姚奇志，李玲玲，金谷，劉紅瑜，李嬌

1中國科學技術(shù)大學化學與材料科學學院，合肥 230026

2化學國家級實驗教學示范中心(中國科學技術(shù)大學)，合肥 230026

高等學校是為國家培養(yǎng)專業(yè)人才的主要機構(gòu)，其培養(yǎng)人才的素質(zhì)直接關系到國家發(fā)展和興衰。習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調(diào)，要把思想政治工作貫穿于教育教學全過程。把正確價值引領、共同理想信念塑造作為社會主義大學課堂的鮮亮底色，真正做到各類各門課程都“守好一段渠、種好責任田”，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應。課程思政是指教師在各類課程教學過程中有意識、有計劃、有目的地設計教學環(huán)節(jié)，營造教育氛圍，以間接、內(nèi)隱的方式將所認可、倡導的道德規(guī)范、思想認識和政治觀念有機融入教學過程，并最終傳遞給學生，使之成為符合國家發(fā)展要求的合格人才的教育教學理念[1]。為了把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系，全面推進高校課程思政建設，教育部于2020年5月28日印發(fā)實施《高等學校課程思政建設指導綱要》[2]，明確指出：專業(yè)實驗實踐課程要注重學思結(jié)合、知行統(tǒng)一，增強學生勇于探索的創(chuàng)新精神和善于解決問題的實踐能力。

化學是以實驗為基礎的一門科學，化學實驗課作為化學教學體系的重要組成部分，涉及范圍廣泛，如材料的合成，物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)分析、鑒定以及食品和衛(wèi)生檢驗、檢疫等，與日常生產(chǎn)、生活緊密相關，其中蘊含豐富的思想政治教育元素。因此，化學實驗課程教學是落實立德樹人，培養(yǎng)核心價值觀的有效途徑。近年來，各高校同行在實驗教學中開展了各具特色的課程思政探索，例如：蘭景鳳等[3]以毛發(fā)中鋅元素的測定為例介紹了儀器分析實驗課程思政教育，潘玉珍等[4]則從基礎化學實驗課程群的全部應用為切入點，挖掘課程思政案例，展開思政教育。筆者及教學團隊依托我校多層次、遞進式分析化學實驗課程體系，在教學過程中深入挖掘和梳理實驗課程、實驗項目中蘊含的思政教育元素和所承載的育人功能，將思政教育與化學實驗專業(yè)知識生動、有機地結(jié)合起來，簡明自然、潛移默化地滲入到化學實驗課程教學中，形成系統(tǒng)的專業(yè)知識與思政教育并重的教學體系。結(jié)合Small Private Online Course (SPOC)模式、翻轉(zhuǎn)課堂等教學方式，把思政教育融入到實驗教學的各個層次、各個環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮化學實驗課程的育人功能，既培養(yǎng)學生的專業(yè)知識和能力素養(yǎng)，也培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度、勇于創(chuàng)新的科學精神，同時，幫助學生建立正確的科學思維，樹立安全環(huán)保的理念，引導學生形成正確的人生觀、價值觀，堅定理想信念，自覺擔負起實現(xiàn)中華民族偉大復興的時代責任。

1 制定涵蓋課程思政教育目標的教學計劃，將實驗教學目標與德育教學目標有機結(jié)合

中國科學技術(shù)大學始終秉承科教報國的情懷和“紅專并進、理實交融”的校訓，圍繞建設世界一流大學的目標，以立德樹人為根本任務，高度重視本科教育，統(tǒng)籌教育教學內(nèi)涵，構(gòu)建全方位育人機制。為此，我校分析化學實驗課程組經(jīng)過二十多年的探索和改革，建立了“基礎型–綜合型–探究型–設計型”多層次分析化學實驗教學體系，面向化學與材料科學學院所有專業(yè)，少年班學院、地球和空間科學學院部分專業(yè)開設，內(nèi)容包括基礎驗證性、綜合性、探究性和開放設計性實驗。近年來，我們在統(tǒng)籌優(yōu)化實驗教學內(nèi)容的基礎上，結(jié)合分析化學實驗著重培養(yǎng)學生“量”的概念特點，深入挖掘、提煉實驗項目涉及的思政內(nèi)容。例如：講解原始實驗數(shù)據(jù)記錄原則和尊重實驗事實的重要性時，介紹“準晶(quasicrystal)”發(fā)現(xiàn)經(jīng)過：1982年4月8日，以色列科學家達尼埃爾·謝赫特曼(D. Schectman)在霍普金斯大學做Al-Mn合金的電子衍射分析時，發(fā)現(xiàn)Al-Mn合金的電子衍射花樣具有五次對稱性，該“反?！爆F(xiàn)象，與傳統(tǒng)結(jié)晶學中晶體沒有五次對稱軸的理論相矛盾，當時不被同行接受。但謝赫特曼尊重實驗事實，堅信自己實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果的正確性，因而遭到歧視和排斥，為此，他不得不離開霍普金斯大學回到以色列理工大學工作，兩年后該成果以以色列理工大學的名義發(fā)表在國際著名物理學期刊Physical Review Letters上[5]。隨后，包括我國科學家在內(nèi)的多國科學家都相繼在合金中發(fā)現(xiàn)五次對稱性的存在，導致了準晶體科學的誕生，2011年謝赫特曼因此被授予諾貝爾化學獎。通過這一典型實例，教育學生實事求是，尊重實驗事實并如實記錄實驗數(shù)據(jù)，同時啟迪學生智慧，砥礪勇于創(chuàng)新的品格。在“有機酸摩爾質(zhì)量測定”實驗教學過程中，引入著名的華羅庚“燒水泡茶”統(tǒng)籌法，指導學生對單份稱樣標定和滴定步驟進行合理規(guī)劃安排，提高實驗效率，節(jié)約時間成本?！拔从X池塘春草綠，階前梧桐已秋聲”，古往今來，一切成功的人，都精于統(tǒng)籌和善于利用時間。近些年，我們對課程體系內(nèi)實驗項目涵蓋的思政元素進行深入挖掘和提煉，制定了涵蓋思政元素的新教學目標，見表1。通過實驗教學平臺，以實驗內(nèi)容為載體，將科研誠信、安全環(huán)保、愛國情懷、法治意識、社會責任等思政要素融入日常教學中，在知識目標、能力目標的基礎上增加素質(zhì)目標，并運用微視頻、虛擬實驗、課件、試題等形式建設立體化、多形態(tài)的教學模式，從不同角度和不同實驗教學項目開展課程思政教育，切實做到實驗課程教學與“思政課”同向同行，形成協(xié)同育人的長效機制[6]。

表1 分析化學實驗項目中的思政元素

2 構(gòu)建化學實驗課程思政教學模式——以無汞鹽法測定鐵礦石中全鐵為例

隨著多媒體和信息技術(shù)的發(fā)展，信息化教學快速融入到傳統(tǒng)教學模式中，為多途徑、多渠道進行課程思政教學提供了便利。教學過程中把實驗項目中涉及的思政元素有意識地融入到課前預習、課上講解、討論和課后反饋環(huán)節(jié)，學生在主動調(diào)研和討論中將思政元素內(nèi)化，潛移默化地達到教學目的。例如：“無汞鹽法測定鐵礦石中的全鐵”是我校自主開發(fā)設計的分析化學實驗項目，也是三大經(jīng)典氧化還原滴定之一[7]。經(jīng)典的重鉻酸鉀法測鐵一直是國內(nèi)外鐵礦石全鐵分析的標準方法，但實驗中用到的汞鹽對環(huán)境污染十分嚴重。早在20世紀70年代我校分析化學教研室老師們就意識到這個問題，組織科研人員與馬鞍山礦山研究院合作，通過大量實驗研究，成功用硅鉬黃指示劑替代汞鹽，既保持原方法的快速、準確、簡便，又避免了汞鹽使用對環(huán)境的污染[8]。通過對該實驗發(fā)展史的介紹，不僅使學生了解汞污染的危害，而且領略了我校前輩教師的社會擔當和創(chuàng)新精神，激發(fā)了學生創(chuàng)新動力，增強了社會責任感和文化自信感。

此外，該實驗結(jié)果誤差若想控制在小于3‰以內(nèi)，除了滴定操作規(guī)范外，在滴定前的預還原環(huán)節(jié)，要求在近沸狀態(tài)下滴加SnCl2還原劑，通過硅鉬黃指示劑的一系列復雜的顏色變化，控制預還原進程，并要求預還原過程一氣呵成，否則溫度的變化及空氣中的O2都會影響預還原結(jié)果，導致實驗失敗。為了使學生更好地完成實驗，掌握該實驗方法和其中蘊含的化學原理、設計思路，實驗課前教師會把預還原視頻發(fā)到實驗班級微信群供學生預習。同時，在課前預習環(huán)節(jié)，要求學生對比無汞鹽法與汞鹽法的差異，計算每次實驗汞鹽法可能產(chǎn)生的汞污染量，引導學生關注重金屬離子排放的國家及行業(yè)標準，讓學生自覺樹立綠色環(huán)保意識。實驗課堂上，運用翻轉(zhuǎn)教學法，指導學生熟練掌握實驗內(nèi)容，討論分析鐵礦石成分環(huán)節(jié)，引入礦產(chǎn)資源保護理念和可持續(xù)發(fā)展的重要性，結(jié)合當前社會熱點，適時引入中美貿(mào)易戰(zhàn)中的“卡脖子”問題，引導學生努力學習，勇于創(chuàng)新，核心科技和關鍵技術(shù)是乞討不來，只能靠自力更生。實驗結(jié)束撰寫實驗報告時，不僅要求對實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)全面分析總結(jié)，也要結(jié)合本實驗項目涵蓋思政內(nèi)容，闡述所思所獲。

3 多途徑提升教師思政教學能力，推進化學實驗課程思政建設

《高等學校課程思政建設指導綱要》明確提出，課程思政的建設，教師隊伍是“主力軍”，課程建設是“主戰(zhàn)場”，課堂教學是“主渠道”。課程思政建設的關鍵首先在教師，而大部分理工科專業(yè)課教師缺乏系統(tǒng)的思政教育學習，在思政方面缺乏廣闊的研究視角，一定程度上限制了課程思政的拓展。認識到這些不足，我們一方面通過網(wǎng)絡資源和思政材料主動學習，提升自身思政教學水平和育德意識；另一方面，積極參加學校教師教學發(fā)展中心舉辦的教學沙龍、全國高校課程思政教學設計與課程思政建設專題研修班等活動，提升教師自身教學創(chuàng)新能力和育德水平，并在專業(yè)課程教學中主動研究、加強思想政治教育的自覺意識。

中國科學技術(shù)大學的發(fā)展史就是一本生動的課程思政教材，建校初衷就是為“兩彈一星”培養(yǎng)尖端科技人才，建校初期就云集了嚴濟慈、華羅庚、錢學森、趙忠堯、郭永懷、趙九章、貝時璋、楊承宗等一批國內(nèi)最有聲望的科學家。其中化學物理系首任系主任、“兩彈一星”功勛獎章獲得者郭永懷教授在飛機失事時，與警衛(wèi)員牟方東緊緊抱在一起，保護裝有絕密資料的公文包，以身許國，用生命守護國家機密的事跡，激勵著一代代中國人的科教興國之志；放射化學和輻射化學系首任系主任、新中國放射化學奠基人楊承宗教授，不僅開創(chuàng)了我國的放射化學研究，而且為我國第一顆原子彈的成功試爆提前3個月準備好鈾原料物質(zhì)。通過不定期組織任課教師參觀校史館和學習“中國科大老一輩科學家精神——事跡匯編”，并邀請老一輩科學家當年的學生介紹科學家們在科大兢兢業(yè)業(yè)、教書育人的感人事跡，不斷重溫科學家的愛國情懷、科學作風、奉獻精神和先進事跡，激發(fā)教師愛崗、愛國熱情，為教學實踐積累更多鮮活的素材，提高課程思政能力。

課程助教是我校研究生培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)之一，更是課程教學一支活躍的生力軍。承擔實驗課程教學的助教，不僅要求參加每周集體實驗備課，而且要預做每一個實驗，熟練掌握實驗內(nèi)容和現(xiàn)象，每一次實驗助教培訓課中，我們同樣注重對研究生助教的思政教育，并引導助教針對實驗項目，從年輕人的視角挖掘課程思政元素，培養(yǎng)助教的課程思政教學能力。此外，每位主講教師與所指導的研究生助教建立微信交流群，針對社會熱點或者青年學生感興趣的話題等，展開溝通或?qū)ｎ}討論，有針對性地對助教進行價值引導，及時把思政元素嵌入到教學實踐中，做好思政教育的“傳–幫–帶”工作，為未來教師儲備人才。

4 結(jié)語

本文以化學實驗項目涉及的思政元素為切入點，深入挖掘思政案例，探索融合思政教育理念的化學實驗教學模式，使化學實驗課程教育與思政教育協(xié)同并進、同向同行，于潛移默化中，如春風化雨般影響和教育學生。例如，通過“滴定分析操作練習”課堂引入節(jié)約資源、杜絕浪費的教育，實驗過程中，我們欣慰地發(fā)現(xiàn)學生清洗實驗儀器時，遵循少量多次洗滌的操作規(guī)范，節(jié)約了蒸餾水的使用量；加熱步驟完成后及時關閉電源，自覺注意節(jié)能降耗。而且，學生在自主設計實驗中，主動把綠色環(huán)保意識融入到實驗方案設計和方案實施全過程，并撰寫課程教學相關論文發(fā)表[9]。融入思政元素的實驗課教學，不僅極大地激發(fā)了學生實驗學習興趣和熱情，也提升了教學效果，實現(xiàn)了教育教學全程、全員、全方位育人。