梁宇光 李晶 陳建平 劉濤 臧慧敏 于敬茹 閆柄伏 武世奎

習近平總書記指出：“要用好課堂教學這個主渠道，思想政治理論課要堅持在改進中加強，提升思想政治教育親和力和針對性，滿足學生成長發(fā)展需求和期待，其他各門課都要守好一段渠、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?！卑凑湛倳泴φn程思政的要求，筆者探索了《納米醫(yī)藥》選修課程的思政教學模式，本著在改進中加強的原則，在滿足學生成長發(fā)展的需求和期待的同時將學生工作和大學生創(chuàng)新項目融合到課程思政中，讓思想政治教育不僅有親和力和針對性，更具有實用性，真正做到思政元素與專業(yè)知識的有機融合，使思想政治教育潤物細無聲地融入課堂教學。選修課程的學業(yè)壓力小，學生重視程度不夠[1]。將思政元素以生活中的一些奇特現(xiàn)象融入知識點的講解，會起到良好的效果[2]。由于課程形式和場地的限制，選修課程的實驗很難開展。課程實驗的開設對創(chuàng)新元素的融入需求更加迫切[3]。團隊在教學中總結了思政案例，提高課程的趣味性和學生參與熱情。此外，團隊根據(jù)青年教師較多的特點，嘗試了利用學校大學生創(chuàng)新課題開展團隊實驗教學的模式，并將實驗結果進行總結、提煉，形成線上實驗教學資源。

1 納米醫(yī)藥中的思政點

由于缺少化學和材料課程的基礎，醫(yī)學和藥學專業(yè)學生理解納米材料的一些基本概念難度較大。教學團隊將納米材料的一些特殊效應與日常生活中的一些獨特現(xiàn)象結合，同時用哲學原理對科學問題進行解釋。

1.1 納米顆粒的表面效應

1.1.1 基本概念

表面效應是指納米粒子粒徑變小后，表面原子占總原子數(shù)比例增大，引起表面積、表面能都迅速增加。表面原子的晶體場環(huán)境和結合能與內部原子不同。表面原子周圍缺少相鄰的原子，有許多懸空鍵，具有不飽和性質，易于其他原子相結合而穩(wěn)定下來，因而表現(xiàn)出很大的化學和催化活性[4]。

1.1.2 生活實例分析

壁虎常出現(xiàn)在燈光照射的墻壁上、屋檐下或電桿上，甚至在光滑的玻璃上也能夠自由爬行[5]。筆者就這一現(xiàn)象在課堂上提問時，學生會給出多個答案，如吸盤、黏液、鉤子等。就這一問題筆者做了文獻調研。這是因為壁虎每只腳的底部長著數(shù)百萬根極細的剛毛，每根剛毛末端又有約400～1 000 根更細的分支。每平方毫米上5 000 根長度在30～130 微米的剛毛。這些剛毛與物體間靠著分子間的范德華力實現(xiàn)了黏附。宏觀的物體之間相互作用力是十分微弱的，但剛毛的直徑小到一定程度后其相互作用力就不能忽視了。模擬實驗表明，1 平方厘米的仿壁虎剛毛“膠帶”可產(chǎn)生3N 的粘著力，吸附300 克的物體[6]。這一事例充分說明了納米材料表面效應。

1.1.3 思政點分析

筆者將這個案例與現(xiàn)象與本質的思政點相聯(lián)系，為學生講解科學發(fā)現(xiàn)的過程需要不斷地探索，同時引入質變與量變的辯證關系，啟發(fā)學生理解質量互變規(guī)律，嘗試用不同視角看待事物，進而培養(yǎng)學生多視角觀察、分析和解決問題的能力。

現(xiàn)象與本質的關系：人們認識事物，就是要透過現(xiàn)象認識本質，把握事物的發(fā)展規(guī)律。這是一個艱苦、反復的過程。只有在實踐中通過對多方面現(xiàn)象的分析研究，去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里，才能實現(xiàn)“從現(xiàn)象到本質、從不甚深刻的本質到更加深刻的本質的無限深化過程。在講到納米顆粒的表面效應這個知識點內容時，筆者將納米顆粒的表面效應原理借助生動形象的生活中的事例展現(xiàn)出來，給學生直觀的展示，同時又將學生們日常生活中經(jīng)常遇到卻又容易忽略的生活現(xiàn)象用科學的原理進行解釋，進而聯(lián)系到現(xiàn)象與本質的辯證關系，使學生學習和領悟科學研究的真諦以及科學研究過程中所蘊含的哲學原理。

量變引起質變：質量互變規(guī)律是唯物辯證法的基本規(guī)律，揭示了事物因矛盾引起的發(fā)展過程和狀態(tài)、發(fā)展變化形式上具有的特點，從量變開始，質變是量變的結果，量變是質變的發(fā)生前提和準備階段，但量變不因質變而停止，質變與量變的相互轉變體現(xiàn)的是唯物辯證法中運動與變化是事物發(fā)生發(fā)展的內在本質。

1.2 納米顆粒的小尺寸效應

1.2.1 基本概念

當顆粒的尺寸與光波波長、德布羅意波長以及超導態(tài)的相干長度或透射深度等物理特征尺寸相當或更小時，晶體周期性的邊界條件將被破壞，非晶態(tài)納米粒子的顆粒表面層附近的原子密度減少，導致聲、光、電、磁、熱、力學等特性呈現(xiàn)新的物理性質的變化[4]。

1.2.2 科研實例

當白銀被細分到小于光波波長的尺寸時，即失去了原有的光澤而呈黑色，這一現(xiàn)象在貴金屬金、鉑等納米顆粒中均有發(fā)現(xiàn)[7]。調控銀納米顆粒的粒徑和形貌，會變?yōu)榧t色、藍色、紫色等，甚至可以得到像彩虹一樣絢麗的色彩[8]。

1.2.3 宏觀與微觀的辯證關系

由于納米顆粒體積極小，屬于微觀領域，學生在理解微觀領域中的事物存在一定困難，該教學內容講授時需要借助于宏觀的視角加以解釋，同時微觀上的納米顆粒數(shù)量眾多，由極其微小但又數(shù)量極多的納米顆粒組成的納米藥物在宏觀上又展現(xiàn)出新的不同的特性，體現(xiàn)了量變引起質變的質量互變規(guī)律。利用宏觀和微觀的雙視角觀察和分析納米顆粒性質，有助于學生理解和把握納米顆粒的小尺寸效應。

1.2.4 聯(lián)系的觀點看事物

事物之間存在普遍的聯(lián)系是唯物辯證法中一個基本觀點。聯(lián)系或關系作為哲學范疇，包含一切事物、現(xiàn)象、過程之間及內部諸要素之間的相互影響、相互作用和相互制約[9]。納米顆粒因其尺寸極其微小，在微觀視域里，納米粒子呈現(xiàn)出不同的特性，表現(xiàn)出一些全新的物理現(xiàn)象，但這些全新的特性和物理現(xiàn)象又不是孤立的，而是與其他特性和現(xiàn)象相互聯(lián)系的，即使尺寸小到納米級別，納米顆粒之間仍然存在相互作用和聯(lián)系。因而，納米顆粒的小尺寸效應很好地反映了世間萬物彼此相互聯(lián)系、相互作用的哲學原理。

1.3 納米顆粒的宏觀量子隧道效應

1.3.1 基本概念

宏觀量子隧道效應是基本的量子現(xiàn)象之一，當微觀粒子的總能量小于勢壘高度時，該粒子仍能穿越這一勢壘。

1.3.2 生產(chǎn)中的實例分析

在制造半導體集成電路時，當電路的尺寸接近電子波長時，電子就通過隧道效應而溢出器件，使器件無法正常工作，經(jīng)典電路的極限尺寸大概在0.25 微米。研制的量子共振隧穿晶體管就是利用量子效應制成的新一代器件[10]。

1.3.3 用發(fā)展的眼光看問題

經(jīng)典物理學認為，物體越過勢壘，有一閾值能量；粒子能量小于此能量則不能越過，大于此能量則可以越過。例如騎自行車過小坡，先用力騎，如果坡很低，不蹬自行車也能靠慣性過去。如果坡很高，不蹬自行車，車到一半就停住，然后退回去[11]。

量子力學則認為，即使粒子能量小于閾值能量，很多粒子沖向勢壘，一部分粒子反彈，還會有一些粒子能過去，好像有一個隧道，故名隧道效應（quantum tunneling）。可見，宏觀上的確定性在微觀上往往就具有不確定性。雖然在通常的情況下，隧道效應并不影響經(jīng)典的宏觀效應，因為隧穿幾率極小，但在某些特定的條件下宏觀的隧道效應也會出現(xiàn)[12]。

通過該案例和思政點的講解可以讓學生意識到科學的進展是不斷向前的，發(fā)展地看問題是創(chuàng)新思維的關鍵要素。馬克思主義基本原理認為發(fā)展是事物運動的永恒主題，科學研究與探索亦是如此。納米顆粒的宏觀量子隧道效應的科學研究過程和對此效應的解釋也折射出真理發(fā)現(xiàn)的過程：真理的發(fā)現(xiàn)是一個從相對向絕對無限接近的過程，即由相對真理無限接近絕對真理。在人類已掌握的知識限度內，真理具有絕對性，但隨著人類對于真理的不斷追求和探索，以往的“絕對真理”也被不斷突破，成為相對真理。對納米顆粒的宏觀量子隧道效應的研究和解釋正是經(jīng)歷這樣的一個過程，實現(xiàn)了經(jīng)典物理學向量子力學的飛躍[13]。

2 納米醫(yī)藥課程理論課思政教學模式

納米醫(yī)藥課程實踐性強、知識更新快、學科交叉特點突出，傳統(tǒng)的課堂講授模式效果不理想。多年來，筆者一直探索更好地將理論授課、課程思政與大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)相結合的課堂組織模式。目前筆者將24學時的課程分為基礎理論講授、專題講座、分組研討三個階段：

第一階段，主講教師負責基本概念的講授，使學生掌握納米醫(yī)藥的概念、制備、表征等基本方法。該階段可以自然地將馬克思主義哲學基本原理與納米醫(yī)藥的基本概念相融合，既增加了邏輯性，又能降低學生理解的難度。在將思政元素與專業(yè)課知識相融合時，力爭做到有機的融合，潤物細無聲的將課程思政點體現(xiàn)在課程教學之中，探索在專業(yè)課知識講授中適當加入日常生活現(xiàn)象分析和馬克思主義哲學原理闡釋，使晦澀難懂的專業(yè)課知識通過日常生活現(xiàn)象生動呈現(xiàn)，又從宏觀的角度對涉及到哲學原理加以分析解釋，實現(xiàn)學生在學習納米醫(yī)藥專業(yè)知識的同時加深對馬克思主義基本原理的理解和唯物辯證法的運用。

第二階段，由一線科研人員分專題講授新上市納米制劑、納米藥物的藥理、毒理、質量標準等相關內容，使學生熟悉納米藥物的研究和開發(fā)過程，為后續(xù)創(chuàng)新課題申請打下基礎。該階段思政內容講授主要以我國科研工作者近年來在科技前沿取得的成果、案例為主，建立學生對我國科研實力的自信，激發(fā)科研創(chuàng)新的熱情。同時，教學團隊引入一線科研人員也有助于加強學生實踐操作能力的培養(yǎng)，提高學生對于科學實驗的興趣，進而提高實驗的參與度。

第三階段，按照個人意愿自主結成團隊，分組研討課程論文，選擇指導教師準備創(chuàng)新課題申報。充分利用現(xiàn)有資源調動學生積極性，提高課堂參與度。該階段可以邀請具有豐富管理經(jīng)驗和思政經(jīng)驗的專兼職輔導員、班主任加入團隊，定期組織學習經(jīng)典著作，引導學生利用馬克思主義的方法論和辯證法分析問題、解決問題，同時培養(yǎng)學生獨立思考、自主研習、團隊合作的意識和能力[14]。

該教學模式下，保障了學生對基礎知識的掌握、對前沿知識的探索，充分發(fā)揮主觀能動性，提升創(chuàng)新的熱情與技能，同時也充分利用了學校的師資、經(jīng)費、場地資源，探索了創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新方式。

3 納米醫(yī)藥課程實驗課思政模式

受到學時和專業(yè)限制，通識類選修課的實驗開展比較困難。筆者利用學校的領航創(chuàng)新團隊、英才培育、開放實驗等創(chuàng)新項目，由選課的學生自主選擇教師團隊中的指導教師申報相關項目。在獲批后，實驗團隊開展基礎性的納米醫(yī)藥創(chuàng)新研究，將推廣性較強的研究內容進行整理，錄制視頻，在線上開展實驗教學。目前，相關實驗研究已經(jīng)由學生獨立整理發(fā)表。

該模式下的探索有利于開發(fā)創(chuàng)新性實驗：學生自主設計實驗通常來自理論教學，融合醫(yī)藥領域多學科內容。例如，藥學實驗廢水處理實驗[15]，差式量熱法測量藥物微晶與納米晶的熱力學性能等。這些實驗巧妙地針對無機化學、物理化學、分析化學和藥物化學等實驗室的共性問題，提出的綜合解決方案。

案例分析：從化學反應原理角度出發(fā)，對鉻酸廢液以及強堿氫氧化鈉和硝酸鉛等危害性強的廢液提出一種創(chuàng)新的綜合處理方案。分析鉻酸廢液危害成分包括高濃度的硫酸（H2SO4）、鉻酸（H2CrO4）、六價鉻（Cr2O72+）、三價鉻離子（Cr3+）以及鉻酐（CrO3）。結合所學知識，進行方案設計：（1）分離鉻酐沉淀，加熱使CrO3還原為Cr2O3；（2）在廢液中加入適當?shù)倪€原試劑如硫酸亞鐵溶液，將殘存的有毒的Cr2O72+轉變?yōu)镃r3+；（3）利用過量的氫氧化鈉溶液中和濃硫酸，并與Cr3+反應生成沉淀；（4）加鉛廢液與CrO42+反應生成沉淀（具體設計及計算見已發(fā)表論文《高校藥學實驗室廢水綜合處理方案設計》）。由于鉻酸廢液成分復雜，直接以上述方案實施多種試劑反應條件難以控制得當，故選擇其對應有害成分的純試劑進行預實驗。選用材料：鉻酸鉀（K2CrO4）、硝酸鉛[Pb（NO3）2]、蒸餾水、聚乙烯吡咯烷酮K30（PVP）、恒溫攪拌電熱套、高速離心機、超聲波清洗器、電子天平，進行多次試驗比較，獲得最佳適用條件。最終實驗過程如下：準確稱量鉻酸鉀固體0.1 g，PVP 0.2 g，置于250 mL 燒杯中加蒸餾水95 mL 超聲混合均勻。另準確稱取硝酸鉛固體0.17 g置于另一燒杯超聲溶解。將溶解后的硝酸鉛緩緩倒入前一個燒杯中混合攪拌30 min，陳放5 h。取陳放后乳狀溶液離心，離心所得沉淀水洗3 次，無水乙醇2次，晾干。通過以上實驗方法得到黃色棒狀納米鉻酸鉛，同時可以用同樣的方法試驗出三價鉻離子（Cr3+）和氫氧化鈉試液的最佳反應條件，最終經(jīng)過煅燒得到Cr2O3（綠色）納米材料。鉛鉻黃是傳統(tǒng)的無機顏料和濕敏電阻材料，亦可應用于光電池及煙霧彈；鉻綠長期作顏料用于油畫和油漆等方面，尤以其發(fā)色能力強、色飽和度高、色質穩(wěn)定，在無機顏料中具有代表性。因此結合所學知識，利用實驗室現(xiàn)有長期儲存的廢水，自主設計此處理方案并進行可行性試驗，初步預想可以變廢為寶，有望達到廢物再利用，實現(xiàn)實驗室綠色化理念。

該實驗設計綜合處理了無機化學實驗室和藥物化學實驗室的廢液。在思政教學上，筆者擬將矛盾轉化的原理與生活中“變廢為寶”的思路相結合，鼓勵學生多思考，利用已學的知識進行自主分析，養(yǎng)成善于發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

4 結論

本文提出《納米醫(yī)藥》課程的思政教學模式是筆者團隊經(jīng)過多年教學經(jīng)驗的總結。教學模式改革以培養(yǎng)合格的創(chuàng)新型人才為目標，充分利用了學校的人才資源、科研經(jīng)費和場地，收到了良好的教學效果。目前學生獲得全國大學生比賽獎項2 項，自治區(qū)挑戰(zhàn)杯獎項1 項，自主發(fā)表論文2 篇，完成校級大學生創(chuàng)新課題4 項，組建校級大學生創(chuàng)新團隊1 個。在接下來的教學實驗中，筆者將繼續(xù)積極鼓勵學生申報課題，不斷創(chuàng)新和豐富該教學模式，并積極發(fā)掘《納米醫(yī)藥》課程中新的課程思政融合點，探索出更加完善的課程思政教學模式。