王亞亞，梁耀東，申麗華，劉 靜

（西安科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，陜西 西安 710054）

習(xí)近平在全國(guó)大學(xué)生思政工作座談會(huì)上強(qiáng)調(diào)，要堅(jiān)持立德樹人，始終把思想政治工作貫穿于教育教學(xué)全過程，達(dá)到全面育人的目標(biāo)。課程思政主要指通過構(gòu)建全員、全過程、全課程的教學(xué)模式，使各種課程與思想政治理論課并駕齊驅(qū)，進(jìn)而產(chǎn)生協(xié)同作用。將“立德樹人”融入高等教育各個(gè)學(xué)科中，旨在傳播知識(shí)的過程中發(fā)揮價(jià)值引領(lǐng)的作用，達(dá)到既立德又樹人、既育人又育才，實(shí)現(xiàn)立德與樹人的最終目的。推進(jìn)課程思政與不同學(xué)科專業(yè)科學(xué)理論知識(shí)相結(jié)合，將引導(dǎo)學(xué)生學(xué)好專業(yè)知識(shí)、掌握專業(yè)本領(lǐng)，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生塑造堅(jiān)定明確的理想信念，形成正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。在培育高素質(zhì)、能力強(qiáng)、具有健康心智的時(shí)代新人方面具有重要作用[1-2]。

工科化學(xué)是我校土木工程、車輛工程、應(yīng)急技術(shù)與管理、安全工程、消防工程、新能源科學(xué)與工程、地質(zhì)工程、機(jī)械電子工程等非化工類本科生開設(shè)的一門重要的必修基礎(chǔ)課。該課程主要面向大一學(xué)生，包括理論部分和實(shí)驗(yàn)部分。課程內(nèi)容主要包括化學(xué)熱力學(xué)與能源、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)的基本原理、水溶液化學(xué)、電化學(xué)與金屬腐蝕和物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)等。課程內(nèi)容豐富，與日常生活中一些現(xiàn)象及現(xiàn)代工業(yè)緊密相關(guān)，具有較好的訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)方法，提高大學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)和培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神和創(chuàng)新精神的重要作用[3]。工科化學(xué)這門課程具有涉及學(xué)生多、專業(yè)廣，與社會(huì)各行業(yè)密切相關(guān)等特點(diǎn)。其次，大一新生正是三觀塑造的關(guān)鍵階段。因此，作為高校的專任教師，要發(fā)揮好課程的作用，發(fā)掘其內(nèi)在的思想政治內(nèi)涵。在工科化學(xué)課程中注重設(shè)置課程思政內(nèi)容，并且與相關(guān)專業(yè)知識(shí)有機(jī)融合，在教學(xué)過程中潛移默化地進(jìn)行德育滲透，進(jìn)而提高學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)、職業(yè)認(rèn)同感、社會(huì)責(zé)任感以及服務(wù)國(guó)家的使命擔(dān)當(dāng)。為國(guó)家、為社會(huì)培育全面發(fā)展的高質(zhì)量、高水平的專業(yè)化人才作出貢獻(xiàn)[4]。

緩沖溶液和pH控制屬于工科化學(xué)第三章水溶液化學(xué)部分的基礎(chǔ)知識(shí)，是這門課的一個(gè)重點(diǎn)。本文以此節(jié)內(nèi)容為例，結(jié)合相關(guān)知識(shí)，深入挖掘和設(shè)計(jì)思政要素，使學(xué)生在學(xué)習(xí)“緩沖溶液和pH控制”知識(shí)過程中，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力，批判性思考能力和科學(xué)創(chuàng)造力，從而增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。為國(guó)家培養(yǎng)全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和可靠的接班人。

1 “緩沖溶液和pH控制”一節(jié)中思政元素的挖掘

1.1 緩沖溶液的概念與批判性思維

知識(shí)點(diǎn)：緩沖溶液主要指酸及其對(duì)應(yīng)的共軛堿或者堿及其對(duì)應(yīng)的共軛酸組成的溶液，該溶液的pH值不易隨少量酸或者堿的加入而發(fā)生明顯變化。即共軛酸堿對(duì)組成的溶液具有一定的緩沖能力。

思政引入：首先，教師把美國(guó)羅伯特·歐陽(yáng)提出的人體酸堿體質(zhì)理論“人的體質(zhì)分為酸性和堿性，偏酸性的體質(zhì)容易引發(fā)各種疾病如癌癥，糖尿病和肥胖。為了維持健康，需使身體維持在一個(gè)堿性的環(huán)境[5]”作為課程的導(dǎo)入部分，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考與討論，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和好奇心，并讓學(xué)生根據(jù)高中已有的化學(xué)知識(shí)判斷這種說法是否具有科學(xué)依據(jù)。然后引入緩沖溶液的概念，并通過介紹人體血液由于存在大量的共軛酸堿緩沖對(duì)（如碳酸-碳酸氫根、磷酸二氫根-磷酸氫根、血漿蛋白-血漿蛋白共軛堿、血紅蛋白-血紅蛋白共軛堿等），因此其pH值會(huì)恒定維持在7.35～7.45之間。通過該內(nèi)容的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生意識(shí)到通過食物或者飲食調(diào)節(jié)人體的酸堿性，以及酸性體質(zhì)會(huì)導(dǎo)致癌癥和肥胖等的說法，都是不合理、不科學(xué)的。在這個(gè)知識(shí)點(diǎn)上，引導(dǎo)學(xué)生遇到問題以后一定要進(jìn)行批判性思考，即在遇到任何問題時(shí)，學(xué)生需要通過理解、質(zhì)疑、辨析、推演的思辨過程，把客觀事實(shí)和準(zhǔn)則作為依據(jù)進(jìn)行嚴(yán)密的思考，以達(dá)到超越現(xiàn)象，探求本質(zhì)、追求真理的目的[6]。批判性思考是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的關(guān)鍵因素，對(duì)高校創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)具有重要促進(jìn)作用。引導(dǎo)學(xué)生在遇到不同的觀念或者見解時(shí)，要理性面對(duì)，不要輕易地贊成或反對(duì)，而是保持中性、健康的懷疑態(tài)度，在學(xué)習(xí)過程中注意養(yǎng)成批判性思考的習(xí)慣。

1.2 緩沖溶液的選擇與人生觀

知識(shí)點(diǎn)：緩沖溶液的pH值主要由共軛酸堿對(duì)的濃度之比及共軛酸堿對(duì)中的值所決定。共軛酸堿對(duì)中任何一種物質(zhì)濃度過低都會(huì)導(dǎo)致緩沖溶液失去緩沖能力。當(dāng)共軛酸與共軛堿的濃度為一比一時(shí)，緩沖溶液的緩沖能力最大。因此，為了配制特定pH值的緩沖溶液，需要選擇值與pH值接近或者相等的共軛酸堿對(duì)。如配置pH=7左右的緩沖溶液，應(yīng)當(dāng)選用H2PO4-—HPO42-作為緩沖對(duì)的混合液比較合適，因?yàn)椤?/p>

思政引入：基于如何選擇合適的緩沖溶液這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生與人生選擇的重要性聯(lián)系起來。人的這一生，需要做出很多選擇，這些眾多的選擇決定了我們的一生。無數(shù)次的成功經(jīng)驗(yàn)告訴我們，選擇苦難，就意味著收獲;選擇付出，就意味著高尚。少年時(shí)多經(jīng)歷些挫折與失敗，對(duì)人生道路更有益[7]。比如霍去病，他曾多次立下汗馬功勞，得到了豐厚的賞賜，卻舍棄了獨(dú)自享樂的生活方式，一心只想著國(guó)家大事。堅(jiān)決地謝絕了漢武帝為他修建的奢華府邸，慷慨激昂地說“匈奴未滅，何以家為”。在享受優(yōu)越的生活條件和肩負(fù)的國(guó)家職責(zé)中，霍去病做出了自己的選擇。以歷史名人為例，鼓勵(lì)年輕人要選擇那條艱難的路，艱難的路雖然難走，但是這條道路上人少，會(huì)越走越好。相反那條簡(jiǎn)單的路很多人都可以走，卻擁擠異常，會(huì)越走越艱難。人生是要有意義的一生還是碌碌無為的人生，都要看我們自己的選擇，做出正確地選擇能夠更好地實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值。通過緩沖溶液選擇的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生以更宏觀的視野面對(duì)人生選擇。

1.3 緩沖溶液應(yīng)用與理論聯(lián)系實(shí)際

知識(shí)點(diǎn)：緩沖溶液在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)研究和生命活動(dòng)中均發(fā)揮著舉足輕重的作用。在工業(yè)方面，制造硅半導(dǎo)體器材時(shí)，需使用HF和NH4F的混合液來進(jìn)行化學(xué)侵蝕，以去除硅板上未涂上膠層的氧化物薄膜。在科研方面，緩沖溶液在細(xì)胞和微生物培養(yǎng)方面也發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，可以防止細(xì)胞或微生物在培養(yǎng)過程中的培養(yǎng)液pH發(fā)生較大改變，進(jìn)而為細(xì)胞和微生物的生長(zhǎng)提供一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境。在人體健康方面，如果pH值偏離正常范圍就會(huì)對(duì)各個(gè)器官造成損害，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí){到人的生命。臨床上常用弱酸強(qiáng)堿鹽如乳酸鈉或碳酸氫鈉水解后顯堿性的特征來糾正酸中毒，用弱堿強(qiáng)酸鹽氯化銨水解后顯酸性的特征來緩解堿中毒[8]。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，緩沖溶液已被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐和分析化驗(yàn)中。

思政引入：在化學(xué)教學(xué)過程中，堅(jiān)持理論與實(shí)踐相結(jié)合對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。通過將緩沖溶液性質(zhì)，與緩沖溶液（檸檬酸-檸檬酸鈉）在含二氧化硫尾氣處理中的應(yīng)用[9]，以及緩沖溶液在微生物培養(yǎng)、細(xì)胞培養(yǎng)中的重要作用相結(jié)合。緩沖溶液在細(xì)菌的染色方面也起著重要作用，如在細(xì)菌染色上為增加著色效果，要選擇合適pH值的染色液。此外，在電鍍過程中，通常使用緩沖溶液來控制電鍍液的pH。通過上述例子的講述，鼓勵(lì)學(xué)生通過理論聯(lián)系實(shí)際，鞏固所學(xué)的知識(shí)，并且增強(qiáng)了課堂的趣味性。此外，在教學(xué)過程中，注重引導(dǎo)學(xué)生做到學(xué)思用貫通、知信行統(tǒng)一、深入思考學(xué)、聯(lián)系實(shí)際學(xué)，能夠利用所學(xué)的理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)踐生產(chǎn)活動(dòng)，達(dá)到學(xué)以致用的目的。理論與實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)遷移能力。

1.4 Henderson-Hasselbalch公式與科學(xué)創(chuàng)新精神

知識(shí)點(diǎn)：緩沖溶液pH值的計(jì)算是本節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一，它的計(jì)算主要依靠亨德森-哈塞爾巴爾赫方程（He-nderson-Hasselbalch equation）。這個(gè)公式由美國(guó)化學(xué)家勞倫斯·約瑟夫·亨德森和丹麥科學(xué)家卡爾·阿爾伯特·哈塞爾巴爾赫研究發(fā)現(xiàn)的。

思政引入：勞倫斯·約瑟夫·亨德森是20世紀(jì)初生物化學(xué)領(lǐng)域著名科學(xué)家之一，一生致力于科學(xué)研究。他深入研究了人體的酸堿平衡機(jī)制，提出人體的酸堿平衡是通過血液中的緩沖系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、肺臟、紅細(xì)胞、腎等系統(tǒng)的協(xié)同作用而實(shí)現(xiàn)的。不久之后，發(fā)現(xiàn)了亨德森方程，科學(xué)家卡爾·阿爾伯特·哈塞爾巴爾赫將其寫成對(duì)數(shù)形式，并將其應(yīng)用于血液中碳酸引起的代謝性酸中毒的研究。一方面通過將科學(xué)家如何取得重大科研突破的故事融入課程當(dāng)中，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)研究是個(gè)漫長(zhǎng)的過程，需要經(jīng)過長(zhǎng)年累月地不斷積累和堅(jiān)持，才能取得重大的突破。另外一方面在科學(xué)研究中，要擅長(zhǎng)利用已有的研究成果，進(jìn)行再創(chuàng)新、再突破。正如牛頓所說“如果我比其他人看得遠(yuǎn)些，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏稀?。利用已有的研究成果，吸收前人的?jīng)驗(yàn)和知識(shí)并運(yùn)用到自己身上，在自身所處領(lǐng)域作出杰出貢獻(xiàn)，進(jìn)而推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)步。最后激勵(lì)同學(xué)們不斷攀登高峰，勇于創(chuàng)新，追求真理，嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)精神和潛心研究的奉獻(xiàn)精神。

1.5 土壤緩沖性與服務(wù)社會(huì)的家國(guó)情懷

知識(shí)點(diǎn)：土壤中由于共軛酸堿對(duì)的存在（如碳酸-碳酸氫鈉、磷酸二氫鈉-磷酸氫二鈉），因此可以將土壤的pH維持在一定的范圍，不易隨外界氫離子或氫氧根離子的加入而導(dǎo)致pH發(fā)生太大改變。如土壤的pH值一般不會(huì)因施肥、根的呼吸、微生物生長(zhǎng)、有機(jī)物分解和濕度變化而發(fā)生較大改變，從而為植物的生長(zhǎng)提供一個(gè)良好的環(huán)境。這種性能也被稱作土壤的緩沖性。

思政引入：通過對(duì)土壤緩沖性能的講述，使學(xué)生們意識(shí)到農(nóng)業(yè)的重要性，農(nóng)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的根本，是人類賴以生存的根本，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的保證。農(nóng)業(yè)不僅關(guān)乎社會(huì)穩(wěn)定、人民利益，更關(guān)乎我們能否在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中維持獨(dú)立自主的地位。目前，我國(guó)的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)條件還很薄弱，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)裝備水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率水平都偏低。只有知農(nóng)愛農(nóng)才能真正強(qiáng)農(nóng)興農(nóng)，結(jié)合土壤具有緩沖性能知識(shí)點(diǎn)，指引學(xué)生以強(qiáng)農(nóng)興農(nóng)為己任，“懂農(nóng)業(yè)、愛農(nóng)村、愛農(nóng)民”，培養(yǎng)大學(xué)生服務(wù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化、服務(wù)鄉(xiāng)村現(xiàn)代化新形勢(shì)的使命感和責(zé)任感。為培養(yǎng)知農(nóng)愛農(nóng)、服務(wù)國(guó)家的新型人才作出貢獻(xiàn)。

1.6 緩沖溶液在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用與生產(chǎn)安全

知識(shí)點(diǎn)：在配制滴眼液的過程中，常根據(jù)滴眼液的性質(zhì)加入緩沖溶液，確保滴眼液的pH值在滴眼液最穩(wěn)定的pH值和淚眼生理pH值之間，以保證藥物有足夠的有效期，同時(shí)減少藥物對(duì)眼粘膜的刺激，進(jìn)而防止其對(duì)人體造成傷害[10]。其次，藥物的穩(wěn)定性不僅與自身的理化性質(zhì)相關(guān)，通常容易受到環(huán)境因素的影響，如光線、溫度、濕度、氧氣、環(huán)境酸堿度、微生物等。緩沖溶液能夠使藥物維持在特定的pH，從而避免外界環(huán)境的干擾，進(jìn)而增強(qiáng)藥物的穩(wěn)定性和延長(zhǎng)藥物的有效期。

思政引入：硼酸緩沖溶液是滴眼液的重要組成部分，具有防腐作用?？梢詫⒌窝蹌┑膒H值穩(wěn)定在5.8-6.4，減少了氯霉素滴眼劑對(duì)眼睛的刺激。此外，緩沖溶液在增強(qiáng)藥物的藥效，減少或避免藥物不良反應(yīng)方面也發(fā)揮了重要作用。工科化學(xué)這門課程涉及專業(yè)較多，與社會(huì)各行各業(yè)密切相關(guān)，將來有學(xué)生可能從事與各種物品生產(chǎn)和檢測(cè)相關(guān)的工作。通過上述例子的講述，讓學(xué)生樹立安全生產(chǎn)、誠(chéng)信生產(chǎn)的理念，切實(shí)增強(qiáng)安全意識(shí)，筑牢責(zé)任擔(dān)當(dāng)思想防線，嚴(yán)格執(zhí)行安全生產(chǎn)的各項(xiàng)規(guī)章制度和操作流程，進(jìn)而從源頭上減少安全事故的發(fā)生。為社會(huì)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造一個(gè)安全穩(wěn)定的發(fā)展環(huán)境和培養(yǎng)具備安全生產(chǎn)意識(shí)人才作出貢獻(xiàn)。

2 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人工智能的發(fā)展，人才要求會(huì)越來越高。大學(xué)的目的不僅僅局限于培養(yǎng)一技之長(zhǎng)的工程師，而是培養(yǎng)有思想，有領(lǐng)導(dǎo)能力、創(chuàng)新能力、獨(dú)立思考和有教養(yǎng)的全方面發(fā)展人才。作為高校教師，要充分發(fā)揮課堂教學(xué)的作用，提高思想政治工作的親和力、針對(duì)性，以適應(yīng)大學(xué)生的成長(zhǎng)與發(fā)展需要，促進(jìn)專業(yè)教學(xué)與思想政治隱性教育同向同行，實(shí)現(xiàn)教書與育人相統(tǒng)一。工科化學(xué)作為高校的一門重要公共基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)大學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新思維方面發(fā)揮著十分重要的作用。在工科化學(xué)課程中融入思政元素，可推動(dòng)大學(xué)生高質(zhì)量發(fā)展。為落實(shí)課程思政改革，本文以工科化學(xué)課程中“緩沖溶液和pH控制”這節(jié)內(nèi)容為例，深入挖掘了相關(guān)課程思政元素以及與相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的有機(jī)結(jié)合，旨在實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、價(jià)值塑造三位一體的教學(xué)目標(biāo)。