分析化學課程思政教育教學探索與實踐

可 迪，陳明麗，楊 婷，于永麗，趙 爽

(東北大學理學院化學系，遼寧 沈陽 110819)

課程思政是指將高校思想政治教育融入課程教學和改革的各環節、各方面，實現立德樹人潤物無聲[1]。2016年習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調“要利用好課堂教學這個主渠道，把思想政治工作貫穿教育教學全過程”，這一觀點引發了課程思政改革的大潮。從理念上講，課程思政屬于新興的一種教學理念，而實際上，課程思政原本就應該是課程教育的重要組成部分，是課程“教書育人”功能的本源和本意[2]。如今各高校已紛紛開展課程思政整體部署和規劃，但課程思政教學改革不能盲目，實踐之前應有所側重地挖掘各門類課程的思政教育潛力，求“深”求“精”，注重各學科之間的平衡。

分析化學是人們獲取物質化學組成、形態、含量和結構等信息的方法及相關理論的科學，是化學專業課程體系中的主干課程，同時也是材料科學、環境科學、生命科學和醫學檢測等學科的重要基礎。分析化學課程具有應用性強、理論與實踐緊密結合、可訓練大學生的思辨能力等特色，這些特色決定了它是挖掘課程思政教育元素的“富礦”。本文探討了分析化學課程思政建設的思路和方法，希望對理工科專業課程的思政建設有一定的借鑒意義。

1 分析化學課程思政的思路和途徑

課程思政的綱領要求我們不能本末倒置、更加不能將專業課程變成“思政課”。教師需要立足實際進行系統設計，使理論教學與實驗教學協同發展，做到方向明確、方針具體、教學全過程思政。

分析化學課程思政實踐的思路為：深度挖掘分析化學學科中的思政元素和相關素材，拋棄“淺顯的”，留下“深刻的”；授課教師圍繞課程中的思政內涵，有目的地提升相關知識水平和思政理論基礎；探究如何將思政元素和專業知識傳授緊密結合，這是決定思政教育傳遞效果的關鍵因素；以多元化教學模式實施嵌入式思政教育；建立有效的思政教育成效評價體系，包括科學設定評價主體、系統開展評價活動，目的是明確課程思政的實施效果及其對學生的影響，以求改進[3]。

2 分析化學課程思政教學實踐探索

2.1 示例一：建立準確的量的概念，樹立嚴謹求實的科學態度

中國科學院《關于科學理念的宣言》中提到“科學精神是對真理的追求”、“是對創新的尊重”、“體現為嚴謹縝密的方法”，“體現為一種普遍性原則”[4]。分析化學作為“考質求數之學”，是發揚嚴謹求實科學精神的重要載體。定量分析是本課程中的主要部分，相對于無機化學、有機化學等基礎課程，對準確度和精密度有更嚴格的要求，能夠幫助學生樹立更“細”的量的概念，促使學生養成細致嚴謹的科學態度。

誤差與數據處理這一章涉及許多概念，蘊含著非常多的量的詮釋。由于物質含量的真值都難以得知，通常以理論真值、國際計量大會上確定的計量學約定真值等當作真值來使用，其中不乏我國先輩的貢獻。1940年我國科學家梁樹權先生以重量法反復測定，確定了鐵的原子量為55.850，隨后國際原子量委員會就此修訂了鐵的相對原子質量為55.85[5]，在理論課教學中引入這個事跡既能夠樹立嚴謹求實的榜樣，也能加深學生的文化自信；在探討如何選擇合適的分析方法以提高準確度時，以鐵含量的測定舉例，以誤差分析計算去闡釋為什么重鉻酸鉀滴定法適用于常量分析，分光光度法適用于微量分析，使學生在以后的實際工作中更容易把握量和度，靈活處理問題；在有效數字及其運算規則這一節，可以引入物理學家瑞利發現氬氣的故事，以說明有效數字的重要性。瑞利發現從空氣中分離出來的氮氣密度為1.2572 g/L，而由含氮物質制備的氮氣密度為1.2505 g/L，嚴謹的瑞利抓住了小數點后第三位這微小的差異，經過反復實驗終于從空氣中發現了惰性氣體氬[6]。

在分析化學實驗中，規范基本操作的重要性不言而喻。滴定管、容量瓶和移液管是滴定分析中最常用的三種玻璃儀器，電子分析天平是最常用的稱量儀器，學生只有完全掌握這些定量儀器用法，才能對理論教學中的精密度、準確度、偏差等誤差概念有更深層次的理解，樹立起嚴謹求實的實驗態度，為下階段的學習和實踐打下基礎。拿滴定管來講，裝液與排氣、讀數和滴定操作這幾個環節都應遵循一定的原則，例如每次平行滴定都從0.00 mL刻度處開始，是為了消除或減小滴定管帶來的系統誤差。教師通過慕課線上平臺加強實驗課前教育，歸納出定量轉移和滴定操作的要點，上傳操作視頻更加直觀地展示規范操作的要領；教師在課上勤巡察、多糾錯、力求基本操作人人過關；開放分析化學虛擬仿真實驗，課前課后學生都能在線上練習鞏固。學生一旦形成嚴謹的實驗態度和素養，將對日后的學習及工作實踐影響深遠。

2.2 示例二：辯證哲學思想的滲透

科學的發展離不開辯證思維，雖然分析化學教材中沒有任何哲學字眼，但是分析化學知識體系中蘊含著豐富的辯證哲學內容。我們在教學實踐中滲透以下辯證哲學原理、引導學生用辯證思維去思考和解決問題，有利于分析化學知識點的理解和掌握，有利于形成科學的思維方式，有利于樹立正確的學習態度和世界觀。

現象與本質的辯證關系貫穿著分析化學實驗。現象是本質的外在表現，透過現象看本質，才能掌握事物的根本規律，更好地發揮人的主觀能動性。在滴定分析過程中，被滴定的體系通常不發生明顯的顏色變化，因此需要借助指示劑顏色的變化來判定滴定終點。以酚酞作為指示劑的酸堿滴定為例，其現象是溶液紅色與無色之間的突變，其本質是在化學計量點附近，隨著溶液pH的變化，酚酞的紅色堿式形體和無色酸式形體濃度比迅速改變，從而引起溶液顏色突變。因為現象只是本質的外在體現，我們在滴定過程中很容易受到假象的蒙蔽，理性的判斷才能使分析結果準確。隨著單色酸堿指示劑用量的增加，其變色范圍向pH減小的方向移動。因此，實驗時如果滴加的指示劑不適量，就會導致表觀的滴定終點與化學計量點偏差較大。因此，滴定分析法必須“透過現象看本質”。

對立統一規律是唯物辯證法的核心，是事物矛盾運動的規律，更是分析化學各種定性定量反應得以進行的基礎，矛盾的同一性和斗爭性共同推動著事物的發展。絡合滴定法主要應用于金屬含量的測定，最常用的滴定劑是氨羧化合物乙二胺四乙酸(EDTA)，EDTA可與大多數金屬離子形成1:1的穩定絡合物。在以EDTA滴定Mg2+時，通常以鉻黑T(EBT)作為指示劑，EBT先與少量的Mg2+絡合生成紅色絡合物，滴定開始后剩余的Mg2+逐漸與EDTA絡合，EBT與EDTA一樣都能與溶液中的Mg2+絡合是矛盾同一性的體現，是滴定反應得以發展的條件。在接近化學計量點時，游離鎂離子濃度很低，由于Mg-EBT不如Mg-EDTA穩定，此后滴入的EDTA開始爭奪Mg-EBT中的Mg2+，矛盾的斗爭性開始起到關鍵作用，EBT游離出來，溶液突變為藍色。

2.3 示例三：傳遞人類社會綠色發展理念和樹立生態文明建設意識

分析化學是一門應用性極強的學科，涉及資源開發、環境保護、工業生產、醫療保健等社會活動的方方面面，學科的發展緊跟社會發展需要。在講授氧化還原滴定法這一章節時，我們選取相關知識點和應用實例為切入點，增強學生的環境保護和綠色發展意識，引起對家園生態文明建設的共同關注，樹立當代大學生應有的責任感和使命感。

化學需氧量(COD)是我國排放量控制的重要指標之一，度量了水體中還原性物質的污染程度。重鉻酸鹽法是測定COD最普遍應用的方法，采用的是氧化還原滴定法。此方法原理是在水樣中加入已知量的重鉻酸鉀溶液，強酸條件下反應后，以試亞鐵靈為指示劑，用硫酸亞鐵銨溶液滴定未被還原的重鉻酸鉀，由重鉻酸鉀的消耗量換算出消耗氧的質量濃度，具有國家標準HJ 828-2017[7]。重鉻酸鹽法準確度高，但具有耗時長、試劑消耗量大和產出廢液量多等缺點；另一種方法快速消解分光光度法，原理是還原性物質與重鉻酸鉀反應所生成的三價鉻離子對某波長的光具有很強的吸收能力，再采用分光光度法測量三價鉻的吸光度，從而計算出水樣的COD值，此方法也具有國家標準HJ/T 399-2007[8]。快速消解分光光度法具有可同批次處理幾十個樣品、試劑消耗少和產出廢液量少等明顯優勢。學生可以感受到，在分析技術發展和應用中，資源節約和環境保護是必須考慮的重要因素。

重鉻酸鉀滴定法是測定鐵礦石中全鐵含量的標準方法。經典的有汞法曾被廣泛應用，需先用預還原劑氯化亞錫將三價鐵還原為二價鐵，然后以氯化汞除去過量的氯化亞錫，才能以重鉻酸鉀標準溶液滴定二價鐵。由于有汞法中的含汞試劑必然造成環境污染，現多提倡采用無汞定鐵法，避免在預還原過程中引入含汞試劑。在實驗教學中，鐵礦石全鐵含量測定采用無汞定鐵法，增強環保意識被列為實驗目的之一。本實驗中產生的含鉻廢液較多，直接排放將對生態環境和人體健康造成危害，不能隨意傾倒。剩余的重鉻酸鉀標準溶液可讓學生裝入同一容器內，留存于實驗室，標定后可作為其他實驗的標準溶液使用；潤洗滴定管和滴定過程產生的含鉻廢液回收在一起，交由學校相關部門統一處理。在實驗操作完成后，再講授如何以化學還原沉淀法處理含鉻廢液，此方法也是處理工業含鉻廢水的一種有效方法。另外，本校化學實驗教學中心已初步完成了實驗室標準化建設，其中包括規范廢液處置這一項，要求對廢液進行分類、分實驗項目收集，在實驗室劃分出廢液區并且定位標識、遠離高溫高壓設備，以幫助學生建立起廢液處置規范化意識和習慣，潛移默化地讓綠色發展觀扎根于心。

3 結 語

分析化學課程思政的實施，可以幫助學生樹立嚴謹求實的科學態度、有利于辯證哲學思維的發展和綠色發展觀的根植，同時也擴展了專業知識學習的廣度與深度。在分析化學課程思政的實踐中，理論教學要達到思政元素與專業知識的有機融合、自然過渡，實驗教學還要注重思想引領與技能培養的統一。我們的課程思政仍處于起步階段，除了鞏固現有成果，還應該汲取多方面的評價反饋，多加研討思政教學方案，使課程思政更具系統性和長遠性。

課程思政是一項以學生為本、以教師為主導的改革，對教師有著更高要求。教師應勇于扛起“思政擔”，提升自身的專業知識和思政理論基礎，更好地掌握與提煉學科發展中不斷更新的信息，真正地讓課程思政“轉”起來，并持之以恒。