隱結(jié)合的方式，顯性評價(jià)以知識、能力、價(jià)值構(gòu)建三位一體評價(jià)目標(biāo)體系，從課前、課中、課后結(jié)合線上線下構(gòu)建全流程評價(jià)過程體系。

1) 顯性評價(jià)方式：在線上教學(xué)平臺布置課前任務(wù)、課后作業(yè)、章節(jié)測試、互動(dòng)評論、課堂簽到等，考查學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握與理解；線下則是根據(jù)課中教學(xué)任務(wù)完成的情況，側(cè)重實(shí)踐能力的考核，小組互評與教師評價(jià)結(jié)合。本次任務(wù)的考核重點(diǎn)為：認(rèn)識分析化學(xué)的任務(wù)和作用，初步設(shè)計(jì)檢測方案。學(xué)生線上任務(wù)的完成情況在學(xué)習(xí)平臺上會(huì)被自動(dòng)記錄，線下實(shí)踐訓(xùn)練的情況教師也會(huì)有記錄，結(jié)合線上線下的表現(xiàn)，最終形成學(xué)生課程學(xué)習(xí)報(bào)告。

2) 隱性評價(jià)方式：從學(xué)生對分析化學(xué)課程認(rèn)知、學(xué)習(xí)積極性等方面，觀察學(xué)生對于分析技術(shù)的認(rèn)識態(tài)度，評價(jià)學(xué)生通過本次課學(xué)習(xí)在思想意識上潛移默化的影響和收獲。根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)，隱性評價(jià)共分成優(yōu)秀、良好、中等、及格、稍差等五個(gè)層次。

通過優(yōu)秀作業(yè)展示、優(yōu)秀筆記分享等活動(dòng)，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力，使學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人。多元過程性評價(jià)體系的構(gòu)建有利于教師把握課堂教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性。

(五) 學(xué)生反饋。

課后聽取學(xué)生學(xué)習(xí)本次課的體會(huì)，學(xué)生們普遍反映這是一次非常有趣的緒論課，讓他們認(rèn)識到生活中的方方面面都離不開分析檢驗(yàn)，分析化學(xué)看起來還是挺有趣的，所學(xué)的知識能夠直觀地解決社會(huì)實(shí)際問題，能讓他們感受到學(xué)以致用的快樂。另外，在日常生活中，他們逐漸學(xué)會(huì)從分析化學(xué)的角度看待社會(huì)安全及衛(wèi)生問題，發(fā)現(xiàn)安全問題的關(guān)鍵點(diǎn)，確立“量”和安全限量的概念。面對突發(fā)疫情或安全問題時(shí)，要有身為檢測人的責(zé)任和擔(dān)當(dāng)，帶動(dòng)身邊的朋友們一起，相信科學(xué)，相信政府，不信謠不傳謠，盡己所能防止恐慌蔓延，配合政府盡快度過危機(jī)，共鑄和諧社會(huì)，共享美好生活。

(六) 教學(xué)反思。

本次教學(xué)課前在課程網(wǎng)站發(fā)布任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注日常生活中的安全案例，拉近分析化學(xué)與生活的距離，為新知識的導(dǎo)入做好充分鋪墊；課中從分析化學(xué)的專業(yè)角度去深入思考和科學(xué)看待核酸檢測，將定性分析、定量分析及結(jié)構(gòu)分析的概念貫穿其中，學(xué)生在案例講解中掌握了分析化學(xué)的任務(wù)和作用；課后引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識與社會(huì)實(shí)際問題相結(jié)合，形成自己的科學(xué)觀，增強(qiáng)專業(yè)認(rèn)同感。從學(xué)生反饋來看，達(dá)到了這次課的教學(xué)目的。教師要保持終身學(xué)習(xí)的態(tài)度，課程中不斷引入最新案例，才能讓課程擁有旺盛的生命力。

4.2 教學(xué)案例二：“量質(zhì)互變的滴定曲線”——不積跬步無以至千里

(一) 教學(xué)任務(wù)。

項(xiàng)目四“酸堿滴定”之任務(wù)2：酸堿滴定曲線。

(二) 課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)。

本次教學(xué)任務(wù)是介紹酸堿滴定曲線的特性及應(yīng)用，在介紹滴定曲線特性時(shí)引入該課程思政案例，用時(shí)2學(xué)時(shí)，教學(xué)設(shè)計(jì)見圖4。

圖4 酸堿滴定曲線教學(xué)設(shè)計(jì)

在分析強(qiáng)酸強(qiáng)堿滴定過程中pH變化規(guī)律而繪制的滴定曲線上，臨近滴定終點(diǎn)，錐形瓶中溶液的pH有一個(gè)很大的突躍，這種突躍完美詮釋了量變質(zhì)變的規(guī)律。量變質(zhì)變規(guī)律亦稱量質(zhì)互變規(guī)律，是自然、社會(huì)和思維發(fā)展的普遍規(guī)律[8,9]。

(三) 教學(xué)實(shí)施。

1) 教學(xué)目標(biāo)。

價(jià)值目標(biāo)：滴定曲線蘊(yùn)含著量質(zhì)互變規(guī)律，從而引申至厚積薄發(fā)、不積跬步無以至千里的人生哲理，培養(yǎng)學(xué)生行穩(wěn)致遠(yuǎn)的堅(jiān)定信念。

知識目標(biāo)：掌握酸堿滴定曲線的特性；了解不同類型的酸堿滴定曲線；掌握指示劑的選擇原則。

能力目標(biāo)：能夠計(jì)算和繪制滴定曲線；能夠根據(jù)酸堿滴定曲線選擇指示劑。

2) 教學(xué)方法。

采用線上線下混合式教學(xué)，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為核心，主要運(yùn)用實(shí)驗(yàn)演示教學(xué)法、課堂討論法等探究學(xué)習(xí)，研討式、啟發(fā)式相結(jié)合的教學(xué)方法，依托深職院i學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)平臺，輔以資源庫、微課視頻、演示動(dòng)畫等多種資料，運(yùn)用人工智能(Artificial Intelligence，AI)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality，VR)等手段，提升課程思政教學(xué)的交互性與有效性。

3) 教學(xué)過程。

第一步：任務(wù)引入——提出問題。

對于某個(gè)特定的滴定體系，比如氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未知鹽酸，當(dāng)選用酚酞作為指示劑時(shí)，滴定初期溶液顏色幾乎沒有什么變化；當(dāng)氫氧化鈉滴加到較大量時(shí)，溶液中開始出現(xiàn)粉紅色，搖勻后消失；繼續(xù)滴加幾滴后，粉紅色不再消失；再滴加1-2滴，將從粉紅色變成深紅色；繼續(xù)滴加較大量，深紅色會(huì)略有加深，但變化不再明顯。當(dāng)選用其他指示劑時(shí)，如甲基橙，則沒有這么明顯的顏色突躍現(xiàn)象(實(shí)驗(yàn)視頻)。

通過滴定實(shí)驗(yàn)向?qū)W生演示滴定中顏色的變化現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生思考，為什么滴定過程會(huì)有這樣明顯的顏色突變現(xiàn)象；為什么有的指示劑現(xiàn)象明顯，有的指示劑不明顯；如何選擇合適的指示劑；同一種指示劑是否可以適用于所有的滴定體系。

第二步：教師講解——揭示本質(zhì)。

毛澤東曾說過：“我們看事情必須要看它的實(shí)質(zhì)，而把它的現(xiàn)象只看作入門的向?qū)?，一進(jìn)了門就要抓住它的實(shí)質(zhì)，這才是可靠的科學(xué)的分析方法?！苯酉聛砭陀山處熤v解滴定過程中導(dǎo)致顏色突變的原因，引出酸堿滴定曲線的概念。

酸堿滴定過程中最大的變化是溶液的pH，通過探究pH隨滴定劑加量的變化趨勢，可以揭示顏色變化的深層原因。溶液pH可以通過計(jì)算求得，也可以通過電位計(jì)測定電位直接得到。

下面以0.1000 mol·L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定20.00 mL 0.1 mol·L-1HCl為例，介紹強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸過程中pH的變化。分別計(jì)算滴定劑加入0.00、2.00、4.00、……18.00、19.80、19.90、19.95、19.98、20.00、20.02、20.05、20.10、20.20、22.00、……30.00 mL時(shí)溶液的pH，以滴定分?jǐn)?shù)作為橫坐標(biāo)、溶液pH作為縱坐標(biāo)，即得到該體系滴定過程的曲線，如圖5所示。

圖5 酸堿滴定曲線

由滴定曲線圖可以看出，這是一條滴定初期和滴定后期都變化緩慢、而在某個(gè)點(diǎn)附近有突躍變化的類似于“S”型的曲線。當(dāng)加入氫氧化鈉的量累積到接近化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，錐形瓶中溶液的pH會(huì)發(fā)生急劇的變化，我們把這個(gè)pH劇烈變化的現(xiàn)象稱為滴定突躍，滴定突躍所在的pH范圍稱之為滴定突躍范圍。

第三步：曲線分析——思政融入。

通過分析滴定數(shù)據(jù)及滴定曲線可知，當(dāng)加入氫氧化鈉從0.00 mL至19.98 mL時(shí)，錐形瓶中溶液的pH由1.00變化到4.30，即加入19.98 mL僅引起3.30個(gè)pH單位變化，變化率為0.165 pH·mL-1；當(dāng)加入氫氧化鈉從19.98 mL至20.02 mL時(shí)，錐形瓶中溶液的pH由4.30變化到9.70，即加入0.04 mL變化了5.40個(gè)pH單位，變化率為135 pH·mL-1，相比突躍前的變化率，提高了800多倍，產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍。

酸堿滴定過程中溶液pH的變化趨勢完美體現(xiàn)了量質(zhì)互變理論：(1) 量變是質(zhì)變的必要準(zhǔn)備。到達(dá)突躍之前的連續(xù)滴定，使溶液中氫離子濃度持續(xù)變化；(2) 質(zhì)變是量變的必然結(jié)果。隨著氫離子的濃度不斷變化至化學(xué)計(jì)量點(diǎn)前后時(shí)，pH就發(fā)生了質(zhì)的變化，表現(xiàn)為突躍；(3) 量變和質(zhì)變相互滲透、相互依存、相互轉(zhuǎn)化。滴定過程的持續(xù)進(jìn)行引起了pH質(zhì)變，在質(zhì)變的基礎(chǔ)上，又開始新的量變。整個(gè)滴定曲線充分體現(xiàn)了事物漸進(jìn)性和飛躍性的統(tǒng)一。

第四步：聚焦任務(wù)——自我增值。

動(dòng)手實(shí)踐：教師設(shè)定幾種不同的一元酸堿滴定類型，如強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿、強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸、強(qiáng)酸滴定弱堿、強(qiáng)堿滴定弱酸等，兩人為一小組選擇一種類型進(jìn)行滴定曲線的計(jì)算與繪制。相同類型的小組為一個(gè)大組，每個(gè)大組內(nèi)部討論各小組結(jié)果，確定該類型的滴定曲線；全班共同比較各個(gè)大組的滴定曲線，討論不同類型的滴定曲線的異同點(diǎn)(曲線形狀、突躍范圍等)；根據(jù)滴定曲線的突躍范圍，討論該如何選擇合適的指示劑。

總結(jié)升華：學(xué)生通過思考、計(jì)算及繪制滴定曲線，加深對滴定曲線突躍的認(rèn)識，深刻理解量變到質(zhì)變的規(guī)律，從而堅(jiān)定堅(jiān)持積累以待升華突破的信念和決心。成功和突破需要累積，平時(shí)點(diǎn)點(diǎn)滴滴堅(jiān)持不懈的努力，終將會(huì)迎來屬于自我的飛躍。

第五步：課后作業(yè)——鞏固提升。

課后布置線上作業(yè)和線下實(shí)踐，學(xué)生可以自行更換一種滴定類型，或者改變?nèi)芤簼舛冗M(jìn)行滴定曲線的計(jì)算與繪制，以鞏固和熟悉相關(guān)知識。同時(shí)，建議學(xué)生嘗試進(jìn)行多元酸與多元堿滴定曲線的計(jì)算與繪制，并思考這些滴定曲線與一元滴定的異同點(diǎn)。

(四) 教學(xué)評價(jià)。

評價(jià)采用顯隱結(jié)合的方式，顯性評價(jià)從課前、課中、課后構(gòu)建全流程評價(jià)過程體系。

1) 顯性評價(jià)方式：在教學(xué)平臺布置課前預(yù)習(xí)、課后作業(yè)，重點(diǎn)考核知識點(diǎn)的掌握與理解；課中側(cè)重計(jì)算能力和表達(dá)能力的考核，小組互評與教師評價(jià)結(jié)合。本次任務(wù)的考核重點(diǎn)為：滴定曲線的計(jì)算與繪制。

2) 隱性評價(jià)方式：觀察學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)態(tài)度的積極性、計(jì)算的準(zhǔn)確性以及繪制曲線的嚴(yán)謹(jǐn)性。根據(jù)學(xué)生總體表現(xiàn)，隱性評價(jià)共分成優(yōu)秀、良好、中等、及格、稍差等五個(gè)層次。

(五) 學(xué)生反饋。

課后聽取學(xué)生學(xué)習(xí)本次課的體會(huì)，大家反饋通過酸堿滴定曲線的學(xué)習(xí)，讓他們認(rèn)識到有些事物的發(fā)展并不是線性變化的，有時(shí)候要經(jīng)過充分的沉淀積累，才能具備突躍的能力，堅(jiān)持認(rèn)真地放入每一滴，踏實(shí)走好每一步，想要的結(jié)果終將到來。還有學(xué)生由此聯(lián)想到了“竹子定律”，竹子在前四年僅僅生長三厘米，從第五年開始，以每天三十厘米的速度瘋狂生長，在六周的時(shí)間里就能長到十五米的高度。因?yàn)樵谇懊娴乃哪?，竹子將根在土壤里延伸了?shù)百平米。大家認(rèn)為做人做事亦是如此，不用擔(dān)心此時(shí)此刻的付出得不到回報(bào)，這些付出都是為了扎根。

(六) 教學(xué)反思。

本次教學(xué)所選案例為學(xué)生非常熟悉的量變質(zhì)變規(guī)律，該規(guī)律與滴定曲線完美契合，使得思政元素與教學(xué)內(nèi)容自然融合，便于學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識的同時(shí)，自然而然地接受思政教育，思政元素也有利于學(xué)生對新知識的理解，彼此相互促進(jìn)，螺旋深入，避免生搬硬套強(qiáng)行說教。從學(xué)生反饋來看，學(xué)生在理解專業(yè)知識的同時(shí)，自然地接受了思政教育，并且產(chǎn)生了共鳴，達(dá)到本次課的教學(xué)預(yù)期。

在課程思政教育的過程中，教師要經(jīng)常思考“三度”問題：價(jià)值引領(lǐng)是否有高度，專業(yè)知識是否有深度，能力培養(yǎng)是否有廣度，同時(shí)要把握思政融入的度，避免出現(xiàn)把專業(yè)課上成思政課的尷尬局面。