课程思政在物理化学实验教学中的应用与探究
2024-05-16王敏余细勇付洪瑜吴晓倩于丽娜覃宇燕梁璐
王敏,余细勇,付洪瑜,吴晓倩,于丽娜,覃宇燕,梁璐*
(1.广州医科大学药学院,广东广州 511436;2.广州医科大学附属口腔医院,广东广州 510120)
习近平总书记在2016年全国高校思想政治工作会议上指出:“要用好课堂教学这个主渠道,思想政治理论课要坚持在改进中加强,提升思想政治教育亲和力和针对性,满足学生成长发展需求和期待,其他各门课都要守好一段渠、种好责任田,使各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应。”[1]这凸显了教育教学过程中实施课程思政教育的重要性。高校要紧紧抓住课程改革的核心环节,深入挖掘课程中的思想政治元素,将思想政治素养的内容潜移默化地融入课程教育教学的全过程。这样不仅可以有效地实现三全育人的新格局,而且能为培养中国特色社会主义建设所需的高素质人才提供有力支撑。
物理化学作为大学化学、医学、材料、冶金等专业学生的核心基础课程,其实验内容涵盖了热力学、电化学、动力学、表面和胶体化学等多个领域。这些实验不仅有助于培养学生将理论知识应用于实际的能力,提高其实验技能和创新能力,而且蕴含着丰富的思政元素,是发挥育人功能的优秀载体[2]。在新工科、新医药建设的大背景下,我们既要注重对学生专业理论知识和实践操作技能的传授,又要重视对学生道德情操和职业素养的培养[3]。在物理化学实验课程教学中融入思政教育,是实现这一目标的有效途径。在物理教学过程中,教师应当将物质知识与政治教育等内容结合在一起对学生进行教育,促进学生的健康成长[4]。这不仅是教育的根本任务,而且是教育的内核所在。通过课程思政的实施,我们可以更好地培养出既具备专业技能又具备良好思想政治素养的高素质人才,为中国特色社会主义建设贡献力量。
一、深入挖掘思政元素,与实验教学内容有机融合
为了在实验教学中有效融入思政元素,我们专门组建了实验课程思政研究小组,并开展了大量工作。通过搭建实验课程思政案例库,我们对实验教学中的思政元素进行了深入挖掘与归纳,积极探讨在实验教学的各个环节,如实验原理、设计方案、实际操作、实验数据、分析总结以及实验环境等,如何将思政元素与实验内容有机融合。这样做旨在发挥实验课程在教学全过程中的潜移默化作用,强化学生社会主义核心价值体系的形成。大学课程不仅是追问其范围的解释之学,而且是规范人的价值之学[5]。下文将通过几个具体案例来进一步说明。
(一)深植爱国主义情怀,增强民族荣誉感与自豪感
在进行双液系气—液平衡相图的绘制实验时,教师介绍实验原理之前,有机地插入了我国著名物理化学科学家黄子卿教授的爱国故事。当年,黄子卿在美国深造时,其导师曾试图挽留他,但黄子卿坚定地表示:“愿与祖国共患难,我是炎黄子孙,我的家就在中国,我一定要回去。”正是这份对祖国的深情厚谊,让黄子卿义无反顾地回到了祖国。他在1938年发表的论文《水的三相点温度》被确定为国际温度标准之一,其中测定的0.009 80℃(0.009 80±0.000 05℃)的数值在国际上广受赞誉。黄子卿教授为物理化学教育事业倾注了毕生心血,在我国物理化学领域被尊称为领头人。如今,我们更应该让新一代的青少年不断增强民族自豪感和使命感,为祖国的繁荣富强而奋发图强,为中华民族伟大复兴而不懈奋斗。
(二)激发坚持不懈、自主创新的科学家精神,培养科研思维与兴趣
在“电导的测定及其应用”实验教学过程中,我们设定的教学目标不仅是通过电导仪测定不同浓度醋酸溶液的电导率、摩尔电导率等参数,而且包括深入理解电导溶液的导电性质。在阐述实验原理时,教师引入了科学家法拉第的生平事迹。尽管法拉第从小家境贫困,生活艰苦,但他对读书的热爱和对实验的渴望从未消退。即便只能利用废旧物品进行简单的实验,他也从不放弃对科学的探索。通过勤奋学习和大量实验,他最终在1833年发现了电极上通过的电量与电极反应物重量之间的关系,即著名的法拉第定律。此外,在“乙酸乙酯皂化反应”实验教学内容中,我们也融入了科学家Svante August Arrhenius(阿累尼乌斯)的故事,以此激励学生敢于创新,勇于探索,在实践中寻求真理。通过这一系列科学家的事迹,我们旨在激励学生培养科研思维与兴趣,激发他们坚持不懈、自主创新的精神。
(三)强化战略科技力量,增强社会责任感与使命感,以国家发展为己任
在实验教学过程中,教师紧密结合国家某行业的发展实际情况以及一些时政热点,深入探讨了我国自主研发技术面临的“卡脖子”问题。这些问题主要涉及燃料电池研究、芯片技术、纳米新材料以及航天领域研究技术等关键领域。这些行业不仅是支撑经济社会发展的重大性、战略性、基础性、先导性产业,而且是经济发展的主要推动力量,是中国当前急需突破的科技瓶颈。例如,在“原电池热力学”实验中,教师结合“半导体集成电路”部分知识,讨论了我国车用燃料电池的关键材料或原材料的进口依赖问题,以及国外燃料电池研发技术的成熟和量产现状。同时,教师还指出国内芯片技术在自主研发方面的不足。面对这些国家科技发展的挑战,教师鼓励学生以国家科技发展为己任,增强社会责任感与使命感,努力学习科学知识,发挥主人翁精神,为新材料、芯片等行业的自主创新做出贡献。我们希望通过这样的方式,激励学生在关键核心领域实现突破,增强国家科技实力,为相关产业的创新发展提供有力支撑,为解决国家科技发展中的“卡脖子”难题贡献自己的力量。
(四)强化实验室安全意识,宣扬安全绿色可持续发展理念
在科技日新月异的今天,安全生产显得尤为重要。任何疏忽都可能带来无法挽回的后果。因此,在实验教学内容开始之前,教师通过视频、案例等多种形式向学生讲解实验室安全的重要性,以起到警示作用。同时,教师普及基本的应急和急救措施,以强化学生的实验室安全意识。在实验教学过程中,教师注重指导实验操作的细节,详细讲授正确的实验操作步骤、注意事项以及潜在的风险。此外,教师还强调按需取用试剂耗材药品,在规范操作的前提下,指导学生如何高效利用资源,节约成本,减少环境污染。实验教学结束后,教师引导学生正确妥善处理废液,对于可重复利用的材料进行回收,以实现废物的再利用。通过这些措施,我们积极倡导安全、绿色、可持续的发展理念。
二、“四结合”式课程思政实验教学模式探索
经过多年的思政教育实践,我们总结出“四结合”式实验教学模式。这一模式通过多方式、多角度、多样化的教学手段,充分发挥思想政治育人功能,将课程思政元素、校级文化、院级文化、团队精神以及个人素养等融入学生的学习与生活的方方面面。通过这一模式,我们期望在学生的知情意行全过程中融入思政教育,形成思想政治教育的五重动力,推动学生社会价值体系的形成与完善。
图1 “四结合”式实验教学路径
(一)内化陶冶式实验教学:融合课程思政元素与广医校园文化
在实验教学中,我们积极融入广州医科大学的人文、素养、情操、精神等校园文化元素,特别是医学特色精神文化资源,如“广医精神”“南山风格”“抗非精神”等。同时,我们以“共和国勋章”获得者钟南山院士及其团队的成果与事迹为典范,深入挖掘其教育价值。在多次重大公共事件中,我校涌现出许多英雄人物和事迹。教师作为广医故事的主讲者,应充分利用这些身边的故事资源,与学生产生共鸣,使广医精神文化内涵深入人心,达到自我内化与陶冶情操的效果。
(二)示范与开放式实验教学:师生互动,教学相长
在实验课程的教学中,我们既要发挥教师的主导作用,也要打造学生自身学习的主阵地。通过教师示范与学生小组平行展示相结合的方式,我们可以开展多种形式的实验教学活动,如实践操作、分组讨论、案例分析、连线互动、学生展示、小组总结等。这种开放式的实验教学课堂不仅有助于灌输真善美的思想,而且能发挥学生的主观能动性。
(三)课外自我总结升华:课堂内外联动,提升思政教育实效
在实验教学中,教师巧妙地融入思想政治教育内容,借助实验课堂教学的形式,充分展现课程中蕴含的思政元素及其深远意义。同时,教师积极主动与学生、班委、班长、辅导员以及其他任课教师开展广泛而深入的交流,引导学生将课堂上学到的家国情怀、社会责任、专业伦理、道德法制、科学精神以及职业发展等要素,与学生团体自行组织的课外实践活动紧密结合。在丰富多样的课外实践活动中,学生得以深入领会和思考思政教育的内涵,进而提高自身修养,实现全面成长。
除此之外,我们还大力鼓励学生积极参与课外科技创新活动、各类竞赛、论文壁报展示以及学科互动联学等活动。这些举措不仅有效促进了各学科教师与学生之间的良性互动,增进了彼此的了解和合作,而且在全校范围内推动了化学、药学等相关专业学生的实践联学活动,营造了浓厚的学术氛围。通过这些举措,我们旨在为学生打造一个加强课程思政内涵教育教学、提升综合素质的科研实践平台,让他们在实践中不断成长和进步。
(四)虚实结合:实现线下实验教学与虚拟仿真实验教学的有机融合
除了基本的线下实验教学方式,我们还积极开展了虚拟仿真实验教学。目前,我们已成功申报并实施了1项国家虚拟仿真实验教学项目—科研成果转化虚拟仿真实验教学项目。该项目涵盖了21个药学虚拟实验操作内容,其中包括6个化学类虚拟实验操作,如酸碱滴定虚拟实验、用PH计测定醋酸的电离常数虚拟实验等。这些虚拟实验不仅为学生提供了实验课堂外的知识补充与练习机会,而且通过丰富的虚拟仿真视频教学内容,如实验步骤、操作要点、注意事项、工作原理以及实际化学生产和药品制备情况等,有效巩固了学生对物理化学知识与原理的应用与理解。同时,虚拟实验的增加也显著提升了课程的趣味性、互动性和操作性,激发了学生的科研兴趣,使课程思政价值体系得以深入实施。虚拟仿真实验课程的应用发挥了重要的辅助与支撑作用,充分发挥了信息化技术在教学中的优势。
三、实验教学评价方式多样化
在物理化学实验评价方面,我们推行了“全程多样考核法”。该考核法以知识能力、实验技能和思想政治素养形成重点,实行课前评、课中评、课后评以及第二课堂评价的全过程考核。课前评价主要包括预习情况、预习报告和课前作业等内容;课中考核则涉及实验操作、班级秩序、答疑解惑、数据分析、仪器使用能力、绿色环保意识以及团队协作能力等多个方面;课后评价着重考查学生的实验报告写作能力、资料分析技巧等[6]。此外,我们考核了学生在第二课堂活动中的参与度,以及在思想政治等方面是否养成了良好的科研素养。在评价过程中,我们始终坚持客观定量估分与主观定性估分相结合的原则,全面考查学生的自我认知、情感、观念以及价值观形成等元素内容。同时,我们也实现了考核主体的多元化,除了教师评价外,还积极引入学生自评、学生互评、小组长评价以及实习实践单位评价等,从而对学生综合能力进行更具体、更全面的评价。这种多维度、多方位的评价方式有利于引导学生运用所学知识发现和解决实际问题,使学生真正做到内化于心、外化于行,实现学以致用。
四、结束语
立德树人是教育的根本任务,思想政治工作应贯穿于教育教学全过程。高校教师在完成学校理论知识传授、技能培养的同时,还肩负着学生价值体系构建的重要使命[7]。本文通过实践案例,展现了高校如何在物理化学等专业课程中融入思政教育,实现专业知识学习与思想政治教育的有机结合。通过深入挖掘课程内在的思政元素,我们不仅可以有效增强学生的国家认同感、历史使命感和社会责任感,而且能促进学生的全面发展,为培养具备良好科学素养和高尚道德情操的社会主义建设者奠定坚实基础。同时,多样化的实验教学评价方式有效激发了学生的学习兴趣和创新能力,促进了学生在思想政治素质和专业技能方面的全面提升。
高等教育应继续深化课程思政教育改革,不断探索和创新适应新时代要求的教学方法和评价体系。通过加强师资队伍建设、优化教学内容和方式,我们可以更好地实现思想政治教育与专业教育的有机融合,共同推进素质教育的全面实施。