孫寅璐，姜宏月，熊英

遼寧大學(xué)化學(xué)院，沈陽(yáng) 110036

1 引言

課程思政是近兩三年來(lái)國(guó)家倡導(dǎo)的一種新穎的教學(xué)理念，其倡導(dǎo)在專業(yè)課程教學(xué)過(guò)程中，充分發(fā)揮所有課程的育人功能，發(fā)掘各門專業(yè)課程和教學(xué)方式所蘊(yùn)含的思想政治教育資源，融入課堂教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)思想政治教育與知識(shí)體系教育的有機(jī)統(tǒng)一，使各類課程與思政課形成協(xié)同效應(yīng)，構(gòu)建全面覆蓋、類型豐富、層次遞進(jìn)、相互支撐的課程體系[1-5]。

分析化學(xué)是我國(guó)高?；瘜W(xué)、生物、醫(yī)藥等本科專業(yè)的必修基礎(chǔ)課。該課程具有完備的知識(shí)體系，蘊(yùn)含豐富的哲學(xué)思想和政治元素[6,7]。比如，基于化學(xué)平衡理論的各種滴定分析方法的基本問(wèn)題、重量分析法和吸光光度法的基本原理和應(yīng)用、分析化學(xué)中的數(shù)據(jù)處理和質(zhì)量保證等內(nèi)容都表達(dá)了嚴(yán)格的量的概念，是哲學(xué)原理的鮮活例證。又如，了解常見(jiàn)的分離和富集方法，可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度；正確掌握有關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)技能，可以提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，這些都是政治教育的典型素材。本科階段是學(xué)生人生觀、世界觀、價(jià)值觀形成的關(guān)鍵階段，因此，在本科人才培養(yǎng)過(guò)程中應(yīng)將課程思政建設(shè)作為首要內(nèi)容，在理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)等教學(xué)活動(dòng)中充分挖掘分析化學(xué)課程中的思政資源，在傳授專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生正確的人生觀、世界觀和價(jià)值觀，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授與思想價(jià)值引領(lǐng)的同向同行[8]。

在我校（遼寧大學(xué)）“分析化學(xué)”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)承擔(dān)“分析化學(xué)”課程思政建設(shè)過(guò)程中，我們結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐，首先在色譜教學(xué)中嵌入思政元素，在理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生課外實(shí)踐活動(dòng)等多種教學(xué)活動(dòng)形式中進(jìn)行了課程思政教學(xué)改革的試點(diǎn)工作。實(shí)踐表明，“分析化學(xué)”課程思政對(duì)學(xué)生的德育素養(yǎng)和專業(yè)技能的提升都有顯著的促進(jìn)作用。

2 色譜法的課程思政教學(xué)探索與實(shí)踐

2.1 理論教學(xué)

我國(guó)著名教育家、化學(xué)家傅鷹教授曾指出：“一門科學(xué)的歷史是那門科學(xué)中最寶貴的一部分，因?yàn)榭茖W(xué)只能給我們知識(shí)，而歷史卻能給我們智慧?！鄙V理論教學(xué)內(nèi)容蘊(yùn)含著豐富的化學(xué)史實(shí)，化學(xué)史的學(xué)習(xí)有助于對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的情感、態(tài)度、價(jià)值觀施加積極影響，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和科學(xué)態(tài)度。比如，在色譜法一章概述部分，我們向?qū)W生引入了色譜技術(shù)創(chuàng)始人茨維特的案例[9]。茨維特是俄國(guó)植物生理學(xué)家和化學(xué)家，他最重大的貢獻(xiàn)是發(fā)明分析化學(xué)中極重要的實(shí)驗(yàn)方法——色譜法。他在西方很多重要刊物上都發(fā)表了論文成果，詳細(xì)敘述了利用自己設(shè)計(jì)的色譜分析儀器分離出胡蘿卜素、葉綠素和葉黃素的方法。然而在接下來(lái)的20年里，茨維特的色譜新方法并沒(méi)有得到科學(xué)界的重視，這是由于德國(guó)著名化學(xué)家維爾斯泰特（1905年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）對(duì)色譜法的排斥和不信任——他曾指出葉黃素在色譜分離過(guò)程中會(huì)發(fā)生氧化作用。這其實(shí)是維爾斯泰特在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用不合適的吸附劑造成的。茨維特建議使用菊粉或蔗粉作為吸附劑，但是維爾斯泰特并未理會(huì)。直到1931年（茨維特已去世12年），R.庫(kù)恩利用這個(gè)被埋沒(méi)多年的方法，用氧化鋁和碳酸鈣粉末的色譜柱成功地將胡蘿卜素分離成α和β兩個(gè)同分異構(gòu)體，色譜法才得到普遍的推廣和應(yīng)用。這一案例讓學(xué)生意識(shí)到，學(xué)術(shù)權(quán)威的一句錯(cuò)話，往往就可能釀成一個(gè)重大失誤。學(xué)術(shù)權(quán)威的自以為是，扼殺的不僅是科學(xué)家的科研成果，更重要的是阻礙了科學(xué)的發(fā)展和人類的進(jìn)步。這個(gè)案例能夠警醒學(xué)生，告誡他們?cè)诮窈髲氖驴蒲泄ぷ髦校鎸?duì)學(xué)術(shù)問(wèn)題時(shí)務(wù)必要保持不驕不躁、謙虛謹(jǐn)慎的科學(xué)態(tài)度。

另外，在化學(xué)史中我們還注重挖掘我國(guó)色譜領(lǐng)域的代表性科學(xué)家及其成就，以他們的優(yōu)良品德作為價(jià)值引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義精神與文化自信。比如，在色譜概述部分我們列舉了我國(guó)著名化學(xué)家、中國(guó)色譜理論奠基人盧佩章院士的光輝事跡[10]，向?qū)W生講述他為開(kāi)創(chuàng)和發(fā)展中國(guó)色譜學(xué)科做出的重要貢獻(xiàn)。建國(guó)初期，盧佩章帶領(lǐng)的研究小組設(shè)計(jì)出我國(guó)第一臺(tái)體積色譜儀，使石油樣品的分析速度由原來(lái)30多小時(shí)縮短至不到1小時(shí)，且樣品用量?jī)H為原來(lái)的千分之一。這項(xiàng)技術(shù)迅速在全國(guó)石油化工企業(yè)普及應(yīng)用。20世紀(jì)60年代，他發(fā)展的腐蝕性氣體色譜等一系列國(guó)防分析技術(shù)和儀器，解決了國(guó)防工業(yè)的急需，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。到了70年代，盧佩章及其團(tuán)隊(duì)成功研究K-1型細(xì)內(nèi)徑高效液相色譜柱，達(dá)到世界領(lǐng)先水平，連美國(guó)著名色譜專家埃特伍德也承認(rèn)，美國(guó) PE公司要一年以后才能達(dá)到中國(guó)的水平。盧佩章曾說(shuō)道：“一個(gè)科學(xué)家最大的幸福是能對(duì)社會(huì)、人類做出些貢獻(xiàn)?？茖W(xué)家要有創(chuàng)新，必須有堅(jiān)實(shí)的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。有一顆熱愛(ài)科學(xué)的心，才能選準(zhǔn)方向，堅(jiān)持下去”。在盧佩章院士身上，不僅能讓學(xué)生看到老一輩化學(xué)家腳踏實(shí)地、埋頭苦干、開(kāi)拓進(jìn)取、無(wú)私奉獻(xiàn)的精神，還能培養(yǎng)他們的愛(ài)國(guó)熱情，激發(fā)他們強(qiáng)烈的民族自信心和自豪感，幫助他們樹(shù)立努力學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的理想信念。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

色譜理論蘊(yùn)含著大量深刻的哲學(xué)原理，教師可通過(guò)巧妙設(shè)計(jì)，將哲學(xué)素材自然地融入色譜理論和實(shí)驗(yàn)的課堂教學(xué)中，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)全面、深刻、科學(xué)地考慮問(wèn)題[11]。相比于理論課，實(shí)驗(yàn)課更能讓學(xué)生的辯證思維在實(shí)踐中得到培養(yǎng)和鍛煉，更能直接、高效地激發(fā)他們的創(chuàng)新意識(shí)。比如，基于普遍性和特殊性的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)的邏輯思維方法，即演繹法和歸納法。在學(xué)生理解了色譜分離的本質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，我們把不同的色譜分離實(shí)驗(yàn)包括薄層色譜、柱色譜、氣相色譜和液相色譜集中進(jìn)行橫向比較，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)它們之間的共性問(wèn)題，將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化。再比如，內(nèi)因和外因?qū)κ挛锏陌l(fā)展起到重要作用。在液相色譜實(shí)驗(yàn)中，色譜柱的性質(zhì)和流動(dòng)相的極性均屬于內(nèi)因，對(duì)物質(zhì)能否分離起到?jīng)Q定作用，而柱溫和柱壓屬于外因，能影響分離效果的好壞。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中體會(huì)并總結(jié)建立色譜的分離分析方法，即先通過(guò)待測(cè)物的物質(zhì)結(jié)構(gòu)篩選出合適的固定相和流動(dòng)相，在實(shí)現(xiàn)初步分離后再去優(yōu)化溫度和壓力等操作條件。以上實(shí)驗(yàn)教學(xué)可有效訓(xùn)練學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法和研究技能。

儀器分析實(shí)驗(yàn)是分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要組成部分，除了向?qū)W生傳授基本的儀器分析的方法和技能外，還應(yīng)重視和強(qiáng)化德育教育。在十二屆全國(guó)人大四次會(huì)議所作政府工作報(bào)告上，李克強(qiáng)總理就曾指出：要鼓勵(lì)企業(yè)開(kāi)展個(gè)性化定制、柔性化生產(chǎn)，培育精益求精的工匠精神。在課堂上我們也會(huì)向?qū)W生傳播精雕細(xì)琢、追求卓越的精神理念。比如，在液相色譜測(cè)定苯甲酸含量的實(shí)驗(yàn)課程中，我們?cè)诮榻B日本島津公司生產(chǎn)的液相色譜儀的同時(shí)，也會(huì)給學(xué)生介紹我國(guó)精密儀器的整體現(xiàn)狀。教師可向?qū)W生提問(wèn)：全球壽命超過(guò)200年的企業(yè)有上百家，而我國(guó)企業(yè)僅有五家，日本島津公司是其中一個(gè)很著名的企業(yè)，為何它能在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中一直立于不敗之地？為何我國(guó)企業(yè)在大型精密分析儀器的生產(chǎn)上沒(méi)有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力？該問(wèn)題可作為課堂討論，學(xué)生通過(guò)討論得出其原因，包括中國(guó)科技基礎(chǔ)薄弱、應(yīng)用基礎(chǔ)性科技投入不足、科技成果評(píng)價(jià)體系不完善等等。教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生，中國(guó)的科技水平要想保持領(lǐng)先，必須要有理論創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，而這些創(chuàng)新都離不開(kāi)對(duì)細(xì)節(jié)的精雕細(xì)琢和對(duì)卓越品質(zhì)的極致追求。以上授課環(huán)節(jié)不僅讓學(xué)生對(duì)我國(guó)分析儀器的現(xiàn)狀有了整體認(rèn)識(shí)，還鼓勵(lì)他們?cè)趯W(xué)習(xí)和生活方面要更加嚴(yán)格要求自己，做到精益求精，領(lǐng)悟工匠精神的內(nèi)涵。

2.3 指導(dǎo)學(xué)生科研創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)

近年來(lái)，全國(guó)各大高校都非常重視大學(xué)生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提供了很多諸如“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃”“挑戰(zhàn)杯”“互聯(lián)網(wǎng)+”等平臺(tái)和途徑，為教師把教學(xué)活動(dòng)延續(xù)到第二課堂提供機(jī)遇。在這些活動(dòng)中指導(dǎo)教師可提供一定的課題選材，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)際問(wèn)題出發(fā)，自主探究，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授、技能培養(yǎng)、價(jià)值引領(lǐng)的多重功能。比如，課題選題為探索檢測(cè)水環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的色譜方法。學(xué)生先從文獻(xiàn)調(diào)研入手找出現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)方法的不足，重新設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案，通過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最終確立出合適的分離分析方法。這種實(shí)踐活動(dòng)帶給學(xué)生的益處很多：第一，問(wèn)題導(dǎo)向型的教學(xué)策略促使學(xué)生為了解決問(wèn)題去尋找解決方案和途徑，從“要我學(xué)”變成了“我要學(xué)”，調(diào)動(dòng)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性；第二，學(xué)生將書(shū)本上的理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中，體會(huì)到學(xué)以致用的樂(lè)趣和解決真實(shí)問(wèn)題帶來(lái)的成就感，這將激勵(lì)他們繼續(xù)奮勇前行，不斷攀登；第三，這些實(shí)踐活動(dòng)對(duì)激發(fā)學(xué)生科學(xué)思維方式、培養(yǎng)創(chuàng)新能力和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科研精神具有啟蒙和鍛煉的積極影響；第四，分析污染產(chǎn)生的原因及治理策略，啟發(fā)學(xué)生具有大局觀，培養(yǎng)學(xué)生尊重生命、熱愛(ài)自然、秉承發(fā)展綠色化學(xué)化工的環(huán)保理念。另外，色譜法還可用于其他研究和應(yīng)用，比如農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問(wèn)題包括抗生素、農(nóng)藥殘留檢測(cè)，以及食品安全問(wèn)題包括塑化劑、防腐劑、色素的檢測(cè)等關(guān)注民生的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題也是重要素材。

2.4 計(jì)算機(jī)模擬與教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的多學(xué)科交叉融合已成為高校學(xué)科發(fā)展的必然趨勢(shì)。為了滿足新時(shí)期前沿學(xué)科的發(fā)展需求，培養(yǎng)“互聯(lián)網(wǎng)+”“人工智能+”背景下的綜合性化學(xué)人才，我們利用大學(xué)生各種創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)平臺(tái)組織了化學(xué)專業(yè)學(xué)生中的計(jì)算機(jī)愛(ài)好者，將色譜分離模型的建立和計(jì)算數(shù)學(xué)的最優(yōu)化處理與計(jì)算程序的編制融為一體，嘗試設(shè)計(jì)了一套色譜模擬方法，并開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的模擬軟件Stochastic Diffusion-Chroma[12]（該研究成果獲得大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃遼寧省省級(jí)立項(xiàng)和遼寧省挑戰(zhàn)杯二等獎(jiǎng)）。我們以色譜模擬實(shí)踐為例，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決化學(xué)、化工相關(guān)問(wèn)題的基本概念、基本原理、基本方法和基本技能，學(xué)會(huì)綜合各學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，鍛煉自身的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。此外，學(xué)生的情緒智力也能得到培養(yǎng)和提升。比如，在應(yīng)對(duì)如何設(shè)計(jì)友好型界面的問(wèn)題時(shí)，學(xué)生需要借鑒和比對(duì)大量的真實(shí)案例，去粗取精，這一過(guò)程培養(yǎng)了他們的觀察能力和審美能力。通過(guò)界面的反復(fù)修正和完善，學(xué)生逐步體會(huì)到什么叫做“友好型界面”和良好的客戶體驗(yàn)，學(xué)會(huì)換位思考，提高共情能力。

此外，我們還將自主開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)模擬方法與色譜理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合。在色譜理論中，組分?jǐn)U散、傳質(zhì)等概念的理解是色譜教學(xué)的難點(diǎn)。盡管教師在課堂上結(jié)合大量板書(shū)和多媒體課件進(jìn)行教學(xué)，然而學(xué)生理解起來(lái)仍很困難，學(xué)生學(xué)習(xí)效果并不理想。我們所建立的模擬方法能將宏觀的色譜過(guò)程抽象成粒子在色譜柱中的微觀運(yùn)動(dòng)，能直觀形象地表達(dá)待分離粒子在色譜柱內(nèi)的擴(kuò)散和傳質(zhì)行為，做到深入淺出，幫助學(xué)生更好地理解色譜分離過(guò)程的動(dòng)力學(xué)本質(zhì)[13,14]。該軟件界面友好，模擬參數(shù)和實(shí)驗(yàn)參數(shù)基本一致，操作簡(jiǎn)單易學(xué)，可視化效果逼真，模擬和分析合理，特別適合教師課堂教學(xué)演示和學(xué)生自主操作練習(xí)。引入計(jì)算機(jī)模擬教學(xué)可顯著提高分析化學(xué)課程思政的教學(xué)效果：首先，它有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高本科分析化學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量，這一點(diǎn)已在我們前期的教學(xué)研究中得到證實(shí)[15]；第二，學(xué)生看到自主開(kāi)發(fā)的模擬軟件被應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐會(huì)獲得學(xué)以致用的成就感，這將激發(fā)他們發(fā)展多學(xué)科交叉融合技能的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)新性；第三，其他同學(xué)也會(huì)受到鼓舞，學(xué)習(xí)熱情被激發(fā)，從而形成學(xué)生之間互相激勵(lì)，相互比拼，力爭(zhēng)上游的新風(fēng)尚，促進(jìn)了校園的學(xué)風(fēng)建設(shè)。

3 結(jié)語(yǔ)

習(xí)近平同志指出，將立德樹(shù)人貫徹到高校課堂教學(xué)全過(guò)程、全方位、全員之中，推動(dòng)思政課程與課程思政協(xié)同前行、相得益彰，構(gòu)筑育人大格局，是新時(shí)代中國(guó)高校面臨的重要任務(wù)之一。為此，本文以分析化學(xué)課程中的色譜教學(xué)為例，在理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、學(xué)生課外實(shí)踐等多種形式的教學(xué)活動(dòng)中實(shí)施了“課程思政”的探究和實(shí)踐，教學(xué)過(guò)程中充分挖掘課程中所蘊(yùn)含的思政教育元素，注重實(shí)施專業(yè)知識(shí)與價(jià)值引領(lǐng)同向同行。課程思政教學(xué)效果表明，學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力得到進(jìn)一步培養(yǎng)，專業(yè)素養(yǎng)和道德修養(yǎng)得到進(jìn)一步提升。所述教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和策略為今后進(jìn)一步開(kāi)展分析化學(xué)“課程思政”建設(shè)奠定了良好基礎(chǔ)，同時(shí)也為“課程思政”在理工科專業(yè)中的推廣提供了有價(jià)值的參考和借鑒。