劉曉瑭，余林梁，陳潔2華南農(nóng)業(yè)大學(xué)材料與能源學(xué)院，廣州 50642

2華南農(nóng)業(yè)大學(xué)馬克思主義學(xué)院，廣州 510642

課程思政在國(guó)內(nèi)眾多高校和專(zhuān)業(yè)開(kāi)展得如火如荼，逐漸成為教育界的理論和實(shí)踐熱點(diǎn)[1–5]，教育部2020年頒布的《高等教育課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《指導(dǎo)綱要》)具體提出了不同專(zhuān)業(yè)課程思政的切入點(diǎn)和重點(diǎn)內(nèi)容[6]。無(wú)機(jī)化學(xué)的發(fā)展史以及與現(xiàn)代生產(chǎn)生活的緊密聯(lián)系中都蘊(yùn)含著深刻的課程思政素材。一線教師們也在積極探討和實(shí)踐“課程思政”的建設(shè)理念、實(shí)施途徑和方法等[7–12]。我校應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)是國(guó)家一流專(zhuān)業(yè)，材料化學(xué)專(zhuān)業(yè)是廣東省特色專(zhuān)業(yè)，在無(wú)機(jī)化學(xué)的課程思政教學(xué)中以“成果導(dǎo)向教育”(Outcome-Based Education，OBE)理論為基礎(chǔ)進(jìn)行了一系列的探索，研發(fā)了無(wú)機(jī)化學(xué)課程思政微課件，已獲得軟件著作權(quán)授權(quán)[13]。本文嘗試用具體的教學(xué)案例說(shuō)明課程思政素材與各教學(xué)環(huán)節(jié)的知識(shí)點(diǎn)有機(jī)融合的實(shí)踐。

1 基于OBE理論設(shè)計(jì)無(wú)機(jī)化學(xué)課程思政實(shí)施路線

OBE理論[14]強(qiáng)調(diào)在教學(xué)中采用“以學(xué)生為中心”的教學(xué)方法，幫助學(xué)生取得課程目標(biāo)預(yù)定的學(xué)習(xí)成果。這里所說(shuō)的成果是學(xué)生通過(guò)某一階段學(xué)習(xí)后所能達(dá)到的最大能力，其特點(diǎn)包括：① 成果不只是學(xué)生相信、感覺(jué)、記得、知道和了解，更不是學(xué)習(xí)的暫時(shí)表現(xiàn)，而是學(xué)生內(nèi)化到其心靈深處的歷程；② 成果不僅是學(xué)生所知、所了解的內(nèi)容，還包括能應(yīng)用于實(shí)際的能力，以及可能涉及的價(jià)值觀或其他情感因素；③ 成果應(yīng)兼顧生活的重要內(nèi)容和技能，并注重其實(shí)用性。這三個(gè)特點(diǎn)體現(xiàn)了課程思政屬性。

基于OBE理論制定的無(wú)機(jī)化學(xué)課程思政實(shí)施路線如圖1所示。首先依據(jù)專(zhuān)業(yè)目標(biāo)確定課程目標(biāo)；其次依據(jù)《指導(dǎo)綱要》建立素材庫(kù)并在教學(xué)過(guò)程中不斷優(yōu)化；然后采用反向設(shè)計(jì)正向?qū)嵤┑乃悸吠瓿烧n堂教學(xué)各環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)和教學(xué)活動(dòng)；最后通過(guò)考核與評(píng)價(jià)檢驗(yàn)教學(xué)效果，并反饋到教學(xué)內(nèi)容環(huán)節(jié)，為下次教學(xué)提供持續(xù)改進(jìn)的依據(jù)。

圖1 無(wú)機(jī)化學(xué)課程思政實(shí)施路線圖

2 明確課程目標(biāo)，建構(gòu)無(wú)機(jī)化學(xué)課程思政教學(xué)素材庫(kù)

2.1 修訂課程教學(xué)大綱，明確課程思政目標(biāo)

無(wú)機(jī)化學(xué)基于OBE理念設(shè)定課程目標(biāo)。依據(jù)《指導(dǎo)綱要》我們將無(wú)機(jī)化學(xué)的課程思政教學(xué)目標(biāo)分解為三個(gè)具體目標(biāo)：① 具有追求真理、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的求實(shí)精神和勇攀高峰、敢為人先的創(chuàng)新精神，認(rèn)識(shí)創(chuàng)新在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位；② 具有胸懷祖國(guó)、服務(wù)人民的愛(ài)國(guó)精神和淡泊名利、潛心研究的奉獻(xiàn)精神，理解科技自立自強(qiáng)作為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的重大意義；③ 具有較強(qiáng)的持續(xù)學(xué)習(xí)、自我完善的人文素養(yǎng)和社會(huì)責(zé)任感、使命感，努力把自己的科學(xué)追求融入建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的偉大事業(yè)之中。

2.2 建立特色鮮明的課程思政教學(xué)素材庫(kù)

課程思政素材庫(kù)的建立是課程思政教學(xué)體系的基礎(chǔ)。我們主要通過(guò)以下途徑挖掘課程思政素材，建立素材庫(kù)：① 從化學(xué)史中尋找影響科學(xué)前進(jìn)走向的關(guān)鍵事件，了解無(wú)機(jī)化學(xué)發(fā)展中的重要人物為人類(lèi)做出的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)和他們的經(jīng)歷、品行及思想；② 從身邊的化學(xué)中挖掘素材，將任課教師或本專(zhuān)業(yè)教師的科研成果與課程知識(shí)點(diǎn)相融合，將化學(xué)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的案例與課堂知識(shí)相融合，將學(xué)校和地方特有的精神、人文等素材與專(zhuān)業(yè)知識(shí)相融合；③ 從傳統(tǒng)文化中挖掘素材，無(wú)機(jī)化學(xué)古而有之，但現(xiàn)代化學(xué)主要形成于近現(xiàn)代的西方國(guó)家，而同時(shí)期的中國(guó)正處于內(nèi)憂外患的風(fēng)雨飄搖之中，因此，我們將課程思政聚焦于融合中華傳統(tǒng)文化，弘揚(yáng)愛(ài)國(guó)主義，立志奉獻(xiàn)國(guó)家、服務(wù)人民。

2.2.1 中華傳統(tǒng)文化和愛(ài)國(guó)主義情懷

愛(ài)國(guó)主義是人們對(duì)自己家園以及民族和文化的歸屬感、認(rèn)同感、尊嚴(yán)感與榮譽(yù)感的統(tǒng)一。中華傳統(tǒng)文化博大精深、源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，相關(guān)典籍浩如煙海，是思政教育和價(jià)值引領(lǐng)的重要載體。典籍論述和詩(shī)詞歌賦中包含大量無(wú)機(jī)化學(xué)的實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)象，將其融入到無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)中，與學(xué)生一起從中華傳統(tǒng)文化的角度去審視無(wú)機(jī)化學(xué)，用無(wú)機(jī)化學(xué)的原理解釋和理解傳統(tǒng)文化中的相關(guān)表述，既有助于理解無(wú)機(jī)化學(xué)的知識(shí)、方法和內(nèi)涵，又有利于繼承和創(chuàng)新傳統(tǒng)文化，復(fù)原民族根基，增強(qiáng)民族自信。表1是筆者在教學(xué)中常用的素材，對(duì)標(biāo)課程思政目標(biāo)③具有較強(qiáng)的持續(xù)學(xué)習(xí)、自我完善的人文素養(yǎng)和社會(huì)責(zé)任感、使命感，努力把自己的科學(xué)追求融入建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的偉大事業(yè)之中。

表1 無(wú)機(jī)化學(xué)課程思政教學(xué)中常用的中華傳統(tǒng)文化素材

(續(xù)表1)

促進(jìn)無(wú)機(jī)化學(xué)發(fā)展的科學(xué)家燦若群星，無(wú)論是中外的化學(xué)家都深深地愛(ài)著自己的祖國(guó)(表2)。例如鎵、鍺、釙、鈁的發(fā)現(xiàn)者都用自己的祖國(guó)來(lái)命名其發(fā)現(xiàn)的新元素，其中鈁的發(fā)現(xiàn)者佩里是居里夫人的助手；為了祖國(guó)的發(fā)展，放棄優(yōu)渥的生活和工作條件，是國(guó)內(nèi)外偉大科學(xué)家的共有品質(zhì)，如化學(xué)領(lǐng)域的阿累尼烏斯、戴安邦、唐敖慶、徐如人、鄭蘭蓀、……。無(wú)機(jī)化學(xué)課程要用這些與課程相關(guān)的事實(shí)塑造學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義情操和堅(jiān)定為國(guó)家、為民族奮斗的志向，認(rèn)識(shí)創(chuàng)新在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位，理解科技自立自強(qiáng)作為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的重大意義，努力把自己的科學(xué)追求融入建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的偉大事業(yè)之中。

表2 科學(xué)家的科學(xué)精神和愛(ài)國(guó)情懷主要素材

(續(xù)表2)

2.2.2 科學(xué)精神和科學(xué)方法

科學(xué)的課程必然要講科學(xué)技術(shù)中包含的科學(xué)精神和共同體利益，要深刻體會(huì)科學(xué)發(fā)展中透射出的信仰真理之光，體現(xiàn)出的實(shí)事求是、探索創(chuàng)新的精神以及科學(xué)倫理、學(xué)術(shù)道德等?？茖W(xué)精神和品德主要包括崇實(shí)、貴確、求真、創(chuàng)新、存疑等精神以及樹(shù)立高尚理想、為道獻(xiàn)身、艱苦創(chuàng)業(yè)、勤奮不懈、謙虛好學(xué)、樂(lè)于協(xié)作等高尚品德[15]。無(wú)機(jī)化學(xué)作為典型的自然學(xué)科，在其發(fā)展過(guò)程和發(fā)現(xiàn)研究中必然蘊(yùn)含著尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)的科學(xué)精神和邏輯嚴(yán)密的科學(xué)思維，教師在課堂上有意識(shí)地總結(jié)和概括，必定會(huì)使學(xué)生感受到科學(xué)精神的力量，逐漸形成科學(xué)的方法論?；瘜W(xué)發(fā)展過(guò)程中經(jīng)歷的重大事件，都蘊(yùn)含著科學(xué)思維、科學(xué)方法和創(chuàng)新方法；百余年來(lái)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的獲得者和獲獎(jiǎng)理由以及我國(guó)無(wú)機(jī)化學(xué)各領(lǐng)域的創(chuàng)始人及其貢獻(xiàn)，都蘊(yùn)含著深刻的科學(xué)精神和科學(xué)倫理，如表2和表3所示，體現(xiàn)了課程思政目標(biāo)中“追求真理、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的求實(shí)精神，勇攀高峰、敢為人先的創(chuàng)新精神和淡泊名利、潛心研究的奉獻(xiàn)精神”。拉瓦錫發(fā)現(xiàn)了氧氣，從實(shí)驗(yàn)的角度驗(yàn)證并總結(jié)了質(zhì)量守恒定律，將化學(xué)從定性研究轉(zhuǎn)向了定量研究。阿累尼烏斯在上大學(xué)期間突破權(quán)威思想，提出不同于主流觀點(diǎn)的電離理論。通過(guò)這些故事，學(xué)生既了解了科學(xué)事實(shí)，也體會(huì)到科學(xué)發(fā)展的艱辛，跟著科學(xué)家一起進(jìn)行研究和探索，還感受了科學(xué)家尊重事實(shí)、追求真理的人格魅力，科學(xué)精神和科學(xué)方法論就這樣慢慢形成和建立。測(cè)定分子偶極距是確定分子結(jié)構(gòu)的一種實(shí)驗(yàn)方法，德拜因此獲得1936年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，學(xué)生可以認(rèn)識(shí)到科學(xué)的結(jié)論來(lái)源于科學(xué)的研究方法和嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，任何理論都要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，要符合測(cè)定結(jié)果的事實(shí)，而不是相反。再如，徐光憲先生以身許國(guó)從事核燃料萃取化學(xué)研究，籌建核燃料后處理廠，制造原子彈原料钚。之后轉(zhuǎn)向稀土分離和萃取方面的研究，提出了稀土串級(jí)萃取理論，“一步放大”，直接應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，引導(dǎo)稀土分離技術(shù)的全面革新，使中國(guó)稀土分離技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，促進(jìn)了中國(guó)從稀土資源大國(guó)向高純稀土生產(chǎn)大國(guó)的飛躍，獲得2008年度國(guó)家最高科學(xué)獎(jiǎng)。從徐先生的經(jīng)歷中，不僅能夠了解科學(xué)研究方法和知識(shí)的遷移，更能感受先生胸懷祖國(guó)、服務(wù)人民的愛(ài)國(guó)精神?；瘜W(xué)發(fā)展史上也不乏違背科學(xué)精神和科學(xué)倫理的實(shí)例，例如托馬斯?米基利的兩大發(fā)明四乙基鉛和氟利昂的興衰史，可以看到科學(xué)技術(shù)既能給人類(lèi)帶來(lái)巨大的物質(zhì)利益，同時(shí)也可能隱藏著致命的危機(jī)。在科學(xué)研究和成果推廣中，一定要兼顧經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

(續(xù)表3)

2.2.3 馬克思主義哲學(xué)原理

科學(xué)的發(fā)展與辯證唯物主義和歷史唯物主義是不可分割的。無(wú)機(jī)化學(xué)的發(fā)展過(guò)程、具體內(nèi)容都遵循著辯證唯物主義和歷史唯物主義的原理，主要素材如表4所示。在教學(xué)中與學(xué)生討論和總結(jié)其中蘊(yùn)含的哲學(xué)原理，有助于他們形成正確的世界觀和掌握科學(xué)的方法論。無(wú)機(jī)化學(xué)中觀察到物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)歸根結(jié)底是由物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定的，體現(xiàn)著本質(zhì)和現(xiàn)象的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系；物質(zhì)結(jié)構(gòu)百余年的研究發(fā)展史就是建立在世界是物質(zhì)性的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上的，唯物論是其全部知識(shí)的基石。無(wú)機(jī)化學(xué)理論和實(shí)踐的發(fā)展也是對(duì)馬克思主義哲學(xué)思想的有力論證，教師用學(xué)科的最新研究成果來(lái)詮釋馬克思主義的唯物辯證法。無(wú)機(jī)化學(xué)發(fā)展史是曲折的螺旋式上升的，教師對(duì)科學(xué)史的客觀生動(dòng)的講授和評(píng)述本身就是踐行馬克思主義哲學(xué)原理。

表4 無(wú)機(jī)化學(xué)中體現(xiàn)馬克思主義哲學(xué)原理的主要知識(shí)點(diǎn)

2.2.4 可持續(xù)發(fā)展的理念和實(shí)踐

全球可持續(xù)性發(fā)展不僅僅是一個(gè)挑戰(zhàn)，而且是21世紀(jì)的決定性挑戰(zhàn)?？沙掷m(xù)性作為一個(gè)值得研究的課題為學(xué)生提供了新的學(xué)習(xí)內(nèi)容，作為一個(gè)值得解決的問(wèn)題為學(xué)生帶來(lái)了可以思考和發(fā)問(wèn)的新問(wèn)題，幫助他們想象并實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的未來(lái)[22]。學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)過(guò)程中應(yīng)該有機(jī)會(huì)了解人類(lèi)所面臨的問(wèn)題、思考應(yīng)該做什么和怎么做，以及自己在為人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展提供可行的解決方案中能做的工作，并且準(zhǔn)備好用化學(xué)知識(shí)為解決這些問(wèn)題提供自己的策略。在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中，應(yīng)該給學(xué)生提供更多的可以使每個(gè)人的生活發(fā)生變化的化學(xué)信息，以便學(xué)生能夠利用這些信息以及對(duì)化學(xué)的深入了解，來(lái)應(yīng)對(duì)今天和明天的挑戰(zhàn)。這也是我們課程思政中的重要內(nèi)容，主要素材見(jiàn)表5。

3 反向設(shè)計(jì)、正向?qū)嵤┑恼n程思政教學(xué)

OBE理論的實(shí)施原則之一就是以最終學(xué)習(xí)成果為起點(diǎn)，反向設(shè)計(jì)，正向?qū)嵤?。在教學(xué)設(shè)計(jì)中依據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)，尋找實(shí)現(xiàn)途徑，將思政元素融入知識(shí)點(diǎn)(表1–表5)，即反向設(shè)計(jì)；在教學(xué)中則以知識(shí)點(diǎn)為根本，將隱含于知識(shí)中的思政元素顯化，在知識(shí)傳授中順理成章地帶出科學(xué)知識(shí)及其發(fā)展中蘊(yùn)含的認(rèn)知基礎(chǔ)、價(jià)值取向，使學(xué)生在“求真”的同時(shí)得到正確的世界觀和價(jià)值觀的啟示，涵養(yǎng)人文情懷和科技倫理，即正向?qū)嵤?。每次課的教學(xué)包括課前預(yù)習(xí)/自學(xué)、課堂講授和課后實(shí)踐三個(gè)環(huán)節(jié)(圖1)，在此重點(diǎn)介紹BOPPPS六環(huán)節(jié)課堂教學(xué)中的課程思政融合。

表5 體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展理念的課程思政素材

3.1 導(dǎo)入(Bridge-in)

成功的導(dǎo)入是課堂達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)的首要環(huán)節(jié)，導(dǎo)入的形式可以多種多樣。多年來(lái)，筆者采用“Morning Buzz”環(huán)節(jié)作為導(dǎo)入，每次開(kāi)始上課前，選取與課堂教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的詩(shī)詞歌賦、文獻(xiàn)典籍以及學(xué)科發(fā)展前沿、生活實(shí)例、國(guó)家政策、社會(huì)熱點(diǎn)、名人名言等與學(xué)生討論哲學(xué)、閱讀、科學(xué)、教育、時(shí)事、政策等，并順其自然地引入本次課的教學(xué)內(nèi)容。例如，3月12日是植樹(shù)節(jié)、3月21日是世界森林日、3月22日是世界水日，都是引入可持續(xù)發(fā)展理念的素材和節(jié)點(diǎn)，從時(shí)事自然地進(jìn)入課堂教學(xué)中的知識(shí)點(diǎn)。再如，用余音演唱明代詩(shī)人于謙的《詠煤炭》作為碳族課堂教學(xué)的導(dǎo)入，余音是焦裕祿的外孫，視頻中有焦裕祿的雕像和坐過(guò)的藤椅，在余音的深情演繹中，深刻體會(huì)到焦裕祿燃燒自己服務(wù)人民的精神，同時(shí)從詩(shī)句中提煉出化學(xué)問(wèn)題?！皦A金屬和堿土金屬”用于謙的《石灰吟》導(dǎo)入，學(xué)生通過(guò)作品感受民族英雄于謙的愛(ài)國(guó)情懷和“要留清白在人間”的人生氣節(jié)，詩(shī)句中涉及的化學(xué)反應(yīng)式自然地將課程引入主題。配位化學(xué)基礎(chǔ)節(jié)選屈原“離騷”中的詩(shī)句(圖2a)，學(xué)生從中感受到詩(shī)人深沉的愛(ài)國(guó)情懷和自強(qiáng)不息的報(bào)國(guó)之志，并認(rèn)識(shí)“茹蕙”，在《詩(shī)經(jīng)》中用“縞衣茹蕙”描寫(xiě)了身著白衣系著紅色腰帶的樸素姑娘，表明我國(guó)西周時(shí)期就使用配合物做染料(圖2b)。學(xué)生了解了文學(xué)作品中所蘊(yùn)含的科學(xué)知識(shí)，既是知識(shí)和文化的傳承、也是愛(ài)國(guó)主義素材。

圖2 配位化學(xué)基礎(chǔ)第一次課的課件截圖

3.2 學(xué)習(xí)目標(biāo)/成果(Objective /Outcome)

學(xué)生在開(kāi)始學(xué)習(xí)前應(yīng)明確本次課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)，或者可以取得的學(xué)習(xí)成果。筆者每次課都是用“今日主題”展示課程主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)，包括所要達(dá)成的課程思政目標(biāo)，學(xué)生既可以有目標(biāo)地進(jìn)行學(xué)習(xí)，也可以作為檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的提示。

3.3 前測(cè)(Pre-assement)和后測(cè)(Post-assessment)

前測(cè)和后測(cè)就是在課程開(kāi)始前和主要教學(xué)內(nèi)容講授完成后，進(jìn)行的快速的小測(cè)，用以檢驗(yàn)上次課的學(xué)習(xí)成果或本次課的預(yù)習(xí)效果及本次課學(xué)習(xí)情況。一般用1–2個(gè)選擇題或填空題，測(cè)驗(yàn)內(nèi)容以知識(shí)點(diǎn)為主，也可以體現(xiàn)課程思政的內(nèi)容。例如，在碳族用“以下氣體屬于溫室氣體的是：(a) CO2；(b) CH4；(c) N2O；(d) CCl2F2；(e) O3”作為前測(cè)或后測(cè)，就兼顧了元素性質(zhì)的知識(shí)點(diǎn)和可持續(xù)發(fā)展的課程思政要素。

3.4 參與式學(xué)習(xí)(Participatory Learning)

OBE強(qiáng)調(diào)的是以學(xué)生為中心的教學(xué)，通過(guò)參與式學(xué)習(xí)學(xué)生不僅能知道和了解知識(shí)，還能提高實(shí)際應(yīng)用能力和生活技能，從而將其中涉及的價(jià)值觀或其他情感因素內(nèi)化到其心靈深處。在無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)中常采用問(wèn)題導(dǎo)向?qū)W習(xí)(Problem-based learning，PBL)、體驗(yàn)式、探究式、小組學(xué)習(xí)等參與式學(xué)習(xí)方法。

3.4.1 案例1 綜合選用課程思政素材，設(shè)計(jì)小組探究式學(xué)習(xí)內(nèi)容

在學(xué)習(xí)鉛的性質(zhì)時(shí)，給出如下材料：① 葛洪是東晉道教學(xué)者、煉丹家(化學(xué)家)、醫(yī)藥學(xué)家。在《抱樸子》的《黃白》卷中說(shuō)，“鉛性白也，而赤之以為丹，丹性赤也，而白之以為鉛”。② 葛洪的名著《肘后備急方》中記載了多種藥物，其中密陀僧(PbO)被現(xiàn)代醫(yī)學(xué)證明具有消毒殺菌作用，可用來(lái)做防腐劑。③ 民間釀酒，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)酸味，有人用以下的方法除去酒中酸味：把在空氣中加熱過(guò)的鉛投入酒中，加蓋，不久酒的酸味消失并具有甜味。④ 四乙基鉛是托馬斯?米基利發(fā)明的汽油抗爆劑，為了隱瞞鉛的存在，刻意稱(chēng)其為“乙基”；在回應(yīng)質(zhì)疑的新聞發(fā)布會(huì)上，米基利將四乙基鉛灑在手上，并足足聞了瓶子里的四乙基鉛一分鐘之久，以混淆視聽(tīng)；米基利因此項(xiàng)發(fā)明獲得了金錢(qián)和地位；20世紀(jì)90年代含鉛汽油被各國(guó)禁用。⑤ 2019年1月，九部門(mén)聯(lián)合印發(fā)《廢鉛蓄電池污染防治行動(dòng)方案》，整治廢鉛蓄電池非法收集處理污染環(huán)境，提高廢鉛蓄電池規(guī)范收集處理率。要求學(xué)生以小組為單位，查閱文獻(xiàn)并討論以下問(wèn)題：(1) 材料①中的“丹”指的是什么物質(zhì)？寫(xiě)出涉及的化學(xué)反應(yīng)；有人說(shuō)“葛洪最早發(fā)現(xiàn)了可逆反應(yīng)”，這樣的說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？(2) 古代和現(xiàn)代如何獲得密陀僧？(3) 寫(xiě)出材料③中涉及的反應(yīng)方程式，并評(píng)價(jià)這個(gè)方法。(4) 用化學(xué)反應(yīng)式表示材料④中四乙基鉛的合成方法，并討論四乙基鉛合成和使用中的安全性，應(yīng)如何評(píng)價(jià)發(fā)明者米基利的行為？為什么直到20世紀(jì)90年代才禁用含鉛汽油？(5) 鉛蓄電池的電極反應(yīng)如何？計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)，并與實(shí)際標(biāo)稱(chēng)電壓對(duì)比。(6) 廢鉛蓄電池應(yīng)如何處理？若不能規(guī)范收集處理會(huì)造成哪些污染？(7) 根據(jù)上述素材畫(huà)出物質(zhì)間相互轉(zhuǎn)化的思維導(dǎo)圖，并總結(jié)鉛及其化合物的性質(zhì)。

本設(shè)計(jì)中涵蓋了鉛的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)的概念和計(jì)算、可逆反應(yīng)的概念等知識(shí)點(diǎn)，包含了中華傳統(tǒng)文化、科學(xué)倫理、化學(xué)在生活中的應(yīng)用和可持續(xù)發(fā)展等課程思政元素。在課堂上各組代表用ppt形式展示各自的學(xué)習(xí)成果。結(jié)果表明他們查閱了大量的資料，不僅包括知識(shí)點(diǎn)本身，也包括對(duì)歷史人物和政策文件的了解，對(duì)科學(xué)的雙刃劍性質(zhì)和科學(xué)家的道德底限的思考。在課件的制作和展示過(guò)程中，不僅學(xué)習(xí)了相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)、提高了自主學(xué)習(xí)能力，也將文化自信、科學(xué)精神、科學(xué)方法和可持續(xù)發(fā)展理念等潛移默化地融入每個(gè)人的價(jià)值觀體系中，增強(qiáng)了學(xué)生的責(zé)任感和使命感。

3.4.2 案例2 通過(guò)課堂討論和課程論文，不斷強(qiáng)化可持續(xù)發(fā)展理念

在化學(xué)熱力學(xué)的教學(xué)中，課前發(fā)布預(yù)習(xí)提綱、閱讀素材及查閱資料的思路，在課堂教學(xué)中與學(xué)生討論能量的獲得、煤的燃燒、生物燃料等替代能源的獲得以及結(jié)合化學(xué)動(dòng)力學(xué)影響因素來(lái)探討綠色化學(xué)家特別重視催化反應(yīng)的原因，得出高效利用能源和尋求綠色能源的方式。在元素的學(xué)習(xí)中，將物質(zhì)性質(zhì)的學(xué)習(xí)融合在相應(yīng)的環(huán)境問(wèn)題和解決策略之中，然后通過(guò)總結(jié)引發(fā)討論和思考。在鹵素的學(xué)習(xí)中圍繞氟利昂等對(duì)臭氧層的破壞討論應(yīng)對(duì)氣候變化的策略(圖3a)，以及由次氯酸作為凈水劑引出的關(guān)于自來(lái)水凈化和節(jié)水方式的討論，在氧族的臭氧學(xué)習(xí)中更進(jìn)一步討論相關(guān)的機(jī)理；在氧族的學(xué)習(xí)中，通過(guò)H2O2的制備方法，重點(diǎn)了解“零排放”的綠色化學(xué)工藝這種實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，在今后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和研發(fā)新物質(zhì)時(shí)要關(guān)注到綠色化生產(chǎn)、節(jié)約能源等問(wèn)題，樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展的觀念；氮族的關(guān)注點(diǎn)是海洋酸化和酸雨的形成及治理方案(圖3b)，以及由氮和磷造成的水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題；碳族聚焦于溫室效應(yīng)及應(yīng)對(duì)策略(圖3c)。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生通過(guò)討論、查閱文獻(xiàn)，自擬題目按照學(xué)術(shù)論文的格式每人完成一篇3000–8000字的課程論文(圖3d)。

圖3 元素教學(xué)中與可持續(xù)發(fā)展理念相關(guān)的討論和課程論文的課件截圖

3.5 總結(jié)(Summary)

課堂小結(jié)包括本次教學(xué)涉及到的知識(shí)點(diǎn)和價(jià)值取向，不是戛然而止的羅列，而是余音繞梁的思考。配位化學(xué)基礎(chǔ)的最后一次課是晶體場(chǎng)理論及配合物的顏色，課程的總結(jié)包括兩點(diǎn)：1) 配合物的顯色機(jī)理有d–d躍遷和電荷躍遷，若中心原子為稀土離子則會(huì)發(fā)生d–f躍遷和f–f躍遷，如北京大學(xué)黃春輝院士團(tuán)隊(duì)制備的Eu配合物中Eu的發(fā)光機(jī)理為d–f躍遷和f–f躍遷(圖4)，可應(yīng)用于OLED顯示領(lǐng)域[23]；2) 配合物結(jié)構(gòu)的理論不止價(jià)鍵理論和晶體場(chǎng)理論，這些理論中還未解決的問(wèn)題將在唐敖慶先生建立的配位場(chǎng)理論和其他理論中獲得解決，用唐先生學(xué)術(shù)報(bào)國(guó)的情懷為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)提供動(dòng)力。

圖4 Eu-1 (a)和Eu-2 (b)的單晶結(jié)構(gòu)及對(duì)應(yīng)的熒光光譜(c)和(d)

4 教學(xué)反饋

無(wú)機(jī)化學(xué)課程思政教學(xué)的評(píng)價(jià)和反饋多年來(lái)都有一定的共性。學(xué)生學(xué)習(xí)成果調(diào)查表明，學(xué)生印象最深的環(huán)節(jié)是每次課的“Morning Buzz”，感覺(jué)別開(kāi)生面，超越了學(xué)科和時(shí)空界限，思路開(kāi)闊、受益匪淺；大多數(shù)的學(xué)生認(rèn)為自己的學(xué)習(xí)方法、研究方法得到了提升，了解了科學(xué)精神和科學(xué)本質(zhì)，提高了質(zhì)疑能力和創(chuàng)新意識(shí)；在課程中了解了學(xué)科前沿進(jìn)展，提高了學(xué)習(xí)興趣，發(fā)現(xiàn)了學(xué)科和專(zhuān)業(yè)的研究方法，看到了學(xué)科和專(zhuān)業(yè)發(fā)展的延續(xù)性和廣闊的前景；感受到了自己的社會(huì)責(zé)任感和歷史使命感，有強(qiáng)烈的國(guó)家和民族自豪感，并有勇氣用自己的能力和努力建設(shè)更美好的國(guó)家。每學(xué)期三次小組探究式學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，從單一主題的探究到綜合性的探究，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和交流展示的能力在不斷地提高，從單純探究知識(shí)點(diǎn)到綜合思考化學(xué)與社會(huì)、與未來(lái)的關(guān)系，再到思考科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)家的道德和品質(zhì)。從學(xué)生撰寫(xiě)的課程論文中可以深刻地感受到學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和研究能力的提高，也能感受到他們的社會(huì)責(zé)任感和家國(guó)情懷。

5 結(jié)語(yǔ)

課程思政是新時(shí)代中國(guó)語(yǔ)境下的“課程觀”，在無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)中我們用“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，基于OBE理論精心設(shè)計(jì)每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，將知識(shí)傳授、能力提升和價(jià)值引領(lǐng)凝聚為統(tǒng)一發(fā)展的整體。依據(jù)課程特點(diǎn)和學(xué)生原有的價(jià)值觀念和態(tài)度傾向，選取中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化和愛(ài)國(guó)情懷、科學(xué)精神和科學(xué)方法、馬克思主義哲學(xué)原理以及可持續(xù)發(fā)展的理念等課程思政元素，用形式多元的設(shè)計(jì)和新穎的教學(xué)活動(dòng)促使學(xué)生討論、反思和體驗(yàn)，獲得最大的學(xué)習(xí)成果，推動(dòng)學(xué)生在參與式課堂學(xué)習(xí)中理解認(rèn)同課程的價(jià)值目標(biāo)并內(nèi)化為自己的價(jià)值自覺(jué)和實(shí)踐行動(dòng)，學(xué)生學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)更主動(dòng)積極，思想認(rèn)識(shí)，特別是民族自豪感和社會(huì)責(zé)任感顯著提升。學(xué)生的收獲和進(jìn)步是我們堅(jiān)定課程思政的信心，不斷更新素材和教學(xué)方式的動(dòng)力。