“物理化学实验”教学改革体系重构与实践

［摘 要］ 立德树人是教育的基础任务目标，课程则是推动教学目标落地的基础，课程思政对提升学生的核心素养提供有效的思路。“物理化学实验”是化学和化工类的专业基础课程，其教学内容中蕴含丰富的思政元素。结合“物理化学实验”课程案例进行分析，将发挥实验课程在思想教育中的优势作为目标，分别从教学材料、教师团队、课后互动等角度切入，研究关于建设“物理化学实验”的课程体系方法，积极创建以社会主义核心价值观为主导的基础实验教学课堂，进而建立价值引领、知识技能传授相结合的育人方式。

［关键词］ 课程思政；物理化学实验；思政元素；重构与实践

［基金项目］ 2022年度新疆大学校级本科教育教学改革研究项目“新工科和‘双一流’建设背景下以课程思政为导向的‘物理化学实验’教学体系重构与实践”（XJU-2022JG31）；2023年度新疆大学立项建设课程思政标杆课“物理化学实验”（XJU2023BGK19）；2022年度新疆大学立项建设专创融合课程项目“物理化学实验”（新大教字〔2023〕98号）

［作者简介］ 库尔班江·肉孜（1969—），男（维吾尔族），新疆阿图什人，博士，新疆大学化工学院副教授，硕士生导师，主要从事物理化学实验教学及功能高分子材料的合成与应用研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）48-0062-05 ［收稿日期］ 2023-11-06

2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”［1］。然而，在新一轮“双一流”战略实施过程中，为新工科发展带来了更深层次的考验，尤其是高等院校中的实验教育，这是一种需要高水平实践操作能力的科目［2］。

在目前的“物理化学实验”课程中，以传统实验内容居多，特别是验证性实验较多，整体与生活的关联性不足，无法有效提升学生的学习主动性；教学模式单一，以“填鸭式”教学模式居多，课堂中以教师的讲解和演讲作为主导，学生更多的是执行基础实验操作，难以提升学生的思维创新水平；课堂讲解以实验相关的枯燥知识点为基础，更无法提升学生的注意力，使学生的知识学习、知识应用能力无法得到有效培养［3］。

因此，结合“物理化学实验”课程发展情况，立足于新工科与“双一流”的发展背景和要求，为培养更多应用创新类的化工人才，“物理化学实验”课程教学改革成为必然趋势［4］。如何通过“物理化学实验”课程教学表达更多的思政元素，在提升学生实践能力的过程中，向学生传递思政教育的思维，使学生的专业知识、思想境界有显著的提升？为确保学生在思政引领中进行知识学习，进一步增强高校人才培养的使命感，在教学时应该进行探究、创新、优化，笔者与物理化学团队共同商讨如何将思政元素与“物理化学实验”课程教学结合，并完成“物理化学实验”课程的重设。

一、“物理化学实验”课程教学团队建设

专业教师不仅需要将思政元素与课程结合，还需要对教学活动进行设计。教师思政素养将直接影响学生的个人素养，办好思想政治理论课关键在教师。教师不仅要保持良好的品行、渊博的知识，而且要有意识地将育人理念与思想政治教学相结合，以此推动“物理化学实验”课程中立德树人目标的落地［5］。因此，在进行学生思政教育的前期，教师的思政素养需要得到更有效的提高。在这样的背景下，新疆大学物理化学实验教学团队应建设更高素质的教师队伍，主要措施如下：（1）以博士学历为主导的党员教师团队，配置专业实验课程教学团队。学校目前配置7名教师，学历都为博士研究生，其中4名为党员。在组织实验教学时，把课程建设分为化学，化学工程与工艺、高分子材料与工程、能源化工，化工设备与装备、材料科学与工程、给排水科学与工程等专业三个小组，根据专业特色，分工配合协作。（2）团队教师应该以主动积极的态度进行支部学习，参与学院师德师风活动。利用广播等方式强化学习效果，促进个人思想政治素养的提高。积极引导团队教师认真学习贯彻党的二十大精神，坚定“四个自信”，了解自身责任的意义，提升职业认同感和自豪感。（3）组织团队教师开展集中备课工作，进行集体研讨，做到集思广益，通过多个角度深度分析课程的思政元素。（4）积极参与关于思想道德教育的各类活动，向其他学校的同事学习如何有效地把思政元素融入“物理化学实验”课程之中，并从中吸取经验教训，持续提升自身的政治素质并在实际操作中逐步优化。

二、以思政主题为导向重构教学内容体系

（一）深挖课程内容蕴含的思政元素，寻找思政教育的切入点

在“物理化学实验”教学中有较多的思政元素，具体如图1所示。

1.科学家故事、科研前沿和生活现象引领，我们旨在塑造学生的坚韧精神、持续探究以及敢于创新的能力。例如，教师在讲解单组分三元相图教学时，可以引述我国著名物理化学家黄子卿先生的故事来丰富课堂内容。20世纪30年代，黄子卿先生拒绝了美国提供的优越生活条件，选择回国，投身我国教育事业。黄子卿先生的行为充分展示了他深沉的家国情怀，他并不在意个人的成长和名誉，而是把国家和人民的利益放在首位。

2.利用数据记录、实验现象、数据处理等方式来培养学生耐心观察和实事求是的科学素养。实事求是，是马克思主义的基础要点，更是大学生的基本科学素养。从实验教学的角度来看，应该做好实验现象的记录，记录实验结果和数据处理结果。部分学生由于操作的失误，伴随着理论现象与数据不符，但是学生由于害怕对学习成绩有影响，往往无法保持实事求是的态度，将实验数据朝着理论值靠拢。基于此，教师应该确保数据记录的真实性，使学生能深入挖掘实事求是的内在意义，重视客观事实和规律，如此下来，学生才能在后续的工作中挖掘现象的本质，通过深入挖掘诚信教育资源，便于学生成为诚实守信的个体。因此应重点培养学生实事求是的态度，这对于国家、民族和学生而言尤为关键。

3.我们需要严谨地执行实验过程中产生的废液废物的归类整理和处置工作，如有机废液、无机废液和其他特定的废液，还有废弃的注射器、实验室垃圾和空置的试剂瓶等，倡导环保意识，以激发学生保护环境的热情，同时培育他们对于社会的责任心。此外，教师可以通过优化课程设置来推广绿色化学观念，例如，在一个实验中生成的副产品可被用作其他实验的材料或者样本，尽可能多地利用化学物品的使用价值。这样做不仅能降低实验开销，减少废液废物的生成，还能增强学生的自豪感和责任感，同时也为学生灌输了绿色化学的思想，从而培养学生的社会责任感。

4.利用安全教育的机会，提升学生的安全意识。近些年来，我国高等院校频繁出现化学实验室的安全问题，因此强化对学生的安全教育变得至关重要。只有通过了安全考核的学生才能参与实验课程。例如，2019年一所位于北京的学校由于未按规定存储大量的镁粉而引发了一场严重的爆炸事件，导致三名学生不幸丧生。类似的事件屡见不鲜，这都是教师开展安全教育的素材，能够警示学生增强其安全观念和警惕心。

5.训练学生的团体协作能力以及对自我和他人的责任感。在某些实验课上，如二组分金属相图绘制实验，每个小组由两名学生组成，并分配任务以共同工作和记录时间，这有利于提升他们的团队协作能力与协同理念。

6.通过对实验内容的设计，激发学生敢于提出疑问和持续研究的精神。教师也可以适当引导学生参与综合性的实验，帮助学生打开个人思维，提升学生的实验探究水平，使学生能结合自身的知识，以独立探索的方式分析自己的推理结果，并允许学生以实验的方式检验可行性，使学生在实验时保持更强的成就感，在实验教学中有更高的站位，肯定学生对于教学过程的作用。

7.教育学生珍视生命，始终保持感激之情，以培育他们的爱国主义情怀。当前，大学的物质水平已经相当优越，然而部分学生却将其视为理所当然，缺乏对恩惠的敬意，这样的态度怎能期望他们将来为国家和人民做出贡献？实验教学需求包括大量的器械消耗、实验设施、化学用品乃至一系列高级的仪器，其费用较高，因此教师须教导学生要尊重并妥善保管实验工具，严格按照规定执行操作流程。此外，也有一些看不见的开销，如运输和处置实验产生的垃圾都需要投入巨大的人力资源与物质资源。而与食物、住宿等日常所需相比，这种实验教学中的消费是直接可见并且具有特殊性的，通过这个角度来激发学生去重视自己拥有的东西，感谢国家的支持、学校的投资、父母的养育以及教师的栽培，学生就更易于理解和接纳。

（二）课程思政教学过程举例

物理化学学科是需要将物理原理、实验技术作为前提，深入探索化学体系性质，并建立化学体系的特殊规律的科目。“物理化学实验”是一门以实验为基础的专业课程，通过引导学生亲自操作，并且在实验中增加思政元素，学生能够产生更深刻的印象，保持更强的感染力和教育意义。笔者结合不同章节的实验教学内容，整理出以下“物理化学实验”课程中蕴含的思政元素，见表1。

（三）将思政元素融入“物理化学实验”大纲、教案和教材中

新疆大学“物理化学实验”课程教材为自编实验讲义，能为思政元素与教学大纲、教学课件、授课过程、评价体系的融合提供支持。在该课程中，重点提升学生的动手能力，使学生理解实验的原理，结合实验项目，将立德树人与化工专业知识进行结合，教学团队还需要做好教学大纲的设计和安排，将实验项目思政元素与物理化学实验课程教案进行结合，同时在实验教学课件中充分展示。

三、通过创新多样的教学方法，增强思想政治教育的融合度和效果

新疆大学“物理化学实验”课程相比按单班或合班实验课程，思政元素的结合能发挥独特的优点：（1）较大的受众群体，“物理化学实验”是较为专业的基础课程，面向化工设备与装备以及物理学院的材料学与工程，机械学院的材料加工工程，建筑工程学院的给排水科学与工程等本科专业学生开放，每年能满足700多名学生的需求；（2）分小组上课，以8～10人为一个小组，教师直接走下讲台授课，将操作实验作为基础，让每个小组的学生面对面互动交流，提升学生对课程的接受程度。

新工科与“双一流”的教育理念强调学生的中心地位，并坚持教育活动的核心是学生。因此，教师必须持续提升自己的教学方法。（1）利用网络技术来实施新的教学模式，如使用图像、动画、影片、思维导图等方式让课堂变得更加有趣；（2）设立实验原理讲授部分，主要关注实验的基本原则和需要注意的事项，同时用故事引导方式介绍实验项目的思政思想；（3）设计实践操作环节，由学生亲自参与实验，教师给予指导，从实验的内容出发，探索科学定律，以此锻炼学生的科学推理能力和创造力；（4）最后设置实验讨论阶段，让学生完成实验后互相交流，运用案例分析的方法，激发学生的创新思考力，使其学习他人的经验，从而建立起正确且客观的世界观和科学观念。

四、通过设计多维度课程评价体系，有效融入思政元素

从传统“物理化学实验”课程评价体系分析，主要局限在专业知识和基础技能方面，并未对学生的思想政治素养、价值观进行客观的评价。随着思政元素的融入，能够对学生的实验内容理解、基本操作能力等方面进行考核，并且能把学生的认知、情感、价值观等作为考核的一部分，使评价保持更强的人性化、多元化等，通过结果评价与过程评价相结合的分析体系，如整合上课考勤等内容，在报告中展示实事求是的精神，实验讨论则表现出深度思考、持续探索的精神，合作过程则展示出勇于担当的精神。

“物理化学实验”课程多维度评价体系，如图2所示。总评成绩=实验预习成绩（10%）+过程考核成绩（20%）+实验报告平均成绩（50%）+期末（操作或口试）考核成绩（20%）。

五、建立“物理化学实验”课程思政案例库

设计多样化的思政案例，与相应的教学内容有机融合，编写有质量、有深度、有新意、有温度的课程思政案例，对教学内容进行拔高，进行“物理化学实验”课程思政教学案例库建设，如图3所示。（1）案例教学法。联系学科发展史及其代表人物、联系现代科技快速发展，尤其是中国科学家的贡献；讲述黄子卿的成长历史，让学生感受到创新思维、工程思维教育和理性信念教育。（2）项目驱动式教学。联系世界和我国发展大势、联系工业生产实际，增强学生的民族自豪感和自信心。