高职分析化学《酸碱滴定》教学课程思政的实践探究
2023-01-15周殿芳周燕霞李朝晖何丽针谢青华
周殿芳, 周燕霞,李朝晖,何丽针,谢青华
(江西医学高等专科学校,江西 上饶 334000)
课程思政是顺应新时代发展,为培养特色社会主义接班人而提出的一种具有创新性的教育理念。根据中央2016年《关于加强和改进新形势下高校思想政治工作意见》、2017年《关于深化教育体制机制改革的意见》、2018年《高校思想政治工作质量提升工程实施纲要》的文件以及习近平总书记关于职业教育的重要指示:围绕立德树人根本任务,构建“三全育人”体系,做好高校思想政治工作;首先要用好课堂教学这个主渠道,其次教师充分把握显性教育与隐性教育相互融合,全面提升思想政治教育亲和力和针对性;使各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应。课程思政是一种先进人才培养的教育理念,是新时代为培养高素质人才和优秀职业技能人才的重要途经。党的十八大以来,习近平总书记高度重视并重点提出:务必要把思想政治工作和课程哲学元素融会贯穿于全部教育教学的过程[1]。高职教育的最终目的是培养学生成为兼具文化素质和职业技能的人,即培养具有工匠精神和热爱、专注并持续深耕的职业理论人才[2]。专业课程发挥着课程思政建设的载体作用,作为课堂教学实施的主体,每位教师以及每名课程,应当结合当前相关的社会问题,利用书本知识,充分发扬各专业的特长,从不同角度展开分析,把知识传授、思政教育和技能培养三者有机统一起来,从而培养学生良好的道德品质和职业技能[3]。
分析化学作为自然科学中的一个重要分支,在医药卫生、食品安全、能源科学、临床诊断等各个邻域都有着极其重要的应用。对于高职中医药院校学生而言,药品的含量和质量的控制、临床疾病的检验与诊断、药代动力学研究、中草药有效成分的分离与结构鉴定、药物制剂的研发等学科都离不开分析化学[4]。分析化学是药学类专业学生的专业基础课,是学生后续学习药物化学、药物分析以及天然药物化学的重要基础及这些知识的沟通桥梁。
课程本身就具有非常完善的知识体系,同时蕴含了大量的哲学元素和思政理论。同时为了更好地适应现代药学发展的需求,不断加强分析化学与药学之间的紧密联系是非常必要的。提高学生学习兴趣,引导学生从分析化学专业的角度去理解并解决实际存在的药学问题,最终达到专业与思政和技能同步发展。课程本身包含化学分析和仪器分析两大部分,内容丰富,知识体系完整、脉络清晰。药学专业学生学习该课程,需要掌握大量的基本理论、概念、方法和计算,能够准确树立“量”的概念,为以后的专业学习打下扎实的基础;同时分析化学课程蕴含着丰富的思政教育元素,承载着思政教育的功能。以学生发展为主,学生在生活和工作中可以学以致用,要求教师在教授该课程的时候能够做到兼顾培养学生对知识体系的全局性理解和科学的思维习惯,另外还需要加强并不断寻找到分析化学知识与思政元素的结合点及其两者的平衡点。
比如,概念中的酸碱质子理论、氧化反应和还原反应、金属性和非金属性、原电池的正负极和电解池的阴阳极等等均是对立而统一的关系[5]。再譬如,教师再教授氧化还原滴定的重铬酸钾法的过程中,可以引导学生认识金属铬属于重金属,而重金属的不适量排放会对环境产生污染,从而让学上认识并从自身出发保护环境,可以通过实验教学中的剩余重铬酸钾试剂进行环保收集,妥善处理,确保不当处理对环境造成污染,经过理论和实践加深环境保护意识的课程思政教育[6]。
在分析化学实践思政元素的过程中,需要不断结合医药专业的相关特色,对“酸碱滴定”的教学过程进行深入挖掘并融入思政元素,契合学生自身特点和学科特点,对理论教学进行实践探究。实践表明,分析化学课程思政有助于培养学生的文化素质和职业技能。希望通过思政案例教学,引导学生热爱祖国、遵纪守法、提升社会责任感、养成良好的药物研究职业道德。同时为满足新时代特色社会主义人才发展的需要,教师必须改革分析化学课堂的教学方法以及手段,在课堂上悄无声息的融入思政教学,多采用启发式、自主探究式、项目教学法、研讨法、角色扮演法、互动式教学。
1 教学设计
课堂教学中,化学分析主要包括四大滴定分析方法,四大滴定分析方法之间具有一定的规律性和相似性,进行学习时,可以引导学生由表及里,从现象到实质,进行联想学习,同时对于具体问题进行横向比较,探寻其中的共性,分析具体现象,最终总结原理,归纳共性。
酸碱滴定相对其他滴定而言,操作简便、快速,有足够的准确性,因此,在生产和科学研究中广泛使用。高职药学专业的学生在无机和有机化学基础上学习分析化学,其中酸碱滴定是几种化学分析方法中的第一章内容,起到一个承上启下的作用,也是重要的一个定量实验,是从定性过程到定量过程的重要转变,这章内容可以加强学生对待实验和定量严谨性的认识。同时学好酸碱滴定对后面的定量学习起到一定的作用,可以帮助理解四大滴定的共性和区别。
1.1 教学目标及重难点
学生需要掌握酸碱反应的原理(包括酸碱反应理论发展的过程,理解酸碱质子理论以及酸碱中和反应的实质);学生掌握酸碱滴定实验的滴定终点的计算方法以及如何判断终点;可以根据酸钾滴定的终点选择相应的指示剂。通过酸碱滴定计算的学习,学生感受“准确性”在定量实验中的意义,了解滴定法在生活、生产、科学研究中的广泛应用。其中酸碱反应的原理,终点的判断,酸碱指示剂的选取是重点和难点。
难点突破:在酸碱滴定原理的学习中,可以让学生从简单再到复杂的。譬如要求学生书写三种不同的酸和氢氧化钠反应的化学方程式和离子方程式,引导学生分析中和反应的实质,根据分析列出酸碱恰好反应时酸碱物质的量之比与它们计量数之比的比例关系,深入理解酸碱滴定的本质和变化过程中的相关量的变化规律,从而推到出酸碱滴定的计算依据和计算公式,并根据溶液变化规律,确定滴定终点的判断方法。
1.2 教学方法
首先课前在超星学习通设置一些问题,学生预习相关内容并进行回答问题;课堂上播放相关视频并寻找酸碱指示剂来源以及讨论,理解和总结酸碱指示剂如何使用;对于酸碱滴定终点判断的这个难点,通过具体的盐酸和氢氧化钠的滴定计算慢慢引导学生从量变到质变的认识。最后学生通过未知酸或者碱的测定,养成全面思考问题、善于合作分析问题和解决处理问题的能力;在解决酸碱滴定过程溶液的酸性碱性时,养成细致认真的实验态度和实事求是的科学精神。
2 抛砖引玉,课程导入
课前在超星学习通上发布问题,问题一:查阅相关资料和文献,总结酸碱理论发展的历程;问题二:生活中哪些药物显酸性,哪些药物显碱性;问题三:酸碱中和反应的实质。
课堂开始,对于问题一,根据学生的查寻,从时间上整理:1887年,由瑞典化学家阿伦尼乌斯首次提出了酸碱电离理论;1923年,丹麦化学家布朗斯特和英国化学家劳瑞提出了酸碱质子理论;同年美国物理学家路易斯提出了酸碱电子理论。酸碱理论的发现过程是不断演变的,这个过程符合我们探寻科学真理的发展过程,真理符合否定之否定规律,并不是一成不变的。通过这个问题,培养学生在平时的科学研究或者学习中需要不断否定之否定,探究事物本身的真理。通过问题二,学生列举具体哪些药物显碱性,哪些药物显酸性。把抽象的理论转化为学生可接触的日常用品。文化素质的培养最好是贴近学生的日常生活,用可感知的、实物实情感化学生、教化学生,激发学生热爱生活、探究生活,并让学生参与思政的学习活动。学生通过问题三的学习,凡是电离出的阳离子都是H+的物质都是酸,凡是电离出的阴离子都是OH-的物质都是碱,酸碱的中和产物就是盐和水。引导学生明白酸碱的对立统一性,知道它们之间既是不同的,但是同时又有着千丝万缕的联系,可以通过质子的得失达到实现酸碱之间的转化。培养学生在科学的道理上,我们需要学会分析、学会批判、学会求证,不断探索、不断创新、不断进步。
3 教学过程,发掘思政元素
3.1 酸碱指示剂
酸碱滴定的测定原理是基于酸碱中和反应,所以凡是影响酸碱中和反应的因素都会干扰测定结果的准确性。为了得到可靠的实验结果,必须选择合适的指示剂。在学生充分理解酸碱反应的实质后,引导学生如何选择指示剂去判断酸碱反应的终点。
利用多媒体技术播放视频《波义耳与指示剂的发明》的小故事,指导学上在观看过程中找出如下问题答案:
(1)当波义耳发现紫罗兰花瓣变成红色,根据这一现象他提出什么猜想?
(2)波义耳通过各种酸与紫罗兰花的实验,得出的结论是什么?
(3)请同学们回答波义耳发现石蕊试剂是偶然的过程还是必然的结果吗?请说明理由。
(4)玻璃清洁剂,洁厕灵,肥皂液,洗发水中可以使石蕊试剂变成红色的是哪一个?
总结学生的回答,引导学生不仅仅要看视频具体的内容,还要透过内容对这些表象进行思考,分析其内在的本质。从而引入酸碱指示剂的作用原理进行系统学习:第一,酸碱指示剂一般为有机弱酸(碱);第二、共轭酸碱对(酸式结构和碱式结构)两种结构颜色不同,从而确定可以用来指示终点;第三、酸碱滴定过程中随着溶液的pH变化,指示剂结构引起改变,从而导致溶液颜色的变化。这样学生既可以更好地掌握酸碱指示剂的变色原理,又可以通过视频内容增加趣味性,贴紧生活,从而理论联系实际加深理解。同时通过视频中的故事,引导学生向科学家学习,培养从生活中的细微处探究并发现真理。
3.2 酸碱滴定过程pH的变化
对于过程的计算,采用板书书写的教学方式,逐步推理中学生可以独立思考,加深并整体把握重要知识点。酸碱滴定分析过程中,包括终点前、终点时、终点后。终点前和终点后溶液的pH是在一定的范围之内,均是在酸性范围或者碱性范围;而对于终点时,溶液的pH有一个非常明显的酸性突变到碱性或者碱性突变到酸性的过程。
同时,对于这个过程而言,单纯用分析化学的理论观点或者是简单的计算过程来讲,往往显得苍白,比较晦涩,难以理解;也容易导致学生在一段时间后大多会遗忘。
对于滴定分析中滴定曲线及突跃范围这个重点难点的讲解,可通过量变和质变的相对辩证关系来引导学生学习:质变是量变的逐渐积累和必然结果。引导学生在计算pH的变化过程同时运用量变到质变的思政元素,学生可以在学习专业基础知识的同时,很容易理解知识中蕴含的哲学元素。对比pH的变化数值,可知量变是逐渐的、不显著的变化过程;而质变是一种快速的飞跃,往往在数值上表现的很明显。这样可以让学生深刻理解理论知识,又可以提高思维辨析能力。这样既让学生深刻理解理论知识,同时又能获得思维能力的提升,从而可以更好地理解并记忆。
4 结 语
教师不仅要传授给学生相关的学科专业知识,最主要是传授其正确的思维方法、科学的研究方法以及对科学发展的正确探索途径及其解决问题的能力。在分析化学教学过程中开展课程思政教育:培养学生利用哲学思维去了解分析化学的理论、原理和掌握具体的研究方法,同时在实验过程培养学生的理论和实践相统一思想。这样既有利于培养学生科学的世界观及人生观,同时在学习学科知识的基础上进一步培养学生的辩证思维能力。同时,分析化学是高职医药院校相关专业的必不可少的专业基础课,在实验教学和理论教学过程中,需要不断强调实验技能,以此培养学生的职业技能,最终达到完善学生的文化素质和职业技能的双功能。