無機及分析化學課程思政的實踐

苗金玲，范迎菊，朱沛華

（濟南大學化學化工學院，山東 濟南 250022）

學生的“德、智、體、美、勞”全面發展一直是我國教育的目標和方針，其中“德”是做人根本，在五育中處于首要位置。高等教育階段是學生接受系統教育的最后階段，不僅是學習文化知識的最后教育階段，也是精神、道德、人格方面逐步定型，進而走向社會的最后準備階段。為塑造學生正確的世界觀、人生觀、價值觀，《高等學校課程思政建設指導綱要》中明確指出高校中“各類課程與思政課程同向同行，將顯性教育和隱性教育相統一，形成協同效應，構建全員全程全方位育人大格局”。[1]

無機及分析化學是我校面向化學工程與工藝、高分子材料、環境科學等專業開設的核心專業基礎課，課程內容包括無機化學和分析化學的基本概念和原理。本課程的授課對象是大學新生，平均每年授課人數達1000人。此階段學生的價值觀、人生觀和世界觀尚處于發展期，學習和生活也處在從“圈養”到“散養”的過渡期，自主學習和獨自面對生活的能力有限，一旦遇到挫折，容易導致三觀偏離正確軌道。另外，雖然這些學生選擇了化學相關專業，但是他們對專業的認識依然是懵懂的、表面的，更談不上對專業的認同和熱愛。學生的這些特點每一位任課教師在授課之前都已熟知，因此在“課程思政”概念提出之前，出于傳道授業解惑的責任感，在授課過程中都會融入一些思政元素。自2016年“課程思政”理念提出之后，教研團隊綜合學情、學校人才培養目標和教育部指導精神[1]，進一步確立了課程的思政育人目標：激勵學生民族自信心和自豪感，厚植家國情懷；引導學生養成正確的價值觀、人生觀和世界觀；提高學生的專業認同度和熱愛度；培養學生職業道德，提升學生的職業素養。為實現此目標，我們廣泛挖掘和積累思政元素，博采眾長。通過不斷努力，將紛雜的思政元素歸類總結，創建了全新的思政課程內容體系，育人效果明顯，課程也被評為校級課程思政示范課。

1 思政內容設計和實施

1.1 通過介紹中國科學家的貢獻，激勵學生民族自信心和自豪感，厚植家國情懷

科學雖無國界，但科學家有國籍。科技是一個國家強大的體現，近代中國由于種種原因，科技發展緩慢，許多科學家抱著科技強國的信念，不懈的努力，為我國科技發展做出了杰出貢獻。在課程的有關章節，向同學們介紹我國有關科學家的事跡，樹立他們的民族自信心和自豪感，激勵他們的科技強國理想信念和使命擔當。例如唐本忠院士勇于創新，敢領世界之先的事跡。唐本忠院士發現有些發光化合物在溶液中與溶劑分子的作用導致其發光淬滅，但固體分子間的相互作用使發光增強，他把這種現象稱為聚集發光現象。自此概念自2001年提出后，得到大批研究者跟隨。令我們自豪的是此領域的研究工作一直是國人在引領，這是新中國成立以來少有現象。說明中國的科技在崛起，未來可期。表1（P87）中列出我們融入課程中的6位院士的貢獻。

表1 課程教學中融入的我國科學家的貢獻和知識點設計

1.2 利用科學家經歷，引導學生正確價值觀和人生觀的建立

任何人的成長都不是一帆風順的，即使很有成就的科學家也會經歷磨難。關鍵是要讓學生認識到“寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來”，要有直面困難和挫折的勇氣和戰勝困難的決心。很多科學家的經歷可以給學生人生的啟迪。比如，原子結構部分，微觀粒子具有波粒二象性是我們今天普遍認可的理論，是由法國物理學家德布羅意提出的，但是德布羅意最初提出此觀點時，并未獲得認可，因此他的博士論文答辯僅以低分通過，直接影響他的工作和生活。但他始終堅持自己的觀點，直到后來其理論被實驗證實，才得到認可，他也因此獲得諾貝爾獎。再如另一位瑞典科學家阿倫尼烏茲，他在自己的博士論文中提出了電離理論，完全顛覆了當時的科學權威法拉第的理論，很多人予以否定，以至于他的博士論文經歷兩次答辯。第一次答辯時，他的導師提出，電解質在水溶液中自動電離的觀點是十分荒唐的，純粹是空想。可想而知，他未通過第一次答辯。幸好當時得到了來自德國、俄國和荷蘭的化學家的賞識，使他重拾信心。也是來自國外科學家的支持，使他通過了第二次答辯。他接下來與他人合作，證明了自己理論的正確性，也因此獲得諾貝爾獎，最后成長為化學界泰斗。德布羅意和阿倫尼烏茲的勵志成長經歷告訴我們，沒有人隨隨便便就能成功，雨后才能見彩虹。

1.3 利用科學發展史，引導學生樹立辯證唯物主義世界觀

科學自哲學中孕育而生，科學發展史中處處蘊藏著哲學。通過科學史內容的教學，可以引導學生樹立辯證唯物主義世界觀。如在緒論部分，講解無機化學發展史。17世紀后半葉，隨著人們對燃燒現象的研究，化學終于脫離了煉金術，成為一門獨立的學科，但最先發展起來的卻是一個錯誤的學說—燃素說。燃素理論認為，火是由無數燃素構成的物質實體，任何與燃燒有關的化學變化都是放出或吸收燃素的過程。燃素理論用假想的并不存在的燃素來解釋燃燒現象，顛倒了真實關系，把金屬煅燒與氧化合的過程，看成是金屬分解和釋放燃素的過程，金屬成了鍛灰和燃素的化合物。但隨著稱量技術的發展，人們發現金屬鍛灰的質量大于金屬的質量，再加上人們逐漸認識到空氣的成分并不單一，特別是當拉瓦錫發現燃燒與空氣中氧氣的關系后，燃素學說退出了歷史舞臺，氧學說登臺。也是在這個階段，人們第一次對元素有了科學的認識，隨著人們發現和認識的元素和化學反應越來越多，為了解釋元素間的反應，原子論應運而生。原子論認為，原子是化學反應中不可再分的最小微粒，原子量是元素的基本特性。從此開啟了原子量測定的序幕，門捷列夫正是通過對元素原子量和性質的分析，創建了元素周期表。時間來到20世紀，人們發現原子并非不可再分，而是有著復雜的結構。在20世紀初的二十多年間，人們對原子結構的認識，經歷了從肯定到否定，再肯定到再否定的多次循環，最終建立了量子力學模型。整個無機化學發展史，體現了事物的發展并非直線的，而是螺旋式上升的一般規律。再如，人們對酸堿的理論的探索，為解釋什么是酸堿和揭示酸堿的反應本質，先后創建了四個理論。理論的涵蓋范圍越來越廣泛，體現了人們認識事物的一般規律：由淺入深、由表及里、由此及彼的不斷深化的過程。

1.4 利用多種要素，激發學習興趣，提升職業熱愛度和認同度

愛因斯坦曾說“興趣是最好的老師”，向同學展示化學的“有用性”和“有趣性”，可以激發學生學習的興趣，對職業的熱愛度和認同度自然會得到提升。為完成此目標，我們綜合利用了生活、影視劇、學科前沿和時政中各種化學要素。如人體血液的pH值保持在7.35-7.45，弱堿性。一些商家斷章取義，開始賣堿性水，通過電視廣告大力宣傳，受到不明真相的消費者熱捧。通過緩沖溶液知識的學習，學生很容易就發現堿性水是偽科學。除了堿性水廣告外，還有一個廣告—加氟牙膏，通過沉淀溶解反應部分的學習，學生會發現加氟牙膏真的對堅固牙齒有利，這兩個案例讓學生明白化學就在我們的生活中。下面這個例子，我們可以用來引導學生改變化工“不美”的印象。在講到沉淀的生成時，為同學們播放化學工作者梁琰拍攝的“美麗化學”中唯美的沉淀反應，畫面賞心悅目，讓學生感受到化學反應的“美”。為了突出化學的有趣性，我們也結合人們喜聞樂見的影視劇進行授課。如硼族元素中的鎵單質，在30℃以上可變為液體。最新研究發現，液體鎵可吞食金屬鋁（生成合金），在電解質中形成原電池，在自身電力的驅動下，能夠自主快速運動和變形[3]，就像科幻片《終結者2》中的液體機器人。在學習鎵熔點極低的性質后，引入對液體鎵的最新研究成果，對比其性質與液體機器人的相似性，利用生動有趣的視頻，點燃學生學習興趣的同時，提升其專業熱愛度。我們還利用時政結合學科前沿，激發學生的學習興趣。如為了保護人類共同的生態環境，我國向聯合國承諾，爭取2030年碳達峰，力爭2060年碳中和，這將是我國很長一段時間奮的斗目標。為了達成此目標，我們除了可以減少二氧化碳的排外，也可以通過二氧化碳的綜合利用，變廢為寶。我國科學家通過努力，成功將二氧化碳轉化為淀粉[4]，這也就預示著我們將來可以靠二氧化碳制造糧食。在講到碳族元素時，可與碳達峰和碳中和時政結合，一起憧憬化學反應將會給我們帶來的美好未來，學生的使命感油然而生，學習動力也得到提高。

1.5 利用化學事件，進行工程倫理教育，提升社會責任感

化學是一把雙刃劍，有“好”的一面，也有“壞”的一面，關鍵是如何避免其壞而利用其好。很多化工事件的發生都源于人類為了追求利益最大化，置工程倫理而不顧，缺失社會責任感造成的。比如，70年前在日本水俁地區爆發的汞中毒事件。1956年左右，日本水俁地區發生詭異的貓病，貓染病后，在地上痛苦的掙扎，最后忍受不了痛苦，紛紛跳海自殺，接下來很多人也出現了和貓一樣的病癥。最后查明，罪魁禍首是當地氮肥工廠未經處理直接排放的汞。這些汞進入河流后，在生物體內轉化為更毒的甲基汞，侵害生物中樞神經系統，導致病癥的發生。而即使在查明原因后，日本政府也毫無作為，而企業為了自己的利益，置他人的利益于不顧，繼續肆無忌憚的排放含汞污水長達12年。2013年，聯合國環境規劃署通過了旨在全球范圍內控制和減少汞排放的國際公約《水俁公約》，就具體限排范圍作出詳細規定，以減少汞對環境和人類健康造成的損害。在學習元素化學部分時，播放水俁病視頻，介紹《水俁公約》，引導同學們認識缺乏責任感，造成多么悲慘的后果。而在我國發生的天津港“8·12”瑞海公司危險品倉庫爆炸事故，也是由于經營者為了自身利益，缺乏責任感造成的。調查表明，事故直接原因是瑞海公司危險品倉庫運抵區，集裝箱內的硝化棉由于濕潤劑散失出現局部干燥，在高溫等因素的作用下加速分解放熱，積熱自燃[5]，導致堆放于運抵區的硝酸銨等危險化學品發生爆炸。直接責任是瑞海公司嚴重違法違規經營，無視安全生產責任，非法建設危險貨物堆場[5]。在元素化學氮族元素部分引入此事故案例，引導學生樹立做有責任感的化學工作者的信念。

2 結語

我們結合學生的特點、人才培養要求和教育部指導精神，確定了無機及分析化學的思政培養目標，利用多種思政元素，引導學生樹立正確的三觀，培養學生的家國情懷、工程倫理和社會責任感，提升他們的專業熱愛度和認同度。進行課程思政改革后，無機及分析化學課堂學生的“抬頭率”和聽課率明顯提高，程教學效果有明顯提升。問卷調查顯示，學生認為進行課程思政改革后，授課內容“更加豐富有趣，理論同實際應用聯系緊密，開闊了視野。能夠引導學生積極思考，激發學習積極性，加深了對專業認識和理解，更愛自己的專業了。”課程教學對學生的后續學習起到了良好的推動作用。大一結束后，80%的學生選擇進入教師實驗室從事科研活動。大二以后，很多學生積極參加各類科研和創業賽事，屢獲佳績。今后，我們還會進一步挖掘思政元素，提高思政教學水平，將更多思政元素巧妙融入課程內容，將課程思政做細做強。力爭與思政課程同頻，協同完成樹德立人的偉大目標。