《物理化學(xué)實驗》課程思政元素構(gòu)建的探討*

尹常杰，鄭 虹，張秋禹，尹德忠，王景霞

(西北工業(yè)大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，陜西 西安 710072)

為了將思政元素自然的引入到課堂教學(xué)中，避免造成強(qiáng)制引入，隨意引入。從而導(dǎo)致思政元素與教學(xué)知識點隔離開，效果適得其反。因此要設(shè)計好怎么引？如何引？什么時候引？要做到兩者相輔相成，達(dá)到同向協(xié)助作用，將思政元素完美的穿插到教學(xué)全過程中，落實全育人的要求之一。其中，高校實驗課程，作為教育體系中比較重要的課程，各大高校對實驗教學(xué)課程思政的要求也在不斷增加。

本文從物理化學(xué)實驗課出發(fā)，探討《物理化學(xué)實驗》課程思政元素的構(gòu)建。在物理化學(xué)實驗課程教學(xué)中，實現(xiàn)“課程思政”的有機(jī)融入，充分發(fā)揮高校自身的教學(xué)優(yōu)勢來開展對學(xué)生的思政教育。通過精心查閱資料和課前精細(xì)化的準(zhǔn)備，從而構(gòu)建出課程思政元素，提高課程思政的效率和擴(kuò)大學(xué)生受益面。本文將從面向本校本科生教學(xué)的物理化學(xué)實驗出發(fā)。根據(jù)物理化學(xué)實驗教學(xué)的特點，以教師為主導(dǎo)提出課程思政的大概內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生通過各種途徑查閱資料，獲取課程思政元素。教師在課堂講解思政內(nèi)容、讓學(xué)生進(jìn)行點評和補(bǔ)充，提高學(xué)生的參與度。最后，在實驗報告中總結(jié)思政內(nèi)容，形成既有特色又緊跟學(xué)科前沿的教學(xué)方法和思政內(nèi)容，期望為其它實驗課“課程思政”教學(xué)改革提供參考。

1 物理化學(xué)實驗課思政的研究現(xiàn)狀

物理化學(xué)實驗課程是高等院?；瘜W(xué)、化工、生物和材料類專業(yè)的核心實驗課程之一。與理論課教學(xué)一樣，在教學(xué)過程中同樣可以且需要開展“課程思政”。長期以來，物理化學(xué)實驗教學(xué)主要過程：講解實驗原理、演示實驗操作、學(xué)生開展實驗和完成實驗報告四個過程。由于物理化學(xué)實驗的特點是儀器操作比較繁瑣，老師往往會全程輔導(dǎo)學(xué)生操作并講解，因此，教學(xué)過程中往往就容易忽略課程思政教學(xué)。

目前，國內(nèi)一些高校，基于本校特點，已經(jīng)開始了一些特點鮮明的物理化學(xué)實驗課程施政的教學(xué)，取得了一定的效果。何樂芹等[1]等從學(xué)生出發(fā)，輔導(dǎo)學(xué)生自行挖掘思政元素，要求學(xué)生從實驗內(nèi)容的某一方面提出思政元素，采用這種方式不僅對學(xué)生進(jìn)行了思政教育，而且還能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。丁成立等[2]則采用模塊化的方法進(jìn)行思政教育，分別從實驗?zāi)康摹嶒炘?、教學(xué)過程三個模塊出發(fā)，在每個模塊分別融于思政元素，將思政育人與實驗教學(xué)同步開展。喬嶠[3]詳細(xì)探討了物理化學(xué)實驗教學(xué)中融合“課程思政”的幾個可行性措施，從理論部分和實驗部分挖掘出了很多具體的課程思政元素，例如需要測定溶液電導(dǎo)率的實驗中，思政元素是不合理工業(yè)排放導(dǎo)致水污染，牢記綠水青山才是金山銀山。焉炳飛等[4]對所講的物理化學(xué)實驗課程進(jìn)行了歸納和總結(jié)，得到的思政元素分為兩類，一是老一輩化學(xué)家的科研精神，二是提高創(chuàng)新意識，解決國家卡脖子的問題。賈林艷等[5]采用線上線下混合教學(xué)，將“誠信求實”、“尊重科學(xué)”、“節(jié)約能源”、“保護(hù)環(huán)境”4個思政元素有機(jī)融合到物理化學(xué)實驗中。楊喜平等[6]從一個具體的物理化學(xué)實驗出發(fā)，通過介紹諾貝爾得獎?wù)吖诺霞{夫的一生，給學(xué)生傳達(dá)了有志者事竟成的精神。江婧婧等[7]則從赤誠愛國精神、環(huán)境保護(hù)和團(tuán)隊協(xié)作3個思政元素出發(fā)，完美的引入到物理化學(xué)實驗教學(xué)中。李艷艷等[8]則利用課堂、微課和雨課堂三方面進(jìn)行傳授，擴(kuò)大了學(xué)生的課程思政教育的受益面。蔣騰飛等[9]從基于該校食品科學(xué)與工程類專業(yè)開設(shè)的物理化學(xué)實驗課程出發(fā)，將屠呦呦研究員發(fā)現(xiàn)青蒿素的過程有機(jī)融合到了物理化學(xué)實驗課中。黃雅麗等[10]還將保護(hù)環(huán)境的思政元素貫穿到了學(xué)生考評中，擬期將共創(chuàng)和諧自然環(huán)境深深印入學(xué)生心底。李笑峰等[11]主要從實驗過程中如何應(yīng)對失敗的角度出發(fā)，進(jìn)而開展不要自暴自棄，勇于面對失敗的思政教育教學(xué)。孫越等[12]詳細(xì)的列出來很多的思政元素，從而為剛起步從事思政教育教學(xué)的老師提供了很多參考素材。賈志剛等[13]甚至將思政元素的教學(xué)直接寫入到物理化學(xué)實驗大綱與教材中，要求代課老師以經(jīng)典中國故事為導(dǎo)入方式，引導(dǎo)學(xué)生思政。

基于以上課程思政元素討論的研究進(jìn)展，本文主要從每一個物理化學(xué)實驗的特點出發(fā)，自然的引出思政元素，從而開展課程思政的教育。

2 《物理化學(xué)實驗》課程思政元素的構(gòu)建

西北工業(yè)大學(xué)物理化學(xué)實驗課是一門基礎(chǔ)實驗課，它是實驗和實際聯(lián)系最緊密的實驗課程之一。本實驗教學(xué)課程內(nèi)容包括線上互動預(yù)習(xí)，課中理論講解和操作演示，操作過程中的互動，課后實驗結(jié)果反思和高質(zhì)量報告撰寫。全課程總共有8個實驗內(nèi)容，包括基礎(chǔ)實驗和設(shè)計性實驗，通過總結(jié)和凝練，得到思政元素。

2.1 基礎(chǔ)實驗的課程思政元素構(gòu)建

本實驗課程基礎(chǔ)實驗包括乙醇水溶液偏摩爾體積測定、環(huán)己烷飽和蒸氣壓的測定、苯甲酸燃燒熱的測定、凝固點降低法測分子摩爾質(zhì)量、電動勢法求取熱力學(xué)函數(shù)、乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)測定和雙組份固液平衡相圖?，F(xiàn)分別探討如下：

在偏摩爾體積測定實驗中，用的主要化學(xué)試劑是乙醇。構(gòu)建的思政元素是廢棄物的回收再利用。在物理化學(xué)實驗中，該實驗產(chǎn)生的廢液最多，廢液是乙醇/水溶液。一般情況下，處理廢液的做法是倒入臨時廢液桶，然后等待廢液處理公司拉走，集中處理。但是由于實驗條件有限，這個廢液桶很可能含有其它廢液，這樣就會造成廢液處理更加困難。因此，可選擇單獨收集廢液后，用旋轉(zhuǎn)蒸餾儀分離得到乙醇，然后再次使用，實現(xiàn)試劑的循環(huán)使用。

在環(huán)己烷飽和蒸氣壓測定實驗中，實驗主要以操作儀器為主，構(gòu)建的思政元素是厲行節(jié)約，防止浪費。本次實驗的環(huán)己烷加入到儀器中，如能控制好真空泵抽氣速度，就能減少甚至防止環(huán)己烷的損失，達(dá)到課程思政效果。

在苯甲酸燃燒熱的測定實驗中，構(gòu)建的思政元素是國內(nèi)燃燒熱測定儀的優(yōu)勢。目前，本實驗用的是完全自主研發(fā)國產(chǎn)實驗儀器，精確度和準(zhǔn)確度都符合國家標(biāo)準(zhǔn)。儀器所用的零部件都實現(xiàn)了國產(chǎn)化，在儀器的生產(chǎn)、維護(hù)和保養(yǎng)方面，沒有任何卡脖子的問題。

在凝固點降低法測分子摩爾質(zhì)量的實驗中，從實驗原理可知，當(dāng)向某一純?nèi)軇┘尤胍欢ㄙ|(zhì)量的溶質(zhì)后，純?nèi)軇┑哪厅c將下降。因此我們可以構(gòu)建用理論知識解決實際問題的思政元素。如：冬天，在城市公路上，有關(guān)部門會在公路上撒鹽，這就是因為撒鹽后水的凝固點降低，防止公路表面的水結(jié)冰從而導(dǎo)致交通事故。

在電動勢法求取熱力學(xué)函數(shù)中，可以提出的思政元素是解決問題的嚴(yán)謹(jǐn)科研態(tài)度。該實驗滲透著很多經(jīng)典理論，如熱力學(xué)第一定律、法拉第定律、吉布斯-亥姆霍茲方程，如何通過理論推導(dǎo)，最后能通過較易測量的電動勢就能得到熱力學(xué)函數(shù)，就是一個嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)研究態(tài)度。

對于乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)測定，可以構(gòu)建共同協(xié)作的思政元素。該實驗課程需要配置并精確標(biāo)定氫氧化鈉溶液，然后通過測定電導(dǎo)率，最后計算得到反應(yīng)速率常數(shù)。因為，如果第一步氫氧化鈉溶液的濃度測定不準(zhǔn)，最后就不能得到準(zhǔn)確的反應(yīng)速率常數(shù)。在教育學(xué)生認(rèn)真做實驗的同時，也對學(xué)生開展了共同協(xié)作精神的思政教育。

在雙組份固液平衡相圖的測定中，可以構(gòu)建 “化學(xué)大家的赤誠愛國精神”的課程思政元素。例如：金氏相圖測定法發(fā)明人-輪椅上的科學(xué)之光金展鵬院士。金院士在留學(xué)期間，首創(chuàng)了三元電子擴(kuò)散偶-電子探針微區(qū)成分分析方法，這一方法，轟動了國際相圖界，被譽(yù)為“金氏相圖測定法”。盡管國外科研機(jī)構(gòu)極力挽留，金展鵬仍堅持回國。從而實現(xiàn)對學(xué)生表達(dá)愛國精神的思政教育過程。

對于基礎(chǔ)實驗，思政元素主要來源于實驗原理，實驗原理中給出實驗方法的理論推導(dǎo)和相關(guān)公式信息，其中滲透著許多的科學(xué)思維和經(jīng)典理論。課程思政教育可以要求學(xué)生理解各種定律和理論的形成，了解各種理想模型的建立和公式的推導(dǎo)，提高理論聯(lián)系實際的能力、培養(yǎng)科研精神和創(chuàng)新意識，學(xué)習(xí)老一輩科學(xué)家的愛國主義情操。

2.2 設(shè)計性實驗的課程思政元素構(gòu)建

對于設(shè)計性實驗課程，主要是自行設(shè)計組裝實驗儀器開展實驗，因此要熟悉儀器的組裝和測量方法，還要了解儀器發(fā)明的發(fā)展歷程，通過了解儀器的國內(nèi)外生產(chǎn)應(yīng)用現(xiàn)狀培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷和創(chuàng)新意識；對于試劑，學(xué)生不僅要了解試劑的物理、化學(xué)性質(zhì)，還要了解試劑的安全性和對環(huán)境的影響，進(jìn)而可以開展環(huán)保意識，促進(jìn)形成可持續(xù)發(fā)觀思政元素教育。

以弱導(dǎo)熱性物質(zhì)比熱容的測定為例。通過查閱文獻(xiàn)資料了解所設(shè)計的測量儀器在國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)或企業(yè)的應(yīng)用研發(fā)概況，培養(yǎng)學(xué)生的國際視野，開展對學(xué)生樹立就業(yè)、未來發(fā)展目標(biāo)、自主創(chuàng)新的思政教育。對于這個實驗，學(xué)生是4人一組，從實驗的最基本原理出發(fā)，自主完成實驗裝置設(shè)計，自組裝儀器，完成實驗裝置改進(jìn)，最后完成實驗報告。思政元素可以在教師的引導(dǎo)下，由教師和學(xué)生共同完成，在進(jìn)行思政教育的同時，也達(dá)到了實驗知識技能培訓(xùn)效果。

3 結(jié) 語

通過《物理化學(xué)實驗》課程思政元素的構(gòu)建,更新實驗教學(xué)手段,增加實驗教學(xué)內(nèi)容,提高實驗教學(xué)質(zhì)量。促進(jìn)物理化學(xué)實驗課程教學(xué)中形成“價值引領(lǐng)、能力培養(yǎng)、知識傳授”的育人導(dǎo)向,有利于將思政教育與專業(yè)教育高效融合,全面落實專業(yè)育人目標(biāo)。