多部门联动构建基础化学实验课程思政教学体系*

2023-09-11欧金花颜娇娇刘宏伟吴锦杨胡波年

广州化工 2023年10期

欧金花，颜娇娇，刘宏伟，吴锦杨，胡波年

(湖南工学院材料科学与工程学院，湖南衡阳 421002)

基础化学实验课程，包括《无机化学实验》《有机化学实验》《分析化学实验》和《物理化学实验》，经过学校几代人的建设发展，已经形成了完整的教材体系、教学大纲、教学课件、测试和习题库等较完整的教学体系。但是，由于课时紧张，课程的重点是对基础实验课中的基本理论知识、问题分析和实验技能等知识进行讲解和论述，使学生在系统掌握四大基础实验课程的基本实验技能、培养他们观察能力、手脑协调能力以及实事求是、严谨认真的科学态度，为后续专业课的学习打下扎实的基础。

但是，从“课程思政”的要求来看，基础化学实验课作为化学、环境、材料专业的基础实验课程，对于课程思政元素的建设、引入和体系建设还不足，对提高本科生的化学实验技能学习兴趣、专业自豪感、民族自信心、创新意识的培养的内容还远远不够。

为激发和提升学生学习兴趣和学习动力，为实现在潜移默化中对大学生进行思想政治教育，本研究以四门基础化学实验课作为一个体系，构建多部门联动多层次的思政教学体系。

1 教学体系构建的意义

基础化学实验是化学工程与工艺、应用化学、安全与环境、高分子材料、复合材料、无机非金属材料等专业大类主干基础课程。本工作以实验技能为教学背景，使学生在理论和实践上掌握化学实验操作的基本过程和原理，进而完成相应的实验设计和实验现象的论证，提高分析问题和解决问题的能力。我校本科生从大一上学期就开始学习基础化学实验，一直到大二下学期完成四大基础化学实验课程的学习。因此，基础化学实验系列课程的课程思政可持续两年共四个学期开展，建立一个递进式的教学模式，对化学、材料专业学生课程思政教学局域重要意义。

2 教学体系构建的目标和思路

本项目将以基础化学实验系列课程的思政教学体系构建为目标，探索教研室-实验室协同建设新模式，建设基础化学实验一流课程思政教师队伍，建立多层次递进式《基础化学实验》系列课程思政案例库，开展适用基础化学实验系列课程的全方位多角度渗透式课程思政教学模式。

2.1 建立教研室-实验室联合建设新模式，建设一流思政教师队伍

一流的师资队伍是保障课程思政实施效果的关键，探索建立教研室、实验室和党支部共同建设的新模式，通过党支部活动提高党员教师的道德素养，通过课程思政研讨为党支部特色党日活动提供素材和载体，协同发展，共同推进，发挥名师作用，带动其他教师，建设高水平的基础化学实验思政教学团队，是确保基础化学实验课程思政教育与其他课程同向同行、协同育人的人才资源保障。我校基础化学实验系列课程的相关老师12名，承担教学课程的老师中，有10人为党员，覆盖材料科学与工程、化学与环境工程学院。因此，教研室、实验室和党支部经常一起举办支部和教学会议，实现党支部和教研室联合协同建设。课程思政教学队伍的建设是将课程思政建设的成果推广应用到各个班级的前提条件。思政教学内容的实施，需要每位教师都能很好地利用教学的各环节、各方面，树立从“专人思政”转向“人人思政”，实现“教学”到“教育”的转变，长期不懈潜移默化地加强对学生的思政教育，切实坚持立德树人，把培育和践行社会主义核心价值观融入教书育人全过程，实现全程育人，全方位育人，加快基础化学实验思政教学的进程。

2.2 建立丰富的《基础化学实验》课程思政案例库

根据我校基础化学实验系列课程的特点和毕业要求，从全方位、多角度进行多层次递进式课程思政案例库的建设。

(1)从名师故事案例角度收集。例如，中国物理化学的一代宗师黄子卿先生。黄子卿在获得博士学位后，麻省理工学院化学系主任、芝加哥大学原子能研究所负责人，都想留下风华正茂的黄子卿，他们说：“你的国家正像一只破船在风雨中飘摇，你回去干什么？”黄子卿则非常干脆地回答道：“我愿和我的祖国一起受苦。”就这样，黄子卿义无反顾地回到了祖国。黄子卿一生勤奋好学，勇于探索，50多年科学生涯中，涉足物理化学的多个领域，从事物理化学的教学和研究，在溶液理论和热力学方面的研究尤为突出。黄子卿讲课一丝不苟，立论严谨，循循善诱，使学生终生不能忘怀。他毕生从事化学教育事业，不遗余力地培育人才。他是中国物理化学的奠基人之一。又如世界著名科学家，我国两弹一星功勋奖章获得者钱学森院士。钱老的归国之路极其曲折，在1950年，钱老借“回家探望年迈父亲”为由头，想要返回祖国，但是在当时美国已经掀起麦卡锡主义浪潮的环境下，被视作可疑分子无端扣压，不准离境。甚至时任美军次长的金布尔咆哮道：“钱学森无论在哪里，都抵得上5个师，我宁可把这家伙枪毙了，也不让他回到中国。”钱老是一位极具军事价值的世界级火箭专家，美国不愿放虎归山，让他回到“红色”中国。但是不为名利所动，不为折磨所动，在被监禁的五年里，归国的热情从未消退，他相信彼岸的祖国记得他，祖国不会放弃他。后在我国的努力下，钱老终于回到了祖国，投入到了祖国的国防事业中，为祖国的国防安全做出了不可磨灭的贡献。

(2)从将化学材料方面的最新科研成果引入到思政教学中。例如，建筑所使用的红砖在我们的生活中随处可见，它是一种烧结型建筑砖块，有一点的强度和耐久性，也因多孔结构而具有一定的保温绝热、隔音等特点。但是这种普通的建筑材料在我国科学家看来，它还有另外一个用途——储能。相比于传统的储电装置，储能砖最大的特点是可规模化，小到一堵墙，大到整栋房子都可以用来储能，这是传统储电装置很难做到的一点。他们应用红砖多孔结构的特点，通过气相沉积法在红砖上添加了一层名为PEDOT的导电聚合物，从而把红砖变成了一个储能电极。充电后可以像传统电池一样储存电能，并随时为其他装置供电，实验室已可做到让一个发光二极管亮起来，且可充放电次数高达一万次以上，还可以在-20 ℃到60 ℃的环境下防水。又如，温室气体二氧化碳(CO2)是一种储量丰富、廉价易得、无毒、可再生的碳一(C1)资源，利用其制备具有高附加值的化学品具有重要意义。针对该领域存在的问题，四川大学余达刚教授课题组经过努力探索，发展了一种具有广谱性的镍催化CO2参与的有机(类)卤代物的电化学还原羧基化反应。该体系底物适用范围广，官能团容忍性好，可以在温和条件下实现一系列的非活化芳基(类)卤代物(氯代物、溴代物、碘代物以及磺酸酯类底物)和非活化的烷基溴代物的羧基化，高效合成重要的芳基和烷基羧酸化合物。此外，针对大多数电化学还原反应中需要使用牺牲金属阳极的问题，作者进一步发展了一种非牺牲阳极体系实现芳基或烷基卤代物的还原羧基化反应，对大多数的芳基卤代物均有较良好的兼容性。将余大纲教授团队这种勇于探索，钻研科研难题的优良品质引入课堂，向学生展示化学实验的魅力和生命力。

(3)可从工程案例角度收集，将生活中的工程实例引入到化学实验教学中。例如，张荣月在科学技术上始终保持清醒的认识，他在疫苗研究上有一种追星赶月的体会。疫苗作为防治传染病的有效手段，一直受到人们的关注。但以病毒、病毒样颗粒为基质的疫苗在纯化过程中普遍存在易失活、收率低的问题，成为该类生物制品规模化生产的技术瓶颈问题。为加快解决这类问题的步伐，张荣月在反复研究原因后，带领团队除与企业联合开发之前研发的超大孔聚合物层析介质用以改善病毒传质外，还联合苏州楚博生物技术有限公司、安平县众和过滤器材公司一起开发了病毒纯化专用的聚合物层析介质，大大增强了该类介质的针对性、有效性。这种新介质具有核壳异质的特点，病毒、病毒样颗粒等大体积目标物因本身尺寸大，而无法穿过壳层进入微球内部同时在壳层表面无吸附，由于其本身与介质无相互作用而能保持较好的结构完整性，提高了其活性收率。他说：“该复合型层析介质实现了体积排阻与离子交换色谱双重功能的复合，应用于禽流感病毒纯化中，经过一步纯化操作即可达到90%以上纯度，纯度高于国外进口类似介质(CaptoCore700)的纯化效果。”价格昂贵的CaptoCore700独占我国层析介质市场，在病毒、病毒样颗粒纯化领域得到广泛应用，尤其在非冠疫情期间，由于货源紧张，其价格一度上涨100%，高达5.6万元/升，即便如此，仍是一货难求。张荣月开发出的该类复合功能型介质有望打破这一国外技术独家垄断局面，从已建立30升/批次中试生产工艺看，能够初步满足国内基因治疗、细胞治疗等企业生产病毒载体需求，必将增强我国生物制品技术的核心竞争力。

3 教学体系构建的具体方案

实践教学目标体系主要内容是：(1)使学生获得实践知识、开拓视野，丰富并活跃学生的思想，加深对理论知识的理解掌握，进而在实践中对理论知识进行修下、拓展和创新；(2)培养学生的基本技能和专业技术技能，使学生具有从事某一行业的职业素质和能力，包括四个方面内容：一是实践能力；二是职业素质；三是创业能力；四是职业资格证书；(3)增强实践情感和实践观念，培养良好的职业道德与责任意识，培养实事求是、严肃认真的科学态度和刻苦钻研、坚忍不拔的工作作风，培养探索精神和创新精神；根据内容要求及服务相关专业毕业要求的不同，我们建立了3类基础化学实验教学体系，如图1所示。并按照不同专业，设定不同的课程目标和内容，编制对应的教学大纲和教学模式。因此，根据不同的要求，需要建立最适宜的课程思政案例。例如：对于化学工程与工艺专业的学生，应建立与化工工艺相关的思政案例，例如洗发水的制备、电池工艺等；对于高分子材料专业的学生，应建立与材料相关的思政案例，如高分子分离膜、环保涂料等；对于环境专业的学生，应该建立废水处理(吸附、催化降解)、废气处理(吸收、膜分离、沉降等)等，如VOCs回收、空气治理等。