現代儀器分析課程思政教學案例設計

劉寶林，宋丹萍，李維杰，袁敏，宋曉燕，姚秀雯

上海理工大學醫療器械與食品學院，上海 200093

在2016年12月7-8日召開的全國高校思想政治工作會議上，習近平總書記指出：“要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面”[1]。2017年2月27日，中共中央、國務院印發了《關于加強和改進新形勢下高校思想政治工作的意見》，指出“充分發掘和運用各學科蘊含的思想政治教育資源，健全高校課堂教學管理辦法”[2]。

上海市全面推進習近平新時代中國特色社會主義思想進教材進頭腦，落實立德樹人根本任務，充分發揮課堂教學主渠道作用，2019年推出了“上海高校課程思政整體改革領航高校”建設項目[3]，上海理工大學成為第一批領航高校，作者主講的現代儀器分析成為精品改革領航課程之一。本文將結合課程思政建設的精神和任務，探索教學案例設計的思路和方法，踐行課堂育人的主渠道作用、實踐育人的輻射效應和師德楷模的模范帶頭作用，成為可復制、可推廣的經驗，發揮領航課程的示范作用。

1 課程體系構建

1.1 課程介紹

現代儀器分析是測定物質化學組成、狀態、結構和進行科學研究及質量監控的重要手段，是食品質量與安全、生物醫學工程和制藥工程三個專業本科生的選修課。通過本課程的學習，使學生對儀器分析這一領域有較全面的認識，要求學生基本掌握常用儀器分析方法的基本原理、儀器構造、特點、及其應用范圍，并了解儀器分析發展的新方向及新動向[4]。在教學過程中融入思政元素，以典型社會事件和人物事跡為引領，培養具有社會主義核心價值觀、愛國情懷、人文素養和創新精神的高層次人才[5,6]。

1.2 課程思政元素挖掘

所謂課程思政，就是在大學專業課教學中，融入思想觀念、政治觀點、道德規范等思想政治教育[7]。深度挖掘各學科門類專業課程蘊含的思想政治教育資源，解決好各類課程與思政課相互配合的問題，發揮所有課程育人功能，構建全面覆蓋、類型豐富、層次遞進、相互支撐的課程體系，使各類課程與思政課同向同行，形成協同效應[8]。

遵循課程建設規律，優化課程建設，挖掘融入思政元素，是課程思政的根本。在大學生課程教育體系中，將思政教育中三觀教育、中國夢、社會主義核心價值觀等與奉獻精神、敬業精神、人文素養等關聯，以潤物細無聲的模式讓學生接受主流價值觀的熏陶，使生涯教育的內容變得豐富而有深度[9,10]。現代儀器分析課程具有以下主要特點：（1）選修本課程的學生將來均從事與人類健康和生命相關的職業，需要奉獻精神和職業精神；（2）分析儀器的發展造就了若干個諾貝爾獎獲得者，是一個極具創新的過程；（3）儀器從龐大到小巧、從粗糙到細致，是科學與藝術交叉的結果。所以，本門課程的思政元素也根據以上特點進行挖掘。

2 課程思政典型案例設計

2.1 創新精神和科學精神

專業課程要將學科交叉融合的趨勢走向、行業發展前景等內容納入其中，激發學生的創新精神，讓課程思政成為培養學生創新意識、夯實創新底蘊、錘煉創新素質的過程，以利于創新型人才的成長[11]。儀器分析發展是多學科相互滲透、交叉發展的結果，這些成就分布在物理、化學等各個領域。在100多年分析儀器的發展史中，產生了30多個諾貝爾獎，如X射線、拉曼效應、分配色譜、電子顯微鏡、高分辨核磁共振等等。通過介紹這些典型的創新內容，讓學生了解本專業面臨的競爭形勢、創新態勢。在本學期的課程開始之前，新冠疫情突發，中國政府反應迅速、應對得當，幾家公司相繼在短時間內研發出檢測試劑和儀器，能夠快速有效地進行感染者的檢測判別，這與企業研發人員的積極創新是分不開的。在講課時也以發生在學生身邊的人和事為例，讓他們知道創新是處處存在的，不是可望而不可及的事情，為此，本課程挖掘了下面兩個本校教授的創新事例。

1999年8月，上海理工大學華澤釗教授參加一個在上海召開的學術會議。一次晚餐后，在近120名與會者中，有過半人食物中毒，華教授也不幸名列其中。那天晚上，估計是吃了含有農藥殘留的蔬菜，他上吐下瀉，高燒39度，不得不住院治療一周。在病床上的華教授并沒有閑著，他想，蔬菜是上海人餐桌上的最愛，而每年因此中毒者眾多，如果有辦法能快速檢測果蔬中的農藥殘留，方便在菜場或者家中檢測，對果蔬的農藥殘留安全意義很大。華澤釗教授痊愈后，與其團隊潛心鉆研，成功研究出新型的“農藥殘留現場快速檢測技術”[12]。在此之前的農藥殘留檢測方法比較復雜，先要經過取樣、提取、凈化、濃縮等諸多過程，然后用氣相色譜、高效（壓）液相色譜等方法進行檢測，這些方法的分析儀器貴重、運行費用高、檢測費時長，不適合用于在現場的快速檢測。而華澤釗教授課題組發明的“農藥殘留現場快速檢測技術”可迅速、方便、快捷地檢測到蔬菜是否存在農藥殘留，整個過程只要9分鐘，費用2角錢。

上海理工大學蔡小舒教授一直在能源與動力領域做二相流檢測研究，與醫學檢測沒有任何關系。但是，一次經歷讓他有了改變。2017年的一天，他因為急性心肌梗死住院治療，差點有生命危險，多虧治療及時。在住院期間，他想到，心肌梗死大多突發，沒有先前征兆，而急性心肌梗死致死率極高，近年來成為最主要的“殺手”之一，每年奪走很多人的生命，能否有檢測方法可以預測這種疾病呢？他就把這種想法與自己的主治醫生談了，醫生說那太好了，如果成功可以拯救很多人的生命啊！這樣，蔡小舒教授課題組與醫生開展合作，在國際上首次提出了一種通過檢測尿液來判斷心血管堵塞程度的快速、無損冠心病前瞻性診斷方法[13]。這項方法在冠狀動脈血管堵塞尚未達到致發生心肌梗死程度時，給病人提供是否須做詳細心臟檢查的臨床依據，不僅有助于降低心肌梗死的發病率，還可以為腦血管堵塞發生中風等給出早期臨床診斷依據。

這就是發生在學生身邊的科研創新推進分析儀器發展的實例，教授們的創新精神和科學精神得到充分體現。這些事例也同時向學生表明，工欲善其事，必先利其器，二位教授的創新是與他們知識淵博、功底扎實不可分離的，所以，學習基礎知識是科學創新的基石。

2.2 工科學生的人文情懷

人文素養是指人所具有的人文知識和由這些知識內化成的人文精神，具體表現為人的文化品位、審美情趣、心理素質、人生態度、道德修養等豐富的精神世界。它是一個人外在精神面貌和內在精神氣質的綜合表現，也是一個現代人文明程度的綜合體現。工科學生教育重專業技術，輕人文修養,導致人文知識的匱乏。加強工科學生的人文素質和情懷教育，培養大學生博學慎思、明辨篤行的意志和品格，引導他們認知自我，追求真理。

在教學過程中，講到“儀器分析”的英文定義如下：The science and art of determining the composition of materials with the instrumental methods based on a physical property characteristic of a particular element or compound.我問學生：為什么不用“The science of”或者“The science and technology of”呢？然后，抓住這一問題，通過我本人的三高愛樂之友樂隊演出經歷，引出國內外眾多的科學家同時又是杰出的音樂家的故事，講解“科學與藝術”的內涵。最后，告訴學生，儀器的設計與制造，也是科學與藝術的結合。教育學生在課余應該有藝術方面的愛好，科學與藝術相互促進、相互影響，擁有藝術修養，可以陶冶情操，培養人文情懷。具體的思政元素如下。

錢學森先生是我國航天科技事業的重要開創者和兩彈一星元勛，作為一位杰出的大科學家，他具有深厚的人文藝術造詣，在音樂、繪畫、攝影等方面均有較高的水平，而在上海交通大學讀書時，還是學校銅管樂團的一名出色的圓號手，他編著出版了《科學的藝術與藝術的科學》。2009年10月，錢學森平靜地走完了他輝煌的一生，并給所有中國人留下了一道耐人尋味的題目：“我們國家怎樣才能培養出杰出人才？”其實，對于這個問題，錢學森先生自己在晚年曾經提供了他的回答，即根據歷史經驗，也根據他本人的體會，就是我們的大學教育要實現科學與藝術的結合[14]。

1920年，著名地質學家李四光在巴黎創作了中國第一首小提琴曲《行路難》，而中國工程院院士、雜交水稻之父袁隆平曾演奏過這首曲子。愛因斯坦和普朗克是世界級的科學家，他們曾聯袂演奏，一人彈奏鋼琴，一人拉小提琴，至今仍傳為佳話。2012年，本人參加了“三高愛樂之友業余樂團”在國家大劇院的演出[15]。“三高愛樂之友音樂會”的初衷，是秉持“使中國音樂化”的理念，通過以身作則，引導逐步解決溫飽、走向富裕的中國社會各階層推崇高雅藝術。樂隊有94人，平均年齡64歲，團隊成員雖然都是高級知識分子、高級官員、高級將領，但在排練和演出過程中，每一位成員都像小學生一樣，認認真真的排練，有的直到深夜，怕影響鄰居休息，就到車庫中練習。除了音樂之外，本人也深深感受到這些老科學家、老干部的敬業、求真、求精的高貴品質。

2.3 愛國主義與民族自豪感

愛國主義是中華民族的民族心、民族魂，是中華民族最重要的精神財富。創新愛國主義教育的形式，增強親和力、感染力，實現課程思政教學與學生成長的同頻共振，是新時代愛國主義教育的題中之義。“生活即教育，社會即學校，教學做合一”，愛國主義教育離不開今昔對比，也離不開國內外的對比。通過國內外食品安全事件的比較，以及當前全國動員、全員參與、全國一盤棋抗擊疫情的生動實踐和抗疫精神，激發起學生強烈的民族自豪感、歷史使命感和奮發進取心。

現代儀器分析方法在食品安全檢測中廣泛應用，課程通過食品安全問題引出儀器分析技術。近些年來國內發生了多起食品安全問題，如2004年的“大頭娃娃”事件，2008年的奶粉添加三聚氰胺事件，2011年央視315晚會曝光的“瘦肉精”事件等，在課堂上分析這些事件的同時，也指出食品安全問題不僅在國內發生，國外同樣存在較為嚴重的問題。如2005年，英國食品標準局發現市售的鮭魚中含有強致癌性的“孔雀石綠”；2013年，荷蘭兩家牛奶農場的牛奶中發現了過量的有毒物質黃曲霉毒素；2013年美國遍布全美15個州的大腸桿菌疫情等等。通過國內外的對比，向學生說明食品安全是每一個國家發展過程中的普遍問題，并非只有中國存在這樣的問題。在分析以上食品安全問題時，與學生說明，商家的自律和職業道德非常重要，學生可以尋找合適的機會，向商家宣傳食品安全關系到每個人的生命和健康；而從監管的角度來說，食品檢測儀器和方法至關重要，奶粉質量的檢測就是一個很好的例子，鼓勵學生要學好專業知識，培養創新精神，將來在工作崗位上把好食品質量關。

2020年，面對突如其來的疫情，在黨中央的堅強領導下，無論是全國各地火速調配物資支持武漢爭分奪秒修建火神山、雷神山醫院和方艙醫院的“中國速度”“中國效率”，還是全國各族人民萬眾一心、全力抗擊疫情的“中國規模”“中國力量”，在兩個月的時間內控制疫情，還大力幫助其他國家抗疫，都是愛國主義硬核力量的體現，都是中國特色社會主義制度的顯著優勢的體現。

3 結語

“課程思政”是高校思想政治教育方式的創新，在專業知識傳授的過程中培養有理想、有擔當的時代新人。為此，本文以現代儀器分析課程思政教學案例挖掘為例，分析了怎樣把課程內容有機地與思政元素無縫銜接、鹽溶于水，注重實施專業知識與價值引領同向同行。避免照本宣科，以分析儀器發展史和身邊的人和故事感動學生，是本課程思政教學案例的特點。某種程度上說，身邊的故事就是國家的故事，講好了身邊的故事，也就講好了中國故事。把二者有機融合，講述身邊故事不失宏大寓意，將思政內容巧妙地融入課堂教學，能有效建構高校思政課堂的教學藝術。本文所述的思政元素為今后進一步開展儀器分析課程思政建設奠定了良好基礎，同時也為其他相關課程思政元素的挖掘提供了有價值的參考和借鑒。