1. 引言
培养什么样的人、怎样培养人、为谁培养人——这是中国特色社会主义教育事业发展必须回答的根本问题[1]。青少年阶段是人生的“拔节孕穗”期，最需要教师的精心引导和栽培。2019年总书记在全国思政课教师座谈会上发表重要讲话，对全国思政课教师作出了重要指示，强调要办好中国特色社会主义教育，就是要讲好思政课，各类课程与思政课要同向同行[2]，推进高等教育课程思政内涵式发展，为培养担当民族复兴大任的新时代人才提供思想理论武装和科学方法体系。同时，课程思政应以知识体系的传授为载体[3]。对此，摆在教师面前的就是要根据课程内容、课程性质、课程目标重新定位思政目标，思考课程思政元素、思政主题，为了便于教师开展课程思政，建设案例库就成为教师重要的课题。
2. 研究内容
2.1. 《无机及分析化学》课程思政的必要性
《无机及分析化学》课程是我校的一门专业基础课，共64学时4学分，是我校食品科学与工程、生物技术、制药工程、材料化学、资源循环与科学等相关专业的一门重要基础课程，也是高校学生科学素质教育的主要课程。本课程的开设使学生了解近代化学的基本理论，为后续的化学课程、专业基础课程、专业课程提供必要的化学基础知识。课程能力目标：能够运用无机及分析化学基本原理，掌握食品、生物工程等领域中确定适宜生产条件、提高生产效率的技术原理，结合专业基础知识、利用操作技能去分析解决一般工程问题，并提出实施方案[4]。将思想政治教育融入该理论课程中，在讲授专业知识的同时，穿插学科所蕴含的思想政治教育元素，对强化学生的职业素养，培养学生的科研精神和工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当具有十分重要的影响[5]。知识讲授过程中，切实做到把立德树人作为中心环节，不断夯实学生基础和培养学生的应用型能力，致力于达到以下目标：
(1) 知识传授方面：完善无机及分析化学课程思政的教学体系，实现“知识传授”与“价值引领”并行，有机融合课程思政，使学生掌握热动力学、物质结构、化学滴定分析的基本知识，培养学生认知、观察、思维、实验、实践能力。
(2) 能力培养方面：结合新时代大学生的思想、心理、行为、知识结构、认知能力、科学素养、人为素养等特点，精心设计教学过程，通过项目驱动式、讨论式、研究式等教学方法，巧妙将德育元素与授课内容结合，引导学生通过有效学习方法去获取知识的能力。
(3) 价值塑造方面：恰如其分地引入思政案例，做到案例鲜活，贴近学生、贴近生活、贴近实际、贴近专业，引领学生养成正确的世界观、价值观和人生观。
同时，《无机及分析化学》也是大一新生课程，大一新生从紧张高压的高中生活进入宽松自由的大学生活；从被动性、模式化的高中学习转化到发散式、自主式的大学学习，教师在教授专业知识的同时进行思想政治上的引导，可以极大地提升学生的适应能力和自我管理能力，让学生以健康的心理状态尽快适应大学生活[6] [7]。因此，在《无机及分析化学》课程教学过程中开展课程思政教学改革和实践，并充分发挥其育人功能，对《无机及分析化学》课程成为重要的学科基础课程和思想政治教育前沿阵地，具有十分重要的意义。
2.2. 《无机及分析化学》课程思政案例的设计
《无机及分析化学》涵盖了气体、溶液和胶体；热力学初步；化学反应速率和化学平衡；原子结构；分子结构；酸碱解离平衡和酸碱滴定分析法；沉淀溶解平衡和滴定分析法；配位解离平衡和配位滴定分析法；氧化还原反应和滴定分析法；定量分析概论、紫外可见分光光度法等共十章节的内容，我们从章节的知识点出发，按照经典理论的形成、科学发展前沿、科学与健康、科学与社会、科学与生活、科学家轶事等六个方面去分析和挖掘思政元素(如下图1)，构建了思政案例库，共设计案例51个，其中原创性案例41个，占比80%。在51个案例中，涉及经典理论的形成8个，科学发展前沿5个，科学家轶事14个，科学与健康6个，科学与社会7个，科学与生活11个。精心设计教学过程，有效地开展课程思政教育。
Figure 1. The entry point of ideological and political education in inorganic and analytical chemistry
图1. 无机及分析化学思政教育切入点
在无机及分析化学的实际教学过程中，结合教学内容，围绕以上六个方面深挖教学案例，结合这些案例，凝练出五大思政育人主题：绿色化学、生态文明；守正创新、科学素养；责任担当，家国情怀；安全意识，法治意识；科学伦理，辩证思维，为新工科新农科人才的培养夯实化学基础。
2.2.1. 思政主题一：绿色化学、生态文明
中国式现代化是人与自然和谐共生的现代化。水环境关系国计民生，事关千万家庭的福祉。无机及分析化学中涉及到生态建设、水处理的内容又比较多，如利用沉淀法去除水中重金属离子、重铬酸钾法测定水中COD的含量等内容向学生传递水环境保护的重要性，而商洛是“南水北调”中线工程——丹江口水库上游重要水源涵养区，承担着“一江清水供京津”的重大使命，引导学生将所学知识应用于服务地方建设、共同守护好绿水青山。
2.2.2. 思政主题二：守正创新、科学素养
生活中处处有化学，应用化学知识解决日常生活中的实际问题也让学生深切地体会到了化学的应用价值，增强学生的专业认同感。通过常见指示剂变色原理的剖析，可以清楚地说明指示剂的变色原理实质是本身结构的改变，结构改变，呈现给外界的颜色改变，融入“结构决定性质”的化学思维培养，而指示剂这种结构的改变正是由于溶液环境的变化，继续引导学生从自身出发，融入“近朱者赤，近墨者黑”及“改变自己，点亮他人”的思政元素；通过解决利用电动势判断氧化还原反应方向的问题，向同学们抛出案例“古代用银针试毒科学么？”分小组讨论给出答案，培养学生的科学文化素养。
在教学过程中，通过自然融入生活中的实际案例，用化学知识解释生活常识问题，实现了价值引领、知识传授、能力培养的高度融合。
2.2.3. 思政主题三：责任担当、家国情怀
在无机及分析化学中涉及到了徐光宪、吉布斯等众多中外科学家，通过讲好科学家的故事，将科学家的精神融入高校课程思政，培养学生的爱国主义情怀、树立民族自信等。根据学生的在学习过程中出现的兴趣低落和知识掌握的薄弱环节，课下精心筛选与无机及分析化学相关、生物和化学交叉学科、杰出科学家的典型事迹和重大工程等案例。案例来源要仔细、严格把关，映射效果应直指科学家精神，家国情怀，可从以下几个方面深挖素材。百年党史背景下，老一辈、有杰出贡献的科学家的先进事迹中深挖素材。比如：破稀土之奥秘，让中国盎然崛起的徐光宪；将海水稻广推实现土壤的变废为宝，解决了至少2亿中国人口粮问题的袁隆平先生。另外，在化学、生物医学和材料等研究领域有重要贡献、荣获世界和国家表彰的科学家的先进事迹中寻找素材。比如：中国诺贝尔医学奖“第一人”的屠呦呦，提取青蒿素治疗疟疾。此外，还可以从影视、纪录片和报纸刊物中挖掘当代前沿科学家的感人故事，通过科学家的故事和科研工作的态度诠释爱国、创新、求实、奉献、协同和育人精神，丰富对科学家的思想与情感认识。
2.2.4. 思政主题四：安全意识、法治意识
朗伯比尔定律描述的是吸光度和液层的厚度及溶液的浓度成正比关系。检查司机是否酒后开车的呼吸分贝仪就是利用了这一原理设计的。司机喝酒以后，血液中乙醇含量越高，他呼出的气体就可使呼吸分贝仪中的橘红色的重铬酸钾溶液还原为绿色，绿色越深，说明酒精浓度越大。通过这一案例分析，倡导学生遵守交通法则，文明驾驶出行。
结合紫外可见分光光度法在食品检测和食品安全分析领域的应用做一介绍，渗透学术前沿，引发学生对食品安全问题的关注。目前，我国食品安全问题主要表现在食品掺假制假、食品添加剂与非法添加物的滥用，残留农(兽)药、微生物、重金属等有害物质的含量超标，以及食品加工过程产生的毒素等几个方面，食品安全分析是其中一项重要内容。引导学生关注自身健康，培养学生的安全意识、法治意识。
2.2.5. 思政主题五：科学伦理、辩证思维
恩格斯曾经说过：“一个民族要想站在科学的最高峰，就一刻也不能没有理论思维，而无机及分析化学中体现出的哲学思维案例特别多。以课程第四章原子结构的发展为例，通过讲述原子结构的百年发展史向学生渗透科学发展就是不断地对旧事物的否定才能向新事物发展，辩证否定的实质就是批判和继承，培养学生的辩证思维。无机及分析化学中包含了四大滴定分析法，深入解析滴定的本质就是量变引发质变，不断积累是取得成功的关键，以这样的思政元素培养学生辩证唯物主义及形成正确的人生观。无机及分析化学部分围绕五大思政主题节选的典型案例如下表1。
Table 1. Typical cases of inorganic and analytical chemistry (excerpt)
表1. 无机及分析化学典型案例(节选部分)
案例名称 |
案例简介 |
思政主题 |
植入章节 |
古代银针试毒是否
靠谱 |
通过用电动势判断氧化还原反应方向的问题向同学们抛出案例“古代用银针试毒科学么？”分小组讨论给出答案，培养学生的科学文化素养。银虽然不能试毒，但却能消毒。 |
守正创新 科学素养 |
电池电动势的
应用 |
破解稀土奥秘，
让中国昂然崛起 |
原子核外的电子排布遵循徐光宪规则，由此，拓展徐光宪本人的伟大事迹。中国作为最大的稀土资源国，因为分离技术不过关不得不以“猪肉价”贱卖。徐光宪，是破译稀土分离奥秘的第一人。通过中国是稀土第一大国树立学生的民族自信。 朗伯比尔定律揭示了浓度随吸光度的变化规律，联系生活实际案例解释。 |
责任担当 家国情怀 |
原子结构 |
遵守交通法规，
安全文明出行 |
司机喝酒以后，血液中乙醇含量越高，他呼出的气体就可使呼吸分贝仪中的橘红色的重铬酸钾溶液还原为绿色，绿色越深，说明酒精浓度越大。通过这一案例分析，倡导学生遵守交通法则，文明驾驶出行。 |
安全意识 法治意识 |
可见分光光度法 |
一滴滴定剂所产生
的效力——
积累的重要性 |
通过化学计量点前后，由一滴滴定剂所引起的溶液pH的急剧变化，引导学生认识到量变引起质变，不断地积累是取得成功的重要基础，不积跬步无以至千里，不积小流无以成江海。 |
科学伦理 辩证思维 |
滴定分析法 |
2.3. 案例库在各章节的应用举例
《无机及分析化学》共涉及十章节的教学内容，分别是溶液和胶体、热力学初步、化学平衡和化学反应速率、物质结构和四大平衡和滴定分析方法、定量分析概论、紫外可见分光光度法等。分别从七个章节(溶液的渗透压、化学反应熵、化学平衡、原子结构、分子结构、滴定终点误差、配位化合物)中节选部分案例对案例库的使用作一说明。
溶液的渗透压：以渗透压理论知识为基础，分析得出“盐碱地植物不能生长”，后借助多媒体给出陈日胜、袁隆平“海水稻”的研发现状及全球盐碱地覆盖面积，耐盐碱水稻“海水稻”在盐碱滩涂地中种植，节约了土地资源，改良了土壤，至少为我国增产数百亿公斤粮食，实现变废为宝。让学生为祖国的科学家致敬的同时增强学生的民族自豪感，树立“新化学人”为中华民族的伟大复兴而努力奋斗的信念。
化学反应熵：通过状态函数熵联系“生活中的熵增”原理。环境污染是目前大家十分关心的问题，其实污染就是混乱度增大的过程，治理污染物，将污染物分离出来，却需要很大的力气。环境的熵增意味着自然灾害和人类生存环境的恶化。追求美好生活的同时，理智的减少生产和经济发展中的熵增。
化学平衡：正向反应和逆向反应的反应速率相等时化学平衡，改变压力、温度、催化剂等可以使化学平衡发生移动，从而建立新的化学平衡。化学平衡类比生态平衡，影响生态平衡的因素包括环境、生物、人为因素，任何环境或人为因素都可以打破暂时的生态平衡，坚持生态文明建设，认识自身与社会及自然和谐相处的重要性。
原子结构：在人类对原子结构模型的认识经历了百年发展史，历史虽然曲折，但正是后来科学家对前人的不断质疑，才促进了人类对于原子结构的准确认识，事物发展的方向就是否定之否定。
分子结构：分子结构理论包含价键理论、杂化轨道理论、价层电子对互斥理论、分子轨道理论，纵观分子结构每一个理论的提出，可以总结出科学的发展规律：理论–问题–理论–问题……进而以屠呦呦发现青蒿素的科研史为例，告诫同学们获取成功的必要条件1. 渊博的知识；2. 坚定的信念。万事万物变化规律穷则变，变则通，通则达。
滴定终点误差：只要进行测量和实验，就会有误差，但不能因为存在误差，就置若罔闻了，而应不断地提高操作水平，把误差降到最低，让我们的滴定终点无限地趋近于化学计量点。然而，这种也只能无限地接近，因为滴定终点是指示剂实际测量的值，往往受各种因素的影响，如操作过程中的误差、指示剂的选择及样品因素等影响，而化学计量点却是一个理想值，在滴定分析中，也要追求这样的理想值，培养严谨的实验思维、科学的学习态度，不断提高操作技能，使得滴定终点无限趋近于化学计量点。
配位化合物：以配合物的组成为主线，配合物包含内界和外界，内界包含金属中心和配体，各配体以一定的方式和中心金属成键，围绕在中心金属的周围，形成四面体、八面体以及其他的空间多面体。中国共产党是中国的核心，通过巨大的向心力将全国人民紧紧地团结在周围，那么，配体通过配位键和金属离子紧密结合，围绕在金属核的周围。就像是我们全国人民紧密团结在中国共产党的周围一样。以此激发学生的爱党爱国热情。
2.4. 教学实践具体案例
以一元弱酸的滴定为例。本节课的知识目标是引导学生一起分析影响滴定突跃的因素总结一元弱酸准确滴定的条件；进而将理论知识应用到牛奶中蛋白质含量的测定实验中，培养学生理论联系实际的能力；最后，拓展绿色指示剂，培养学生低碳生态文明意识。从而将生态文明建设融入到无机及分析化学的教学过程中。主要教学过程具体如图2所示。
Figure 2. Ecological civilization construction into inorganic and analytical chemistry teaching
图2. 生态文明建设融入无机及分析化学教学
2.5. 课程思政教学评价与成效
学生冯苗评价：有机化学课堂中融入了大量的课程思政元素，让枯燥的课堂变得有趣了，有助于我养成严谨的学习态度，敏锐的科学思维，“商苑化学”公众号能够极大开拓我的视野。
成效：育人成效显著提升，涌现一批先进典型，卢朋辉获全国首届“优秀敬老志愿者”、苏霞荣获陕西教育系统我身边的好典型、王坤被追授陕西省五一劳动奖章，学生获得荣誉100余项。
示范辐射：在“弘扬爱国奋斗精神，争当‘四有’好老师”专题教学沙龙等做课程思政专题报告3次。
3. 总结
本文以《无机及分析化学》课程为例，从绿色化学、生态文明；守正创新、科学素养；责任担当，家国情怀；安全意识，法治意识；科学伦理，辩证思维五个思政主题深入挖掘课程思政元素，构建了思政典型案例库。经过两年的教学实践，课程取得了良好的教学效果，学生学习积极性和主动性显著提高，学生的获得感显著增强。本课程的思政探索希望能给其他专业课程提供一定借鉴。
基金项目
本论文系商洛学院2024校级教学改革项目：新工科背景下“思政引领 + 技术赋能”驱动《无机及分析化学》课程改革与实践(24jyjx116)；陕西省2023省级大学生创新创业训练计划项目：用于高效降解尾矿废水黄药TiO2纳米复合光催化剂开发与性能研究(S202311396062)；陕西省教育科学2024年度“十四五”规划课题：新工科背景下“思政引领·创教融合·技术赋能”驱动地方应用型高校专业基础课改革与实践——以《无机及分析化学》为例的研究成果。