何樂芹，師程程，郝勇靜，韓帥，孟曉彩，楊甲甲，康蓮薇

河北工程大學材料科學與工程學院，河北 邯鄲 056038

新時代背景下高等院校的思想政治教育正面臨著新的挑戰(zhàn)，“課程思政”是當前國內高等院校普遍關注的一個重大課題[1]。課程思政理念主要體現(xiàn)在把思想政治工作和思想價值引領貫穿教育教學全過程和各環(huán)節(jié)，發(fā)揮各門課程的育人功能，發(fā)揮廣大教師在課程教學中的育人責任，使各類課程與思政課同向同行，形成協(xié)同效應[2]。課程思政已在廣大教師中形成了共識，教師積極參與探索構建全員、全課程的大思政教育體系[3]?，F(xiàn)今各類化學課堂都在進行思政教學嘗試，致力于培養(yǎng)具有家國情懷、全球視野、創(chuàng)新精神和實踐能力的卓越人才[4,5]。物理化學理論和實驗課程是高校化學、化工、環(huán)境、生物、能源、材料等大類專業(yè)的基礎課，其課程改革建設必須緊跟時代步伐，積極探索將思政元素融入專業(yè)課程教學的思路[6–8]。物理化學實驗是培養(yǎng)學生實踐能力的重要環(huán)節(jié)，在有限的實驗教學時間內，既需要使學生鞏固課堂教學所學的理論知識、提高學生的實驗技能和動手能力、掌握科學研究的正確方法，又需要巧妙有效地融入課程思政教育內容。因此，采用何種方式、方法將思政元素引入實驗課堂值得探索。

張樹永教授[9]提出課程思政建設應以專業(yè)人才培養(yǎng)目標為指引，基于“以學生為中心”“以產(chǎn)出為導向”的理念進行系統(tǒng)設計和實施。課程教學目標的實現(xiàn)有賴于師生的共同努力。教師必須明確告知學生整個課程以及每節(jié)課的教學目標，并通過講授、指導、自學和考核等方式，引導學生達成這一目標[10]。以學生為中心就是不僅要關心教師“教什么”“怎么教”，更應該關注學生“學什么”“怎么學”，使學生成為課程思政學習和實踐的主體?；诖?，筆者針對所承擔的物理化學實驗課，開展了以學生為主體融入課程思政的教學實踐。在教學過程中，以教師為主導，明確向學生講解課程的知識技能目標和思政目標，要求學生主動探索課程的思政內容，挖掘課程思政元素，并以課堂案例講解、課程總結等方式呈現(xiàn)出來，將學生對課程思政的參與情況納入課程的成績評定，取得了良好的教學效果。

1 以教師為主導提出思政目標

物理化學實驗是培養(yǎng)學生科學的思維方法、實驗技能、綜合實驗能力和創(chuàng)新研究能力的重要環(huán)節(jié)。物理化學實驗教學及實驗報告內容一般包括實驗目的、實驗原理、儀器與試劑、實驗步驟、數(shù)據(jù)記錄與處理、思考題六大部分，每一項都蘊含著豐富的思政元素，我們在實驗開始即向學生講解各項內容的總體要求。同時，為了開展以學生為主體的課程思政教育，也以此六項內容為基礎，提出了課程的思政教育目標(圖1)，引導學生積極參與，與教師共同挖掘課程的思政內容。

圖1 物理化學實驗課程思政設計

1.1 課程思政設計思路和目標

(1) 實驗目的：物理化學實驗目的一般給出實驗需測定的物理量和測定方法，學生通常只是將實驗目的抄寫在實驗報告上，并未做深入思考。思政教育要求學生就實驗目的中提出的基本物理化學概念和測定方法，思考學科發(fā)展史、實驗方法應用等思政內容，提高科學文化修養(yǎng)。如“燃燒熱的測定”實驗，可以根據(jù)實驗目的梳理量熱法的科研應用、氧彈量熱計的發(fā)展歷程等。

(2) 實驗原理：實驗原理給出實驗方法的理論推導、相關公式等信息，其中滲透著科學思維和經(jīng)典理論。課程思政教育要求學生理解各種定律和理論的形成，了解各種理想模型的建立和公式的推導，培養(yǎng)科研精神和創(chuàng)新意識。

(3) 儀器與試劑：對于儀器，學生不僅要了解儀器的原理構造，熟悉儀器的組裝和測量方法，還要了解儀器的發(fā)明發(fā)展歷程，通過了解儀器的國內外生產(chǎn)應用現(xiàn)狀培養(yǎng)學生的家國情懷和創(chuàng)新意識；對于試劑，學生不僅要了解試劑的物理、化學性質，還要了解試劑的安全性和對環(huán)境的影響，培養(yǎng)環(huán)保意識，促進形成可持續(xù)發(fā)展觀。

(4) 實驗步驟：學生通過實驗步驟掌握測量物理量的基本技術，通過分工協(xié)作完成實驗操作，提高團結合作意識；通過查閱文獻資料了解所學測量技術在國內外科研機構的應用進展概況，培養(yǎng)學生的國際視野，促進學生樹立就業(yè)和未來發(fā)展目標。

(5) 數(shù)據(jù)記錄與處理：通過記錄實驗數(shù)據(jù)、分析實驗結果，提高學生分析問題解決問題的能力，培養(yǎng)學生嚴謹、求實的科研精神。

(6) 實驗拓展：學生完成相關思考題，促進對相關理論知識的理解和應用。進一步可以挖掘與實驗相關的科學家生平軼事、科研貢獻簡介，培養(yǎng)學生堅韌不拔、勇攀科學高峰的精神，體會科學家的奮斗與國家社會發(fā)展的關系。

1.2 思政教育實現(xiàn)方法

實驗課學時有限，在每一個實驗開始前，教師先梳理實驗中的思政元素，引導學生在完成實驗知識技能目標的同時，與教師共同挖掘實驗中的思政元素。

(1) 我們把每班學生分成6個小組(每組4–5人)，在某個實驗即將開始前，教師提前與某個小組的同學進行面對面的溝通，探討各項實驗內容中可能存在的思政元素，確定該實驗的思政點，我們把與教師溝通的小組稱為“思政值日小組”。各小組輪流作為思政值日小組，在教師的引導下按照上述各項思政目標挖掘各實驗的思政元素，由值日小組將各實驗對應的思政內容總結整理成PPT文檔，上傳至本課程的學習通在線平臺上，設置任務點供全班同學共同學習。

(2) 學生進入實驗室以后，思政值日小組選1–2名學生代表講解思政PPT，用時10–15分鐘。學生不僅講解搜集到的思政內容，還加入自己的感想，激勵全班同學。教師對學生的講解進行點評，將思政內容總結升華，激發(fā)起學生的學習熱情，隨后再引導學生完成實驗的各項知識技能任務。

(3) 要求所有學生在實驗報告中總結自己感興趣的思政內容和感悟到的思政目標。為了督促學生積極參與，將學生參與挖掘思政元素積極性、學生在實驗報告中對思政內容的總結情況納入期末成績評定。

2 以學生為主體挖掘思政元素

為了使學生深度參與課堂思政教學，我們要求學生在上課時講解所挖掘的思政內容。學生在上課時通過PPT總結和講解的思政點如表1所示。我們嘗試過將思政內容錄制講解視頻發(fā)給學生，但遇到的問題是學生課業(yè)任務繁重，課前對視頻的觀看率并不高。所以我們注重凝練上課時前10–15分鐘講解的思政點，學生結合PPT和板書講解，教師及時總結升華，高效地完成了思政教育目標。課前講解思政點是在教師的引導下，由教師和學生共同仔細篩選出來的，在進行思政教育的同時，對達到實驗的知識技能目標也起到了促進作用。

表1 物理化學實驗教學中引入的思政元素

2.1 課堂思政教學過程舉例

2.1.1 靜態(tài)法測定液體的飽和蒸氣壓

本實驗的目的是用靜態(tài)法測定乙醇在不同溫度下的飽和蒸氣壓，進而用作圖法求出乙醇在該溫度區(qū)間的平均摩爾蒸發(fā)焓。教師通過與學生交流了解到，很多學生對飽和蒸氣壓的概念理解不到位，有的同學甚至不能回答“液體蒸氣壓越高，沸點越低還是越高?”的問題，說明學生在理論學習時，對此知識點學習的不扎實。因此，教師給思政值日小組的學生布置任務：理解飽和蒸氣壓的概念，并給同學講解清楚。學生不僅查閱課本整理了有關飽和蒸氣壓的概念、習題和工業(yè)應用，還檢索了相關科研文獻[11]分享至本課程的學習通平臺。本實驗原理的主要依據(jù)是描述純液體飽和蒸氣壓與溫度關系的克勞修斯-克拉貝龍方程，教師引導思政值日小組同學介紹科學家克勞修斯、克拉貝龍的科研貢獻，介紹克勞修斯-克拉貝龍方程的推導和適用條件。本實驗需要用作圖法處理數(shù)據(jù)，以往學生多用坐標紙或Excel軟件作圖。Origin軟件是科研中常用的軟件，教師建議學生學習并使用Origin軟件作圖，學生積極下載安裝Origin軟件，學習軟件的用法，帶動全班同學在需要用作圖法處理實驗數(shù)據(jù)時，也都學習使用Origin軟件。學生講解后，教師及時總結，引導學生對于每一個實驗涉及的基本物理化學概念都要認真理解和應用，學會實驗測量方法，提高自主學習能力，養(yǎng)成終身學習習慣。

2.1.2 燃燒熱的測定

本實驗的目的是用氧彈量熱計測定蔗糖的燃燒熱。教師先帶領思政值日小組的同學到實驗室認識實驗儀器，學生紛紛提出問題：“老師，我們學會了用氧彈量熱計測燃燒熱，除了幫助理解這一部分的理論知識，對以后的學習有什么用？”“氧彈量熱計在實際生產(chǎn)生活有應用嗎？”在教師的引導下，學生積極查閱網(wǎng)絡資料和科研文獻[12]，了解到用氧彈量熱計能準確快速測量出煤炭、石油和食品等的熱值，在能源、建筑、消防行業(yè)有廣泛應用。了解了國內外氧彈量熱計發(fā)展現(xiàn)狀，氧彈量熱計的工作原理、基本結構和分類。學生尤其關注到國外氧彈熱量計最主要的生產(chǎn)企業(yè)以美國Parr公司和德國IKA公司為代表，美國Parr公司是氧彈量熱計的創(chuàng)始者和最早的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，從1899年S. W. Parr教授研發(fā)第1臺商業(yè)熱量計至今，已經(jīng)歷了100多年的歷史。國內對氧彈量熱計的生產(chǎn)和應用還落后于國際水平，進一步激發(fā)了學生努力學習，參與到國家基礎建設的熱情。在建設祖國大目標的指引下，學生產(chǎn)生了現(xiàn)階段努力的小目標：考研。學生講解量熱學在科研中的應用舉例、介紹中國科學院大連化學物理研究所熱化學實驗室，教師適時總結、引導學生要有時代緊迫感和責任感，學好專業(yè)本領和技能，志存高遠。學生受到激勵和鼓舞后，在后續(xù)完成各步實驗任務時格外認真，并利用課堂時間積極向老師提出關于該部分理論知識的問題，很多同學向老師咨詢考研該如何準備。在完成實驗報告時認真處理實驗數(shù)據(jù)，總結自己的收獲。

2.1.3 二組分氣液相圖的繪制

本實驗可以加深學生對相圖、相律等基本概念的理解。相律為多相平衡系統(tǒng)的研究建立了熱力學基礎，是物理化學中最具普遍性的規(guī)律之一。相律的提出者是美國物理化學家吉布斯，吉布斯在論文《論復相物質的平衡》中，首次提出了獨立組分并明確了相的概念，進而分析所有熱力學量之間的獨立關系得出了相律。吉布斯對化學熱力學的貢獻還包括：發(fā)展了熱力學第二定律，提出平衡穩(wěn)定性判據(jù)；引入函數(shù)與化學勢，提出熱力學基本方程，創(chuàng)建了化學熱力學這個分支學科；開創(chuàng)了表面熱力學的研究。吉布斯縝密嚴謹?shù)膶W風，邏輯推繹歸納的能力，將數(shù)理知識遠見卓識地融于熱力學之中，使他最終登上了熱力學的高峰。學生在PPT講解中還介紹了對相平衡研究有卓越貢獻的黃子卿先生、趙慕愚先生的貢獻，激發(fā)了學生的愛國情懷和社會責任感。本實驗在操作中需要用沸點儀測定不同組成溶液的沸點、用折光儀測定所得氣、液相的折光率、測一組標準溶液的折光率并繪制標準曲線，教師引導學生做好分工，合作完成實驗任務，培養(yǎng)了學生團結協(xié)作的職業(yè)素養(yǎng)。通過學生講解思政點、教師總結思政目標后，所有學生都得到了激勵和引導，在實驗過程中學生積極和教師探討相圖的應用、相圖的讀圖方法、儀器的不足與改進、用Origin軟件繪制相圖的方法等，以及有哪些科研院所或高校在相平衡方面做得好等問題。教師充分利用實驗課可以與學生面對面討論問題的優(yōu)勢，對學生給以指導，要求學生將自己感興趣的問題總結到實驗報告中。學生在學習實驗技能、接受思政教育的同時，也提高了文獻查閱、總結的能力。

2.2 學生實驗報告總結思政點

教師不僅在課堂教學中開展課程思政教育，同時利用本課程的學習通在線平臺和QQ群在線上開展課后答疑、討論、網(wǎng)上交流等，加強與學生對話。不僅解答學生有關實驗原理、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗思考題等理論知識的問題，也注重適時引導學的思想價值觀，為學生在就業(yè)、考研方面解惑答疑。教師要求學生將線上答疑的內容和課堂思政內容總結到實驗報告中(圖2)，作為課程成績評定的依據(jù)，督促學生主動總結，將理論知識和思政內容內化入心。

圖2 學生實驗報告中的部分總結(燃燒熱測定實驗)

3 教學效果

通過“教師引導、學生主體”挖掘課程思政元素，用“學生講解、教師總結”的方式向學生傳達思政內容，對物理化學實驗課程思政教育起到了促進作用。

首先，引入課程思政元素的過程加強了師生交流互動。在確定某個實驗的思政元素之前，教師會仔細思考實驗環(huán)節(jié)蘊含的思政內容，然后與思政值日小組的同學進行面對面的溝通，了解學生的需求，同時利用課程QQ群與班內其他同學交流。使課堂講解的思政內容切實能引起學生的關注，解答學業(yè)困惑和生涯困惑。

其次，以學生為主體的教學方式，保證學生深度參與教學，保障課程思政教育入心入腦。學生挖掘思政元素的過程，可以促使學生相互交流、相互借鑒；學生總結、講解思政內容的過程可以培養(yǎng)學生的書面和口頭表達能力。以學生為中心的課堂教學，明顯提升了學生的積極性，學生在課前、課中和課后都積極和教師討論問題，甚至結課后面對考研、就業(yè)問題也經(jīng)常向教師尋求幫助。

第三，及時有效的測評是保證教學效果的必要手段。本課程注重對實驗知識技能目標的檢測，設置了預習測試題、課堂提問、期末測試題、實驗思考題等及時對教學效果進行測評；對于學生在思政教育中的參與情況也進行了測評，依據(jù)作為思政值日小組挖掘思政元素時的積極性、課堂思政講解PPT的質量、實驗報告總結情況給出思政成績，占期末成績的20%，對學生積極參與思政教學起到了督促作用。

4 結語

在物理化學實驗教學過程中，通過以學生為主體開展上述思政教學活動，加強了師生互動，激發(fā)了學生的探究興趣和學習熱情，讓每一名學生都成為課前的準備者、課堂的參與者、課后的思考者，促進了在實驗課程教學中形成“價值引領、能力培養(yǎng)、知識傳授”的育人導向，有利于將思政教育與專業(yè)教育高效融合，全面落實專業(yè)育人目標。在今后的實驗教學中，繼續(xù)設計和完善以學生為主體開展思政教育的教學模式，同時加強線上線下結合教學，利用線上教學平臺和虛擬實驗平臺輔助實驗知識技能目標和思政教育目標順利完成，是我們努力的方向。