课程思政背景下的“三模块三层次”分析化学教学模式探索与实践*

杨美礼

(宝鸡文理学院 化学化工学院，陕西 宝鸡 721013)

习近平总书记指出，“坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程”[1]。分析化学是化学学科的重要分支，深入挖掘分析化学思政元素，将育才和育人有机结合，培养学生良好的思想品德、健全的人格和过硬的职业素养。

为了更好地实现分析化学课程教学与思政教育的同向同行，笔者采用BOPPPS(Bridge-in导言、Objective学习目标、Pre-assessment前测、Participatory Learning参与式学习、Post-assessment后测、Summary总结)主导的多元融合教学方法，唤醒学生的学习内驱力，从内容中心转向学生中心，引导学生参与多种类型的学习活动，通过多样化学习体验实现知能并进[2]。构建了“三模块三层次”即“课前-课中-课后”3个层次和“基阶学习、高阶学习、价值塑造”3个模块的分析化学教学模式，为分析化学教学提质增效。

1 分析化学课程开展思政的必要性

“分析化学”是一门理论与实践并重的课程，为各学科领域的研究提供方法和工具，其应用性很强，与其他学科交叉渗透，具有一定的综合性。我国著名化学家徐寿曾言：“考质求数之学，乃格物之大端，而为化学之极也”。分析化学是高校化学相关专业的专业核心课，修读学生群体庞大，是开展思政教育的良好载体。分析化学开设于低年级，此时学生的心智尚在发展期，思维活跃，需要进行正确的引导，抓住这一阶段，对学生进行价值引领正得其时。在专业知识学习的同时，对学生进行思想政治教育，将马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力[3-4]。

2 学情及教学痛点问题分析

“分析化学”主要包含四大滴定和吸光光度法，涉及了数据处理及误差分析等相关内容，知识体系庞杂，概念抽象，公式复杂，如配位滴定副反应系数等内容偏难，学生难以理解；课程公式很多，计算困难，如数据处理中涉及置信区间、可疑值取舍的计算，酸碱滴定涉及不同体系溶液pH值计算，包含近似式、精确式、最简式等，推导过程复杂，很容易形成满堂灌的教学模式，学生兴趣难激发。学生学习意愿强烈，但内驱力不足，课堂难以实现学生中心。学生的学法滞后，多数学生仍以记忆型学习为主，在实践中迁移应用知识的能力有待强化，分析化学思维模式难以建立。思政教育素材琳琅满目，需要进一步整合优化，形成规范性和系统性。思政教育和专业教学融合性差。

3 “三模块三层次”分析化学教学模式探索

针对以上教学痛点问题，结合课程特点，本文凝练了分析化学课程思政目标，重构了知识体系，形成了“三模块三层次”分析化学教学模式。

3.1 课程思政目标凝练与整合

分析化学课程重在培养学生勇于探索的科学精神和精益求精的职业道德[3]。笔者将课程思政目标凝练为“析物论化，砥志研思，抱诚守真，服务社会”。从课程相关的专业知识、行业领域、国家建设和文化素养等角度挖掘思政素材，在教学中重点渗透“家国情怀、绿色发展、使命担当、学问明理、创新意识、理想信念”等社会主义核心价值观，将思政点融入到课程教学的所有环节，筛选与章节内容紧密结合的特色案例，深度挖掘知识本身蕴含的哲学原理，践行三全育人。例如，在学习不同溶液体系的pH计算时，可将分类思想和矛盾的普遍性与特殊性等内容融入教学，培养学生的思辨精神；在学习混合碱滴定时，可融入碳达峰、碳中和的先进思想，培养学生的环境保护意识和绿色发展意识，体会大国风范和责任担当，感受人类命运共同体；在学习误差分析时，结合新冠疫情防控，厚植科技报国科技强国的家国情怀，深化分析化学服务社会发展的服务意识。

3.2 “三模块三层次”分析化学教学模式探索

为更好的提高教学效果，笔者将课程内容切分为基阶学习、高阶学习和价值塑造三个模块(图1)。基阶学习为专业基础知识和基本原理，以记忆理解为主。通过视频、图片等资源将抽象知识可视化、具体化。丰富教学手段，利用学生钟爱的移动设备、借助学习通、问卷星和智慧树等APP开展第二课堂。高阶学习以分析、应用、综合和创新为目标，科教融合，知识前沿化、交叉化、系统化。强化实习、实践在教学过程中的作用，倡导基于教师指导下的探究学习。在基阶、高阶学习中嵌合特色案例，实现价值塑造。经过模块化教学的整合，将繁杂的分析化学知识体系化，降低学生学习难度，将专业知识学习、能力培养和价值塑造三维一体的推进，为分析化学教学提质增效(图2)。

图1 分模块重构知识体系

图2 模块化教学

基于以上模块化教学的需求，构建了“课前-课中-课后”三层次教学模式，如图3所示。课前以学生自学为主，课中通过讲授和探究内化知识，课后利用QQ学习群、微信、学习通等手机端媒介提升知识应用。课程采取了以BOPPPS为中心的多元教学方法，BOPPPS教学理念深刻践行了以学生为中心的理念，包括导言、学习目标、前测、参与式学习 、后测及总结6个环节[5]。

图3 “三层次”分析化学教学模式

1)课前——导言B+学习目标O+前测P

课前在学习通平台将导言以导学案的形式推送给学生自学，同时推送本节课学习的相关材料以及学习目标，助力学生完成课前的预习工作，总结难理解知识进课堂，做到有的放矢。设置2～3道题进行课前测，学生通过手机端在2～3 min 即可完成，在不增加学生学习负担的前提下引导学生复习旧知。

2)课中——参与式学习P+后测P+总结S

课中抓住学生注意力高度集中的前 20 min，进行新课重点、难点内容的讲授，随后 10 min 践行参与式学习，以学生的自发性和主动性为动力，让学生体验多样化学习途径，鼓励反思、协作等模式。学生通过参与式学习自我赋能。例如鼓励引导学生开展作品欣赏、协作学习、案例研究、实验研究、项目式学习和创建媒体等活动，丰富授课方法，增加课程趣味性，唤醒学生内驱力。设置2～3道题进行学后测，学生可在手机端快速完成测试。最后利用思维导图对课程内容进行总结，完成相关练习，做到学练结合。在教学中持续培养学生的学习能力和自学习惯，引导学生逐步从“我学会”转变为“我会学”[6]。

3)课后——巩固提升

课后通过学习通平台推送相关材料，进行思政教育和专业知识的拓展，实现对学生的价值引领，让思政教育进脑入心，指导学生的生活和学习。通过高阶探索、学科交叉和前沿融合等途径提升学生专业技能，实现育人向育才的转变。多元融合的教学模式从课前、课后、课中3个层次提升学生学习参与度。

3.3 教学评价

教学评价的目的是掌握学生发展现状，促进教学的提升。笔者采用多元化的评价反馈机制，打破成绩中心的外驱力，全程评价。诊断性评价(预习小测、前测、章节测试)、形成性评价(后测、作业、课堂表现等)和总结性评价(期中检测、期末考试、课程论文、满意度调查等)相结合。

显性评价和隐性评价相结合。显性评价主要包括学生对知识的掌握程度。例如，能否理解记忆相关概念、原理和公式，能否对比区分易混淆内容，能否结合所学知识解决实际问题，能否迁移创新，能否提出有价值有深度的问题，能否设计方案解决问题。隐形评价包含学生价值的塑造。例如，是否深刻理解分析化学服务发展的本质属性，是否树立了正确的世界观、人生观和价值观，是否养成了良好的学习习惯，是否形成了思辨能力，是否坚定了专业信念，是否萌发了创新思维等，学生的满意度如何，是否学有所获。通过多元评价反思教学过程存在的问题，赞赏学生的努力和坚持，肯定学生的投入，同时要指出不足，提出未来努力的方向，期待学生更好的成长。

3.4 教学效果

学生普遍反馈通过“三模块三层次”教学提升了课程学习兴趣，丰富了课程内容，学生对化学专业有了更深刻的理解，坚定了专业信念，课程中融入的思政案例丰富了学生的精神世界，激发了爱国情怀。从学习成绩来看，应用“三模块三层次”教学模式的2020级分析化学平均成绩和高分段成绩人数都显著高于2019级，及格率也有所提升。任课教师明显能感觉到上课抬头率增加，课堂气氛也活跃。

4 “三模块三层次”教学模式案例——一元弱酸准确滴定的判别式及应用

4.1 教学目标

基阶学习目标为知识增长：掌握一元弱酸准确滴定的判别式推导及应用。

高阶学习目标为能力提升：能够描述影响一元弱酸滴定曲线突跃范围的因素，能够根据判别式判断给定弱酸是否可以准确滴定。 用批判性思维理解判别式的意义，判别式的确定是有前提的，即目测法检测终点时有△pH=±0.3的不确定性，若希望终点误差小于等于0.2%，可推出判别式cKa≥10-8。对于不能准确滴定的弱酸，可以改变滴定方式实现准确滴定。

价值塑造目标：通过三鹿奶粉事件学习食品安全事故的教训和警示，融入诚信意识、服务意识和法制意识，深刻感受分析化学是保障食品安全的最后一道防线，体会家国情怀、责任担当和服务社会。

4.2 教学总体设计

教学设计如图4所示，课前发布导学案，前测，明晰学情，课中以参与式学习为主，内化知识，课后发布学习资料，巩固提升。

图4 教学整体设计

4.3 教学过程

1)课前

发布导学案，对上一讲强酸强碱滴定曲线内容进行前测。

2)课中

【创设情境，问题导入】

牛奶及奶制品因富含蛋白而成为老百姓餐桌上的常客。如何利用酸碱滴定牛奶中的蛋白质含量？酸碱滴定法测定食品中蛋白质含量的优缺点又是什么？

【以旧引新，基阶学习】

根据强酸弱酸滴定曲线的对比，探究影响一元弱酸突跃范围的影响因素。首先已知强酸强碱滴定曲线的突跃范围受浓度(c)的影响，类比之后得出，一元弱酸突跃范围也受到浓度的影响。通过分阶段(滴定开始前、滴定开始至化学计量点前、化学计量点、化学计量点后)计算滴定体系pH，可知浓度控制突跃的上限。计量点后溶液pH由过量的碱液浓度计算，因此酸浓度增大10倍，突跃上限增加1个pH单位。比较等浓度NaOH溶液滴定等浓度一元弱酸和一元强酸滴定曲线的突跃范围，可知酸的强弱(即Ka)影响突跃范围。根据计算可知，Ka控制突跃范围的下限，计量点前滴定体系形成了缓冲溶液。根据缓冲溶液pH计算公式，Ka增大10倍，突跃下限减少1个pH单位，即突跃范围增加1个pH单位。

【教师讲授，突破难点】

根据探究结果，c和Ka影响一元弱酸突跃的范围。如果某一元弱酸c和Ka小到一定程度，则突跃范围将缩小，甚至仅为平坦的拐点。此时，根据指示选择原理，无法选到合适的指示剂，使滴定误差不超过±0.1%。可见，突跃必须保持一定范围才能满足滴定需求。目测法检测终点时，有△pH=±0.3的不确定性，若此时要求滴定误差小于等于0.2%，根据林邦误差公式推出一元弱酸准确滴定的判别式，即判别式cKa≥10-8。对于不能准确滴定的弱酸，可以改变滴定方式实现准确滴定。

【案例分析，高阶探索】

【批判创新，价值塑造】

此法测牛奶中的蛋白质利弊如何？优点是简便易行，费用低。缺点为不能精准区分氮源，即测定的氮到底来自蛋白质，还是其他含氮物质。不法分子为商业利益最大化，将氮含量高且水溶性极佳的无色无味有毒分子(三聚氰胺)加入奶制品，以获得高数据的假蛋白质含量，这就是震惊国人的“三鹿奶粉事件”。该事件重创了中国制造商品的信誉，多个国家禁止了中国乳制品进口。此后三鹿品牌消亡，淡出民众视野，犯罪分子也被绳之以法。

民以食为天，食以安为先。分析化学人担负着保障人民食品安全、服务社会发展的重要责任。我们当时刻以法律为准绳规范所有行为，以抱诚守真的职业态度敬畏诚信，守护诚信。努力学习，提升专业知识，科技强国，科技报国。

3)课后

【融入前沿，巩固提升】

“三鹿奶粉事件”爆发后国标GB/T 14771-1993食品中蛋白质测定方法被废止，由国标GB 5009.5-2016替代。课后学习新国标中测定各类食品蛋白质的方法，并查阅文献，学习蛋白质测定的其他方法。

5 结语

“分析化学”是一门重要的专业核心课，教师应立足于解决培养什么人，怎么培养人，为谁培养人这一根本问题。在专业知识教学过程中将价值塑造、知识传授和能力培养融为一体，培养学生探索未知和追求真理的科学精神。在引导学生较好地掌握化学基础知识、基本理论和基本技能的同时，注重培养创新意识和实践能力。了解国情民情社情，关心社会问题和国家发展。