摘要 課程思政是新時(shí)代下培養(yǎng)全面發(fā)展的人的新型課堂模式,課程思政作為新時(shí)代教育創(chuàng)新的深度實(shí)踐,開(kāi)創(chuàng)了促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展、德才兼?zhèn)涞男滦驼n堂教育模式。 以《無(wú)機(jī)化學(xué)》“化學(xué)電源”知識(shí)點(diǎn)為具體教學(xué)案例,結(jié)合化學(xué)電源發(fā)展歷程,科學(xué)前沿以及社會(huì)熱點(diǎn)開(kāi)展了“綠色化學(xué)、低碳生活”“科學(xué)思維、科技強(qiáng)國(guó)”“創(chuàng)新能力、民族自信”“科學(xué)探索、持續(xù)發(fā)展”“愛(ài)國(guó)情懷、國(guó)際視野”五個(gè)思政模塊,從教學(xué)目標(biāo)設(shè)置、教學(xué)活動(dòng)安排和教學(xué)任務(wù)布置等方面探索思政元素融入大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)課堂的設(shè)計(jì)思路與方法,以實(shí)現(xiàn)學(xué)生專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和思政素養(yǎng)的協(xié)同發(fā)展。
關(guān)鍵詞 課程思政;模塊化設(shè)計(jì);無(wú)機(jī)化學(xué);化學(xué)電源
中圖分類(lèi)號(hào):O646 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1000-0518(2025)02-0264-09
習(xí)近平總書(shū)記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上指出高校要充分利用課堂教學(xué),挖掘?qū)I(yè)課程中的思政元素,實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和思政素養(yǎng)的協(xié)同發(fā)展[1]。 為貫徹落實(shí)總書(shū)記這一思想,近年來(lái)各個(gè)高校都在推行“課程思政”,把思政素養(yǎng)請(qǐng)入專(zhuān)業(yè)課的大門(mén)[2]。“ 課程思政”不是簡(jiǎn)單地在專(zhuān)業(yè)課教學(xué)中生硬的加入思政內(nèi)容,而是通過(guò)合理安排教學(xué)內(nèi)容、革新教學(xué)方法和選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式,實(shí)現(xiàn)思政元素與專(zhuān)業(yè)知識(shí)的有機(jī)結(jié)合[3]。 因此,探索如何在專(zhuān)業(yè)知識(shí)中融入思想政治教育元素,選擇何種方式將專(zhuān)業(yè)課程與思政課程深度整合,以及如何在專(zhuān)業(yè)課的教學(xué)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授、技能培養(yǎng)與情感教育三位一體的育人目標(biāo),都是成功實(shí)施“課堂思政”所必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
《無(wú)機(jī)化學(xué)》是高等院校理工科化學(xué)、化工、應(yīng)用化學(xué)及材料等專(zhuān)業(yè)的第一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修基礎(chǔ)課程,是學(xué)好其他化學(xué)類(lèi)課程的基礎(chǔ),具有重要的課程地位[4]。《 無(wú)機(jī)化學(xué)》的知識(shí)體系與中學(xué)化學(xué)知識(shí)緊密相連,在化學(xué)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)課程中扮演著承前啟后的重要角色。 它對(duì)于幫助大學(xué)生適應(yīng)大學(xué)課堂環(huán)境、轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)觀念和方法具有深遠(yuǎn)的影響[5]。 如何在《無(wú)機(jī)化學(xué)》專(zhuān)業(yè)課堂中挖掘思政元素,使學(xué)生在學(xué)習(xí)無(wú)機(jī)化學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的過(guò)程中感受科學(xué)與哲學(xué)的魅力,促進(jìn)大學(xué)生能力素養(yǎng)和思政素養(yǎng)的協(xié)同發(fā)展,需要進(jìn)行深入而細(xì)致的探究[6]。
本文以《無(wú)機(jī)化學(xué)》“化學(xué)電源”教學(xué)設(shè)計(jì)為例,采用模塊化理念,以目標(biāo)為導(dǎo)向,結(jié)合化學(xué)史、社會(huì)熱點(diǎn)與科學(xué)前沿,融入課程思政元素,在傳授知識(shí)技能的過(guò)程中加強(qiáng)品德塑造。 讓學(xué)生在掌握知識(shí)與技能的過(guò)程中潛移默化地接受文化啟迪和思想浸潤(rùn),從而培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷、民族自信、綠色理念和國(guó)際視野,激發(fā)學(xué)生為科學(xué)、為國(guó)家、為社會(huì)奉獻(xiàn)的精神,增強(qiáng)學(xué)生的時(shí)代責(zé)任感(圖1)。
1 教學(xué)目標(biāo)及理念
1. 1 教學(xué)目標(biāo)
1. 1. 1 知識(shí)類(lèi)目標(biāo)
1)能闡述化學(xué)電源的發(fā)展歷程,準(zhǔn)確描述常見(jiàn)化學(xué)電源的工作原理; 2)熟悉電池的種類(lèi),能根據(jù)電池種類(lèi)判斷電池的適用范圍。
1. 1. 2 能力類(lèi)目標(biāo)
1)能對(duì)比分析常見(jiàn)化學(xué)電源的組成、結(jié)構(gòu)和工作原理,明晰不同化學(xué)電源的優(yōu)缺點(diǎn); 2)能書(shū)寫(xiě)常見(jiàn)化學(xué)電源充放電時(shí)的電極反應(yīng)式及電池總反應(yīng)方程式,自主探索改良化學(xué)電源的方法,設(shè)計(jì)具有良好性能且適用性強(qiáng)的化學(xué)電源。
1. 1. 3 思政類(lèi)目標(biāo)
1)通過(guò)分析汽車(chē)動(dòng)力能源的變遷,從能量轉(zhuǎn)換的角度認(rèn)識(shí)化學(xué)學(xué)科對(duì)人類(lèi)社會(huì)做出的巨大貢獻(xiàn),建立生活-化學(xué)-社會(huì)三者之間的聯(lián)系,深化“綠色化學(xué)”觀念; 2)通過(guò)自主設(shè)計(jì)化學(xué)電源,增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)與能力,學(xué)會(huì)有效利用能源與創(chuàng)造化學(xué)電源的方法,深化能量守恒思想,增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)與節(jié)能意識(shí),形成綠色低碳理念; 3)通過(guò)梳理化學(xué)電源發(fā)展歷程,形成可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)研究理念; 追蹤我國(guó)及美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家在化學(xué)電源領(lǐng)域的研究進(jìn)展,正視差距,激發(fā)投身科學(xué)研究,為國(guó)家發(fā)展奉獻(xiàn)的激情,逐步建立民族自信。
1. 2 教學(xué)理念及方法
《無(wú)機(jī)化學(xué)》中“化學(xué)電源”知識(shí)點(diǎn)蘊(yùn)含豐富的思政元素。 在教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中,需精心策劃活動(dòng)任務(wù),并巧妙地將思政元素融入其中,以“立德樹(shù)人”作為教育的核心目標(biāo),潛移默化地引導(dǎo)學(xué)生建立正確的人生觀和價(jià)值觀。 筆者根據(jù)《無(wú)機(jī)化學(xué)》“化學(xué)電源”知識(shí)特點(diǎn),深入挖掘?qū)I(yè)知識(shí)中蘊(yùn)含的思政元素,在電池簡(jiǎn)介部分,以“化學(xué)電源”發(fā)展史為導(dǎo)向(圖2),按照“干電池→蓄電池→燃料電池→鋰離子電池”4個(gè)環(huán)節(jié)展開(kāi),讓同學(xué)在學(xué)習(xí)過(guò)程中體會(huì)科學(xué)探索的過(guò)程,體會(huì)科技進(jìn)步的階梯性,認(rèn)識(shí)隨著時(shí)代變遷,在“按需設(shè)計(jì)”的理念下化學(xué)電源不斷朝向低碳化、綠色化和多元化發(fā)展的過(guò)程,感受葛洛夫和陳立泉等科學(xué)家艱苦奮斗,不屈不撓的探索精神。 依托學(xué)習(xí)通的優(yōu)勢(shì),以學(xué)生為中心,采用“線(xiàn)上+線(xiàn)下”混合教學(xué)模式,利用BOPPPS教學(xué)模式(該教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心,將課堂教學(xué)過(guò)程分為導(dǎo)入(Bridge-in)、目標(biāo)(Objective)、前測(cè)(Pre-assessment)、參與式學(xué)習(xí)(Participatory learning)、后測(cè)(Post-assessment)和總結(jié)(Summary)6個(gè)階段,促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。 實(shí)際教學(xué)過(guò)程中合理安排課前、課中和課后的活動(dòng)任務(wù)。 課前讓學(xué)生自主閱讀文獻(xiàn),整理化學(xué)電源發(fā)展歷程,尋找生活中的化學(xué)電源并查閱相應(yīng)性能參數(shù),有利于學(xué)生體會(huì)化學(xué)電源發(fā)展的進(jìn)步性,感悟科學(xué)家的探索精神,建立化學(xué)-生活-社會(huì)三者之間的聯(lián)系。 課中基于真實(shí)情境展開(kāi)教學(xué),以“新能源電動(dòng)汽車(chē)”社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題引發(fā)學(xué)生思考,以增加學(xué)生的學(xué)習(xí)參與感,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,同時(shí)結(jié)合化學(xué)史深化學(xué)生的“綠色化”、“低碳化”理念。 課后,組織學(xué)生開(kāi)展文獻(xiàn)調(diào)研活動(dòng),深入探究當(dāng)代化學(xué)電源領(lǐng)域的最新進(jìn)展。 對(duì)比分析我國(guó)在該領(lǐng)域所具有的優(yōu)勢(shì)與面臨的挑戰(zhàn),進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生將所掌握的知識(shí)應(yīng)用于國(guó)家的發(fā)展建設(shè),培養(yǎng)他們的愛(ài)國(guó)情感和國(guó)際視野。
2 課程建設(shè)
2. 1 課前準(zhǔn)備
通過(guò)學(xué)習(xí)通平臺(tái)發(fā)布課前學(xué)習(xí)任務(wù)以及相關(guān)學(xué)習(xí)資料,確保學(xué)生明確自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)。 提供的學(xué)習(xí)資料包括2篇與課程內(nèi)容緊密相關(guān)的文獻(xiàn):《 電池發(fā)展史》和《電池300余年發(fā)展史》。 學(xué)生通過(guò)閱讀文獻(xiàn)可以初步掌握化學(xué)電源的發(fā)展脈絡(luò),為深入學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)(圖3)。
2. 2 課中實(shí)施
2. 2. 1 教學(xué)設(shè)計(jì)
本課按照BOPPPS教學(xué)模式設(shè)計(jì)了45 min的課堂教學(xué)過(guò)程,聚焦社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題,基于化學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)思想展開(kāi)教學(xué),將思政元素融入到課堂教學(xué),讓學(xué)生在知識(shí)積累和能力培養(yǎng)的同時(shí)得到思想品德塑造。
2. 2. 2 教學(xué)過(guò)程
2.2.2.1 課前準(zhǔn)備
教師活動(dòng) 布置課前任務(wù): 超星爾雅網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)發(fā)布; 小組合作任務(wù): 5或6人為一小組; 任務(wù)一:閱讀學(xué)習(xí)通資料平臺(tái)發(fā)布的文獻(xiàn),整理化學(xué)電源的發(fā)展歷程,制成發(fā)展歷史圖譜; 任務(wù)二: 尋找生活中常見(jiàn)的化學(xué)電源,查找對(duì)應(yīng)的性能參數(shù)(包括使用壽命、能量密度和電壓等),進(jìn)行對(duì)比,做成表格。
學(xué)生活動(dòng) 小組合作完成化學(xué)電源發(fā)展圖譜以及尋找生活中常見(jiàn)化學(xué)電源制成性能參數(shù)表格的任務(wù),通過(guò)學(xué)習(xí)通APP提交任務(wù)。
設(shè)計(jì)意圖 1)激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性,使學(xué)生對(duì)化學(xué)電源的發(fā)展歷程有初步了解,認(rèn)識(shí)科學(xué)探究是一個(gè)艱辛漫長(zhǎng)卻成就感十足的過(guò)程,激發(fā)學(xué)生為科學(xué)奉獻(xiàn)的精神; 2)尋找生活中的化學(xué)電源,建立生活-化學(xué)-社會(huì)三者之間的關(guān)系,為本節(jié)課的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。
2.2.2.2 Bridge-in(導(dǎo)入5 min)
思政模塊一 “綠色化學(xué),低碳生活”。
教師活動(dòng) 播放視頻,利用新能源汽車(chē)的崛起,從多元化、綠色化角度介紹電池的發(fā)展歷程,引出教學(xué)主角“電池”。
學(xué)生活動(dòng) 聆聽(tīng)。
設(shè)計(jì)意圖 吸引學(xué)生注意力,引導(dǎo)學(xué)生思考化學(xué)電源變遷所體現(xiàn)的社會(huì)現(xiàn)實(shí),增強(qiáng)學(xué)生思辨能力,同時(shí)深化綠色化學(xué)觀念。
2.2.2.3 Objective(目標(biāo)1 min)
教師活動(dòng) 分享本節(jié)課程知識(shí)、能力、思政目標(biāo)。
學(xué)生活動(dòng) 明晰本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)。
設(shè)計(jì)意圖 學(xué)生在明確本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)后,能夠有針對(duì)性地進(jìn)行學(xué)習(xí),并能自主有效地評(píng)估自己的學(xué)習(xí)效果。
2.2.2.4 Pre-assessment(前測(cè)5 min)
教師活動(dòng) 通過(guò)超星爾雅網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)布選人回答問(wèn)題:
1)化學(xué)電源性能好壞主要依據(jù)哪些參數(shù)?
2)化學(xué)電源工作原理的實(shí)質(zhì)是什么?
學(xué)生活動(dòng) 分析思考,根據(jù)課前小組合作尋找生活中化學(xué)電源的資料收集解決問(wèn)題。
設(shè)計(jì)意圖 利用課堂提問(wèn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,增加學(xué)生的課堂參與感,同時(shí)檢測(cè)學(xué)生課前任務(wù)的完成情況,了解學(xué)生目前的知識(shí)掌握情況。
2.2.2.5 Participatory Learning(參與式學(xué)習(xí)25 min)
思政模塊二 “科學(xué)思維,科技強(qiáng)國(guó)”。
發(fā)展歷史1 以電池的開(kāi)拓者伏打于1799年成功制造伏打電堆引入鋅錳干電池。 1859年,普蘭特成功研制鉛蓄電池,可循環(huán)利用的二次電池橫空出世。
知識(shí)引領(lǐng) 化學(xué)電源工作原理的本質(zhì)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,把整個(gè)氧化還原反應(yīng)拆分于兩極發(fā)生,通過(guò)電子的定向移動(dòng)產(chǎn)生電流。
任務(wù)一 引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度分析南孚電池的工作原理,書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式。
鋅錳干電池電極反應(yīng)式: 正極: 2NH+4+2MnO2+2e-=2NH3+H2O,負(fù)極: Zn-2e-=Zn2+任務(wù)二 結(jié)合視頻與圖片介紹鉛蓄電池的構(gòu)造及工作原理,引導(dǎo)學(xué)生書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式;鉛蓄電池放電電極反應(yīng)式: 正極: PbO2+SO24-+4H++2e-=PbSO4+2H2O,負(fù)極: Pb-2e-+SO24-=PbSO4知識(shí)引領(lǐng) 鉛蓄電池的優(yōu)點(diǎn)在于放電之后可以再次使用,在充電過(guò)程中外接電源使負(fù)極的硫酸鉛發(fā)生還原反應(yīng)生成鉛單質(zhì),正極硫酸鉛發(fā)生氧化反應(yīng)生成PbO2,是放電電極反應(yīng)式的逆過(guò)程。
鉛蓄電池充電電極反應(yīng)式: 陰極: PbSO4+2e-=Pb+SO24-,陽(yáng)極: PbSO4-2e-+H2O=PbO2+SO24-+4H+展示圖片 大量廢棄電池堆積如山,對(duì)環(huán)境造成極大污染。
學(xué)習(xí)通發(fā)布討論交流活動(dòng) 鋅錳干電池和鉛蓄電池的出現(xiàn)極大的方便了人們的生活,但是其對(duì)自然環(huán)境也造成了巨大的傷害,請(qǐng)同學(xué)們對(duì)比分析干電池與鉛蓄電池優(yōu)缺點(diǎn),根據(jù)科學(xué)發(fā)展方向及歷史證據(jù)預(yù)測(cè)后續(xù)電池發(fā)展方向。
學(xué)生活動(dòng) 1)結(jié)合教材內(nèi)容以及教師講授完成任務(wù)一、任務(wù)二。 2)完成學(xué)習(xí)通平臺(tái)發(fā)布的討論。
設(shè)計(jì)意圖 1)通過(guò)分析最簡(jiǎn)單的堿性鋅錳電池的工作原理及電極反應(yīng)式,初步建立分析陌生電池的模型,形成宏-微-符三重表征思維。 2)引導(dǎo)學(xué)生自主分析干電池對(duì)社會(huì)影響的利與弊,鍛煉學(xué)生的辯證思維能力,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),增強(qiáng)合作交流能力,深化結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)思想。 3)通過(guò)對(duì)比分析干電池與鉛蓄電池各自的優(yōu)劣,洞察電池技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),感受到科技前進(jìn)的步伐。
發(fā)展歷史2 1842年,葛洛夫歷經(jīng)多年成功制造第一個(gè)燃料電池,為后續(xù)航天航空事業(yè)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。
任務(wù)三 引導(dǎo)學(xué)生從氧化還原角度自主設(shè)計(jì)氫氧燃料電池模型,完成電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)。
氫氧燃料電池電極反應(yīng)式(不同環(huán)境): 正極: O2+4e-+H2O=4OH-,負(fù)極: H2-2e-+2OH-=H2O
正極: O2+4e-+4H+=2H2O,負(fù)極: H2-2e-=2H+
知識(shí)引領(lǐng) 氫氧燃料電池的工作原理如圖4所示,在其運(yùn)作過(guò)程中,通常會(huì)采用質(zhì)子交換膜。 該膜的主要功能是隔離燃料電池的陰陽(yáng)兩極,避免它們直接接觸而發(fā)生不必要的化學(xué)反應(yīng)。 此外,質(zhì)子交換膜還為氫離子提供了一個(gè)轉(zhuǎn)移通道,使得氫離子能夠從陽(yáng)極通過(guò)膜傳遞至陰極,從而實(shí)現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)的完成。
小組討論 氫氧燃料電池在工作過(guò)程中只會(huì)產(chǎn)生水和熱,是集無(wú)污染和高效率于一體的化學(xué)電源,但是它卻沒(méi)有被廣泛投入到人們的生產(chǎn)生活中,而是被用于航天航空等高科技事業(yè)當(dāng)中,請(qǐng)同學(xué)討論交流,分析其中原因。
學(xué)生活動(dòng) 1)小組合作,完成氫氧燃料電池設(shè)計(jì),書(shū)寫(xiě)其充電過(guò)程電極反應(yīng)式,拍照上傳至學(xué)習(xí)通班級(jí)群; 2)小組交流討論氫氧燃料電池性能優(yōu)越卻未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的原因。
設(shè)計(jì)意圖 讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)家的思考?xì)v程,感受科研的魅力以及對(duì)人類(lèi)生活的重要影響,學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)氫氧燃料電池模型并書(shū)寫(xiě)其電極反應(yīng)式,同時(shí)分析氫氧燃料電池未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的原因,學(xué)會(huì)辯證地看待問(wèn)題,認(rèn)識(shí)科學(xué)探究不是一蹴而就的過(guò)程,激發(fā)為科學(xué)奉獻(xiàn)的熱情。
發(fā)展歷史3 隨著科技發(fā)展,時(shí)代進(jìn)步,多元化電池階段來(lái)臨,太陽(yáng)能電池、微生物燃料電池和鋰離子電池等性能優(yōu)異且環(huán)境污染小的電池逐步占據(jù)電池市場(chǎng)。
資料展示
資料一: 2020年9月,中國(guó)在聯(lián)合會(huì)上正式宣布了2030年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”和2060年達(dá)成“碳中和”的低碳發(fā)展目標(biāo)。 在這一背景下,以鋰離子電池為代表的新能源技術(shù)正成為發(fā)展的趨勢(shì)。 被譽(yù)為“鋰電池之父”的陳立泉院士,40余年來(lái)一直致力于中國(guó)鋰電研究領(lǐng)域。 他不僅首次發(fā)現(xiàn)了70 K超導(dǎo)跡象,還研制出了世界領(lǐng)先的高溫超導(dǎo)材料。 1997年9月,陳立泉院士領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)成功建立了中國(guó)第一條鋰離子電池中試生產(chǎn)線(xiàn),攻克了鋰離子電池規(guī)?;a(chǎn)過(guò)程中的技術(shù)難題,并實(shí)現(xiàn)了鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)化。
資料二: 2022年,我國(guó)光伏企業(yè)隆基綠能自主研發(fā)的硅異質(zhì)結(jié)電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了26. 81%。 這一成績(jī)不僅刷新了全球硅太陽(yáng)能電池效率的最高紀(jì)錄,而且在技術(shù)路線(xiàn)上不設(shè)限制,標(biāo)志著光伏史上首次由中國(guó)光伏企業(yè)創(chuàng)下的硅電池效率世界紀(jì)錄。
任務(wù)四 以2019年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)引入鋰離子電池,展示鋰離子電池的發(fā)展史以及指導(dǎo)學(xué)生完成鋰離子電池電池反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě),引導(dǎo)學(xué)生分析新型電池所需具備的性能,預(yù)測(cè)未來(lái)電池的發(fā)展方向。
知識(shí)引領(lǐng)
鋰離子電池的工作原理: 在充放電過(guò)程中,鋰離子電池正負(fù)極之間不斷嵌入、脫嵌,因此鋰離子電池也被形象稱(chēng)為“搖椅電池”。
鋰離子電池電池反應(yīng)式: Li1-xCoO2+LixC6=C6+LiCoO2
鋰離子電池電極反應(yīng)式: 正極: Li1-xCoO2+xe-+xLi+=LiCoO2,負(fù)極: LixC6-xe-=xLi++C6
設(shè)計(jì)意圖 1)介紹多元化電池階段電池所需具備的性能,同時(shí)以我國(guó)在新型電池領(lǐng)域取得的成就為學(xué)習(xí)資料,培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義情懷,激發(fā)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感,增強(qiáng)學(xué)生的民族認(rèn)同感。 2)以鋰電池的發(fā)展史為線(xiàn)索,為新電池的發(fā)展尋找方向,深化綠色化、低碳化理念。
2.2.2.6 Post-assessment(后測(cè)7 min)
思政模塊三 “創(chuàng)新能力、民族自信”。
教師活動(dòng) 布置任務(wù)
任務(wù)一: 引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位,根據(jù)本課所學(xué)知識(shí)自主設(shè)計(jì)一個(gè)化學(xué)電源(干電池、鉛蓄電池、燃料電池和鋰離子電池等均可),寫(xiě)出電池總反應(yīng)式及電極反應(yīng)式,并簡(jiǎn)單說(shuō)明電池的應(yīng)用范圍以及優(yōu)缺點(diǎn),分享至學(xué)習(xí)通班級(jí)群。
任務(wù)二: 觀看“央視專(zhuān)訪—民營(yíng)企業(yè)共同助力中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)全球領(lǐng)先”視頻以及本節(jié)課所學(xué)的化學(xué)電源相關(guān)知識(shí)分析新能源汽車(chē)與傳統(tǒng)燃油汽車(chē)相比存在的不足及改良方向,預(yù)測(cè)未來(lái)新型電池的發(fā)展方向。
學(xué)生活動(dòng) 上傳小組完成的任務(wù)一至學(xué)習(xí)通班級(jí)群,小組交流討論完成任務(wù)二,分享自己的觀點(diǎn)。
設(shè)計(jì)意圖 1)與導(dǎo)入前后呼應(yīng),引導(dǎo)學(xué)生自主分析我國(guó)目前新能源汽車(chē)面臨的挑戰(zhàn),激發(fā)學(xué)生為科學(xué)、為國(guó)家、為社會(huì)獻(xiàn)身的精神。 2)小組交流合作設(shè)計(jì)化學(xué)電源,使學(xué)生在合作交流中進(jìn)步,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,了解學(xué)生的知識(shí)掌握情況。
2.2.2.7 Summary(總結(jié)2 min)
思政模塊四 “科學(xué)探索,持續(xù)發(fā)展”。
教師活動(dòng) 總結(jié)梳理“化學(xué)電源”相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。
請(qǐng)同學(xué)結(jié)合自己的課前任務(wù)——化學(xué)電源發(fā)展圖譜對(duì)化學(xué)電源進(jìn)行分類(lèi),回顧所學(xué)電池的電極反應(yīng)式及優(yōu)缺點(diǎn),體會(huì)化學(xué)電源不斷朝著低碳、綠色和多元方向發(fā)展的過(guò)程,感受化學(xué)電源發(fā)展的艱辛歷程,學(xué)習(xí)葛洛夫、陳立泉等科學(xué)家身上堅(jiān)持不懈、勇于攀登的探索精神。
學(xué)生活動(dòng) 回顧知識(shí)點(diǎn),鞏固提高自身能力。
設(shè)計(jì)意圖 總結(jié)教學(xué)知識(shí)點(diǎn),以化學(xué)電源發(fā)展史為依托,引導(dǎo)學(xué)生感悟科學(xué)進(jìn)步的階梯性,同時(shí)認(rèn)識(shí)可持續(xù)發(fā)展對(duì)于人類(lèi)社會(huì)的重要性。
思政模塊五 “愛(ài)國(guó)情懷、國(guó)際視野”。
課后提升 以小組為單位查閱文獻(xiàn),搜集“鈉離子電池”相關(guān)資料,了解鈉離子電池工作原理,追蹤我國(guó)與日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家在化學(xué)電源領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀,對(duì)比分析我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比存在哪些優(yōu)劣勢(shì),為未來(lái)我國(guó)新能源領(lǐng)域開(kāi)發(fā)提出建議,完成文獻(xiàn)調(diào)研。
設(shè)計(jì)意圖 閱讀文獻(xiàn)追蹤我國(guó)在新能源領(lǐng)域的研究進(jìn)展,正視差距,激發(fā)投身科學(xué)研究,為國(guó)家發(fā)展奉獻(xiàn)的激情,增強(qiáng)民族認(rèn)同感。
2. 2. 2 教學(xué)設(shè)計(jì)落實(shí)情況
思政融入:“ 課程思政”不是簡(jiǎn)單地將思政元素強(qiáng)硬加入專(zhuān)業(yè)課程中,而是應(yīng)該根據(jù)所要講授的知識(shí)內(nèi)容特點(diǎn),深入挖掘其中蘊(yùn)含的思政素養(yǎng),通過(guò)精心安排教學(xué)過(guò)程中的活動(dòng)任務(wù),潛移默化地引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀。 因此,筆者從5個(gè)思政模塊“綠色化學(xué)、低碳生活”“科學(xué)思維、科技強(qiáng)國(guó)”“創(chuàng)新能力、民族自信”“科學(xué)探索、持續(xù)發(fā)展”“愛(ài)國(guó)情懷、國(guó)際視野”展開(kāi)教學(xué),每個(gè)思政模塊都有與之相匹配的教學(xué)活動(dòng),讓學(xué)生在活動(dòng)中樹(shù)立綠色化學(xué)觀念,培養(yǎng)科學(xué)思維與創(chuàng)新能力,尋找時(shí)代進(jìn)步的規(guī)律,增強(qiáng)文化自信,拓展國(guó)際視野。 教學(xué)過(guò)程以化學(xué)電源的發(fā)展史為教學(xué)主線(xiàn),同時(shí)結(jié)合生活情境以及社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題,展開(kāi)專(zhuān)業(yè)課教學(xué),感受化學(xué)科學(xué)與社會(huì)生活之間的雙向推動(dòng)作用,培養(yǎng)學(xué)生辯證分析的高階思維能力。
“線(xiàn)上+線(xiàn)下”混合教學(xué)情況: 在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中,利用學(xué)習(xí)通平臺(tái)發(fā)布線(xiàn)上任務(wù),實(shí)現(xiàn)線(xiàn)上+線(xiàn)下混合教學(xué)模式。 教師通過(guò)學(xué)習(xí)通平臺(tái)發(fā)布不同的學(xué)習(xí)任務(wù),課前發(fā)布化學(xué)電源發(fā)展圖譜制作以及尋找生活中化學(xué)電源的任務(wù),激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性,為本節(jié)課程的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。 課堂上有效利用學(xué)習(xí)通平臺(tái)發(fā)布討論對(duì)比分析干電池、鉛蓄電池優(yōu)缺點(diǎn); 及時(shí)收集學(xué)生完成的氫氧燃料電池設(shè)計(jì),化學(xué)電源設(shè)計(jì)圖,有利于提高學(xué)生的課堂參與感,增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)能夠使老師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,及時(shí)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況調(diào)整教學(xué)從而提高課堂教學(xué)效率。 線(xiàn)上+線(xiàn)下混合教學(xué)模式極大地方便了教師的教學(xué),提高課堂教學(xué)效率。
小組合作交流: 教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)施過(guò)程中安排了交流討論鉛蓄電池優(yōu)缺點(diǎn)、自主設(shè)計(jì)化學(xué)電源、完成文獻(xiàn)調(diào)研匯報(bào)等小組活動(dòng),讓每位同學(xué)都高度參與到教學(xué)過(guò)程中。 此外,小組間的交流與合作有助于培養(yǎng)學(xué)生的溝通與表達(dá)技能。 在這一過(guò)程中,他們能夠?qū)W習(xí)到他人的優(yōu)點(diǎn),并通過(guò)成員間的相互支持實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)步和提升。
3 教學(xué)效果
為檢驗(yàn)本節(jié)課課程思政實(shí)施效果,筆者設(shè)計(jì)了課后調(diào)查問(wèn)卷,具體結(jié)果如表1所示。
在“立德樹(shù)人”這一教育理念大背景下,筆者通過(guò)巧妙設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)任務(wù),潛移默化地將思政元素融入到《無(wú)機(jī)化學(xué)》“化學(xué)電源”知識(shí)點(diǎn)的專(zhuān)業(yè)課課堂之中,充分發(fā)揮無(wú)機(jī)化學(xué)課堂的協(xié)同育人功能,對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)和品格塑造有積極影響作用,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: 1)學(xué)生能夠自己收集生活中常見(jiàn)的化學(xué)電源并查找其對(duì)應(yīng)性能參數(shù),說(shuō)明學(xué)生能夠從生活實(shí)際出發(fā),積極主動(dòng)地思考、分析并解決問(wèn)題,同時(shí)也能夠建立生活-化學(xué)-社會(huì)三者之間的聯(lián)系,深刻體會(huì)化學(xué)在社會(huì)進(jìn)步和科技發(fā)展過(guò)程中起著不可估量的推動(dòng)作用,增強(qiáng)專(zhuān)業(yè)認(rèn)同感; 2)以化學(xué)史為主線(xiàn)進(jìn)行電池簡(jiǎn)介教學(xué)活動(dòng),能夠?qū)⒅R(shí)點(diǎn)串成歷史線(xiàn),從而形成知識(shí)框架,將零散的知識(shí)形象化、立體化,將教學(xué)過(guò)程模擬為科學(xué)家的探索過(guò)程,學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠體會(huì)科學(xué)發(fā)展的規(guī)律,感受科學(xué)家們勇于獻(xiàn)身的科學(xué)探索精神,激發(fā)社會(huì)責(zé)任感; 3)通過(guò)模塊化的課程思政設(shè)計(jì),以目標(biāo)為導(dǎo)向,結(jié)合混合式教學(xué)、BOPPPS教學(xué)設(shè)計(jì)以及小組活動(dòng)全過(guò)程信息化賦能的手段,達(dá)到了知識(shí)鞏固、探究能力、價(jià)值引領(lǐng)的教學(xué)目標(biāo)。 4)通過(guò)走在科學(xué)前沿的文獻(xiàn)調(diào)研活動(dòng),學(xué)生的高階思維能力得到鍛煉,能夠從國(guó)際視角出發(fā)分析我國(guó)的化學(xué)電源發(fā)展情況,開(kāi)闊了學(xué)生的視野,同時(shí),讓學(xué)生能夠清晰地認(rèn)識(shí)到我們與發(fā)達(dá)國(guó)家相比所具有的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì),從而激發(fā)他們?yōu)榭茖W(xué)和國(guó)家獻(xiàn)身的社會(huì)責(zé)任感,并進(jìn)一步增強(qiáng)他們的愛(ài)國(guó)主義情懷。
4 結(jié) 論
《無(wú)機(jī)化學(xué)》作為一門(mén)與生產(chǎn)生活密切相關(guān)的專(zhuān)業(yè)課程,教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)該努力挖掘知識(shí)本身蘊(yùn)含的思政元素。 筆者在“化學(xué)電源”教學(xué)設(shè)計(jì)中,以化學(xué)電源發(fā)展史為教學(xué)主線(xiàn),利用陳立泉、葛洛夫等科學(xué)家的勵(lì)志故事,時(shí)代進(jìn)步規(guī)律,結(jié)合社會(huì)熱點(diǎn)以及科技前沿,在傳授知識(shí)的過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生完善自身素養(yǎng),堅(jiān)定專(zhuān)業(yè)信念,厚植愛(ài)國(guó)主義情懷,增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感及科技強(qiáng)國(guó)使命感,幫助學(xué)生樹(shù)立正確的人生觀、價(jià)值觀,實(shí)現(xiàn)真正的“全方位育人”。
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