《物理化学实验》课程思政建设初探*

周晓荣，王又容，方 华，费 会，陈 浩，徐玉玲

(武汉轻工大学化学与环境工程学院，湖北 武汉 430023)

在全球格局正处于百年以来的大变革时代，中国新时代发展背景下的高校教育也正发生着与时代同行的深刻变革。自2016年12月习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上创新性提出“三全育人” 的理念[1]，高校思政教育进入一个全新的时期。2020年5月，在党中央的领导下，教育部再次发布《高等学校课程思政建设指导纲要》，进一步为高校课程思政建设指明方向：全面推进高校课程思政建设，发挥好每门课程的育人作用，提高高校人才培养质量[2]。由此，非思政课程的教学如何实现与思政课程教学过程产生育人协同效应，促使教师们思考新的教学模式和方法，探索课程思政建设方案成为当前高校教学改革的热点。

与此同时，专业工程认证正在各高校的工科专业教学中产生显著影响，对培养新时代高质量人才具有重要指导意义。在此背景下，根据国家教指委的指导，工科专业课程教学应该依据高等学校专业工程认证标准，确定课程思政建设的教学目标和设计教学过程、增加考核中的思政元素，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当[3]。本文以物理化学实验课程在工程认证背景下的课程思政建设为例，从教学目标和教学过程、考核机制几个方面介绍实施方案。

1 高校专业工程认证体系

2016年6月，在马来西亚召开的国际工程联盟大会上，我国正式加入《华盛顿协议》(简称《协议》)，这是国际上最具影响力的工程教育学位互认协议。通过认证的工程专业的毕业生，学位得到《协议》其他会员的认可，同时可显著提高我国工程教育的国际影响力[4]。加入该协议也对我国工程教育体系提出了新的要求——按照国际标准培养人才，切实提高工程技术人才培养质量。我国也已经成立中国工程教育专业认证协会，致力于通过开展工程教育认证，提高我国工程教育质量，保障我国工程教育人才培养质量，并按照与《协议》其他会员认证标准实质等效的原则建立了我国工程教育专业认证标准，其核心理念为遵循“成果导向、以学生为中心和持续改进”，是近年来公认的保证高校教育质量的重要手段。

2 工程认证背景下的课程思政建设思路

课程思政不是简单地在课程中实施思政教育，基于前人的研究，已形成公认的广义的“课程思政”内涵[5]：不仅在课程教学中融入思政教育内容，更在于培养学生的科学素养、创新精神及专业学科思维能力。这些理念与工程教育认证标准有同向性。在工程认证标准中的“成果导向、以学生为中心”的理念框架的指导下，笔者以物理化学实验课教学中的“原电池电动势的测定”[6]为例，提出课程思政建设的教学目标，设计融入课程思政的教学过程，增加考核中的思政元素的可行方案。

2.1 确定教学目标

作为专业基础课之一的物理化学实验课，是物理化学理论课教学的重要辅助。在实验课的教学过程中，教师和学生互动多，具有实施课程思政建设的天然优势。

笔者以此实验中的重要概念“原电池”为知识点，结合工程认证标准和课程思政内涵，确定如下四个教学目标：(1)引导学生坚持正确的政治方向，拥护中国共产党的领导，热爱祖国和人民，做“合格的社会主义建设者和接班人”；(2)通过了解原电池及电化学学科的发展史，培养学生形成良好的职业科学素养和科学精神；(3)通过中国电化学领域科研现状的介绍，培养学生的家国情怀和社会责任感；(4)通过实验教学培养学生的团队合作精神、环保意识和创新思维能力。

2.2 设计教学过程

围绕以上四个教学目标，可将“原电池电动势的测定”实验教学过程设计为如下四个环节：

2.2.1 课前准备

授课教师在课前将学生分成多个小组，通过课程网络平台或者其他合适的方式发布实验课前学习任务，请学生们以团队的方式按照选题查阅资料，结合实验预习写出实验预习报告和文献总结(一个团队提交一份)，由教师评阅后合格者进行课堂学习。本实验提供的部分选题如下：(1)原电池的发明及历史；(2)电化学学科发展史；(3)从徒工到科学家-电化学家迈克尔·法拉第；(4)约翰·B·古迪纳夫-最年长的诺贝尔化学奖得主，锂电之父的励志人生；(5)中国著名电池科学家、爱国者-吴寿松先生；(6)新型纳米硅锂电池的发明者-陈立泉院士。

学生们通过对原电池的发明和发展史、电化学学科的起源和发展史、著名电化学科学家的研究史的相关文献的查阅和讨论，对测定原电池电动势的实际应用和理论研究的意义有了明确的认识，对亲自进行这个实验产生了更浓厚的兴趣。在完成文献调研任务的过程中，小组成员分工合作，相互讨论，培养了学生们的团队协作精神。从电化学科学家们历经艰辛完成从经验研究到形成严谨的科学理论的过程中，“润物无声”地受到了科学精神的熏陶，起到“隐形课程思政教育”的效果。

2.2.2 课堂交流

在课前充分准备的基础上，教师在实验室带领学生完成实验的实际动手操作部分。笔者在讲授物理化学实验课时，传统的课堂教学过程为：“简介实验原理-演示操作-提问并介绍注意事项-学生完成实验操作和数据采集-教师评价-结束实验”。在基于课程思政的工程认证体系的物化实验课堂教学目标的指导下，改进为：“总体概括课前文献总结情况-简介中国电化学科研现状-学生讲解原理-教师演示操作-学生介绍实验注意事项-教师补充-学生完成实验操作和数据采集-师生讨论-结束实验”。

在新的教学过程中，通过“总体概括课前文献总结情况”，学生们的思想得到进一步交流，起到相互学习和启发的作用。教师接着介绍“中国电化学科研的现状”，并结合当前全球关注的气候变化问题和中国作出的“碳达峰”与“碳中和”承诺的时代背景，讲述电池的研发和应用在我国新时代发展中的重要作用和光明前景，进一步激发学生们的爱国热情和家国情怀，并且使学生体会到社会责任感和个人发展并不冲突，每一个人都能为新时代实现祖国繁荣富强切实作出贡献，同时也成为时代的受益者。“学生讲解原理”和“学生介绍实验注意事项”体现了“以学生为中心”的理念，培养学生的科研职业素养，因为实验室安全和环保意识是科研人员素养的重要组成部分。原电池的电极材料和电解液、测试仪器都需要安全使用和妥善处理，通过“学生讲解-教师补充”强化学生的安全和环保意识，也是课程思政教育的重要部分。“师生讨论”环节让学生讲述实验过程中令人印象深刻的现象以及由此引起的思考；请学生就实验数据的规律发表观点；与其他小组的实验数据对比后分析可能的原因。经过这一环节，学生对实验数据的规律有了初步归纳的能力，以及得到“从现象到本质”的科研思维训练，使实验课堂教学的课程思政建设又自然地提高一个层次，学生的成就感和获得感也随之增加。本实验教学中师生讨论的问题见表1。

表1 师生讨论问题示例Table 1 Examples for discussion between the teacher and students

2.2.3 课后互动

学生在课堂上获取实验数据之后，需要在课后完成数据处理和撰写实验报告的学习任务。本实验的数据处理要求学生们从测定的铜-锌电池、锌-汞电池、铜-汞电池电动势数据出发，逆向计算出298 K下铜电极和锌电极的标准电势值，和文献值比较并计算出相对误差。学生通过计算过程中涉及到的逻辑思维以及符号、相对误差大小等细节方面可展开反思和讨论。此时，可利用课程网络平台进行师生之间和生生之间的课后互动。学生以小组为单位，完成实验数据处理之后，将处理过程和结果上传到课程网络平台(如超星学习通、雨课堂、微助教等等)上，学生们通过相互比较进一步讨论，教师适当地引导和参与讨论，实现在课后互动的过程中培养学生严谨求实的科研精神的课程思政教学目标。

2.2.4 课堂延伸，高阶思维训练

2.3 课程建设效果评价

课程思政建设在工程认证专业物化实验课教学中是否取得成效，通过考核可以得到反馈，体现“成果导向”教育的效果。本文教师在以“原电池电动势的测定”为研究项目，按照本文的设计在化学工程与工艺专业的物化实验教学中融入了课程思政，并在期末考核环节就本实验教学以一道开放式的题目进行考核，分值为20分。题目为：请根据本学期的“原电池电动势的测定”实验课内容，谈一谈对消法测电池电动势的原理，并且就高性能电池的研发对我国新时代的发展和全球发展的意义。最后统计结果表明，所有参与课程思政教学过程的学生的平均得分率为88.5%，明显高于未参加的学生(73%)，主要差距体现在回答电池的研发对我国和全球发展的意义上。并且，参与课程思政的学生中，有超过半数的学生对电化学领域的工作产生了明显的兴趣，有意愿参与电化学的研究工作。以上研究结果表明，课程思政建设有助于提高教学质量。

3 结 语

在课程思政建设全面推广的新形势下，笔者从前人的经验得到启发，将课程思政建设融入工程认证背景下的工科专业的物化实验教学中，以“原电池电动势的测定”为试点项目，取得一定的成效，课程思政教学方案可行。但笔者也发现，按照课程思政方案实施的物化实验教学，教师和学生花费的时间明显增加，因此还有必要反思学生是因为付出多所以收获多，还是同等付出收获增加了。后者更能说明课程思政的有效性。这需要笔者进一步思考并改进教学方案，将课程思政建设在教学中进一步推广下去。