师范院校结构化学课程思政建设探索*

耿 华，魏留芳，周 晶，段雨爱，廖 奕，常 华

（1.首都师范大学化学系，北京 100048；2.北京师范大学朝阳附属学校，北京 100192）

0 引 言

习近平总书记指出“高校思想政治工作关系高校培养什么样的人，如何培养人以及为谁培养人这个根本问题”［1］.首都师范大学作为孕育教师的殿堂，始终牢记这个根本问题，认真贯彻“立德树人”，在整个教育教学过程中渗透思想政治工作，构建全员全程全方位育人大格局，将显性教育和隐性教育相统一，形成协同效应［2］.

在专业课堂中实施课程思政建设，依托课堂“主战场”，以专业知识为载体，通过课堂教学“主渠道”，对大学生进行思想政治教育，完成全面提高人才培养质量的重要任务［3］.关于大学化学课程思政建设，物理化学［4］、有机化学［5］和分析化学［6］等分别围绕学科特点，挖掘出适合本学科的思政元素，进行了课程思政的教学尝试.结构化学课程是从原子、分子水平出发，深入到电子层次，研究物质的微观结构及其宏观性能，并阐述二者结构性能关系，属于化学专业必修的一门基本理论课程.由于课程内容较为抽象，所以在课程思政建设方面的研究不多见，黄钦等［7］围绕四个自信、辩证唯物和创新思维对结构化学课程进行课程思政建设.目前，有关师范生的结构化学思政教育的现状存在不系统、不深入的问题，师范生需要在职业技能得到发展的同时，发展职业道德教育［8］.课程思政建设就是解决这个问题的利器.结构化学通常在大学三年级开设，这个阶段正是学生“考研”和“找工作”二选一的关键时期，需要辩证思维帮助学生厘清实现自我价值与社会需求的关系［9］.而辩证思考问题的方式，恰是结构化学课程思政建设的一个重要元素.通过课程思政与学生的实际生活相联系的教学方式，有助于提高专业理论课的学习效率［10］.因此，本文针对师范院校结构化学课程的思政建设进行探索，以期达到“立德树人”的培养目标，为中小学学科教育培养优秀的师范人才.

1 课程思政元素挖掘

结构化学是研究物质的结构及其变化规律的科学，所蕴含的思想价值和学科本质都是该课程富含的思政元素.本文构建的课程思政体系，包含思政目标、思政元素、课程内容、课程实施和课程内容所在的章节.学科课程思政体系的构建和实施方式可以有2种：以课程章节和环节为核心，将课程思政元素融入其中；以课程思政元素为核心，将相关的课程内容和环节有机呈现.鉴于结构化学的学科逻辑性很强，本校课程体系的架构采用了后者，在实施的时候采用了前者.这样既凸显了课程的逻辑性，也融合了课程的思政性.课程思政体系的构建过程从课程思政元素出发，设置课程思政目标，然后实施课程内容环节.

结构化学课程思政元素与课程内容的融合列于表1.本课程以《结构化学基础》［11］为教材，课程思政主要包括：人文积淀、人文情怀、理性思维和批判质疑等18个元素，其落实是借助课程内容和课程环节实现.前者落实的思政元素与学科的相关性较强，后者落实的思政元素通识性较强，二者相互协同，促使思政元素的落实.如：通过微观粒子的波粒二象性，引导学生理解对立统一的认识方法；通过抽象一维势箱模型，体会理论模型与实际大分子体系的实践验证相统一；通过学习晶体的对称性结构、几何结构和探测微观结构等，理解物质是相互联系和多样化的；通过课堂总结，培养学生对知识积累的意识；通过备课环节体现学生的异质性，体现人文关怀；通过作业反馈，锻炼学生审视自我的习惯，培养学生勤于反思的能力.

表1 结构化学课程思政元素与课程内容的融合

2 课程思政教学实践

2.1 讲解量子力学中外发展史，理解科学方法论

在传授知识的同时，介绍量子化学发展史，学习科学家勇于探索的精神，由师生共同创造一种崭新的价值理念.1901年，量子化学从普朗克“离经叛道”的能量量子化假设开始；1923年，通过类比实物粒子与光子，德布罗意提出实物粒子的波粒二象性；1925年，海森堡创立了矩阵力学，随后，狄拉克与薛定谔建立了微观粒子的运动方程，从而奠定了量子力学的基础.随着新中国的成立，中国的科学家也登上了量子力学发展的舞台.1956年，徐光宪等给出改进的多电子原子结构的电子排布规则；70年代初，唐敖庆与江元生先生提出了分子轨道图形理论的“唐-江定理”，即本征多项式的计算、分子轨道计算和对称性约化，不论是量子计算还是对有关实验现象的解释，均表达为概括性高、含义直观和简便易行的分子图形的推理形式，被国际上誉为“中国学派”，并被称为中国量子化学之父.1981年，唐敖庆被聘为国际量子分子科学研究院院士，2020年，国际小行星委员会批准，将第218914号小行星永久命名为“唐敖庆星”，彰显其爱国敬业、为科研与教育事业奉献终生的精神.通过理论联系实际的方法，讲述解决微观粒子运动规律的量子力学理论与中国科技创新，发展中国自主创新纳米级芯片关系.学习科学家报效祖国、满腔热情的赤子之心，激发学生对科学问题的实践探索性思考，潜移默化地激发学生的科技创新、振兴中国的雄心壮志.

2.2 改进教学方法，培养学生的科技创新能力和责任意识

由于结构化学抽象性内容较多，教师需要通过多种教学方法协同教学.（1）探究式教学.通过分享“普朗克与普朗克常数的故事”“光电效应”“薛定谔的猫”“玻尔和哥本哈根学派”等短视频，辅助量子力学4个经典实验的教学，学生从实验入手，探索研究微观粒子的运动与实际生活的联系.借助实验，体验扫描隧道显微镜放大倍数可达千万倍，纳米级别的针尖可以观测物体表面的“原子”.最终总结得到“微观粒子运动特征”的思维导图，从而厘清知识的脉络.（2）互动式教学.量子力学教学时，将学生分成数个学习小组，针对经典力学与量子力学的大论战进行讨论，讨论量子力学诞生的驱动力.通过对微观粒子运动规律的辩论，感受微观粒子与宏观物体运动的不同，体会量子力学理论发展的困惑与必要性.作业内容与课题讨论交流结合，培养学生的创新思维.（3）任务驱动式教学.在第2章“单电子原子结构”教学中，教学目标定为：理论联系实际认识原子光谱，并应用其鉴定物质的化学成分.该目标由2个任务束完成.任务1，首先教师讲授原子光谱和光谱项，学生自主学习原子光谱的应用，查阅文献找1篇原子光谱分析化学成分的实例，培养学生的乐学善学能力和处理信息技术的能力；任务2，以“奥本海默近似（原子核固定假设）”为契机，介绍被誉为“原子弹之父”物理学家奥本海默，围绕“该不该造原子弹”进行课堂讨论，培养学生科技创新意识与社会责任意识.（4）项目式教学.在教师指导下，由学生相对独立地完成某一章节内容的学习，即以项目为主线、教师为引导、学生为主体.如第2章教学，针对不同的问题分配项目任务：调研原子结构的发展史，突出下一代原子结构模型代替上一代的证据，锻炼批判质疑的精神；理解单电子原子的能量与波函数形式，讲解薛定谔方程的建立，补充求解该方程需要的数学知识，学生练习求解类氢原子的波函数，培养其理性思维；认识量子数的物理意义.利用角落学习的方法分组进行学习，分别进行主量子数、角量子数、磁量子数、自旋量子数、自旋磁量子数、总量子数和总磁量子数的学习，同时还进行组间交流，选择一组学生进行课堂分享，教师点评，调动学生的积极性，强调自主学习，锻炼学生的团队意识和合作能力；绘制波函数和电子云的图形.锻炼学生的信息技术能力、质疑能力并提高学习能力；成果展示和分享.学生依据评价量表进行展示、分享和评价.加强了学生自学能力和创新能力的培养.

3 结束语

本文对师范院校结构化学课程思政进行探索，充分挖掘与教材内容融合的课程思政元素，在教学实践中，教师应根据不同课程内容选择不同教学方法，让学生更加主动地学习，将课程思政在课堂中融合.目前，本校结构化学的课程思政建设还在摸索阶段，而课程思政建设评价的首要标准是人才培养效果.因此，需要将现代科技与结构化学紧密结合，才能更好地达到培养创新人才的目标.下一阶段，课程思政建设的重要内容应是课程评价，从而实现“教、学、评”的一致性.