儀器分析課程思政建設(shè)的探索與實(shí)踐研究

王麗聰 張慶堂 胡 娜 計(jì)建洪

(江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院環(huán)材系 江蘇 江陰 214405)

0 引言

科技對(duì)國家發(fā)展的作用不容小覷，當(dāng)前國家間的科技實(shí)力競爭日益激烈，但我國還存在許多“卡脖子”的技術(shù)問題，如半導(dǎo)體、芯片、高精尖儀器等，與世界頂尖水平還存在一定差距，該領(lǐng)域涉及的技術(shù)與儀器分析課程緊密相關(guān)。高職院校作為技術(shù)型人才培養(yǎng)的主要場所，肩負(fù)著立德樹人的重要使命，在儀器分析課程開展中，不但要重視知識(shí)點(diǎn)的傳輸，還要加強(qiáng)思政層面的教育和培養(yǎng)，將愛國主義、馬克思哲學(xué)、生態(tài)文明等內(nèi)容融入課程教學(xué)中，使教學(xué)與思政有機(jī)融合，達(dá)到1+1>2的教育成果。

1 儀器分析課程教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 專業(yè)知識(shí)與思政教育脫節(jié)

儀器分析屬于化學(xué)專業(yè)必修課，涉獵的大型儀器較多、分析方法多樣、應(yīng)用性較強(qiáng)，以往教學(xué)多采用教師講、學(xué)生看，然后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的方式，學(xué)生因沒有親自參與，很難充分掌握各類儀器的名稱、作用等，尤其是看到許多國外牌子的大型儀器，只是驚嘆于它的價(jià)格高昂，卻無法深入理解此類設(shè)備背后的意義，尤其無法理解國內(nèi)一些大型儀器在發(fā)展中遇到的問題，更難以體會(huì)科學(xué)家前輩們?yōu)榱搜兄七@些化學(xué)儀器付出的辛苦和努力，學(xué)不到他們身上高尚的品德與奉獻(xiàn)精神，也很難將儀器知識(shí)與國家發(fā)展、人民服務(wù)等方面聯(lián)系起來，轉(zhuǎn)化為課程學(xué)習(xí)的內(nèi)生動(dòng)力。長期以來，專業(yè)知識(shí)與思政教育脫節(jié)問題始終存在，甚至?xí)箤W(xué)生因無法理解該門課程的教育意義而失去學(xué)習(xí)興趣。

1.2 教學(xué)模式不利于應(yīng)用型人才培養(yǎng)

在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師多采用“一言堂”的方式，沒有對(duì)師德教育給予應(yīng)有的重視，導(dǎo)致部分教師的師德缺失，未能在教學(xué)期間將科學(xué)精神、道德、情懷等充分展現(xiàn)出來。此外，在長期重視基礎(chǔ)教學(xué)、輕視專業(yè)教學(xué)的理念影響下，師生對(duì)實(shí)驗(yàn)類課程的重視度較低，許多院校出現(xiàn)學(xué)生理論基礎(chǔ)良好但實(shí)踐能力低下等問題，與應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)相背離。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)開展中，以驗(yàn)證類為主，創(chuàng)新和設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)較少，加上受到經(jīng)費(fèi)、教學(xué)場地等因素限制，儀器設(shè)備更新緩慢，課程內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用的差距逐漸拉大，削弱了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情[1]。

2 儀器分析教育與思政教育的融合實(shí)踐

該學(xué)科教學(xué)過程可分為備課、教學(xué)和評(píng)價(jià)三個(gè)階段。在各階段教學(xué)中，教師可巧妙設(shè)計(jì)課程思政內(nèi)容，在無形中達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果。在課前明確思政目標(biāo)，課中挖掘并滲透思政元素，課后通過思政考核培養(yǎng)學(xué)生愛護(hù)儀器、團(tuán)結(jié)協(xié)作、刻苦鉆研等精神品質(zhì)，具體措施如下。

2.1 備課階段，明確思政目標(biāo)

儀器分析教育目標(biāo)是使學(xué)生能夠靈活運(yùn)用檢測知識(shí)與方法服務(wù)社會(huì)。教師在備課階段應(yīng)明確三維目標(biāo)，即知識(shí)、技能與思政，以“為什么學(xué)？”“學(xué)什么？”“怎樣學(xué)”為中心進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，并將思政元素滲透到全過程，使教學(xué)和思政融會(huì)貫通，充分發(fā)揮該門課程的思政教育價(jià)值，為正式課堂教學(xué)打好基礎(chǔ)。例如，在理論教學(xué)中，儀器原理介紹方面可挖掘榜樣力量、愛國情懷等思政元素；儀器應(yīng)用方面可挖掘職業(yè)道德、社會(huì)責(zé)任類的思政元素，結(jié)合社會(huì)熱點(diǎn)，如“毒奶粉”“環(huán)境污染”“鎘大米”等等，明確培養(yǎng)檢測工作者職業(yè)道德、社會(huì)責(zé)任感的重要性；再如，開展實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，學(xué)生操作練習(xí)階段可挖掘合作精神、綠色環(huán)保等思政元素；撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，可挖掘尊重科學(xué)、實(shí)事求是等元素，引導(dǎo)學(xué)生端正實(shí)驗(yàn)態(tài)度，養(yǎng)成良好的科學(xué)作風(fēng)。在教學(xué)方法上，應(yīng)注重創(chuàng)新優(yōu)化，將線上互動(dòng)、現(xiàn)場問答、課堂反饋等引入課堂，并將核心價(jià)值觀的精華滲透到教學(xué)之中，由知識(shí)層面上升到思政層面，使學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)接受思政教育，感受到化學(xué)中的人文精神，在潛移默化中達(dá)成教育目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)與思政聯(lián)合育人的成果[2]。

2.2 教學(xué)階段，納入思政元素

該階段要求教師結(jié)合課程內(nèi)容挖掘潛在的思政元素，從理論教學(xué)和實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中發(fā)現(xiàn)與思政的融合點(diǎn)，巧妙的將愛國主義、馬克思哲學(xué)、生態(tài)文明等元素融入其中，在無形中引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的三觀，達(dá)到協(xié)同育人功效。

1.融入愛國主義教育。化學(xué)教師應(yīng)積極響應(yīng)習(xí)總書記號(hào)召，在厚植愛國情懷方面下功夫，使愛國的種子在學(xué)生心中扎根，引導(dǎo)學(xué)生堅(jiān)定理想信念，聽黨話、跟黨走，為國家和人民做貢獻(xiàn)。在儀器分析的課堂教學(xué)階段，教師應(yīng)努力傳承愛國精神，引導(dǎo)新一代青年創(chuàng)新發(fā)展，根據(jù)所學(xué)知識(shí)將愛國主義元素融入知識(shí)點(diǎn)教學(xué)中。例如，國內(nèi)氫化物-原子熒光制造技術(shù)世界領(lǐng)先，充分展現(xiàn)出國內(nèi)科研人員能夠根據(jù)國家重大需求，持之以恒、自主科研與創(chuàng)新精神。在學(xué)習(xí)原子熒光光譜儀知識(shí)時(shí)，教師便可講解國內(nèi)科研人員的愛國情懷與創(chuàng)新精神，再結(jié)合最近幾年遭遇的新冠疫情，我國醫(yī)療工作者為戰(zhàn)勝病魔做出的杰出貢獻(xiàn)等，使學(xué)生的民族自信、責(zé)任感得到充分激發(fā)；

2.融入馬克思主義哲學(xué)。在儀器分析教學(xué)中，教師可引入2017年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的案例，對(duì)獲獎(jiǎng)?wù)咴诶鋬鲭娮语@微鏡技術(shù)方面的突出進(jìn)展進(jìn)行表彰，以超高分辨率確定溶液中的分子結(jié)構(gòu)，為生理醫(yī)學(xué)、生物學(xué)發(fā)展提供技術(shù)支撐。這一案例的引入不但使學(xué)生了解到前沿技術(shù)，還在無形中引入了馬克思哲學(xué)中的“現(xiàn)象與本質(zhì)”原理，以儀器設(shè)備為載體，透過物質(zhì)表象探尋內(nèi)部結(jié)構(gòu)與本質(zhì)，反之還可通過物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)本質(zhì)探尋物質(zhì)的表象，使學(xué)生學(xué)會(huì)站在哲學(xué)角度探究化學(xué)問題，了解事物本質(zhì)與表象間的深層聯(lián)系；

3.融入生態(tài)文明。生態(tài)文明主張尊重和保護(hù)自然環(huán)境，要求人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)要在生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)的基礎(chǔ)上開展，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共存。以往社會(huì)發(fā)展對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，尤其是工業(yè)“三廢”更是嚴(yán)重威脅了全球的自然環(huán)境，要想改善現(xiàn)狀，必須先要知道“三廢”是什么？有多少？才可制定針對(duì)性治理措施。該項(xiàng)工作的開展離不開儀器技術(shù)的支持。例如，在學(xué)習(xí)色譜法測定環(huán)境內(nèi)氟氯烴類氣體時(shí)，便可引入生態(tài)文明教育元素，引導(dǎo)學(xué)生在掌握專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，樹立環(huán)保意識(shí)，為綠色可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。為了創(chuàng)建綠色化學(xué)課堂，與傳統(tǒng)化學(xué)分析相比，當(dāng)前儀器分析方法中盡量減少試劑的用量。在基礎(chǔ)試驗(yàn)中，針對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行改進(jìn)。例如，在紫外光譜教學(xué)中，將“苯酚紫外光譜定量測定”變?yōu)椤袄野彼帷⑸彼崤c苯丙氨酸的紫外光譜分析”，在后續(xù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，師生共同設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)也要考慮到方案中藥品劑量、毒性以及廢液集中回收等問題，引導(dǎo)學(xué)生樹立守護(hù)美麗家園的意識(shí)，強(qiáng)化社會(huì)責(zé)任感[3]。

2.3 評(píng)價(jià)階段，實(shí)施思政考核

在課堂教學(xué)完畢后還應(yīng)注重評(píng)價(jià)階段的思政滲透，可創(chuàng)建思政考核制度，為教師參與課程思政育人提供更多便利，強(qiáng)化課程思政功能，促進(jìn)課程思政有序?qū)嵤Ｒ环矫妫盒?duì)教師的考核，重點(diǎn)對(duì)課程思政的落實(shí)、與知識(shí)結(jié)合程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，將課程思政成果作為教學(xué)質(zhì)量的衡量指標(biāo)之一，針對(duì)課程與思政融合業(yè)績突出的教師提出表揚(yáng)，并給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)，如職稱評(píng)定優(yōu)先權(quán)等與教師利益相關(guān)的獎(jiǎng)勵(lì)。另一方面，教師對(duì)學(xué)生的考核。根據(jù)課程思政目標(biāo)設(shè)計(jì)考核內(nèi)容，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程思政教學(xué)的接受程度。例如，在儀器分析考核中，可確定合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)、維度與內(nèi)容，思政考核占比30%，包括實(shí)驗(yàn)態(tài)度、團(tuán)隊(duì)意識(shí)、環(huán)保意識(shí)等內(nèi)容，可為學(xué)生隱性學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)提供便利。

3 儀器分析課程中思政建設(shè)的實(shí)例分析

3.1 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h3>

以微量元素鋅含量的測定教學(xué)為例，采用原子吸收光譜法進(jìn)行測定，并明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹Ｒ皇且罅私夤庾V法的實(shí)驗(yàn)原理；二是掌握原子吸收光譜儀的操作方法；三是掌握原子吸收光譜測定前毛發(fā)樣品處理方式；四是利用光譜儀對(duì)自己頭發(fā)內(nèi)鋅含量進(jìn)行測量。通過上述目的的確定，不但可培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力，還可學(xué)會(huì)思考問題的方式，并將其應(yīng)用到學(xué)習(xí)、科研之中，鼓勵(lì)學(xué)生能夠選擇最佳方式獨(dú)立解決實(shí)際問題。

3.2 借助歷史引出實(shí)驗(yàn)原理

教師可借助原子吸收光譜發(fā)展史，為學(xué)生介紹實(shí)驗(yàn)原理，使學(xué)生在掌握該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展歷史的同時(shí)，理解其屬于暗線檢測的有效方法。1802年，五郎斯頓在研究太陽連續(xù)光譜過程中，無意間發(fā)現(xiàn)了光譜內(nèi)帶有暗線。1859年，柯西荷夫在研究堿金屬火焰光譜期間，發(fā)現(xiàn)鈉蒸汽發(fā)出的光通過低溫鈉蒸汽時(shí)會(huì)被吸收，根據(jù)鈉發(fā)射線與暗線在光譜內(nèi)位置相同的原則，確定太陽連續(xù)光譜內(nèi)存在暗線，主要因太陽外層大氣圈內(nèi)帶有鈉原子，可對(duì)太陽光譜中鈉輻射進(jìn)行吸收，由此產(chǎn)生暗線，到了1959年，電熱技術(shù)正式產(chǎn)生。學(xué)生通過原子吸收光譜的發(fā)展史學(xué)習(xí)，逐步掀開神秘的面紗，了解實(shí)驗(yàn)原理后，對(duì)光譜學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生濃厚興趣。

3.3 帶著問題開展實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)中需要對(duì)毛發(fā)樣品進(jìn)行預(yù)處理，為了吸引學(xué)生注意，教師同樣可借助歷史事件引出問題，即圍繞“光緒是否是中毒而亡？”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過對(duì)光緒發(fā)樣、骨骼發(fā)樣進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)測定結(jié)果存在較大差異。在毛發(fā)根部不存在砷，但在胃部周圍骨骼內(nèi)卻發(fā)現(xiàn)超過人體致死量200倍的砷，可見他的確是中毒而亡。由此可見，依靠現(xiàn)代科學(xué)可對(duì)歷史事件進(jìn)行證實(shí)。通過該事件的講解使學(xué)生日后走向法醫(yī)學(xué)、質(zhì)檢、刑偵等崗位時(shí)，能夠掌握一個(gè)重要的取樣知識(shí)，即個(gè)體、取樣位置、時(shí)間先后的不同均會(huì)產(chǎn)生不同的檢測結(jié)果。學(xué)生對(duì)此感到十分新奇，十分想了解自己毛發(fā)內(nèi)的微量元素，并興致勃勃的參與到后續(xù)實(shí)驗(yàn)中。在教師的指導(dǎo)下準(zhǔn)備好毛發(fā)樣品處理所需的工具和設(shè)備，先選取樣品，將其洗滌干燥后稱重，濕法消解后定容，學(xué)生在明確流程后十分積極的提取自己發(fā)樣，在實(shí)驗(yàn)中的參與度顯著提升。該環(huán)節(jié)的開展有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，在相互學(xué)習(xí)中共同進(jìn)步和提升。樣品檢測在實(shí)際操作中可能出現(xiàn)突發(fā)情況，教師應(yīng)加入安全元素，傳授學(xué)生安全知識(shí)，并強(qiáng)調(diào)在科研期間遇到危險(xiǎn)時(shí)應(yīng)冷靜沉著，針對(duì)原子蒸汽防護(hù)、乙炔塊安全使用等內(nèi)容細(xì)致講解。任何學(xué)習(xí)和生活活動(dòng)都要保障安全，在儀器操作期間，教師應(yīng)對(duì)乙炔氣瓶的特征性進(jìn)行講解，并在安全教育中加入嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、愛崗敬業(yè)等思政教育內(nèi)容[4]。

3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論

該環(huán)節(jié)教師對(duì)歷年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，采集最近5年的數(shù)據(jù)信息，采集對(duì)象中包括學(xué)生的師哥師姐、本年級(jí)學(xué)生，甚至還有學(xué)生的舍友等，引導(dǎo)學(xué)生意識(shí)到鋅含量與日常生活息息相關(guān)，激發(fā)他們的實(shí)驗(yàn)熱情，并在課后主動(dòng)延展學(xué)習(xí)。教師從眾多樣本中選出兩位毛發(fā)具有代表性的個(gè)例，A同學(xué)燙發(fā)，B同學(xué)熬夜。A同學(xué)檢測的是燙染過的毛發(fā)，結(jié)果顯示鋅含量為74.5ug·g-1，無法將其真實(shí)身體情況展示出來。因?yàn)槿梭w毛發(fā)生長速度為每月1.6cm，他需要在一個(gè)月后重新檢查，那時(shí)所得結(jié)果才可體現(xiàn)出真實(shí)的健康狀態(tài)。B同學(xué)的檢測結(jié)果仍然不樂觀，只有136.8ug·g-1，該結(jié)果為其身體狀態(tài)的真實(shí)反映。此時(shí)，教師為班級(jí)學(xué)生留下懸念，要求大家課下自行查閱文獻(xiàn)，為熬夜同學(xué)提供指導(dǎo)，此舉不但可引發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的好奇，還可增進(jìn)學(xué)生間的情誼，使其帶著“幫助他人”的目的學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，從而積極踴躍的查閱資料，增強(qiáng)集體榮譽(yù)感。

3.5 考核評(píng)價(jià)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)完畢后，為了檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，教師可制定過程考核機(jī)制，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)，培養(yǎng)高素質(zhì)人才。該項(xiàng)考核注重師生的“教”和“學(xué)”全過程的狀態(tài)的總結(jié)和反思，形成科學(xué)全面的過程考核機(jī)制，增進(jìn)師生互動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí)學(xué)習(xí)態(tài)度。考核項(xiàng)目、內(nèi)容與分值如下：對(duì)學(xué)生有無遲到進(jìn)行考勤，分值5分；在課堂預(yù)習(xí)檢查模塊，對(duì)儀器分析方法原理進(jìn)行提問，根據(jù)學(xué)生回答情況進(jìn)行評(píng)分，總分10分；在實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范方面，評(píng)價(jià)學(xué)生儀器操作正確性、樣品配制規(guī)范性，總分30分；考核實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄準(zhǔn)確性，分值25分；考核文字撰寫表達(dá)能力，分值25分；考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)衛(wèi)生習(xí)慣，分值5分。經(jīng)過課程思政的探索與實(shí)施，學(xué)生更加期待每一次實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師收到學(xué)生課后關(guān)于實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的問題反饋頻率增加，所提問題從原本的儀器原理開始朝著儀器構(gòu)造、方法創(chuàng)新等方面拓展。經(jīng)過思政元素的融入，學(xué)生養(yǎng)成了良好的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣，且團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、安全意識(shí)、環(huán)保意識(shí)得到顯著提升。從整體上看，思政與教育聯(lián)合育人效果顯著，值得推廣應(yīng)用[5]。

5 結(jié)論

綜上所述，在高職化學(xué)教學(xué)體系中，儀器分析作為必修課程，將思政元素融入課堂教學(xué)中有助于踐行立德樹人的根本任務(wù)，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，還可引導(dǎo)其形成正確的三觀，樹立專業(yè)自信。對(duì)此，教師應(yīng)注重該門課程中蘊(yùn)含的思政元素，將愛國主義、馬克思哲學(xué)、生態(tài)環(huán)保等內(nèi)容巧妙的融合課堂教學(xué)中。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，先要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模缓蠼柚鷼v史引出實(shí)驗(yàn)原理，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題開展實(shí)驗(yàn)，最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論與考核評(píng)價(jià)，并將思政元素滲透到全過程，真正實(shí)現(xiàn)思政與教學(xué)的有機(jī)融合，達(dá)成高職教育立德樹人的教育目標(biāo)。