課程思政融入分析化學(xué)教學(xué)的探討*

李原婷，唐意紅，張素霞，張宏波，藺華林，韓 生

(上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，上海 201418)

分析化學(xué)是一門研究物質(zhì)化學(xué)組成、含量、結(jié)構(gòu)及相關(guān)理論的一門應(yīng)用性學(xué)科，是今后化工類學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)相關(guān)課程的基礎(chǔ)。課程有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的作風(fēng)，使學(xué)生初步掌握科學(xué)研究的技能并初步具備科學(xué)研究的綜合素質(zhì)[1-2]。然而，在現(xiàn)有的分析化學(xué)教學(xué)體系中，仍然以理論知識、實(shí)驗(yàn)技能的教學(xué)為主，很少融入思政教學(xué)的元素。

習(xí)總書記在2016年的全國高校思想政治工作會議上指出：“要教育引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識世界和中國發(fā)展大勢，認(rèn)識和把握人類社會發(fā)展的歷史必然性；正確認(rèn)識時(shí)代責(zé)任和歷史使命，用中國夢激揚(yáng)青春夢，為學(xué)生點(diǎn)亮理想的燈、照亮前行的路”[3-4]。因此，在全球化背景下，探尋分析化學(xué)課程與思政教育的融合點(diǎn)，發(fā)掘思政新素材是分析化學(xué)課程體系建設(shè)的重難點(diǎn)，也是建設(shè)有中國特色的應(yīng)用型大學(xué)的潛在目標(biāo)。本文選取分析化學(xué)課程中的“緒論”教學(xué)作為教學(xué)設(shè)計(jì)案例，介紹如何在課程教學(xué)設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)將專業(yè)課程與思政教育巧妙融合的一些方法和舉措。

1 教學(xué)內(nèi)容簡介和思政內(nèi)涵挖掘

1.1 教學(xué)內(nèi)容

本課程教學(xué)對象是我校應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的一年級學(xué)生。緒論教學(xué)是分析化學(xué)課程教學(xué)的開篇，承載著激發(fā)學(xué)生學(xué)好課程的興趣和信心這一重要功能。主要教學(xué)內(nèi)容包括：(1)學(xué)習(xí)了解分析化學(xué)的基本概念、分類和應(yīng)用；(2)分析討論近期社會生活中的典型案例，引導(dǎo)學(xué)生思考分析化學(xué)所起的作用；(3)介紹分析化學(xué)在各行業(yè)中的基礎(chǔ)地位以及國內(nèi)外知名的分析化學(xué)企業(yè)，激發(fā)學(xué)生專業(yè)熱情和初步的就業(yè)引導(dǎo)。

1.2 思政內(nèi)涵挖掘

分析化學(xué)尤其是儀器分析部分的基礎(chǔ)知識體系發(fā)源于國外，因此國內(nèi)外相關(guān)教材體系都較少涉及中國化學(xué)家的工作，在一定程度上容易對學(xué)生的認(rèn)知產(chǎn)生誤導(dǎo)。而中國分析化學(xué)家經(jīng)過不懈努力，已大幅度提升了在該領(lǐng)域的地位。如果學(xué)生在學(xué)習(xí)中能夠同時(shí)了解到國內(nèi)外先輩的事跡和杰出工作，有望提升學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣和專業(yè)自豪感，并增強(qiáng)學(xué)生的文化自信與民族自信。

1.2.1 科研團(tuán)隊(duì)故事引申科研精神和家國情懷

我國大型精密分析儀器的研發(fā)起步較晚，但近年來由我國自主研發(fā)的分析儀器設(shè)備已經(jīng)在生命科學(xué)、環(huán)境保護(hù)、食品安全甚至航空航天和深海探測等領(lǐng)域都有了令人矚目的應(yīng)用和成就，如“嫦娥五號”探月實(shí)驗(yàn)室中就有國產(chǎn)分析儀器的身影。教師通過對這些案例的娓娓道來，能夠有效激發(fā)學(xué)生立志掌握知識、為國家和民族擔(dān)當(dāng)重任的情懷。

1.2.2 職業(yè)道德、法律意識和社會責(zé)任感

近年來頻頻出現(xiàn)的食品安全、環(huán)境污染和生物安全等方面的問題為廣大科研工作者提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。教師在講述緒論課講述中可以結(jié)合一些案例，如“新冠病毒檢測”、“毒奶粉”、“地溝油”、“添加違禁抗生素”等，采用互動式的教學(xué)方法與學(xué)生共同探討這些問題背后蘊(yùn)含的分析元素，讓學(xué)生深切感受到分析化學(xué)知識對人民生活、國家發(fā)展和社會繁榮的巨大用途。通過這些與生活息息相關(guān)的案例討論，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)滲透“思政元素”潛移默化影響學(xué)生，做到“授人予魚”的同時(shí)“授之以漁”。

1.2.3 厚德精技，香遠(yuǎn)益清

以諾貝爾獎獲得者屠呦呦等著名科學(xué)家、行業(yè)大師和身邊分析學(xué)家的故事為例，結(jié)合就業(yè)需求，讓學(xué)生明白社會及崗位對人才的知識、能力和素質(zhì)的基本要求，引導(dǎo)學(xué)生建立自我培養(yǎng)的意識，明確個(gè)人努力與奮斗的意義，激發(fā)學(xué)習(xí)動力，促進(jìn)個(gè)人的自我完善，重視厚德精技，將個(gè)人發(fā)展融入國家建設(shè)事業(yè)。

2 課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)思路

2.1 教學(xué)對象分析

課程的教學(xué)對象為應(yīng)用化學(xué)專業(yè)的大一學(xué)生，學(xué)生渴望了解專業(yè)內(nèi)涵、行業(yè)發(fā)展和就業(yè)去向等問題。正確的引導(dǎo)有助于學(xué)生建立正確的學(xué)習(xí)觀、價(jià)值觀和實(shí)事求是的科學(xué)精神。

2.2 教學(xué)目標(biāo)設(shè)定

依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和分析化學(xué)的課程目標(biāo)，結(jié)合緒論部分教學(xué)內(nèi)容，以“育人”為核心導(dǎo)向，我們將教學(xué)目標(biāo)分為三個(gè)層面，包括知識傳授、能力培養(yǎng)和情感認(rèn)知。

知識傳授：(1)了解分析化學(xué)的概念、分類、應(yīng)用和特點(diǎn)；(2)學(xué)生了解該學(xué)科在社會生活和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位及作用；(3)相關(guān)學(xué)術(shù)術(shù)語的英文表達(dá)。

能力培養(yǎng)：(1)能夠結(jié)合生活實(shí)例闡述分析化學(xué)的定義和研究對象，培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力；(2)培養(yǎng)學(xué)生從分析化學(xué)專業(yè)角度去深入思考相關(guān)的社會熱點(diǎn)問題，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力；(3)了解分析化學(xué)今后的發(fā)展趨勢，學(xué)會文獻(xiàn)查閱，培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)、分類整理的能力。

情感認(rèn)知：(1)激發(fā)大一學(xué)生學(xué)習(xí)分析化學(xué)的興趣，增強(qiáng)學(xué)生的國際視野；(2)通過多樣教學(xué)資源的引導(dǎo)和刺激，通過范例式教學(xué)，讓學(xué)生體會分析化學(xué)在人類的醫(yī)、食、住、行中的作用和價(jià)值，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)課程的過程中體會分析化學(xué)獨(dú)特的歷史背景和文化底蘊(yùn)，培養(yǎng)學(xué)生熱愛專業(yè)的思想，激發(fā)學(xué)生探索專業(yè)的興趣；(3)通過和學(xué)生探討分析化學(xué)在人民健康保障、環(huán)境監(jiān)測控制、未知領(lǐng)域探索等多個(gè)方面所發(fā)揮的作用，使學(xué)生熱愛分析與監(jiān)測專業(yè)，具有有所擔(dān)當(dāng)?shù)木?，利用所學(xué)專業(yè)實(shí)現(xiàn)傳承精華，守正創(chuàng)新，推進(jìn)分析化學(xué)的現(xiàn)代化和全球化；(4)通過逐步滲透使學(xué)生具備科學(xué)研究者應(yīng)有的情懷和素養(yǎng)，逐步培養(yǎng)科學(xué)的質(zhì)疑精神、思辯能力和創(chuàng)新能力。

2.3 教學(xué)資源與教學(xué)方式

緒論部分的教學(xué)依托智慧樹學(xué)習(xí)平臺的優(yōu)勢，采取“線上線下”混合式模式。具體流程為：課前預(yù)習(xí)借助智慧樹給學(xué)生發(fā)送學(xué)習(xí)資料(電子版教材、課件PPT、智慧樹金課資源鏈接和音視頻等)，并布置線上討論任務(wù)。教師通過后臺了解學(xué)生自主學(xué)習(xí)情況，學(xué)習(xí)資料下載閱讀情況，結(jié)合線上學(xué)習(xí)結(jié)果調(diào)整線下課堂內(nèi)容；在課堂教學(xué)中主要運(yùn)用多媒體課件進(jìn)行展示授課。側(cè)重于采用情境教學(xué)法、案例研討法等教學(xué)方法。

3 課程思政教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

3.1 分析化學(xué)的研究內(nèi)容

在講授第一部分“了解分析化學(xué)的基本概念、分類和應(yīng)用”時(shí)，以問題導(dǎo)入來切入：學(xué)生都是分析與監(jiān)測方向?qū)I(yè)的學(xué)生，對自己所學(xué)的專業(yè)是否有所了解，以設(shè)問方式引導(dǎo)學(xué)生思考，進(jìn)入狀態(tài)，引出本次課的講授內(nèi)容，教學(xué)設(shè)計(jì)總體思路見圖1。引入分析化學(xué)的發(fā)展史，盡管其興起于國外，但最早卻起源于中國人民的智慧，古代煉金術(shù)在不斷的優(yōu)化配方和含量，也就是最早的定性和定量分析；其次通過一組風(fēng)趣的漫畫，讓學(xué)生直觀的感受到分析化學(xué)為科學(xué)家和工程師們提供了“工具”和“慧眼”，因而學(xué)好分析化學(xué)有助于我們對其他科學(xué)進(jìn)行深入研究；介紹分析化學(xué)廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，并對第一部分進(jìn)行小結(jié)和升華，引用國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(IUPAC)國際分析科學(xué)會議主席E.Niki教授的一段話：“21世紀(jì)是光明還是黑暗取決于人類在能源與資源科學(xué)、信息科學(xué)、生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)四大領(lǐng)域的進(jìn)步，而取得這些領(lǐng)域的關(guān)鍵問題的解決依賴于分析科學(xué)”，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同和自豪感，讓學(xué)生明確，只要學(xué)好這門課，就有可能為社會創(chuàng)造價(jià)值和財(cái)富。

3.2 分析化學(xué)與國民生活

以“分析化學(xué)就在我們身邊”為切入點(diǎn)，引出第二部分教學(xué)內(nèi)容。通過在授課過程中以與生活息息相關(guān)的問題或社會熱點(diǎn)話題作為案例，打開學(xué)生的思路。展示圖片或事件引入身邊的生活實(shí)例(表1)，引導(dǎo)學(xué)生從人類賴以生存的衣、食、住、行、藥物、新材料等方面進(jìn)行分析，讓學(xué)生充分認(rèn)識到“生活中分析化學(xué)無處不在，社會發(fā)展中分析化學(xué)無處不在”，進(jìn)而使學(xué)生從更深層次了解第一部分所述的分析化學(xué)的作用，為將來學(xué)好本專業(yè)的本領(lǐng)打好思想基礎(chǔ)。同時(shí)，通過這些案例的討論增加學(xué)生的社會責(zé)任感和使命感，進(jìn)而提高家國情懷。

表1 支撐“分析化學(xué)就在身邊”的生活實(shí)例

接下來重點(diǎn)剖析四個(gè)案例，教學(xué)設(shè)計(jì)思路見圖2。

圖2 分析化學(xué)與國民生活——教學(xué)案例PPT展示

3.2.1 案例一：“反應(yīng)?！笔录?/p>

案例一與藥物安全有關(guān)，以往研究表明沙利度胺(反應(yīng)停)

具有鎮(zhèn)靜止痛的作用，然而孕婦服用沙利度胺卻導(dǎo)致了出生嬰兒的畸形。后經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)沙利度胺是手性藥物，具有同分異構(gòu)體，其R構(gòu)型具有鎮(zhèn)靜止痛作用，而S構(gòu)型具有致畸性。由于分離和檢測條件的限制，孕婦服用了混合藥物進(jìn)而導(dǎo)致了嬰兒畸形。隨著儀器分析方法的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在可以用色譜分析方法等將手性藥物進(jìn)行分離并檢測，為安全使用藥物提供了可靠保障[5]。通過該案例的講述，讓學(xué)生了解科學(xué)是一種不斷質(zhì)疑、發(fā)展和進(jìn)步的過程，不能一成不變，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生辯證性的思維方式。此外，如果在科學(xué)研究的過程中沒有嚴(yán)謹(jǐn)求證的科學(xué)作風(fēng)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，最終有可能對社會造成極大傷害。

3.2.2 案例二：穹頂之下

案例二與環(huán)境監(jiān)測有關(guān)，讓學(xué)生叢霧霾下的黃浦江照片，感受到環(huán)境監(jiān)測與保護(hù)刻不容緩，而如何快速獲取PM2.5的數(shù)值并有效進(jìn)行防控，就要靠分析化學(xué)的方法。請學(xué)生課后去搜集目前有效檢測大氣中PM2.5的含量的方法，進(jìn)行討論。課堂中給大家簡單展示一款儀器及樣品采集裝置。

3.2.3 案例三：飲用水抗生素超標(biāo)

案例三涉及食品安全，除了“毒奶粉”、“地溝油”和“蘇丹紅”事件以外，抗生素超標(biāo)問題近年來日趨嚴(yán)重。引入復(fù)旦大學(xué)的一項(xiàng)研究結(jié)果，采集到的江浙滬兒童尿液樣本中檢測到了抗生素超標(biāo)，并與兒童肥胖密切相關(guān)。這與獸藥殘留通過食品和污水進(jìn)入人體很有關(guān)系。目前通過液相色譜法、拉曼光譜法等技術(shù)手段可以快速分析水體或食品中的抗生素殘留。

3.2.4 案例四：新型冠狀病毒檢測

案例四是當(dāng)前熱點(diǎn)話題，新型冠狀病毒的檢測。目前檢測這種病毒最常用的方式是大家所熟知的核酸檢測試劑盒，從樣品采集到完成檢測，中間涉及到多種儀器分析的方法。通過一段檢測視頻的播放，讓學(xué)生對完整的分析檢測過程有了了解。而在治療方面，中醫(yī)藥也起到了重要作用，說明中醫(yī)藥在保障人類生命健康方面具有不可替代的作用。

3.3 分析化學(xué)與前沿科學(xué)

分析化學(xué)作為科學(xué)的基礎(chǔ)，是化學(xué)中的信息科學(xué)、表征與測量的科學(xué)，因此在未知領(lǐng)域的探索也離不開分析儀器的發(fā)展。例如DNA測序技術(shù)，從1977年的第一代Sanger測序技術(shù)發(fā)展至今的第三代納米孔單分子測序技術(shù)，都離不開分析方法儀器的不斷革新。

課堂中重點(diǎn)講述兩個(gè)案例(圖3)。一是中國探月“嫦娥工程”，2020年11月24日，中國在文昌航天發(fā)射場，用長征五號遙五運(yùn)載火箭成功發(fā)射探月工程嫦娥五號探測器，順利將探測器送入預(yù)定軌道，開啟中國首次地外天體采樣返回之旅。此工程的核心是采集月球土壤樣本進(jìn)行分析，而此前全世界能帶回月球土壤的國家只有美國和俄羅斯，中國終于可以開啟獨(dú)立自主探索月球的旅程。然而月球環(huán)境和地球環(huán)境完全不同，土壤樣品的組成和含量對于科研人員是完全陌生的，因此如何利用和調(diào)整現(xiàn)有分析儀器及方法去探索未知樣品的組成和含量，則是分析化學(xué)的任務(wù)和使命。同時(shí)，探月工程也是幾代中國航天人奮力拼搏、持之以恒的結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生們學(xué)習(xí)“自力更生、艱苦奮斗、大力協(xié)同、勇于攀登”的科研精神。

圖3 分析化學(xué)與前沿科學(xué)——教學(xué)案例PPT展示

另一案例是從近現(xiàn)代的諾貝爾獎入手，重新沿著諾貝爾化學(xué)獎的足跡，學(xué)生可以觀察到現(xiàn)代分析化學(xué)與各個(gè)學(xué)科的發(fā)展密不可分，促進(jìn)了不同學(xué)科的進(jìn)步與發(fā)展，對人類生存與社會發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)[6]。

3.4 分析化學(xué)與就業(yè)

通過上述案例的討論與分析，學(xué)生已經(jīng)了解了分析化學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，就業(yè)前景廣闊，專業(yè)自豪感和責(zé)任感油然而生。然而目前的主流儀器研發(fā)公司大多為外國企業(yè)，國內(nèi)很多大型分析設(shè)備仍然依賴進(jìn)口，振興國產(chǎn)儀器研發(fā)和制備的使命和希望就來自于各位同學(xué)，以此進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生們的專業(yè)熱情和使命感。

4 教學(xué)效果與學(xué)生反饋

以“立德樹人”這一教育理念為目標(biāo)，將“課程思政”有機(jī)融入分析化學(xué)雙語課程的緒論課課堂教學(xué)活動中，充分發(fā)揮分析化學(xué)課程的協(xié)同育人功能，對提升教學(xué)效果具有積極的促進(jìn)作用，主要表現(xiàn)在以下幾方面：(1)課前學(xué)生能夠主動通過智慧樹等線上學(xué)習(xí)平臺瀏覽觀看教師下發(fā)的討論資料，并搜集相關(guān)案例資料，說明學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及主動思考的意識有所增強(qiáng)；(2)課堂教學(xué)中“反應(yīng)?！笔录?、大氣污染、水體抗生素超標(biāo)、新冠病毒檢測等與生活息息相關(guān)的熱點(diǎn)話題探討，明顯提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并且視頻動畫展示感染力強(qiáng)，聽者感同身受，加以適時(shí)的互動，吸引了大部分學(xué)生深度參與課堂，引發(fā)大家多維度分析思考和看待問題，同時(shí)增強(qiáng)了專業(yè)認(rèn)同感和社會感；(3)通過展示分析化學(xué)與前沿科學(xué)的緊密聯(lián)系，以及未來專業(yè)的就業(yè)方向，開拓了學(xué)生的視野，使學(xué)生了解到分析化學(xué)不再是獨(dú)立的一門大學(xué)課程，而是與整個(gè)社會發(fā)展、科技進(jìn)步密不可分的學(xué)科，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)分析化學(xué)的濃厚興趣，甚至激發(fā)起部分同學(xué)將來在此領(lǐng)域進(jìn)一步深造的動力。課堂中思政元素自然貫穿始終，從學(xué)生的眼神和表情中可看出課堂學(xué)習(xí)真正觸動了他們的內(nèi)心，感情被自然帶入，有體驗(yàn)感，自然引導(dǎo)思考接受觀點(diǎn)。

5 結(jié) 語

在分析化學(xué)教學(xué)緒論課程中，我們結(jié)合課程大綱要求的教學(xué)內(nèi)容與學(xué)科發(fā)展規(guī)律，以一種全新的思政教學(xué)眼光，發(fā)掘分析化學(xué)與國民生活、社會發(fā)展和科學(xué)前沿的緊密關(guān)系，使學(xué)生在案例討論中堅(jiān)定專業(yè)理想熱情、厚植愛國情懷、增強(qiáng)社會責(zé)任擔(dān)當(dāng)和科技強(qiáng)國使命感，形成正確的人生觀和價(jià)值觀，促進(jìn)學(xué)生全面健康發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)課以載道，立德樹人。教師也可以從不同角度解析思政教育，凝練出具體案例，形成多元化的專業(yè)思政元素。