突出應(yīng)用特色的無機(jī)化學(xué)課程思政案例設(shè)計(jì)

趙春玲，周開梅，胡愛紅，魏 鵬

（湖北工業(yè)大學(xué) 材料與化學(xué)工程學(xué)院，湖北武漢 430068）

2016 年12 月8 日，習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)指出：“高校立身之本在于立德樹人”[1]。在高校全面推進(jìn)課程思政建設(shè)的背景下，努力踐行立德樹人理念是教師必須肩負(fù)起的責(zé)任。

無機(jī)化學(xué)是我校材化、生食學(xué)院各專業(yè)重要的一門基礎(chǔ)課，為培養(yǎng)大批工程類人才發(fā)揮了積極作用。由于該課程涉及內(nèi)容較多，且大一課程安排較緊密，另外，21級學(xué)生大多參加的是“3+1+2”模式的新高考，存在高考未選化學(xué)的情況，因此部分學(xué)生學(xué)習(xí)上存有畏難情緒。同時(shí)，當(dāng)前高校大學(xué)生“心理迷茫”“沉溺網(wǎng)絡(luò)”等現(xiàn)象較普遍，這些對一線教師來說都是一種挑戰(zhàn)。在此背景下，設(shè)計(jì)出既要凸顯無機(jī)化學(xué)課程特色，又能找準(zhǔn)思政元素切入點(diǎn)、把握好思政的“度”的具體案例，以實(shí)現(xiàn)知識傳授與價(jià)值引領(lǐng)的有效結(jié)合，顯得尤為重要。

1 無機(jī)化學(xué)課程思政案例的設(shè)計(jì)原則

大一新生剛從繁重的高中學(xué)業(yè)中走出來，盡管也有部分同學(xué)較早就加入到了各層級的創(chuàng)新大賽以及教師的科研工作中。但仍存在學(xué)習(xí)動(dòng)力不足、不了解基礎(chǔ)課程對以后工作和科研的作用、不了解科研的艱苦性等問題。借助各種媒體和網(wǎng)絡(luò)平臺，當(dāng)代大學(xué)生可謂是見多識廣，但也使一些人過于依賴網(wǎng)絡(luò)，對社會(huì)現(xiàn)實(shí)的認(rèn)識比較匱乏。學(xué)習(xí)無機(jī)化學(xué)課程知識和實(shí)驗(yàn)技能，就是為了將來從事與化學(xué)相關(guān)的科研和工作打下基礎(chǔ)，并最終能夠服務(wù)于社會(huì)。如果不關(guān)注生產(chǎn)實(shí)際，就可能導(dǎo)致為學(xué)而學(xué)。因此，設(shè)計(jì)案例時(shí)既要考慮大一新生特點(diǎn)，也要注意與現(xiàn)實(shí)生活、工業(yè)生產(chǎn)、科研以及國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展等緊密結(jié)合。只有立足實(shí)踐，才有利于達(dá)到知行合一、學(xué)以致用，有利于增強(qiáng)使命感和擔(dān)當(dāng)。

2 無機(jī)化學(xué)課程思政具體案例

下面例舉三個(gè)不同思政主題的教學(xué)實(shí)際案例：名人勵(lì)志篇、增強(qiáng)民族自信篇和資源利用篇。主要是從人物品格、所涵養(yǎng)的素質(zhì)和精神以及培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力等角度進(jìn)行挖掘?？偟膩碚f，設(shè)計(jì)的起點(diǎn)要高，落點(diǎn)要低、要實(shí)，即最終要回歸到無機(jī)化學(xué)理論以及實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)上來，并且不同案例之間的思政元素和專業(yè)知識點(diǎn)不是孤立的，而是相互貫通的。

2.1 名人勵(lì)志篇

以我國著名的科學(xué)家、近代化學(xué)工業(yè)奠基人侯德榜為例。說起侯德榜，大多數(shù)學(xué)生就會(huì)想到“侯氏制堿法”，而對這位科學(xué)家背后的故事并不是很了解。

侯德榜的座右銘是“down to root”（追到底），被譽(yù)為“科技泰斗，士子楷?！盵2]。在物質(zhì)條件極度困難以及技術(shù)封鎖的情況下，侯德榜歷盡艱辛、百折不撓，創(chuàng)造了中國人自己的制堿工藝——“侯氏制堿法”，為我國民族工業(yè)的發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)，讓中國人在近代歷史的舞臺上贏得了認(rèn)可。

侯德榜先生勤奮好學(xué)的鉆研精神、艱苦創(chuàng)業(yè)的實(shí)干精神、敢于挑戰(zhàn)的創(chuàng)新精神、求真務(wù)實(shí)的科學(xué)精神以及強(qiáng)烈的愛國主義精神都十分值得我們師生共同學(xué)習(xí)。這些精神歷久彌新，我們要堅(jiān)定地傳承下去。具體在理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中結(jié)合實(shí)際問題潤物無聲地融入這些精神元素。青年擔(dān)負(fù)的是國家的希望，應(yīng)該以老一輩科學(xué)家為榜樣，不斷增強(qiáng)做中國人的志氣、骨氣、底氣，當(dāng)代大學(xué)生要以實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興為己任。

這個(gè)案例也說明，只有腳踏實(shí)地、埋頭苦干、孜孜不倦，才能成就一番事業(yè)，以此引導(dǎo)學(xué)生自主地去了解國情民情、盡早地了解就業(yè)形勢。聯(lián)系學(xué)生實(shí)際，引導(dǎo)他們進(jìn)一步端正學(xué)習(xí)態(tài)度，正確面對化學(xué)學(xué)習(xí)的困難，并樹立努力成長為有本領(lǐng)有擔(dān)當(dāng)?shù)男聲r(shí)代大學(xué)生的信念。

2.2 增強(qiáng)民族自信篇

（1）“挖礦”歸來的嫦娥五號。抓住“繞、落、回”“300℃溫差下不褪色的月面國旗”“人類時(shí)隔44年再次將月球樣品帶回地球”等體現(xiàn)中國智慧、中國力量的關(guān)鍵詞，走近中國探月工程的最新成就。學(xué)習(xí)勇于探索的探月精神，引導(dǎo)學(xué)生樹立民族自信，激發(fā)愛國熱情。

聯(lián)系無機(jī)化學(xué)知識，“1731克月壤”的成分涉及到如輝石、長石、橄欖石以及磷灰石等礦物[3]。以磷灰石為例，地球上常見種類有氟磷灰石、氯磷灰石及羥基磷灰石等。結(jié)合生活實(shí)際，作為骨骼和牙齒主要成分的羥基磷灰石因?yàn)樯锵嗳菪暂^好是研究熱點(diǎn)，還可制作成可耐1 000℃高溫的耐火紙[4]。羥基磷灰石的制備既是無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材中的內(nèi)容[5]，也涉及到沉淀反應(yīng)等理論知識。研究對象從月球演化史到生活實(shí)際，再回到無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，既可以拉近高科技工程和我們的距離，也可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，建立對基礎(chǔ)課程的正確認(rèn)識。

在此基礎(chǔ)上，緊扣無機(jī)化工生產(chǎn)實(shí)踐，了解到磷礦不僅是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需磷肥的主要來源，也是新興磷酸鐵鋰電池的重要生產(chǎn)原料。從生態(tài)文明價(jià)值觀及保護(hù)資源等角度出發(fā)，了解磷資源作為一種戰(zhàn)略性資源，較稀缺且難以再生。再進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考諸如磷肥工業(yè)廢棄物磷石膏該如何資源化利用等世界性技術(shù)難題。這樣就把思政元素、書本知識以及社會(huì)生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)緊密聯(lián)系起來，有助于培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，激發(fā)他們的探索精神。

（2）成功著陸的“天問一號”探測器首次在火星上留下中國印跡。抓住關(guān)鍵詞：“蝴蝶狀的翅膀”和“氣凝膠”等。

為了對付火星上的沙塵暴，祝融號采用了可展開的蝴蝶狀砷化鎵太陽能面板，可以利用“翅膀”抖落灰塵[6]，這是中國智慧的體現(xiàn)。這個(gè)案例中既有無機(jī)化學(xué)相關(guān)知識點(diǎn)，也能讓學(xué)生建立一種意識，即創(chuàng)新來自實(shí)踐，來自于行業(yè)的需要、國家的需求，并作用于實(shí)踐。

另外，從新材料的角度，我們了解到“祝融號”太陽能面板的表面，采用了比煙還輕的固體——?dú)饽z[7]，正因?yàn)樗母魺嵝阅芎貌拍苓m應(yīng)火星上的極端溫度。氣凝膠材料具有獨(dú)特的輕質(zhì)、絕熱等性能，用于建筑、環(huán)保和催化等方面。這種材料的絕熱保溫性能可以極大降低能耗，如何用好這種綠色低碳技術(shù)，對我國早日實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和具有戰(zhàn)略意義。以此為例，培養(yǎng)學(xué)生的生態(tài)文明意識并激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

（3）中國研發(fā)出450公斤級藍(lán)寶石晶體，使我國大尺寸藍(lán)寶石材料擺脫進(jìn)口依賴[8]。

這里所說的“藍(lán)寶石晶體”，其實(shí)是無色透明的，主要成分是高純?nèi)趸X。藍(lán)寶石晶體具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、高硬度、耐熱耐磨損等優(yōu)異特性，是高科技領(lǐng)域中的重要原材料，從智能手機(jī)的攝像頭、觸摸屏到LED 燈，到國防軍工以及航空航天等領(lǐng)域都有它的身影。

與無機(jī)化學(xué)知識關(guān)聯(lián)，思考藍(lán)寶石晶體是如何生長的呢？通過展示藍(lán)寶石晶體、生產(chǎn)實(shí)地場景如企業(yè)的“長晶車間”[9]等實(shí)物實(shí)景圖片，讓學(xué)生對無機(jī)制備和應(yīng)用有了直觀且具體的印象。進(jìn)一步思考：青海的地理位置在晶體生長方面有哪些優(yōu)勢？主要是青海夏季氣溫低，尤其有利于解決長晶工藝水溫度過熱的問題，這種自然冷卻降溫的方式使得一個(gè)車間的降溫費(fèi)用大致可節(jié)省二百萬元左右。這一方面說明冷卻降溫是晶體生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟，另一方面說明理論與實(shí)踐是緊密聯(lián)系的，從而在潛移默化中引導(dǎo)學(xué)生建立不能只“飄在云端”，也要接“地氣”的思維。

回到無機(jī)化學(xué)教學(xué)實(shí)際上來，如在“硫酸亞鐵銨的制備”實(shí)驗(yàn)中，少數(shù)同學(xué)得不到理想晶體的情況，主要原因是對不同物質(zhì)之間溶解度的差異、物料用量的計(jì)算、結(jié)晶條件的控制等缺乏思考。聯(lián)系此案例，要求學(xué)生養(yǎng)成認(rèn)真預(yù)習(xí)的好習(xí)慣，潛下心來把原理琢磨透，這樣才能變被動(dòng)為主動(dòng)，才能真正掌握實(shí)驗(yàn)技能。

2.3 資源利用篇

無機(jī)化學(xué)是研究無機(jī)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律的科學(xué)，共性知識的學(xué)習(xí)必不可少，然而元素部分的重要性也是不能忽視的，尤其是對工科學(xué)生而言。因此，將元素部分的知識與思政教育進(jìn)行有機(jī)融合，比較有現(xiàn)實(shí)意義。

以堿金屬和堿土金屬的內(nèi)容為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了與無機(jī)鹽碳酸鋰相關(guān)的案例，旨在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)情感認(rèn)同、拓寬視野并培養(yǎng)資源憂患意識。

導(dǎo)入：近期，新能源汽車的推廣引發(fā)了碳酸鋰的供不應(yīng)求，價(jià)格飛漲[10]。

背景：鋰是一種全球稀缺性戰(zhàn)略資源，而我國是全球第一大鋰消費(fèi)國。碳酸鋰是一種重要的基礎(chǔ)鋰鹽，電池級碳酸鋰主要用于鋰離子電池的制備，主要依賴進(jìn)口。并且，隨著我國“碳達(dá)峰”“碳中和”目標(biāo)的提出，對新能源電池的深度開發(fā)及回收利用提出了更高要求。

技術(shù)困難：生產(chǎn)工業(yè)級碳酸鋰的原料主要有兩種：鋰礦石和含鋰鹵水。我國主要采用前者提取，國外主要采取后者。盡管我國的鋰資源主要是鹽湖鹵水，但是由于高鎂鋰比鹵水提鋰技術(shù)問題尚未解決，影響了資源的開發(fā)利用。

新進(jìn)展：2021年12月，我國鹽湖提鋰技術(shù)有了新的突破，產(chǎn)量提高并且每噸碳酸鋰的直接生產(chǎn)成本降低超過萬元[11]。

結(jié)合無機(jī)知識點(diǎn)：理論內(nèi)容 “我國鹽湖資源的開發(fā)”和“鋰與鎂的相似性”等，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容“氯化鈉的提純”等。

結(jié)合無機(jī)知識探討鎂鋰分離困難的問題如何解決，引導(dǎo)學(xué)生從生產(chǎn)角度再次認(rèn)識諸如“氯化鈉提純”基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的意義所在。了解到隨著我國“碳達(dá)峰”“碳中和”目標(biāo)的提出，對新能源電池的深度開發(fā)及回收利用提出了更高要求?？傊趯W(xué)習(xí)提升過程中認(rèn)識到：全球資源爭奪戰(zhàn)背后也是一場人才爭奪戰(zhàn)，我國化學(xué)工業(yè)的發(fā)展急需大量高水平人才。

3 思政育人的具體實(shí)施策略

1）對新生情況進(jìn)行問卷調(diào)查。主要內(nèi)容包括：興趣愛好、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、生活困難及高考選科等。通過調(diào)查，教師可以了解學(xué)生實(shí)際情況并及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法。

2）平時(shí)教學(xué)中點(diǎn)滴融入學(xué)法指導(dǎo)，緊密關(guān)注學(xué)生心理健康。包括：大學(xué)階段的學(xué)習(xí)方式、同學(xué)室友相處模式等，以幫助他們更快更好地適應(yīng)大學(xué)生活。

3）針對未選化學(xué)的新生，材化學(xué)院采取了積極有效的措施，利用周末給他們補(bǔ)課。在師生的共同努力下，他們建立了學(xué)習(xí)信心，并取得了一定的成效。

4）充分利用每學(xué)期的“文獻(xiàn)閱讀、三問表和思維導(dǎo)圖”等學(xué)習(xí)活動(dòng)。教師布置無機(jī)化學(xué)中融入思政元素的主題方向，學(xué)生自己制作完成各項(xiàng)任務(wù)。既拓寬了學(xué)生的視野，提高了表達(dá)和撰寫的能力，思想水平也得到了一定的提升。

5）充分利用學(xué)校開展的短學(xué)期實(shí)踐活動(dòng)。我校短學(xué)期實(shí)踐活動(dòng)從2014 年開始實(shí)施，成效明顯。2021年我校頒發(fā)了《關(guān)于在短學(xué)期實(shí)踐中加強(qiáng)思政育人工作的指導(dǎo)意見》，標(biāo)志著從學(xué)校層面推進(jìn)大學(xué)生思想政治教育與短學(xué)期實(shí)踐教育有機(jī)融合，提升立德樹人實(shí)效。教師積極宣傳講解短學(xué)期實(shí)踐活動(dòng)的實(shí)施辦法，還有部分學(xué)生參加了教師指導(dǎo)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和思想素養(yǎng)方面進(jìn)步明顯。

6）教師積極參加學(xué)校組織的各種培訓(xùn)活動(dòng)，例如線上線下的思政教學(xué)沙龍和教學(xué)講座，努力提高自身的思想政治水平。

4 結(jié)論

為了適應(yīng)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容繁多且學(xué)時(shí)有限、學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)薄弱、理想信念模糊等情況，從課上課下等多層面積極推進(jìn)無機(jī)化學(xué)課程思政工作。教學(xué)實(shí)踐表明，一方面激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，另一方面也夯實(shí)了立德樹人的載體。

同時(shí)，保持與時(shí)俱進(jìn)，把思政案例設(shè)計(jì)的視角從單純的教材拓展到無機(jī)化工這一國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)原材料工業(yè)的大背景下，引導(dǎo)學(xué)生客觀地去了解國情、社情、民情，并理性地看待世界發(fā)展趨勢和競爭。

而在案例中引入一些亟待解決的行業(yè)技術(shù)難題，有利于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生深入思考并從學(xué)習(xí)中真正得出共識：只有重視基礎(chǔ)研究并與社會(huì)經(jīng)濟(jì)融合、自主創(chuàng)新，才能真正破解那些“卡脖子”問題。讓學(xué)生真正感悟到成績是干出來的，不是想出來的。因?yàn)橹挥兴枷胝J(rèn)識達(dá)到一定的高度，才能夠正確認(rèn)識自己肩負(fù)的時(shí)代責(zé)任，才能夠端正學(xué)習(xí)態(tài)度，正視學(xué)習(xí)困難，減少網(wǎng)絡(luò)依賴。

4 結(jié)束語

以知識教育與價(jià)值塑造、能力培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合為目標(biāo)，采取積極有效措施，切實(shí)把立德樹人內(nèi)化到課程學(xué)習(xí)的全過程中，為培養(yǎng)更多愛國、有擔(dān)當(dāng)奉獻(xiàn)和有創(chuàng)新思維的當(dāng)代大學(xué)生盡一份綿薄之力。