探究课程思政在“色谱分析实验”教学中的实践应用

作者: 武田田 赵鹏轩 张鹏威 王艳丽

探究课程思政在“色谱分析实验”教学中的实践应用0

[摘 要] “色谱分析实验”是化学、化工、生化、医药等多个专业方向的重要必修课程。将课程思政融入“色谱分析实验”教学中,对实现“教书”与“育人”的有机统一具有重要意义。通过探讨在“色谱分析实验”课程中引入思政元素的相关实践与探索,分析思想政治教育元素在课程中的融入点,阐明了思政元素的引入对于该课程发展的重要性。以课程思政为导向进行实验技能传授,在实现全方位育人的同时,对促进学科建设与教学改革也具有重要意义。

[关键词] 色谱分析;课程思政;实验教学;实践探索;教学改革

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2025)04-0171-04

“色谱分析”是几乎所有理工科专业必修的一门专业基础课程。色谱分析理论类课程阐述色谱技术的相关原理,色谱分析实验类课程指导学生掌握化合物分离技术。“色谱分析实验”课学习为主程的专业性强,以化学基本原理与规范性的操作流程学习为主,思想政治教育往往在该课程教学中缺失。课程思政作为一种新颖的教学理念,如今越来越多地被应用到日常教学中。立德树人是教育的根本任务,将思政教育元素引入“色谱分析实验”教学中,对于提升学生的技能素养和思想层次有着非常重要的意义。如图1所示,课程思政可上承理论基础,下启素质熏陶,高水平的思政元素可以极大地提升课程质量。在此,结合日常教学经验,对课程思政在“色谱分析实验”教学中的实践应用进行了探究。

一、将思政教育引入“色谱分析实验”课程的重要性

实验教学要求学生在掌握相关理论知识的基础上,能运用理论知识并通过熟练操作解决科学问题。色谱分析是按物质在固定相与流动相间分配系数的差别而进行分离、分析的方法,实验课中要求学生熟记知识点,自己动手操作和完成实验的整个过程,仔细观察并记录实验过程中的现象,并全面分析实验结果,得出符合理论知识基础的结论。在这个过程中,将思政元素巧妙融合到教学环节中,能够极大地丰富实验教学的内容,加强理论知识传授和思想政治教育的联系,更好地激发学生对学习实验技术的兴趣。理工课的理化性质与文化课的思想教育的有机融合,能使学生在潜移默化中受到思想的启迪,提升学生的个人情操。与此同时,任课教师在进行备课时,能够广泛地接触丰富的课程思政内容,对教师夯实自身的思政素养大有裨益。然而,结合教学实际,将思政元素融入“色谱分析实验”课程教学并不容易。由于该课程理论性和实践性较强,选择切题并具有吸引力的思政元素并非易事,再加上理工科学生的思想政治理论知识较为薄弱,在“色谱分析实验”课程中合理融入课程思政是一项挑战。这就需要任课教师在明确课程思政必要性的同时,积极研学课程思政的技巧,在备课过程中拓宽思维,打开思路,学习并借鉴优秀的范例。

二、思政元素的融入点探讨

(一)爱国主义教育

高等院校中的爱国主义教育在这个青少年心智发育的关键时期十分必要。因而,借助课程思政,将爱国主义思想融入日常课程中,培养学生家国情怀、民族大义及正确的“三观”等,是高等教育中非常有意义的实践。2013年7月,习近平总书记在中国科学院考察时指出,具有强烈的爱国情怀,是对我国科技人员第一位的要求[1]。皮之不存,毛将焉附?热爱国家是每一个人都应该牢记心间的信念。2018年9月,习近平总书记在全国教育大会上强调,要在厚植爱国主义情怀上下功夫,让爱国主义精神在学生心中牢牢扎根[2]。因此,在学生人群中培养爱国主义精神是人民教师的重要使命。在“色谱分析实验”课程中,课程思政的引入可以体现在专业课教师讲授课程知识的同时,弘扬爱国主义精神。色谱分析在我国已经经历了一百多年的发展,我国最早开展色谱分析技术时已经落后国际多年。从开创中国色谱学科,到如今部分技术走向领先,再回顾仍不够理想的技术现状,其间可以穿插相关人物克服艰难险阻的事迹、突破技术瓶颈的实例,将爱国主义精神融入“色谱分析实验”教学中。这样的课程设计既可以在学生心中树立爱国主义精神模范,也可以使学生更好地了解、掌握好色谱分析技术的重要性。

色谱法诞生于20世纪初,作为最为常用的分离和检测手段,在有机化学、生物化学、医学、药物开发与检测、化工、食品科学、环境监测、商检和法检等方面都有广泛的应用[3]。这就表明了色谱分析与工业发展的紧密联系。1983年被开发出的薄层色谱法,至今仍活跃在科研实验中,进行新化合物合成及副产物分析,或标志物含量粗测。不是科研工作者安于现状止步不前,而是这类方法能够实现快速低成本且不依赖设备的分析,已经满足上述实验的需要。而气相色谱与液相色谱,在分辨率和精度方面还有很大的提升空间。值得一提的是,在色谱设备性能提升方面,一直是国际上几家大公司领跑,目前我国还没有在重现性、精度方面具有强竞争力的、自主研发的色谱设备[4]。这种现状导致我国对进口色谱设备仍有较强的依赖,尤其是液相色谱-质谱联用等对性能要求较高的鉴定分析设备。受制于进口采购流程,以及设备维修的金钱和时间成本,基于这个背景,“色谱分析实验”课程应借助课程思政,启发学生作为科研工作者应具有的使命感。举例说明我国的经济在飞速发展,科学技术也在不断实现突破,但不能妄自尊大。坚持努力和勇于探索始终是科学技术创新的必要条件,也是色谱分析技术进步的必要条件。色谱技术在高分辨、高灵敏、高精度、高通量方面仍存在提升的空间,领域内仍存在技术突破的空白需要我们去填补,借此要让学生认识到科研工作者应背负的社会责任。

(二)求真务实

“色谱分析实验”课程教师除了传授知识以外,还有一个艰巨任务就是培养学生科学严谨的务实精神。我们的学生是未来的科研工作者,是未来的检验分析人员,是未来的技术开发人员,是未来的质量监督人员,求真务实是实验人员的基本素养和职业道德。在讲解实验色谱技术应用场景时,可以将目前社会上典型的假冒伪劣、食品卫生问题作为典型进行分析,强调色谱技术的严格应用是保证质量监督的关键,同时引入务实精神的丧失将会阻碍社会的进步、影响国家的发展。通过引用负面案例或社会热点新闻,让学生生动并深刻地体会到务实精神的重要性,培养他们不畏艰辛、严谨求真的社会责任感。实验操作难免失败,在讲解实验操作流程时,除了反复强调操作注意事项以外,任课教师可穿插科学家不惧失败的实例。例如,在电灯发明的过程中,灯丝的材质经反复失败,最终才确定钨丝是最适宜的选择;我国伟大的生物学家、中国实验胚胎学的主要奠基人——童第周,在进行青蛙卵的卵膜剥离实验时,一个简单的操作不断重复,靠着毅力和智慧完成周围人都实现不了的操作。借助上述案例鼓励学生勤学苦钻,养成求真务实的品质。

(三)勤于思考的科学品德

相比于理论课,实验课更能让学生在动手操作中获得知识,让学生的辩证思维在实践中得到锻炼。丰富的课程内容设置能直接、高效地激发学生的科学意识。通过将思政教育引入实验教学,能够更好地引导学生掌握科学的逻辑思维方法。结合教学经验,我们发现,在学生理解了色谱分析基本原理的基础上,在课程设置时将相同的色谱分离实验包括薄层色谱法、气相色谱法和液相色谱法放在一起进行分析,总结方法、适用对象、结果精度等参数,可以引导学生发现它们之间的共性问题,进而引发思考。在采用薄层色谱进行左金胶囊中黄连成分的分析中,我们讲解完实验操作方法后,给学生布置不同的展开剂条件,此前不进行展开剂的成分分析,让学生自己摸索四个条件中的最适条件,并要求学生分析评判此为最适条件的原因。鼓励学生发散思维,不仅仅局限于实验结果,而是综合考虑时间、展开剂成分涉及的成本和安全问题,言之有理即可。再从学生给出的结论的基础上,引导他们发现最优条件中涉及的化学原理。在整个实验过程中,教师主要担任引导的角色,由学生自己领悟实验中的知识点。此外,我们还尝试通过设置让学生自主选择色谱方法的药物分析实验,培养学生的独立思考能力。向学生介绍分析目的、待测样品的特性,但不指定具体的色谱方法,由学生经小组讨论后决定选择自己认为合适的方法。

(四)从理论到实践,再从实践到理论

色谱分析涉及的理论知识较为系统,学生能够较为轻松地学习、理解色谱分析的知识。但值得注意的是,色谱分析法的应用范围非常广泛,涉及化工、生化、医药等多个专业方向。分析和鉴定的需求因应用场景不同而有较大的差别,尤其是针对不同专业学生进行授课时,须要结合专业背景,例如对药学院学生进行“色谱分析实验”授课时,待测样品则以中药成分分离、活性成分鉴定、活性成分含量分析为主。但不应仅局限在药物分析方面。教师在讲解这些相关理论知识时,尝试遵循从理论到实践,再从实践到理论的思路。首先,向学生展示色谱分析实验应用对象的分子类别(生物大分子、本身带有颜色的分子、具有特异性荧光信号的分子、手性分子等),引导学生自主思考这样的分析方法能够应用在什么方向,再引导学生结合所学专业背景,思考能够解决本专业的哪些问题,进一步引出实验目的。学生学习理论知识后再去做实验,这属于从理论再到实践的过程。在学生获得实验结果之后,拓展介绍科研工作者是如何经过实践验证得到这些理论的,如分析了大量中药成分之后,发现薄层色谱分离在内参对照下对于快速鉴定中药中活性成分具有明显的优势;色谱实验中某类化合物所适用的流动相的组成有一定的规律等,即实践到理论的过程。从理论到实践,再从实践到理论,避免学生照本宣科、依葫芦画瓢只为得到实验结果而不去思考,也不会发生学生得到结果之后不能回过头结合理论进行总结的情况。

三、思政理论的实践与探索

实验课程较理论课有所不同,其本身具有客观性,实验原理明确。然而,色谱分析实验操作的细节,每个人却有所差异。殊途同归,一些操作上的差异并不影响最终的实验结果。这就使得“色谱分析实验”课程具备成为实施思政教育载体的良好条件。通过对实验原理和相关技术发展背景进行讲解,可以深入挖掘实验中所蕴含的丰富而深刻的马克思主义哲学原理,延伸所设置实验涉及的相关的人物事件及其所富含的思政与德育元素。教师在进行备课时,应扩展眼界,通过合理地设置案例分析,在课堂上做到以事迹服人、以道理服人,让学生感受生动丰富的课堂氛围,带着积极探索的心态进行实验操作。习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出,“使各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应”“要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人,努力开创我国高等教育事业发展新局面”[5]。将思政教育融入“色谱分析实验”教学,是我们作为教师应承担的艰巨的使命。

在进行教学环节设置时,有一些细节和注意事项需要任课教师多加考量。首先,教师应深入挖掘课程内容中存在的思政元素融入点。教师对所教授的内容早已了然于胸,结合经验便可选出融入思政元素的位置,通过结合思想政治素养,精心安排好插入思政内容的具体教学环节。其次,要做到逻辑畅通,并尽可能适当地加入一定的趣味性元素,使其对学生更具有吸引力。这里须注意的是,思政元素的加入须要对整个课程设计有承上启下的作用,因为增加的思政内容不可避免地会对教学结构产生影响,如果处理不好内容上的衔接,就会打乱教学节奏,影响课程质量。在实验教学过程中,还要尤其注意避免在一个完整的知识点内穿插思政内容,不能影响知识点的完整性。思政内容的插入如果处理不当,会导致学生的思绪完全被带入实验课程以外的场景中。最后,备课时所选择的思政内容应适当地紧扣专业特色,这样的设计能够更好地符合课程整体的背景和逻辑。

结语

课程思政是高校思想政治教育方式极大的创新。在运用课程思政丰富授课内容时,既能辅佐专业知识传授,又有助于培养有人文素养和科学素养的时代新人,实现立德与树人的有机结合。本文探讨了“色谱分析实验”课程思政的必要性,探讨了该门课程思政元素的融入点,并分析了课程思政的运用对于丰富课程内容、提升教学质量、塑造学生科学素养与品德情操的重要意义。高质量课程思政的融入可以使“色谱分析实验”课程在完成知识传播与技能传输的同时,实现价值引领的完美结合。本文所分析的实例能够为其他相关课程思政元素的挖掘提供有价值的参考和借鉴。

参考文献

[1]习近平在中国科学院考察时强调:深化科技体制改革增强科技创新活力 真正把创新驱动发展战略落到实处[EB/OL].(2013-07-18)[2023-10-11].https://news.12371.cn/2013/07/18/ARTI1374094931509602.shtml.

[2]习近平在全国教育大会上强调 坚持中国特色社会主义教育发展道路 培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人[N].人民日报,2018-09-11(1).

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