現(xiàn)代儀器分析課程思政教學(xué)改革探索*

弓愛(ài)君，張瑋瑋，邱麗娜，范慧俐，劉杰民，李建強(qiáng)，厲文輝，吳傳東

(1 北京科技大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院，北京 100083；2 北京科技大學(xué)自然科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心，北京 100083)

2016年12月，習(xí)近平總書(shū)記在全國(guó)高校思想政治工作座談會(huì)上指出：“做好高校思想政治工作，要用好課堂教學(xué)這個(gè)主渠道，思想政治理論課要堅(jiān)持在改進(jìn)中加強(qiáng)，其他各門(mén)課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類(lèi)課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)[1]。”2018年4月，教育部印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代高校“形勢(shì)與政策”課建設(shè)的若干意見(jiàn)》文件[2]，在全國(guó)高校部署推廣“課程思政”。2020年5月，教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》文件[3]，強(qiáng)調(diào)落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)，必須將價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體、不可割裂。

全面推進(jìn)課程思政建設(shè)，就是要寓價(jià)值觀(guān)引導(dǎo)于知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)之中，幫助學(xué)生塑造正確的世界觀(guān)、人生觀(guān)、價(jià)值觀(guān)，這是人才培養(yǎng)的應(yīng)有之義，更是必備內(nèi)容。這一戰(zhàn)略舉措，影響甚至決定著接班人問(wèn)題，影響甚至決定著國(guó)家長(zhǎng)治久安，影響甚至決定著民族復(fù)興和國(guó)家崛起。

課程思政是具有中國(guó)特色的育人理念，是高校落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的重要舉措。通過(guò)將愛(ài)國(guó)情懷和工匠精神等思政元素合理融入課程教學(xué)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)課課程思政與思政課程同向同行，達(dá)到全方位育人的目的[4]。“課程思政”已然成為高校各類(lèi)課程教育教學(xué)改革的重頭戲，在實(shí)踐中也取得了較為豐富的成果。論文對(duì)現(xiàn)代儀器分析的課程思政教學(xué)改革進(jìn)行了探索，并提出了幾點(diǎn)感受。

1 高校化學(xué)專(zhuān)業(yè)課程思政建設(shè)的重要意義

課程思政是具有中國(guó)特色的新型課程觀(guān)，教育目標(biāo)是立德樹(shù)人，核心基礎(chǔ)是課堂教學(xué)與思想政治教育的關(guān)系，是將思想政治教育滲透到所有課程、貫穿教育教學(xué)全過(guò)程的一種大思政體系的延續(xù)，既是因事而化、因時(shí)而進(jìn)、因勢(shì)而新的一種教育方法，又是全過(guò)程育人、全方位育人和全員育人的一種教育體系。

在習(xí)近平總書(shū)記的指引下，教育部在《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》中明確指出“高校培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰(shuí)培養(yǎng)人是教育的根本問(wèn)題，立德樹(shù)人成效是檢驗(yàn)高校一切工作的根本標(biāo)準(zhǔn)”[3]，強(qiáng)調(diào)要用新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想鑄魂育人，貫徹黨的教育方針，落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)。全國(guó)高校課程思政建設(shè)迅猛發(fā)展并取得成效。圍繞“立德樹(shù)人” 這一目標(biāo)，大力推進(jìn)高校化學(xué)專(zhuān)業(yè)課程思政的建設(shè)目標(biāo)具有重要意義。

現(xiàn)代儀器分析作為化學(xué)專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)課程之一，在教學(xué)過(guò)程中，不僅要使學(xué)生掌握現(xiàn)代儀器分析的核心理論和研究前沿，具有科學(xué)思維能力，獲得科學(xué)研究能力，具備創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)能力和批判性思維能力，而且要通過(guò)課程思政，引導(dǎo)學(xué)生形成正確的世界觀(guān)、人生觀(guān)和價(jià)值觀(guān)，培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷和民族自豪感，形成健康的專(zhuān)業(yè)倫理和良好的行為習(xí)慣。

2 思政元素正在融入現(xiàn)代儀器分析課程中并發(fā)揮重要作用

2.1 伴隨著分析化學(xué)的發(fā)展，現(xiàn)代儀器分析技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步

在16世紀(jì)，天平的出現(xiàn)使分析化學(xué)具有了科學(xué)的內(nèi)涵。從20世紀(jì)初至40年代，以溶液中四大反應(yīng)平衡理論為基礎(chǔ)，分析化學(xué)逐漸由一門(mén)操作技術(shù)變成了一門(mén)科學(xué)[5]。酸堿滴定、絡(luò)合滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定和重量分析方法成為了分析化學(xué)的主流方法。雖然這一時(shí)期用于分析的儀器種類(lèi)少，并且準(zhǔn)確度比較低，但是儀器分析進(jìn)入了萌芽時(shí)期。

從20世紀(jì)40年代至70年代，一系列重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)，為儀器分析的建立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。儀器分析是借助復(fù)雜精密的特殊儀器，通過(guò)測(cè)量物質(zhì)的某些物理或化學(xué)性質(zhì)的參數(shù)或變化，對(duì)目標(biāo)分析物進(jìn)行定性定量分析。儀器分析方法主要包括電化學(xué)分析法、光學(xué)分析法、色譜分析法、質(zhì)譜分析法、熱分析法和放射分析法等[6]。儀器分析具有分析速度快和準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)，受到化學(xué)工業(yè)及科研部門(mén)的高度重視，一大批儀器研發(fā)和制造公司開(kāi)始成立，儀器分析進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期。

從20世紀(jì)80年代初至今，信息技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)和生物技術(shù)等領(lǐng)域的高速發(fā)展和最新成果極大地推動(dòng)現(xiàn)代儀器分析的發(fā)展。近10年來(lái)，由于納米技術(shù)、精密機(jī)械、生物學(xué)、特種功能材料等一大批當(dāng)代最新技術(shù)成果競(jìng)相問(wèn)世[7]，現(xiàn)代儀器分析在檢測(cè)限、準(zhǔn)確度、重現(xiàn)性、原位分析、實(shí)時(shí)分析、形態(tài)分析、儀器聯(lián)用、高通量篩選及活細(xì)胞單分子分析等方面取得了巨大進(jìn)步，進(jìn)入了發(fā)展高潮時(shí)期[8-9]。

現(xiàn)代科學(xué)的進(jìn)步越來(lái)越多地依靠尖端儀器的發(fā)展。生物技術(shù)、新能源技術(shù)、海洋技術(shù)、信息技術(shù)、航天技術(shù)、新材料技術(shù)和“綠色”高技術(shù)等七大高技術(shù)領(lǐng)域是我國(guó)高技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)，這七大高技術(shù)也形成了我國(guó)的高技術(shù)群體。然而，這些高技術(shù)的發(fā)展若沒(méi)有現(xiàn)代分析儀器作為研究基礎(chǔ)是很難實(shí)現(xiàn)的。多年來(lái)，現(xiàn)代儀器分析課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)致力于儀器分析及實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革[10]。目前，在《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》指導(dǎo)下，現(xiàn)代儀器分析課程也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，不斷創(chuàng)新，將思政元素融入了教學(xué)之中，提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力、綜合能力和愛(ài)國(guó)情懷。

2.2 課程思政元素融入原子、分子和組分的檢測(cè)水平中

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃加大了對(duì)現(xiàn)代儀器制造和研發(fā)的支持力度，我國(guó)制造的一些品牌的光譜儀、質(zhì)譜儀及色譜儀的檢測(cè)水平已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，但是儀器的整體研發(fā)水平、多功能、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方面需要繼續(xù)努力。在講解上述內(nèi)容的同時(shí)，將愛(ài)國(guó)情懷和奮發(fā)進(jìn)取的精神融入課堂。讓學(xué)生懂得現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展需要科學(xué)知識(shí)，更需愛(ài)國(guó)之心。勉勵(lì)學(xué)生勇于創(chuàng)新，為國(guó)家的建設(shè)增磚添瓦。

2.3 課程思政元素融入原位、在線(xiàn)和高靈敏度等儀器特性指標(biāo)中

提高原位、實(shí)時(shí)、在線(xiàn)、高靈敏度、高通量、高選擇性等儀器特性指標(biāo)一直是現(xiàn)代儀器分析技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)。目前，涌現(xiàn)出了多種現(xiàn)代質(zhì)譜分析技術(shù)，如：全二維氣相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC×GC-TOF/MS)[11]、電噴霧解吸電離技術(shù)(DESI)、實(shí)時(shí)直接分析技術(shù)電離技術(shù)(DART)以及電噴霧萃取電離技術(shù)(EESI)等。授課時(shí)，講述清楚國(guó)內(nèi)外現(xiàn)代儀器在原位、實(shí)時(shí)、高通量和高靈敏度等方面的先進(jìn)水平，同時(shí)將我國(guó)的科研工作者的技術(shù)成果展示給同學(xué)們。例如：給同學(xué)們展示我國(guó)正在研制的線(xiàn)性離子阱質(zhì)譜儀的圖片和資料，激發(fā)同學(xué)們的民族自豪感、勇于探索和追求真理的精神。

2.4 課程思政元素融入現(xiàn)代儀器聯(lián)用技術(shù)中

現(xiàn)代儀器聯(lián)用技術(shù)在生命體的研究及復(fù)雜組分的檢測(cè)方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，顯微成像技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了對(duì)生命活動(dòng)及其規(guī)律在微觀(guān)層次上的研究，特別是在分子水平上對(duì)細(xì)胞及細(xì)胞內(nèi)生物分子的結(jié)構(gòu)和功能的探究。將原子力顯微鏡(AFM)與熒光顯微鏡(FM)聯(lián)用，結(jié)合兩種顯微鏡的優(yōu)勢(shì)，發(fā)展高時(shí)空分辨、多功能的聯(lián)用技術(shù)是目前活細(xì)胞單分子分析檢測(cè)中的研究熱點(diǎn)[12]。

國(guó)產(chǎn)高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜(HPLC-ICP-MS)聯(lián)用儀器可以滿(mǎn)足環(huán)境水樣砷形態(tài)檢測(cè)分析的要求。對(duì)于亞砷酸鹽、二甲基砷、一甲基砷、砷酸鹽同時(shí)測(cè)定，分析快速。檢出限、精密度和準(zhǔn)確度都與進(jìn)口儀器性能相當(dāng)[13]。

在課堂上，講授現(xiàn)代儀器聯(lián)用技術(shù)的發(fā)展動(dòng)力與目前的技術(shù)水平時(shí)，給同學(xué)們解讀我國(guó)科研工作者付出的辛勤勞動(dòng)和取得的可喜成果。在教學(xué)實(shí)踐中，給學(xué)生一個(gè)主題(如：如何推動(dòng)我國(guó)的儀器聯(lián)用技術(shù)發(fā)展？)后開(kāi)展課堂討論。學(xué)生們踴躍發(fā)言，迸發(fā)出了很多新思路，大大地激發(fā)了同學(xué)們的愛(ài)國(guó)熱情和民族精神，收到了滿(mǎn)意的教學(xué)效果。

2.5 課程思政元素融入形態(tài)、狀態(tài)分析及表征技術(shù)中

在現(xiàn)代儀器分析課程中涉及到待測(cè)物的形態(tài)、狀態(tài)分析及表征技術(shù)。這些指標(biāo)對(duì)于深入研究待測(cè)物的結(jié)構(gòu)及性能具有重要的價(jià)值。同一元素的不同價(jià)態(tài)和所生成的不同的有機(jī)化合物分子的不同形態(tài)都可能存在毒性上的極大差異。物質(zhì)的晶態(tài)、結(jié)合態(tài)更是影響材料性能的重要因素。目前已報(bào)道利用諸如傅里葉變換紅外光譜、X射線(xiàn)光電子能譜、X射線(xiàn)熒光光譜、X射線(xiàn)衍射、熱分析和各種聯(lián)用技術(shù)來(lái)解析物質(zhì)存在的形態(tài)和狀態(tài)問(wèn)題。在授課的同時(shí)，有機(jī)地將正確的世界觀(guān)、人生觀(guān)和價(jià)值觀(guān)融入課程之中，讓學(xué)生了解科學(xué)能為人類(lèi)造福，從而增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，樹(shù)立為社會(huì)、為人類(lèi)服務(wù)的世界觀(guān)、人生觀(guān)和價(jià)值觀(guān)。

2.6 課程思政元素融入到現(xiàn)代儀器分析課程中后的學(xué)生滿(mǎn)意度反饋

課程思政元素融入到現(xiàn)代儀器分析課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中已經(jīng)有兩年多時(shí)間了，學(xué)習(xí)本門(mén)課程的學(xué)生有117人。通過(guò)學(xué)生座談會(huì)、滿(mǎn)意度評(píng)價(jià)表及校園網(wǎng)的課程評(píng)價(jià)，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)比較全面地了解了學(xué)生對(duì)本門(mén)課程的滿(mǎn)意度信息。 綜合各種反饋信息，學(xué)生對(duì)本門(mén)課程課堂及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的滿(mǎn)意度見(jiàn)表1。

表1 學(xué)生對(duì)本門(mén)課程課堂及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的滿(mǎn)意度

從綜合反饋信息可以看出，學(xué)生對(duì)于思政元素融入到課堂教學(xué)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的效果是很滿(mǎn)意的。學(xué)生提出的建議“加大思政元素的融入總量和力度”和“在試卷中適當(dāng)增加思政元素的比例”誠(chéng)懇并且到位，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)決定采納。

3 現(xiàn)代儀器分析課程思政建設(shè)中的幾點(diǎn)感受

在現(xiàn)代儀器分析課程思政教學(xué)改革的建設(shè)中，需要協(xié)調(diào)好知識(shí)點(diǎn)與思政元素之間的互助合作關(guān)系，有幾點(diǎn)感受如下：

3.1 挖掘思政元素不能弱化現(xiàn)代儀器分析課程的難度與深度

在將課程思政元素融入現(xiàn)代儀器分析課程時(shí)，既把愛(ài)國(guó)情懷和創(chuàng)新精神有機(jī)地融合到課程之中，又不降低課程的難度和深度。課程的知識(shí)內(nèi)容與課程思政的教育教學(xué)目標(biāo)是一致的，相互補(bǔ)充、相互促進(jìn)，都服務(wù)于高校的社會(huì)主義辦學(xué)方向。

3.2 不能脫離現(xiàn)代儀器分析課程內(nèi)容與性質(zhì)特點(diǎn)

現(xiàn)代儀器分析課程涉及氣相色譜、液相色譜、核磁共振譜、質(zhì)譜、電化學(xué)、原子吸收光譜和發(fā)射光譜等現(xiàn)代儀器的基本原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、適用范圍和儀器操作的基本技能。在思政元素融入課程的過(guò)程中，要結(jié)合上述儀器的原理、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)進(jìn)行融合，收到自然流暢的融合效果，使學(xué)生在學(xué)習(xí)科技知識(shí)的同時(shí)在內(nèi)心產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)動(dòng)力和愛(ài)國(guó)情操。

3.3 現(xiàn)代儀器分析課程教師需要具備一定的學(xué)術(shù)造詣

在授課過(guò)程中將思政元素凝練出來(lái)，并自然地融入現(xiàn)代儀器分析課程中是一項(xiàng)偉大的任務(wù)。要完成這項(xiàng)偉大的任務(wù)，需要任課教師專(zhuān)業(yè)知識(shí)淵博、具有一定的學(xué)術(shù)造詣和較高的教學(xué)水平，能夠及時(shí)準(zhǔn)確地把握現(xiàn)代儀器的發(fā)展動(dòng)態(tài)，從中清晰地凝練出思政元素，并將思政元素有機(jī)融合到課程中。

3.4 思政元素體現(xiàn)在現(xiàn)代儀器分析課程的教學(xué)全過(guò)程之中

思政元素體現(xiàn)在現(xiàn)代儀器分析課程的教學(xué)全過(guò)程中，包括課堂授課、課堂討論、教學(xué)研討、線(xiàn)上教學(xué)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)等教學(xué)過(guò)程。例如：在高效液相色譜法檢測(cè)鋼鐵廢水中多環(huán)芳烴含量的實(shí)驗(yàn)中，可以將國(guó)家“十三五”水體污染控制與治理科技重大專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目介紹給學(xué)生，講述該項(xiàng)目在鋼鐵廢水治理方面所做的工作，如：硝化/反硝化技術(shù)、臭氧化技術(shù)、超聲波技術(shù)及混凝除雜技術(shù)等。介紹該項(xiàng)目示范工程所取得的豐碩成果，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感和學(xué)習(xí)熱情。

4 結(jié) 語(yǔ)

高校化學(xué)專(zhuān)業(yè)現(xiàn)代儀器分析課程思政建設(shè)在傳授知識(shí)、追求真理、培養(yǎng)愛(ài)國(guó)情懷、世界觀(guān)、人生觀(guān)和價(jià)值觀(guān)等方面具有重要意義。在授課過(guò)程中，將思政元素完美地融入課程的知識(shí)點(diǎn)中，使學(xué)生感受到學(xué)習(xí)知識(shí)和愛(ài)國(guó)情懷是一個(gè)有機(jī)整體，激發(fā)出了學(xué)習(xí)的動(dòng)力，教學(xué)效果明顯提高，受到了學(xué)生的好評(píng)。同時(shí)，從如何更好地處理知識(shí)點(diǎn)與思政元素的協(xié)調(diào)融合關(guān)系入手，提出了課程思政建設(shè)的幾點(diǎn)感受。