課程思政在無機及分析化學實驗中的改革與實踐*

吳羽晨，郭 暉

(新鄉(xiāng)學院生命科學與基礎醫(yī)學學院，河南 新鄉(xiāng) 453003)

深入挖掘各類課程中蘊含的思政資源，加強課程思政建設，推動思政教育與專業(yè)教育緊密融合，是進一步落實習近平總書記關于加強高校黨建工作重要指示中全程、全方位“立德樹人”這一宏偉目標的應然選擇[1-2]。實驗教學作為高校教育人才培養(yǎng)的重要一環(huán)，因其更直觀、更能調動學生積極性、實踐性強和小規(guī)模授課而深受學生歡迎，是學生理論聯系實際的重要途徑[3-4]。將課程思政有機融入到實驗教學，有利于實驗教學在思想政治教育的基礎上更有效地深層滲透，以實現實驗課程中“潤物細無聲”的育人效果，有利于提高教學效果、啟發(fā)學生思維和開發(fā)學生智慧，有利于教學內容和教學方法上體現前沿性和互動性。

無機及分析化學實驗作為食品科學與工程、生物技術、農學、園藝等專業(yè)一年級開設的第一門必修基礎實驗課，肩負著培養(yǎng)學生安全操作意識，傳授化學知識和實驗技能，強化學生理論聯系實際，訓練學生基本實踐能力、科學思想和科研能力，養(yǎng)成辯證思維能力、嚴謹的科學態(tài)度和科學思維方式的任務。課程通過基礎實驗、虛擬仿真實驗、經典實驗、綜合性和設計性實驗等形式，加深了食品科學與工程類專業(yè)學生對基礎理論知識的理解和掌握，深化了學生對于認識一般事物的本質和規(guī)律的探索，培養(yǎng)學生科學記錄實驗現象和綜合歸納處理數據的能力，形成科學的思維方法和良好的科學素養(yǎng)。

1 無機及分析化學實驗課程思政建設分析

1.1 跟蹤學科前沿，樹立遠大理想信念和愛國主義教育

當前各項科技新技術的顛覆性創(chuàng)新正在不斷影響著食品行業(yè)和未來，教師除了要不斷豐富自身的知識體系，以高超的教學水平把握課堂藝術；同時還要教育學生學習新時代科學家精神，感受愛國愛黨情懷。例如，將無機及分析化學基礎知識與學科的前沿研究領域相結合，強化經典與現代、基礎與前沿、線上和線下的有機結合，充分體現以“學生為中心”的教育理念，讓學生明白先進科學都是建立在基礎理論之上，科技最前沿的實驗也是從點滴做起，從最基本的實驗操作規(guī)范學起的。例如在講到定量分析方法時，融入新冠肺炎疫情防控知識及核酸檢測試劑的相關知識，對比國內國外防控形勢的區(qū)別。從而培養(yǎng)學生對實驗課的興趣、積極向上的信念，培養(yǎng)學生的家國情懷，使之認識到必須立足中國、胸懷世界，通過個體的努力學習推動國家的強大。

1.2 引入仿真實驗，灌輸安全責任意識

作為大一新生的第一門實驗課程，無機及分析化學實驗肩負著培養(yǎng)學生安全責任意識、熟悉實驗室使用規(guī)則、明確實驗室用水常識以及了解常見實驗室應急安全事故處理方法等的責任。這些內容屬于通識性的常識且非常重要，通常出現在本門課程的緒論或第一章中，傳統(tǒng)教學當中以教師課堂講授居多，僅限于對理論知識的介紹，抽象且難以講解，各項事故的處理也基本難見于實際演練，實驗操作少，由于其內容知識體系繁雜瑣碎，專業(yè)級領域覆蓋面廣，學生普遍感到枯燥無聊，親和力差。實驗室安全教育是保障實驗室安全的關鍵措施，是提高學生安全素質的迫切需要，學生作為大學實驗實踐及科研的主要參與者和實施者，需要具備充足的安全知識，快速的應變技能，強烈的責任意識，才能消除實驗過程中的安全隱患，減少意外的發(fā)生。將思想政治教育內容與實驗室安全教育進行有機融合，挖掘其中的思政元素，自然嵌入思政元素，通過點撥啟發(fā)，對學生起到潛移默化的影響。鑒于此，教學團隊在設計第一個實驗項目時引入了虛擬仿真實驗平臺，提倡綠色化學，在虛擬仿真實驗中將實驗室安全常識穿插在無機及分析化學實驗過程中，實驗過程中將無機腐蝕品的儲存與防護、電氣事故的發(fā)生與處理、玻璃割傷和燙傷的處理、緊急噴淋裝置及洗眼器的使用、化學廢棄物的分類與集中回收、實驗室火災事故處理及滅火設備的使用等內容有機結合起來，實驗結束后學生將通過完成在線測試且成績優(yōu)秀才能進入實驗室進行后續(xù)的實驗項目，虛擬仿真實驗的引入相當于將實驗室安全教育納入到實驗室準入的前置環(huán)節(jié)中，喚起學生的安全意識，養(yǎng)成良好的實驗行為習慣，這是國家法律法規(guī)的要求，也是新形勢下教育國際化的要求。通過這種虛擬現實、人工智能等現代信息技術與課程的整合，不僅充分調動學生的學習興趣和學習積極性，提高學生自主學習能力，還能使學生進一步熟悉實驗室規(guī)則及安全基礎知識、提高安全防范意識，增強異常事故處理水平，更能培養(yǎng)強烈的責任意識，養(yǎng)成良好的安全行為習慣。

1.3 優(yōu)化實驗教學內容，提升實驗教學課程思政親和力和實效性

現代科學起源于生活并服務于生活，實驗科學中的成就本身就是人類不斷奮斗并實現理想價值的成果，是人類在不斷探索中尋求真理腳踏實地的精神品質。在選擇實驗教學內容時應從生活出發(fā)，選擇貼近實際、貼近食品類專業(yè)的相關問題作為實驗項目，將思想政治教育中的價值理念、價值構造和價值追求有機融入到實驗的全過程中，從而激發(fā)學生的學習興趣，幫助學生發(fā)現問題、探索根源，在運用專業(yè)知識解決實際問題的過程中啟迪思維，拓展思路，使學生的實驗操作及動手能力不斷增強，探索和創(chuàng)新意識不斷提高。

1.4 培養(yǎng)實事求是的科學科研素養(yǎng)

實驗課程的目的除了使學生加深對于基礎理論的理解和掌握之外，更應注重通過學生動手操作來培養(yǎng)學生獨立思考、科學嚴謹記錄實驗現象和實驗數據、正確歸納和處理數據、合理分析誤差的能力，培養(yǎng)學生實事求是的科學素養(yǎng)。例如在實驗過程中，學生常分組操作，某些小組可能因為操作不當或誤差而得不到正確的實驗現象和結果，部分學生可能會為了追求高分而篡改實驗數據甚至抄襲實驗結果的現象。這種不良風氣不僅不利于學生科學實驗素養(yǎng)的形成，也打擊了其它各組同學的實驗積極性。針對這種情況，教學團隊針對上述情況的學生講解科學家田中耕一或邁克爾遜莫雷的例子，兩位科學家都因為實驗誤差或者實驗失敗，最終卻得了諾貝爾獎。由此鼓勵學生即使是實驗失敗也是有價值的，實驗現象的變化或者實驗數據的誤差都可以分析其背后的原因，應該尊重實驗本身和尊重事實。

再如“混合堿中氫氧化鈉和碳酸鈉含量的測定”這一實驗中常涉及到定量分析，理論上碳酸鈉和碳酸氫鈉質量分數之和應該為100%，而在實際操作過程中，由于混合堿本身易吸潮的特性，在取用和配置溶液過程中會引起誤差，同時由于學生的操作誤差、系統(tǒng)誤差及偶然誤差等因素，最終實際得出的結論往往與理論值相左。在講授實驗結果和誤差理論時，應該引導學生認識到定量分析實驗的客觀性、嚴謹性和科學性，同時鼓勵學生結合實驗操作情況尋找和分析誤差的原因，潛移默化地培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)。

1.5 培養(yǎng)環(huán)保意識，滲透綠色化學教育理念

樹立生態(tài)意識、節(jié)約意識和環(huán)保意識是推動生態(tài)文明建設、增強生態(tài)文明教育的重要途徑[5]。在教學設計中國融入低碳、環(huán)保、綠色、共享的理念有利于培養(yǎng)學生重視環(huán)保意識、協(xié)作意識和團隊合作精神。食品學科相關的各實驗課程中常涉及溶劑與試劑、工藝改進和三廢處理等污染問題，因此非常有必要在大學一年級學生中滲透綠色化學教育理念，在涉及有毒有害的化學危險試劑時，盡可能使用低濃度或者設置微型實驗，從源頭處減少實驗污染源。同時強化學生創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，加強綠色化學教育理念有利于學生增強環(huán)保意識，從長遠看有助于培養(yǎng)學生的大局意識和社會責任感。在實驗內容的設計安排方面，在實驗過程中廢棄物的處理方面，都要注重培養(yǎng)學生的環(huán)保意識。例如，在“溶液的配制”實驗過程中，使用的藥品氯化鈉是來自于“粗食鹽的提純”實驗中提純結晶回收后的產品，提高了實驗試劑的利用率。同時，通過環(huán)境污染案例使學生意識到給社會帶來的危害，要求學生養(yǎng)成所有實驗過程產生的廢棄物不能隨意丟棄的環(huán)保意識，環(huán)保理念灌輸在實驗的各個環(huán)節(jié)，增強環(huán)境保護的責任感，使環(huán)保教育深入學生內心。

2 課程考核評價模式方式的改革

傳統(tǒng)的實驗教學課程考核方式過于刻板，有些還停留在考核方式為筆試的階段，大多數學生眼高手低，只對于實驗原理和實驗步驟進行死記硬背應付考試，而缺乏對于實驗過程中的操作細節(jié)以及不同實驗現象反映出的原因進行深入思考。有些實驗操作考試流于表面，學生只是按照課本中實驗步驟依葫蘆畫瓢，難以達到理論聯系實際的考核效果。

當代大學生喜歡挑戰(zhàn)，樂于接受新生事物，尤其是在當前新媒體、自媒體日益成為主流社交平臺的當下，大學生進行社交的方式不再僅限于圖片和文字，不少大學生成為了“up 主”，使用短視頻或微視頻來分享生活，在抖音、嗶哩嗶哩等社交平臺上盡情會揮灑青春和施展才華。因此，本課程的考核方式結合大學生熱愛的方式，讓學生自由組隊，結合生活常識選取生活中常見的材料(例如各種類型水、各種類型土壤、各種食品或廢舊藥品)作為實驗材料，根據其所學理論知識和實驗項目，自主設計實驗過程和實驗步驟，經研討其可行性后進入實驗室進行實驗，從實驗創(chuàng)意到實驗過程中采用視頻形式記錄全過程，每位同學在考試過程中自愿充當導演、演員、制片、剪輯的角色，在實驗過程中培養(yǎng)學生團隊合作的精神，從學生感興趣的日常出發(fā)，充分調動學生的學習自主性和學習積極性，使學生充分體會到理聯系實際，深入實驗全過程，體驗科研和探索的樂趣。學生最終以短視頻形式上交答卷，教師在批閱短視頻時可以通過暫停、反復查看等及時發(fā)現學生的操作不當和操作失誤，及時發(fā)現問題并通知其改正，通過這樣的一對一指導有針對性地反復敦促學生練習并改正，使學生在短時間內快速找出自身不良操作習慣導致的實驗誤差，全面、準確掌握實驗操作的細節(jié)，有效提升自身的實驗素養(yǎng)。在此期間實驗室全面對學生開放，真正實現以學生為中心，提高了學生主動參與實驗操作的積極性和主動性，有利于提高學生對于理論轉化實踐的深入認識。

教學團隊在實驗教學過程中以激發(fā)學習動力和專業(yè)志趣為著力點完善過程性評價制度，推進考評方式改革，重視過程性評價，突出基于能力的非標準答案考試，實現學生學習成績評價方式多元化。在線上線下混合式教學改革實踐中圍繞學生專業(yè)知識掌握、發(fā)現問題解決問題能力和思想政治素質提升三個方面全過程引入課程思政。以新鄉(xiāng)學院為例，為全面考察學生的綜合素質，教學團隊建立了線上測試、過程性評價和實驗操作考試、“三位一體”的全方位考核評價模式。在關注學生過程性學習評價的同時，將思政評價納入課程評價體系，在對課程目標實現的評價中必須包含思政教育達成度評價的內容。其中線上測試主要考核學生的自主獲取知識能力和知識運用能力，過程性評價注重學生平時學習過程，加強師生交流，加強對學生的反饋和評價，強化實驗操作能力考查。

3 結 語

當代大學生出生于中華民族偉大復興的歷史階段，見證了我國科技與經濟的飛速發(fā)展，更依賴于信息化、多樣化的教學方式與教學策略，對于時事熱點和現實問題有著天然的求知欲和探索欲。因此，遵循學生的認知規(guī)律，以時事熱點為背景，以現實問題為導向，通過課程思政與無機及分析化學實驗有機滲透，立足有意義學習理論實施主體性教學模式，創(chuàng)新教學形式，能更好發(fā)揮學科優(yōu)勢與課程思政的融合。在實驗教學過程中深入挖掘基礎理論、實驗原理、操作過程和實驗反思中蘊含的思政元素，依托“小班制”集中實驗教學的傳統(tǒng)優(yōu)勢，同時利用高校課程思政改革創(chuàng)新的優(yōu)勢，豐富了無機及分析化學實驗課程思政實踐教學新模式，在搞好高校實驗實踐教學活動的同時，滿足大學生求知欲，進一步增強無機及分析化學實驗課程的感染力。