課程思政背景下的“三模塊三層次”分析化學教學模式探索與實踐*

楊美禮

(寶雞文理學院 化學化工學院，陜西 寶雞 721013)

習近平總書記指出，“堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學全過程”[1]。分析化學是化學學科的重要分支，深入挖掘分析化學思政元素，將育才和育人有機結合，培養(yǎng)學生良好的思想品德、健全的人格和過硬的職業(yè)素養(yǎng)。

為了更好地實現(xiàn)分析化學課程教學與思政教育的同向同行，筆者采用BOPPPS(Bridge-in導言、Objective學習目標、Pre-assessment前測、Participatory Learning參與式學習、Post-assessment后測、Summary總結)主導的多元融合教學方法，喚醒學生的學習內驅力，從內容中心轉向學生中心，引導學生參與多種類型的學習活動，通過多樣化學習體驗實現(xiàn)知能并進[2]。構建了“三模塊三層次”即“課前-課中-課后”3個層次和“基階學習、高階學習、價值塑造”3個模塊的分析化學教學模式，為分析化學教學提質增效。

1 分析化學課程開展思政的必要性

“分析化學”是一門理論與實踐并重的課程，為各學科領域的研究提供方法和工具，其應用性很強，與其他學科交叉滲透，具有一定的綜合性。我國著名化學家徐壽曾言：“考質求數之學，乃格物之大端，而為化學之極也”。分析化學是高?；瘜W相關專業(yè)的專業(yè)核心課，修讀學生群體龐大，是開展思政教育的良好載體。分析化學開設于低年級，此時學生的心智尚在發(fā)展期，思維活躍，需要進行正確的引導，抓住這一階段，對學生進行價值引領正得其時。在專業(yè)知識學習的同時，對學生進行思想政治教育，將馬克思主義立場觀點方法的教育與科學精神的培養(yǎng)結合起來，提高學生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力[3-4]。

2 學情及教學痛點問題分析

“分析化學”主要包含四大滴定和吸光光度法，涉及了數據處理及誤差分析等相關內容，知識體系龐雜，概念抽象，公式復雜，如配位滴定副反應系數等內容偏難，學生難以理解；課程公式很多，計算困難，如數據處理中涉及置信區(qū)間、可疑值取舍的計算，酸堿滴定涉及不同體系溶液pH值計算，包含近似式、精確式、最簡式等，推導過程復雜，很容易形成滿堂灌的教學模式，學生興趣難激發(fā)。學生學習意愿強烈，但內驅力不足，課堂難以實現(xiàn)學生中心。學生的學法滯后，多數學生仍以記憶型學習為主，在實踐中遷移應用知識的能力有待強化，分析化學思維模式難以建立。思政教育素材琳瑯滿目，需要進一步整合優(yōu)化，形成規(guī)范性和系統(tǒng)性。思政教育和專業(yè)教學融合性差。

3 “三模塊三層次”分析化學教學模式探索

針對以上教學痛點問題，結合課程特點，本文凝練了分析化學課程思政目標，重構了知識體系，形成了“三模塊三層次”分析化學教學模式。

3.1 課程思政目標凝練與整合

分析化學課程重在培養(yǎng)學生勇于探索的科學精神和精益求精的職業(yè)道德[3]。筆者將課程思政目標凝練為“析物論化，砥志研思，抱誠守真，服務社會”。從課程相關的專業(yè)知識、行業(yè)領域、國家建設和文化素養(yǎng)等角度挖掘思政素材，在教學中重點滲透“家國情懷、綠色發(fā)展、使命擔當、學問明理、創(chuàng)新意識、理想信念”等社會主義核心價值觀，將思政點融入到課程教學的所有環(huán)節(jié)，篩選與章節(jié)內容緊密結合的特色案例，深度挖掘知識本身蘊含的哲學原理，踐行三全育人。例如，在學習不同溶液體系的pH計算時，可將分類思想和矛盾的普遍性與特殊性等內容融入教學，培養(yǎng)學生的思辨精神；在學習混合堿滴定時，可融入碳達峰、碳中和的先進思想，培養(yǎng)學生的環(huán)境保護意識和綠色發(fā)展意識，體會大國風范和責任擔當，感受人類命運共同體；在學習誤差分析時，結合新冠疫情防控，厚植科技報國科技強國的家國情懷，深化分析化學服務社會發(fā)展的服務意識。

3.2 “三模塊三層次”分析化學教學模式探索

為更好的提高教學效果，筆者將課程內容切分為基階學習、高階學習和價值塑造三個模塊(圖1)?；A學習為專業(yè)基礎知識和基本原理，以記憶理解為主。通過視頻、圖片等資源將抽象知識可視化、具體化。豐富教學手段，利用學生鐘愛的移動設備、借助學習通、問卷星和智慧樹等APP開展第二課堂。高階學習以分析、應用、綜合和創(chuàng)新為目標，科教融合，知識前沿化、交叉化、系統(tǒng)化。強化實習、實踐在教學過程中的作用，倡導基于教師指導下的探究學習。在基階、高階學習中嵌合特色案例，實現(xiàn)價值塑造。經過模塊化教學的整合，將繁雜的分析化學知識體系化，降低學生學習難度，將專業(yè)知識學習、能力培養(yǎng)和價值塑造三維一體的推進，為分析化學教學提質增效(圖2)。

圖1 分模塊重構知識體系

圖2 模塊化教學

基于以上模塊化教學的需求，構建了“課前-課中-課后”三層次教學模式，如圖3所示。課前以學生自學為主，課中通過講授和探究內化知識，課后利用QQ學習群、微信、學習通等手機端媒介提升知識應用。課程采取了以BOPPPS為中心的多元教學方法，BOPPPS教學理念深刻踐行了以學生為中心的理念，包括導言、學習目標、前測、參與式學習 、后測及總結6個環(huán)節(jié)[5]。

圖3 “三層次”分析化學教學模式

1)課前——導言B+學習目標O+前測P

課前在學習通平臺將導言以導學案的形式推送給學生自學，同時推送本節(jié)課學習的相關材料以及學習目標，助力學生完成課前的預習工作，總結難理解知識進課堂，做到有的放矢。設置2～3道題進行課前測，學生通過手機端在2～3 min 即可完成，在不增加學生學習負擔的前提下引導學生復習舊知。

2)課中——參與式學習P+后測P+總結S

課中抓住學生注意力高度集中的前 20 min，進行新課重點、難點內容的講授，隨后 10 min 踐行參與式學習，以學生的自發(fā)性和主動性為動力，讓學生體驗多樣化學習途徑，鼓勵反思、協(xié)作等模式。學生通過參與式學習自我賦能。例如鼓勵引導學生開展作品欣賞、協(xié)作學習、案例研究、實驗研究、項目式學習和創(chuàng)建媒體等活動，豐富授課方法，增加課程趣味性，喚醒學生內驅力。設置2～3道題進行學后測，學生可在手機端快速完成測試。最后利用思維導圖對課程內容進行總結，完成相關練習，做到學練結合。在教學中持續(xù)培養(yǎng)學生的學習能力和自學習慣，引導學生逐步從“我學會”轉變?yōu)椤拔視W”[6]。

3)課后——鞏固提升

課后通過學習通平臺推送相關材料，進行思政教育和專業(yè)知識的拓展，實現(xiàn)對學生的價值引領，讓思政教育進腦入心，指導學生的生活和學習。通過高階探索、學科交叉和前沿融合等途徑提升學生專業(yè)技能，實現(xiàn)育人向育才的轉變。多元融合的教學模式從課前、課后、課中3個層次提升學生學習參與度。

3.3 教學評價

教學評價的目的是掌握學生發(fā)展現(xiàn)狀，促進教學的提升。筆者采用多元化的評價反饋機制，打破成績中心的外驅力，全程評價。診斷性評價(預習小測、前測、章節(jié)測試)、形成性評價(后測、作業(yè)、課堂表現(xiàn)等)和總結性評價(期中檢測、期末考試、課程論文、滿意度調查等)相結合。

顯性評價和隱性評價相結合。顯性評價主要包括學生對知識的掌握程度。例如，能否理解記憶相關概念、原理和公式，能否對比區(qū)分易混淆內容，能否結合所學知識解決實際問題，能否遷移創(chuàng)新，能否提出有價值有深度的問題，能否設計方案解決問題。隱形評價包含學生價值的塑造。例如，是否深刻理解分析化學服務發(fā)展的本質屬性，是否樹立了正確的世界觀、人生觀和價值觀，是否養(yǎng)成了良好的學習習慣，是否形成了思辨能力，是否堅定了專業(yè)信念，是否萌發(fā)了創(chuàng)新思維等，學生的滿意度如何，是否學有所獲。通過多元評價反思教學過程存在的問題，贊賞學生的努力和堅持，肯定學生的投入，同時要指出不足，提出未來努力的方向，期待學生更好的成長。

3.4 教學效果

學生普遍反饋通過“三模塊三層次”教學提升了課程學習興趣，豐富了課程內容，學生對化學專業(yè)有了更深刻的理解，堅定了專業(yè)信念，課程中融入的思政案例豐富了學生的精神世界，激發(fā)了愛國情懷。從學習成績來看，應用“三模塊三層次”教學模式的2020級分析化學平均成績和高分段成績人數都顯著高于2019級，及格率也有所提升。任課教師明顯能感覺到上課抬頭率增加，課堂氣氛也活躍。

4 “三模塊三層次”教學模式案例——一元弱酸準確滴定的判別式及應用

4.1 教學目標

基階學習目標為知識增長：掌握一元弱酸準確滴定的判別式推導及應用。

高階學習目標為能力提升：能夠描述影響一元弱酸滴定曲線突躍范圍的因素，能夠根據判別式判斷給定弱酸是否可以準確滴定。 用批判性思維理解判別式的意義，判別式的確定是有前提的，即目測法檢測終點時有△pH=±0.3的不確定性，若希望終點誤差小于等于0.2%，可推出判別式cKa≥10-8。對于不能準確滴定的弱酸，可以改變滴定方式實現(xiàn)準確滴定。

價值塑造目標：通過三鹿奶粉事件學習食品安全事故的教訓和警示，融入誠信意識、服務意識和法制意識，深刻感受分析化學是保障食品安全的最后一道防線，體會家國情懷、責任擔當和服務社會。

4.2 教學總體設計

教學設計如圖4所示，課前發(fā)布導學案，前測，明晰學情，課中以參與式學習為主，內化知識，課后發(fā)布學習資料，鞏固提升。

圖4 教學整體設計

4.3 教學過程

1)課前

發(fā)布導學案，對上一講強酸強堿滴定曲線內容進行前測。

2)課中

【創(chuàng)設情境，問題導入】

牛奶及奶制品因富含蛋白而成為老百姓餐桌上的?？?。如何利用酸堿滴定牛奶中的蛋白質含量？酸堿滴定法測定食品中蛋白質含量的優(yōu)缺點又是什么？

【以舊引新，基階學習】

根據強酸弱酸滴定曲線的對比，探究影響一元弱酸突躍范圍的影響因素。首先已知強酸強堿滴定曲線的突躍范圍受濃度(c)的影響，類比之后得出，一元弱酸突躍范圍也受到濃度的影響。通過分階段(滴定開始前、滴定開始至化學計量點前、化學計量點、化學計量點后)計算滴定體系pH，可知濃度控制突躍的上限。計量點后溶液pH由過量的堿液濃度計算，因此酸濃度增大10倍，突躍上限增加1個pH單位。比較等濃度NaOH溶液滴定等濃度一元弱酸和一元強酸滴定曲線的突躍范圍，可知酸的強弱(即Ka)影響突躍范圍。根據計算可知，Ka控制突躍范圍的下限，計量點前滴定體系形成了緩沖溶液。根據緩沖溶液pH計算公式，Ka增大10倍，突躍下限減少1個pH單位，即突躍范圍增加1個pH單位。

【教師講授，突破難點】

根據探究結果，c和Ka影響一元弱酸突躍的范圍。如果某一元弱酸c和Ka小到一定程度，則突躍范圍將縮小，甚至僅為平坦的拐點。此時，根據指示選擇原理，無法選到合適的指示劑，使滴定誤差不超過±0.1%?？梢姡卉S必須保持一定范圍才能滿足滴定需求。目測法檢測終點時，有△pH=±0.3的不確定性，若此時要求滴定誤差小于等于0.2%，根據林邦誤差公式推出一元弱酸準確滴定的判別式，即判別式cKa≥10-8。對于不能準確滴定的弱酸，可以改變滴定方式實現(xiàn)準確滴定。

【案例分析，高階探索】

【批判創(chuàng)新，價值塑造】

此法測牛奶中的蛋白質利弊如何？優(yōu)點是簡便易行，費用低。缺點為不能精準區(qū)分氮源，即測定的氮到底來自蛋白質，還是其他含氮物質。不法分子為商業(yè)利益最大化，將氮含量高且水溶性極佳的無色無味有毒分子(三聚氰胺)加入奶制品，以獲得高數據的假蛋白質含量，這就是震驚國人的“三鹿奶粉事件”。該事件重創(chuàng)了中國制造商品的信譽，多個國家禁止了中國乳制品進口。此后三鹿品牌消亡，淡出民眾視野，犯罪分子也被繩之以法。

民以食為天，食以安為先。分析化學人擔負著保障人民食品安全、服務社會發(fā)展的重要責任。我們當時刻以法律為準繩規(guī)范所有行為，以抱誠守真的職業(yè)態(tài)度敬畏誠信，守護誠信。努力學習，提升專業(yè)知識，科技強國，科技報國。

3)課后

【融入前沿，鞏固提升】

“三鹿奶粉事件”爆發(fā)后國標GB/T 14771-1993食品中蛋白質測定方法被廢止，由國標GB 5009.5-2016替代。課后學習新國標中測定各類食品蛋白質的方法，并查閱文獻，學習蛋白質測定的其他方法。

5 結語

“分析化學”是一門重要的專業(yè)核心課，教師應立足于解決培養(yǎng)什么人，怎么培養(yǎng)人，為誰培養(yǎng)人這一根本問題。在專業(yè)知識教學過程中將價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)融為一體，培養(yǎng)學生探索未知和追求真理的科學精神。在引導學生較好地掌握化學基礎知識、基本理論和基本技能的同時，注重培養(yǎng)創(chuàng)新意識和實踐能力。了解國情民情社情，關心社會問題和國家發(fā)展。