“现代仪器分析”课程思政教学案例设计

2024-05-20张乐乐刘生杰

食品工业 2024年3期

张乐乐，刘生杰

1.阜阳师范大学生物与食品工程学院（阜阳 236037）；2.阜阳师范大学信息工程学院（阜阳 236041）

2020年5月28日，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》，提出要把课程思政贯穿到人才培养体系，全面推进高校课程思政建设，发挥每门课程的育人作用，提高高校人才培养质量[1]，推动思政课一体化建设。高校的根本任务在于立德树人，在教学过程中实现食品专业技能、思想政治素质和职业道德精神的高度融合，以适应经济社会发展需求，培养具备职业道德、具有强烈的社会责任全面发展的应用型人才，以促进食品行业的发展。

1 课程体系构建

“现代仪器分析”是食品专业基础课程，对于学生毕业从事相关食品安全检测工作或是继续深造学习，具有重要的指导意义[2]。课程授课对象为食品专业大一学生，于第二学期开设，共2学分，安排34节理论教学课时、24节实验教学课时。选用教材为中国轻工业出版社出版、贾春晓主编《现代仪器分析技术及其在食品中的应用》。内容主要包括食品现代分离技术概要、紫外-可见分子吸收光谱法、红外吸收光谱法、原子吸收光谱法、气相色谱法、高效液相色谱法、质谱法、核磁共振波谱法等。通过课程的学习，学生能够掌握常规仪器的原理、构件组成及应用领域，了解仪器发展的前沿。在实际实验操作过程中，针对具体问题选择合适的仪器进行食品分析检测，对仪器分析领域获得全面认识。

在教学的过程中，深入挖掘专业课知识内容中所蕴含的思想政治教育元素，将专业知识传授、思想政治理论学习和综合素质培养相统一，变说教式教育为内化于心的感悟式教育，达到启智润心、激扬斗志的效果，充分发挥课程的育人功能，落实“三全育人”的思想政治教育实践创新[3]。在教学过程中根据课程特点，巧妙设计，编写课程思政教学案例库，更好实现人才培养和教学目的。

2 课程思政案例设计

2.1 激发民族自豪感和爱国主义情怀

在讲解原子吸收光谱章节时，利用节日盛典中的烟花，引出原子吸收与发射的现象。我国是世界上首先发明烟花的国家，距今已有2 000多年的历史[4]。每逢佳节，人们燃放烟花爆竹以示庆祝，这也是中华民族的传统习俗与科学技术相结合的独特文化现象。烟花也多次在奥运会上璀璨亮相，成为最耀眼的“中国元素”。2008年北京奥运会开幕式上的烟火表演使用芯片礼花弹、特效造型礼花弹和微烟、无烟火药，实现环保技术上的突破[5]。2022年北京冬奥会开幕式上，用传统烟花，绽放“迎客松”造型，喷射松针形状，体现超高的焰火设计水平，充分展现文化自信[6]。从2008年到2022年，北京成为全球首个“双奥之城”，让世界看到一个现代化的中国[7]。烟花的发明蕴含了我国劳动人民的伟大智慧，当代大学生也需要虚心向劳动人民学习，学以致用，讲好中国故事，传播中国声音。

在讲到仪器分析课程发展史时，向学生介绍我国近代仪器分析奠基人高鸿院士，他于1947年获得美国伊利诺大学化学博士学位，他曾说过“我应该为我的祖国和同胞服务，我的事业在祖国”，并毅然放弃国外优厚的条件，回国发展民族教育，于1956年完成我国第一部《仪器分析》教科书，以“铺路石子”的精神，培养了一代人，为我国教育事业和科技进步作出卓越贡献[8]。

介绍我国原子荧光光谱的发展史：1975年，西北大学的杜文虎，首次向国内学者介绍原子荧光光度法的原理和应用，并成功研制冷原子荧光测汞仪；1977年，原中国科学院上海冶金研究所研制双道非色散原子荧光光度计；1979年，西北有色地质研究所郭小伟等研制氢化物发生-无色散原子荧光光谱仪，拉开我国原子荧光光谱仪发展历程的序幕；1987年，原地矿部北京地质仪器厂研制XDY-2双道原子荧光光谱仪，成为我国原子荧光光谱仪发展史上的里程碑事件；1997年，郭小伟研制小火焰原子荧光测汞仪，实现金、银元素的检测；2002年，方肇伦、刘钟铭等研制顺序注射装置AFS-930仪器，为自动化分析迈出关键一步；2005年以来，北京吉天仪器公司先后开发N+D原子荧光光谱仪、原子荧光血铅测定仪、原子荧光形态分析仪；2018年，高树林等研制阵列火焰汇聚式原子化器，极大降低金、镉的检出限。我国科技工作者经过40多年的辛勤努力，制定有关原子荧光光谱技术的国家标准82部、行业标准122部、地方标准30部、团体标准1部，标志着我国的原子荧光仪器水平和分析应用技术已经处于国际领先地位[9]，国产仪器自主研发的品牌和技术进步，增强了学生的“四个自信”。

在讲解高效液相色谱法检测青蒿素时，介绍我国第一位女性诺贝尔奖获得者屠呦呦，她因发现青蒿素治疗疟疾这一全新治疗方法于2015年获得诺贝尔生理学或医学奖，是我国医学界所获得的最高奖项。这个荣誉之下，体现的是人民的智慧：在20世纪70年代科研条件差的情况下，科学研究人员满怀对于工作的专注、创新、无私奉献、团队合作的精神，将青蒿素贡献给世界，这是中国人的骄傲[10]，以此激发学生爱国主义情怀。

2.2 培育社会主义核心价值观

在讲解色谱的知识点时，引用在腿毛中检测出吸毒经历的例子。甲基苯丙胺及其代谢物是强中枢神经兴奋剂，具有两个对映体，分别是S-(+)-甲基苯丙胺和R-(-)甲基苯丙胺，二者的毒性和代谢机制有较大的差异。S-(+)-甲基苯丙胺是“冰毒”主要成分，R-(-)甲基苯丙胺多用于医疗。一些临床药物如司来吉兰，口服后在体内代谢产生R-(-)甲基苯丙胺。利用液相色谱-质谱（HPLC-MS）对尿液、血液、毛发进行检测，可以区分甲基苯丙胺滥用或是服用司来吉兰[11]。借以进行毒品预防教育，远离毒品，珍爱生命教育。同时介绍一些伪装毒品的饮料、糖果、茶包奶茶粉、邮票贴纸等，提高学生对新型毒品的辨识能力，提高拒毒防毒的意识，树立正确的人生观和价值观。

2.3 树立科学精神

在讲解色谱发现史时，向学生介绍俄国植物学家、化学家茨威格。他始终坚信叶绿素不是一种简单的物质，一直坚持寻找分离复杂混合物的物理方法，经过长年累月的大量实验，最终发明色谱方法。他的发明改变了现代分析化学并形成了化学过程中控制和自动的概念。当年他的论文发表在不知名的杂志上，未能引起广泛的关注，直到他去世之后，色谱法的重要性才引发关注。向学生传递研究的恒心和严谨性，科学研究不要急功近利。虽然茨威格没有获得诺贝尔奖，但是先后有两位化学家因色谱领域的突出贡献而获奖。色谱分析方法在各项研究工作中发挥关键性的作用[12]。

在讲解质谱时，介绍2002年诺贝尔化学奖获得者田中耕一。他在获奖时仅是岛津制作所职员。他大学专业是电子工学，但工作方向是质量分析，于是他开始自学化学，在自学的过程中不停的做实验研究。一次在样品处理过程中，误将甘油酯当成丙酮醇与金属超细粉末混在一起，为避免金属超细粉末浪费，就用激光频繁照射，加快气化误入的甘油酯。结果就测量出被认定不可能测定的物质。之后田中耕一耐心调试实验参数，1985年检测出一种酶的质谱信号，这是仪器分析化学的一个历史性突破，正式宣告蛋白质大分子可以被完好地离子化。凭借这一发现，获得诺贝尔奖后，田中耕一却陷入深深愁苦中，他没有意识到这有多么了不起，甚至一度认为自己不配获奖，默默消失在大众视野中，16年里他一直学习和精进自己，在血液检测灵敏度方面取得巨大成果，仅凭几滴血就可以提前30年检测出阿尔茨海默病的发病前兆。他的研究成果刊登在顶尖杂志《自然》上。他用实际行动告诉世界：他配得上诺贝尔奖[13]。田中耕一是一位普通人，一次意外获奖，也没有骄傲，反而不断提高自己。

2.4 强化职业责任感

食品安全关系国计民生和人体健康。近年来频频曝出的三聚氰胺、苏丹红、瘦肉精、塑化剂、老坛酸菜、食品添加剂滥用等一系列食品质量安全问题，使公众开始密切关注食品安全问题。

仪器分析是科研生产检测的眼睛。教师在讲解仪器分析方法的过程中，从身边事物入手，选取学生常吃的食品进行检测，如检测市面上常见的可乐、校门口奶茶店的奶茶中咖啡因含量，路边摊烤面筋、烤土豆片等食品中的丙烯酰胺的含量等。学生小组讨论、查阅文献，设计实验方案。针对不同的食品材料，根据样品前处理的差异，分离纯化目标物质，通过实验过程和结果真切感受到咖啡因、丙烯酰胺、羟甲基糠醛等物质含量，让学生体会到仪器在食品检测中重要作用，同时培养学生健康的饮食习惯。

还可以利用第三方检测机构，开展实验实训课程，激发学生学习的积极性，让学生全面了解检测机构在分析检测过程中遇到实际问题，引导学生发散思维提出解决方案，锻炼学生的科学思维能力，采用互动式的教学方法与学生共同探讨如何运用所学知识发现、预防和消除食品安全问题。加强对食品专业的认可，培养学生食品质量检测意识，强化学生认识掺伪的危害，增强学生的法律意识，让课程思政成为培养学生能力的重要环节[14]。

食品专业学生将来从事食品行业，不仅要不断提高分析检测知识，掌握精湛的分析检测本领，更要遵守职业操守，让学生深切感受到科学技术对人类社会的影响，培养学生的科学素养和社会责任感[15]。

2.5 弘扬工匠精神

新时代工匠精神是一种职业道德、职业能力和职业品质的综合体现[16]，是一种崇高的价值取向和行为表现。工匠精神体现在食品检测分析过程中的严谨细致、实验步骤的精益求精、技术技能的卓越追求和检测方法的勇于创新。

利用“现代仪器分析”课程开展以工匠精神为内涵的课程教育，深化产教融合，校企合作，引导学生做好职业规划，肯定专业价值，感受专业魅力，通过食品企业用心维护品牌、对于产品精益求精的态度、推旧出新的创新形式、食品企业严谨职业素养等一系列的工匠精神感染激励学生，培养更多能工巧匠、大国工匠，为实现中华民族伟大复兴的中国梦提供技能人才。