“分析化学实验”的课程思政教学案例

2024-01-05黄冬兰焦琳娟丘秀珍罗建民王宇琳

韶关学院学报 2023年11期

黄冬兰，焦琳娟，丘秀珍，罗建民，王宇琳

（韶关学院化学与土木工程学院，广东韶关 512005）

“分析化学实验”是化学（师范）、应用化学、环境工程等专业学生的必修核心基础课程之一。其在巩固、加深和拓展分析化学的基本理论知识，培养学生实践能力、创新能力、综合素质、科研素质等方面起着至关重要的作用［1-6］。在开展分析化学实验教学的过程中，我们在讲授分析化学基本概念、基本理论、基础知识和综合应用的同时，深入挖掘和凝练“分析化学实验”课程中的思政元素，利用分析化学学科在人文社会科学［7-8］和自然科学［9］中的融合发展、化学科学家的励志故事、中华传统文化、环保意识等思政教学元素，不断激发和培养学生爱国情怀的责任感与使命感；并在“分析化学实验”教学中渗透“绿色化学”理念，帮助学生树立生态文明理念，增强生态保护意识和能力，培养学生的爱国主义精神、环保意识、民族自豪感和自信心，充分发挥“分析化学实验”课程的育人功能，教授学生如何做事、如何做人，实现为学和为人的统一，全面提升学生的爱国情怀、社会责任、科学素养、创新意识和综合能力；努力将“分析化学实验”课程打造成承载“立德树人”使命的“金课”。为此，重点对分析化学实验课程中的几个思政教学案例的设计理念与实施过程进行分享。

一、设计理念

坚持“以学生为中心”“课程思政育人”的教育理念进行课程设计，将培养学生爱国情怀、文化自信、科学态度、工匠精神、诚实守信等作为课程思政目标，见图1；围绕达成“知识传授、能力培养和价值引领”三位一体的教学目标，本课程设计的总体思路是精选内容、自然融入、达成目标；教学中主要通过故事导入、专业案例导入、理论知识导入、社会热点导入等方式融入思政元素，见图2。设计时，结合专业特色精选实验教学项目，分别从中华优秀传统文化、化学发展中的名人故事、日常生活中的分析化学素材、社会热点等方面深入发掘分析化学实验教学中的思政素材，将知识传授、能力培养与立德树人思政教育（价值引领）紧密结合，构建独具特色的专业课思政教学体系：将中华优秀传统文化融入“分析化学实验”教学中，引导学生从化学专业知识的角度出发，重新认识和审视中华优秀传统文化，进而增强学生的文化自信、爱国情怀和专业自豪感；将化学家的先进事迹融入“分析化学实验”教学中，在学习专业知识的同时，激发学生的爱国情怀，增强学生的文化自信心和民族自豪感；将日常生活中的生活素材引入“分析化学实验”教学中，有利于提高学生的知识应用能力，让学生深刻感受到学习“分析化学实验”的社会价值和实用价值，增强学生专业自豪感和使命感，并激发学生学习“分析化学实验”的兴趣和热情；将社会热点融入“分析化学实验”教学中，可为学生提供了解社会、了解民生、了解国情的平台，培养学生的社会责任感，并树立正确的世界观、人生观和价值观。

图1 “分析化学实验”课程思政目标

图2 课程思政设计的基本思路和实现路径

二、具体案例

（一）案例1 传承非遗文化，弘扬醋匠精神——分析化学实验“食用白醋总酸度测定”教学中的思政设计

1．教学目标

【知识目标】（1）掌握标定NaOH 标准溶液的基本原理；（2）掌握食用白醋总酸度测定的基本原理；（3）掌握分析天平、吸量管的操作技术。

【能力目标】（1）能够独立规范操作分析天平、吸量管，进一步熟悉滴定管的使用；（2）能够配制和标定NaOH 标准溶液的浓度；（3）能够用酸碱滴定法测定食用白醋的总酸度。

【思政目标】（1）通过介绍中国四大名醋之一的镇江香醋、醋品品鉴大师林田中的成长历程以及醋的应用等，让学生领略悠久而灿烂的中华优秀食醋文化和忘我工作、刻苦钻研的工匠精神以及热衷传帮带、团结与协作的团队作风，激发学生的民族文化自信和民族自豪感。在激发学生对食醋的兴趣后，引出本实验主题：食醋的品控手段——食用白醋总酸度测定，培养学生的专业使命感和社会责任感。

2．教学素材

（1）中国四大名醋之镇江香醋简介；（2）短片：醋的应用；（3）故事：醋品品鉴大师林田中成长历程。

3．课程思政的设计思路

坚持课程思政与课堂教学相融合的设计理念。通过介绍宋代吴自牧《梦粱录》中的“盖人家每日不可阙者，柴米油盐酱醋茶”、唐代颜真卿《七言滑语联句》中的“芜荑酱醋吃煮葵”等诗词，说明从古至今醋都是调味、佐餐的妙品，讲述醋在我国悠久而灿烂的中华优秀食醋文化，培养学生的文化自信和自豪感；在激发学生对食醋的兴趣后，话锋一转，引出本实验主题：食醋的品控手段——食用白醋总酸度测定，培养学生的专业使命感和社会责任感；接着，教师结合学生线上预习情况采用启发式教学讲解本次实验基本原理、基本操作和实验注意事项，引导学生用所学知识解决预习时存在的疑惑，完成知识的内化；待教师讲解完实验基本原理和演示实验操作后，学生开始进行实验，教师对学生进行跟踪指导；实验结束后，学生必须经教师检查实验数据并签名后才能离开，培养学生严谨、实事求是的科学态度。课后，学生完成线上专题讨论和实验报告，以对知识点进行巩固提升。

（二）案例2 弘扬科学家精神，做新时代的追梦人——分析化学实验“混合碱各组分含量测定”教学中的思政设计

1．教学目标

【知识目标】（1）掌握标定HCl 标准溶液的基本原理；（2）掌握混合碱各组分测定的基本原理；（3）掌握容量瓶、移液管的操作技术。

【能力目标】（1）能够独立、规范地操作滴定管、分析天平、移液管、容量瓶；（2）能够配制和标定HCl 标准溶液的浓度；（3）能够用双指示剂法（酸碱滴定法）测定混合碱各组分的含量。

【思政目标】（1）爱国情怀与民族自信；（2）弘扬科学家精神。

2．教学素材

（1）案例：纯碱在日常生活中应用的案例；（2）故事：侯德榜“挂车攻读”的故事；（3）故事：我国化工奠基人侯德榜先生“制碱救国”的故事。

3．课程思政的设计思路

首先，教师以纯碱在日常生活中的应用为切入点，接着讲述侯德榜挂车攻读、弃革转碱、瓦解索氏制碱垄断，攻坚克难突破技术封锁的工业救国之路，向同学们揭示了侯氏制碱法背后以侯德榜为代表的老一辈科学家的拳拳爱国心，培养学生的爱国情怀和文化自信；在激发学生对纯碱的兴趣后，引出本实验主题——混合碱各组分含量测定，培养学生的专业使命感和社会责任感；接着，教师结合学生线上预习情况采用启发式教学讲解本次实验基本原理、基本操作和实验注意事项，引导学生用所学知识解决预习时存在的疑惑，完成知识的内化；待教师讲解完实验基本原理和演示实验操作后，学生开始进行实验，教师对学生进行跟踪指导；实验结束后，学生必须经教师检查实验数据并签名后才能离开，培养学生严谨、实事求是的科学态度。课后，学生完成线上专题讨论和实验报告，以对知识点进行巩固提升。

（三）案例3 树立科学世界观，反对封建迷信——分析化学实验“自来水总硬度测定”教学中的思政设计

1．教学目标

【知识目标】（1）掌握标定EDTA 标准溶液的基本原理；（2）掌握自来水总硬度测定的基本原理。

【能力目标】（1）能够熟练地掌握滴定管、分析天平、移液管、容量瓶等的基本操作；（2）会配制和标定EDTA 标准溶液的浓度；（3）会用EDTA 配位滴定法测定自来水的总硬度。

【思政目标】（1）树立科学世界观，反对封建迷信；（2）培养学生树立绿色环保持续发展的理念；（3）培养学生的职业使命感和社会责任感；（4）弘扬科学家精神，树立科学无国界，科技是属于全人类的意识。

2．教学素材

（1）案例：大一新生到外地求学“水土不服”拉肚子的案例；（2）诗词：“千里之堤毁于蚁穴”“一屋不扫，何以扫天下”“差之毫厘，谬以千里”；（3）故事：化学诺贝尔奖获得者维尔纳（1913 年）、陶布（1983 年）的故事。

3．课程思政的设计思路

案例3 的教学设计思路见图3。首先，教师通过“大一新生到外地求学水土不服拉肚子”的案例导课，教师讲述完故事之后，抛出问题：“很多人一出远门就水土不服拉肚子的原因是什么？老人说这是水土不服，用家乡带去的泥土泡水喝下，就可以治好。难道，吃土真能治好水土不服？”如盐入味地引入“树立科学世界观，反对封建迷信”的思政元素；为探秘“水土不服”之谜教师给学生铺垫EDTA 配位滴定法测定自来水总硬度的基本原理、基本操作和实验注意事项，然后回顾案例与学生一起探讨“水土不服”之谜，完成知识的内化；引导学生利用所学知识学以致用为生活常见问题答疑解惑，坚信科学的力量，承担社会责任，培养学生的社会责任感和使命感；然后，教师讲授EDTA 标准溶液的配制、标定和自来水总硬度测定的基本原理及实验注意事项，讲解并演示容量瓶、移液管的使用操作，通过课堂测完成知识的内化；并通过“千里之堤毁于蚁穴”“一屋不扫，何以扫天下”“差之毫厘，谬以千里”等经典名句，强调实验过程中“保持实验室整洁、实验安全无小事、坚持实事求是的科学态度”的重要性；待教师讲解完实验基本原理和演示实验操作后，学生开始进行实验，教师对学生进行跟踪指导；实验结束后，学生必须经教师检查实验数据并签名后才能离开，培养学生严谨、实事求是的科学态度。课后，以“EDTA 配位滴定法和诺贝尔奖”的故事引出课后作业，让学生设计高钙牛奶中钙含量测定的方案，同时要求学生完成线上专题讨论和实验报告，以对知识点进行巩固提升，实现思政元素的升华。

图3 “自来水总硬度的测定”教学设计

三、课程思政混合式教学模式

基于成果导向教育（OBE）理念和PBL（问题导向式）教学法构建了分析化学实验“课程思政+混合式”教学七步法。以案例1 为例进行说明，按照“课程思政+混合式”教学七步法对“食用白醋总酸度测定”实验的教学过程分解为课前、课中和课后3 个阶段。

课前（第一步）：线上预习，借助超星学习通课程网站平台上的导学案例、课件PPT 进行预习，并完成相应的预习测试，教师根据预习测试情况及时掌握学生的预习效果，学生提前做好实验预习，明确本次实验的目的、任务和注意事项，避免因不明确实验原理或操作失误带来的安全隐患和危险。

课中：第二步，教师点评上一实验学生在操作和数据处理方面的情况，让学生及时发现问题，扬长避短；第三步，创新导课，以“醋”这一具有丰富文化历史底蕴的日常调味品为切入点进行创新导课，通过介绍我国醋文化引出本次实验，使学生从较为熟悉的文化、生活语境进入到分析化学世界，起到激发学生学习兴趣和增强学生效果的作用，培养学生的专业使命感和社会责任感（切入思政点）；第四步，教师根据学习预习情况讲授食用白醋总酸度测定的基本原理及实验注意事项，讲解并演示分析天平、吸量管、滴定管的使用操作，通过课堂测完成知识的内化，培养学生“懂原理、精方法、会应用、善创新”的能力；第五步，待教师讲解完实验基本原理和演示实验操作后，学生开始进行实验。在实验操作环节教师要不停巡视做到全方位覆盖，严格要求学生按照规范的实验步骤进行操作，认真细致地完成每一个实验环节，要求学生实验过程中需准确、及时地记录实验现象和实验数据，培养学生严谨求实的科学精神；第六步，实验结束后，检查每一个学生的实验数据，要求学生无论数据好坏都要如实记录以反应实验过程，培养学生实事求是的科学态度。

课后（第七步）：精选适宜的思政素材并形成课后专题讨论题目或实验方案设计题发布在超星学习通上，进一步实现课程思政的升华。

四、教学效果评价与分析

通过问卷调查的形式对该教学案例的教学效果进行调查。调查对象为韶关学院化学与土木学院2021 级化学、应用化学、环境工程班学生，总人数239 人。调查问卷共发放239 份，回收问卷239 份，回收率100%。调查问卷主要针对课程思政混合式教学模式的教学效果进行问卷，以评价学生对融合课程思政的混合式教学模式的满意度，结果如图5所示。

图5 2021 级学生对“分析化学实验”课程思政混合式教学模式的满意度评价

从图5 可知，绝大部分学生对融合课程思政的混合式教学模式给予了高度的评价，97%的学生对这种教学模式感到满意或非常满意；87.64%的学生认为融合课程思政的混合式教学模式对学习分析化学实验有很大帮助；93.69%的学生认为融合课程思政的混合式教学模式能有效提高学习效率；与传统课堂教学模式相比，97.4%的学生更喜欢融合课程思政的混合式教学模式；88.93%的学生表示愿意继续融合课程思政的混合式教学模式；100%的学生认为所建立的多元化考核评价体系合理或非常合理。