无机及分析化学课程思政的实践

苗金玲，范迎菊，朱沛华

（济南大学化学化工学院，山东 济南 250022）

学生的“德、智、体、美、劳”全面发展一直是我国教育的目标和方针，其中“德”是做人根本，在五育中处于首要位置。高等教育阶段是学生接受系统教育的最后阶段，不仅是学习文化知识的最后教育阶段，也是精神、道德、人格方面逐步定型，进而走向社会的最后准备阶段。为塑造学生正确的世界观、人生观、价值观，《高等学校课程思政建设指导纲要》中明确指出高校中“各类课程与思政课程同向同行，将显性教育和隐性教育相统一，形成协同效应，构建全员全程全方位育人大格局”。[1]

无机及分析化学是我校面向化学工程与工艺、高分子材料、环境科学等专业开设的核心专业基础课，课程内容包括无机化学和分析化学的基本概念和原理。本课程的授课对象是大学新生，平均每年授课人数达1000人。此阶段学生的价值观、人生观和世界观尚处于发展期，学习和生活也处在从“圈养”到“散养”的过渡期，自主学习和独自面对生活的能力有限，一旦遇到挫折，容易导致三观偏离正确轨道。另外，虽然这些学生选择了化学相关专业，但是他们对专业的认识依然是懵懂的、表面的，更谈不上对专业的认同和热爱。学生的这些特点每一位任课教师在授课之前都已熟知，因此在“课程思政”概念提出之前，出于传道授业解惑的责任感，在授课过程中都会融入一些思政元素。自2016年“课程思政”理念提出之后，教研团队综合学情、学校人才培养目标和教育部指导精神[1]，进一步确立了课程的思政育人目标：激励学生民族自信心和自豪感，厚植家国情怀；引导学生养成正确的价值观、人生观和世界观；提高学生的专业认同度和热爱度；培养学生职业道德，提升学生的职业素养。为实现此目标，我们广泛挖掘和积累思政元素，博采众长。通过不断努力，将纷杂的思政元素归类总结，创建了全新的思政课程内容体系，育人效果明显，课程也被评为校级课程思政示范课。

1 思政内容设计和实施

1.1 通过介绍中国科学家的贡献，激励学生民族自信心和自豪感，厚植家国情怀

科学虽无国界，但科学家有国籍。科技是一个国家强大的体现，近代中国由于种种原因，科技发展缓慢，许多科学家抱着科技强国的信念，不懈的努力，为我国科技发展做出了杰出贡献。在课程的有关章节，向同学们介绍我国有关科学家的事迹，树立他们的民族自信心和自豪感，激励他们的科技强国理想信念和使命担当。例如唐本忠院士勇于创新，敢领世界之先的事迹。唐本忠院士发现有些发光化合物在溶液中与溶剂分子的作用导致其发光淬灭，但固体分子间的相互作用使发光增强，他把这种现象称为聚集发光现象。自此概念自2001年提出后，得到大批研究者跟随。令我们自豪的是此领域的研究工作一直是国人在引领，这是新中国成立以来少有现象。说明中国的科技在崛起，未来可期。表1（P87）中列出我们融入课程中的6位院士的贡献。

表1 课程教学中融入的我国科学家的贡献和知识点设计

1.2 利用科学家经历，引导学生正确价值观和人生观的建立

任何人的成长都不是一帆风顺的，即使很有成就的科学家也会经历磨难。关键是要让学生认识到“宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来”，要有直面困难和挫折的勇气和战胜困难的决心。很多科学家的经历可以给学生人生的启迪。比如，原子结构部分，微观粒子具有波粒二象性是我们今天普遍认可的理论，是由法国物理学家德布罗意提出的，但是德布罗意最初提出此观点时，并未获得认可，因此他的博士论文答辩仅以低分通过，直接影响他的工作和生活。但他始终坚持自己的观点，直到后来其理论被实验证实，才得到认可，他也因此获得诺贝尔奖。再如另一位瑞典科学家阿伦尼乌兹，他在自己的博士论文中提出了电离理论，完全颠覆了当时的科学权威法拉第的理论，很多人予以否定，以至于他的博士论文经历两次答辩。第一次答辩时，他的导师提出，电解质在水溶液中自动电离的观点是十分荒唐的，纯粹是空想。可想而知，他未通过第一次答辩。幸好当时得到了来自德国、俄国和荷兰的化学家的赏识，使他重拾信心。也是来自国外科学家的支持，使他通过了第二次答辩。他接下来与他人合作，证明了自己理论的正确性，也因此获得诺贝尔奖，最后成长为化学界泰斗。德布罗意和阿伦尼乌兹的励志成长经历告诉我们，没有人随随便便就能成功，雨后才能见彩虹。

1.3 利用科学发展史，引导学生树立辩证唯物主义世界观

科学自哲学中孕育而生，科学发展史中处处蕴藏着哲学。通过科学史内容的教学，可以引导学生树立辩证唯物主义世界观。如在绪论部分，讲解无机化学发展史。17世纪后半叶，随着人们对燃烧现象的研究，化学终于脱离了炼金术，成为一门独立的学科，但最先发展起来的却是一个错误的学说—燃素说。燃素理论认为，火是由无数燃素构成的物质实体，任何与燃烧有关的化学变化都是放出或吸收燃素的过程。燃素理论用假想的并不存在的燃素来解释燃烧现象，颠倒了真实关系，把金属煅烧与氧化合的过程，看成是金属分解和释放燃素的过程，金属成了锻灰和燃素的化合物。但随着称量技术的发展，人们发现金属锻灰的质量大于金属的质量，再加上人们逐渐认识到空气的成分并不单一，特别是当拉瓦锡发现燃烧与空气中氧气的关系后，燃素学说退出了历史舞台，氧学说登台。也是在这个阶段，人们第一次对元素有了科学的认识，随着人们发现和认识的元素和化学反应越来越多，为了解释元素间的反应，原子论应运而生。原子论认为，原子是化学反应中不可再分的最小微粒，原子量是元素的基本特性。从此开启了原子量测定的序幕，门捷列夫正是通过对元素原子量和性质的分析，创建了元素周期表。时间来到20世纪，人们发现原子并非不可再分，而是有着复杂的结构。在20世纪初的二十多年间，人们对原子结构的认识，经历了从肯定到否定，再肯定到再否定的多次循环，最终建立了量子力学模型。整个无机化学发展史，体现了事物的发展并非直线的，而是螺旋式上升的一般规律。再如，人们对酸碱的理论的探索，为解释什么是酸碱和揭示酸碱的反应本质，先后创建了四个理论。理论的涵盖范围越来越广泛，体现了人们认识事物的一般规律：由浅入深、由表及里、由此及彼的不断深化的过程。

1.4 利用多种要素，激发学习兴趣，提升职业热爱度和认同度

爱因斯坦曾说“兴趣是最好的老师”，向同学展示化学的“有用性”和“有趣性”，可以激发学生学习的兴趣，对职业的热爱度和认同度自然会得到提升。为完成此目标，我们综合利用了生活、影视剧、学科前沿和时政中各种化学要素。如人体血液的pH值保持在7.35-7.45，弱碱性。一些商家断章取义，开始卖碱性水，通过电视广告大力宣传，受到不明真相的消费者热捧。通过缓冲溶液知识的学习，学生很容易就发现碱性水是伪科学。除了碱性水广告外，还有一个广告—加氟牙膏，通过沉淀溶解反应部分的学习，学生会发现加氟牙膏真的对坚固牙齿有利，这两个案例让学生明白化学就在我们的生活中。下面这个例子，我们可以用来引导学生改变化工“不美”的印象。在讲到沉淀的生成时，为同学们播放化学工作者梁琰拍摄的“美丽化学”中唯美的沉淀反应，画面赏心悦目，让学生感受到化学反应的“美”。为了突出化学的有趣性，我们也结合人们喜闻乐见的影视剧进行授课。如硼族元素中的镓单质，在30℃以上可变为液体。最新研究发现，液体镓可吞食金属铝（生成合金），在电解质中形成原电池，在自身电力的驱动下，能够自主快速运动和变形[3]，就像科幻片《终结者2》中的液体机器人。在学习镓熔点极低的性质后，引入对液体镓的最新研究成果，对比其性质与液体机器人的相似性，利用生动有趣的视频，点燃学生学习兴趣的同时，提升其专业热爱度。我们还利用时政结合学科前沿，激发学生的学习兴趣。如为了保护人类共同的生态环境，我国向联合国承诺，争取2030年碳达峰，力争2060年碳中和，这将是我国很长一段时间奋的斗目标。为了达成此目标，我们除了可以减少二氧化碳的排外，也可以通过二氧化碳的综合利用，变废为宝。我国科学家通过努力，成功将二氧化碳转化为淀粉[4]，这也就预示着我们将来可以靠二氧化碳制造粮食。在讲到碳族元素时，可与碳达峰和碳中和时政结合，一起憧憬化学反应将会给我们带来的美好未来，学生的使命感油然而生，学习动力也得到提高。

1.5 利用化学事件，进行工程伦理教育，提升社会责任感

化学是一把双刃剑，有“好”的一面，也有“坏”的一面，关键是如何避免其坏而利用其好。很多化工事件的发生都源于人类为了追求利益最大化，置工程伦理而不顾，缺失社会责任感造成的。比如，70年前在日本水俣地区爆发的汞中毒事件。1956年左右，日本水俣地区发生诡异的猫病，猫染病后，在地上痛苦的挣扎，最后忍受不了痛苦，纷纷跳海自杀，接下来很多人也出现了和猫一样的病症。最后查明，罪魁祸首是当地氮肥工厂未经处理直接排放的汞。这些汞进入河流后，在生物体内转化为更毒的甲基汞，侵害生物中枢神经系统，导致病症的发生。而即使在查明原因后，日本政府也毫无作为，而企业为了自己的利益，置他人的利益于不顾，继续肆无忌惮的排放含汞污水长达12年。2013年，联合国环境规划署通过了旨在全球范围内控制和减少汞排放的国际公约《水俣公约》，就具体限排范围作出详细规定，以减少汞对环境和人类健康造成的损害。在学习元素化学部分时，播放水俣病视频，介绍《水俣公约》，引导同学们认识缺乏责任感，造成多么悲惨的后果。而在我国发生的天津港“8·12”瑞海公司危险品仓库爆炸事故，也是由于经营者为了自身利益，缺乏责任感造成的。调查表明，事故直接原因是瑞海公司危险品仓库运抵区，集装箱内的硝化棉由于湿润剂散失出现局部干燥，在高温等因素的作用下加速分解放热，积热自燃[5]，导致堆放于运抵区的硝酸铵等危险化学品发生爆炸。直接责任是瑞海公司严重违法违规经营，无视安全生产责任，非法建设危险货物堆场[5]。在元素化学氮族元素部分引入此事故案例，引导学生树立做有责任感的化学工作者的信念。

2 结语

我们结合学生的特点、人才培养要求和教育部指导精神，确定了无机及分析化学的思政培养目标，利用多种思政元素，引导学生树立正确的三观，培养学生的家国情怀、工程伦理和社会责任感，提升他们的专业热爱度和认同度。进行课程思政改革后，无机及分析化学课堂学生的“抬头率”和听课率明显提高，程教学效果有明显提升。问卷调查显示，学生认为进行课程思政改革后，授课内容“更加丰富有趣，理论同实际应用联系紧密，开阔了视野。能够引导学生积极思考，激发学习积极性，加深了对专业认识和理解，更爱自己的专业了。”课程教学对学生的后续学习起到了良好的推动作用。大一结束后，80%的学生选择进入教师实验室从事科研活动。大二以后，很多学生积极参加各类科研和创业赛事，屡获佳绩。今后，我们还会进一步挖掘思政元素，提高思政教学水平，将更多思政元素巧妙融入课程内容，将课程思政做细做强。力争与思政课程同频，协同完成树德立人的伟大目标。