高分子化學實驗課程思政建設方法

上傳:eun11 2022-07-28 11:52:36 版權聲明 舉報文章

被舉報文檔標題:高分子化學實驗課程思政建設方法

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[摘要]在新時代全面推進高校課程思政建設的背景下,結合高分子化學實驗課程的特點,將思政教育融入課程教學過程中,不僅是立德樹人的價值需求,還是學生專業發展的內在要求。本文首先闡述了高分子化學實驗課程思政內容的設計,然后探討了高分子化學實驗專業教育與思政教育的融合方法,達到對課程思政的建設,以期為課程育人提供借鑒經驗,促進專業教育與思政教育的協同發展。

[關鍵詞]高分子化學實驗;課程思政;思政元素;課程建設;育人目標

2020年6月,教育部全面推進高校課程思政建設,構建全員全程全方位育人大格局,全面推動高校課程思政建設提質提速。課程思政是新時代高校課程教學改革建設的要求,它是指以高校課程為承載,通過課程中思政元素的挖掘,實現專業知識教育與思政教育的協同發展[1]。課程思政建設的重點就是深入挖掘專業課程內容的思政映射,使思政教育在專業教育中成為“有源之水,有本之木”;課程思政建設的難點就是將思政教育與專業教育的有機融合,使思政教育在專業教育中“如春在花,如鹽在水”。課程思政教育的有效融入能夠進一步調動學生專業學習的積極性,培養學生正確的價值觀念,進一步強化學生的專業認同感[2]。在印發的《高等學校課程思政建設指導綱要》中明確“專業實驗實踐課程,要注重學思結合、知行統一,增強學生勇于探索的創新精神、善于解決問題的實踐能力。”紙上談來終覺淺,覺知此事要躬行,我校高分子化學實驗課程開設于復合材料與工程和功能材料專業,每年大約150人次左右進行課程實踐學習,該課程是與高分子化學理論課程相輔相成的一門實踐類課程,通過理論與實踐課程的相結合能夠使學生更加深刻的理解理論知識、增強學生的實踐動手能力、培養學生創新意識以及提升學科認知。實驗類課程思政為育人教育升華鑄魂,這種通過身體力行得到的體會感悟,能夠更加深耕于學生之心[3]。

1高分子化學實驗課程思政內容設計

深入挖掘高分子化學實驗中的課程思政元素,并將其“潤物無聲”般融入教學過程中,實現思政教育的技能目標、德育目標、未來目標及認知目標,達到思政教學與專業教育的和諧統一[4-5]。結合高分子化學實驗課程內容,深入挖掘課程環節中的思政映射內容,提煉思政元素,并將其有機融合至實驗知識講授和實驗操作中,從而實現思政育人目標[6]。高分子化學實驗課程中專業知識與課程思政有機融合的教學內容設計,匯總如表1所示。通過科學嚴謹的方法論、細節決定成敗的操作技巧、發掘客觀規律的普遍適用性、做到理論知識與實踐相結合的觀念實現思政育人的技能目標;通過量變到質變的科學啟發、實驗結果求真務實的記錄、科技強國的案例實現思政育人的德育目標;通過典型案例孫曼靈教授的家國情懷、卡羅瑟斯的科學創新精神實現思政育人的未來目標;通過實驗操作提升自身安全意識和環境保護意識實現思政育人的認知目標。

2高分子化學實驗專業教育與思政教育的融合方法

2.1實驗課程,夯實技能

高分子化學實驗課程不僅可以強化學生理論知識的內容,同時可以通過學生的實際操作夯實學生的實踐技能。在實驗課程實際操作過程中引入四個課程思政融入點,實現思政育人在實踐課程中的主要技能目標。(1)在甲基丙烯酸甲酯綜合實驗中單體與引發劑的精制實驗部分,單體甲基丙烯酸甲酯MMA在貯存時容易發生自聚,引發劑過氧化苯甲酰BPO長期保存會發生部分分解,因此二者均需要加入適量的阻聚劑,如對苯二酚。因此,在單體MMA和引發劑BPO使用前,需要對二者進行精制處理。單體MMA在常壓下沸點為100℃,根據真空度與液體沸點之間的關系式可知,液體沸點隨外界壓力的降低而降低,因此,單體MMA采用減壓蒸餾的方式進行精制。然而,引發劑BPO常壓下沸點約349.7℃,不適合減壓蒸餾的方式進行精制,可以選用提純物質與雜質在溶劑中溶解度的差異提純物質,即重結晶法。在去除相同阻聚劑雜質,單體和引發劑分別選用了減壓蒸餾精制法和重結晶精制法,通過詳細的原理分析和不同精制方法的實驗操作,鼓勵學生要扎實學好基礎知識,鍛煉學生夠選擇科學嚴謹的方法解決實際問題的技能。(2)在甲基丙烯酸甲酯綜合實驗中本體聚合與澆筑成型實驗部分,針對本體聚合過程散熱難控制的問題,需采用二步法進行本體聚合反應,先在90℃進行預聚反應,當聚合物粘度稍大時,應立即停止加熱;將預聚物在冷水中(約40℃)冷卻并灌入模具進行低溫階段的聚合;當產物硬化后,為了提高轉化率,需要進一步升溫至100℃。從該操作過程可以看出,反應溫度對本體聚合反應的發生具有重要意義,反應溫度控制不好會嚴重影響聚合物的性質。此外,還可以引導學生思考在預聚反應的高溫階段,還可以通過什么樣的方法調控散熱問題,比如持續的攪拌,不僅能夠感知預聚物的粘度,還能夠起到體系散熱的作用。通過該過程的原理講解及實踐過程,使學生認知實驗過程的很多細節決定了實驗結果的成敗,只有嚴謹的操作才能得到理論的實驗結果,鍛煉學生注重細節的實踐操作技能。(3)在苯乙烯溶液聚合實驗部分,以前期本體聚合散熱困難的缺點為切入點,根據苯乙烯的物化性能,引導學生思考聚合體系的改變對聚合反應散熱的影響。溶液聚合體系就是將單體和引發劑溶于適當溶劑中,溶液體系的存在可以有效控制反應溫度,借助溶劑體系同時可以排散放熱反應所釋放的熱量,這種客觀規律的普遍適用性,改善了純反應物本體聚合散熱困難的問題,使反應能夠在穩定的可控的溫度下進行,提升聚合品質。通過實驗的前后串聯,引導學生遇到問題,思考問題,提升利用客觀規律分析問題、解決問題的技能。(4)在環氧值測定及固化反應實驗部分,需要測定堿液的濃度。在理論知識層面,在堿液濃度測定可以用酚酞為指示劑,鄰苯二甲酸氫鉀為滴定劑,然而在實際操作過程中,人為滴定的實驗操作過程中會存在誤差,為了使實驗結果更加精確,多次測量求取平均值的方式,可以引入實驗操作。這樣的實踐操作生動形象的闡明了理論聯系實際操作技能的重要性,使思政教育技能目標的實現“外化于形”。

2.2知識升華,促進德育

實驗類課程另一個重要作用就是通過實踐操作的知識升華,促進德育目標的實現。使學生“內化于心”,提升量變到質變的人生積累,培養求真務實的科學素養。(1)在苯乙烯懸浮聚合實驗部分,產物粒徑的大小與分散劑用量、攪拌速度快慢有很大的關系,比如分散劑的用量越大,聚合物粒徑越小;攪拌速度越快,聚合物顆粒越細。從實驗過程中“量”的改變引起的產物“質”的變化,教導學生知識和技能的“量”的積累同樣能引起人生“質”的改變,內化學生“百丈之臺,起于壘土”的德育目標。(2)在環氧樹脂粘接實驗及粘結強度測定實驗部分,分子內含有環氧基團的新型合成樹脂具有優良的粘結性能,引入粘結強度測試實驗來表征制備的環氧樹脂性能。樣品粘結性能優異,則用垂直玻璃片的法向作用力,玻璃片不分開;用平行玻璃片方向的切向力,玻璃片也不分開。學生需要根據每個小組實際觀察到的實驗現象,正確記錄實驗結果,查找總結原因,反思自我,內化學生“科學求真,數據務實”的德育目標。(3)在環氧樹脂紅外光譜測試實驗部分,通過對比國產與國外紅外光譜儀測試的結果,發現兩種儀器均能夠準確表征樣品組分結構,說明國產儀器科學技術的進步。在教學過程中以此為切入點,號召學生努力學習,加快科技創新的步伐,內化學生“科技強國”的德育目標。

2.3案例輔助,塑造未來

課程思政融入專業課程的一個重要的有效方法就是恰當引入“案例人物”,優秀科學工作者的典型事跡,能夠使學生感悟科學堅持不懈、不斷創新攀登的精神,將“千磨萬擊還堅韌”的意志品質融入個人未來發展目標,在高分子化學實驗課程內容設計上引入了兩個結合緊密的科學工作者案例。(1)在環氧樹脂制備實驗部分,引入在環氧樹脂領域研究工作數十載的西北工業大學孫曼靈教授的事跡。教書育人四十載,獻身科研五十年,孫曼靈教授主要從事高分子材料的科研和教學內容,在環氧樹脂材料方面為國防科技做出了重要貢獻,1994年退休后,他依然老而彌堅,總結幾十年的研究心得,組織編寫《環氧樹脂應用原理與技術》,為行業年輕人提供參考。通過該案例的恰當引入,教師要鼓勵學生站在科學家的肩膀上,不斷提高學科專業知識水平和創新能力,將家國情懷的大格局融入個人發展的未來目標。(2)在尼龍界面聚合實驗部分,引入界面聚合過程的發現者華萊士.卡羅瑟斯的案例。1930年,華萊士·卡羅瑟斯用乙二醇和癸二酸進行縮聚反應發現了界面抽絲現象,卻由于該聚酯易溶解的缺點產生了研究瓶頸,但卡羅瑟斯并沒有放棄,在1935年繼續選擇己二胺和己二酸得到了聚酰胺66,也就是尼龍,從此杜邦公司實現了尼龍的商品化生產。卡羅瑟斯發明尼龍的過程,引導鼓勵學生要學習科學家不斷探索、不屈不撓的科研精神,將科學的創新精神融入個人發展的未來目標,服務國家,完善社會生活。

2.4實踐教學,提升認知

能夠讓學生躬身實踐的課程,能夠將思政育人進一步升華,學生能夠通過身體力行的過程,得到內心深處的感悟,提升實驗過程的安全防護意識,三廢處理的綠色環保意識,達成思政育人的認知目標。在界面縮聚制備尼龍610——反應物癸二酰氯的制備實驗部分,由于利用癸二酸和氯化亞砜合成癸二酰氯時產生HCl和SO2這種有害氣體,為了保證自身安全,需要在通風櫥內進行;進一步的這種有害氣體直接排放到空氣中會對環境造成危害,因此還需要再導氣管處連接氣體吸收裝置。此外,廢液要倒入指定地點,避免水體的污染;固體實驗廢物,集中存放,避免環境的污染。這種實踐教育,不僅停留在口頭階段,更讓學生能夠從自身做起,從當下做起,提升學生在實驗過程中的安全防護意識及綠色環保理念的認知。

3總結

課程思政在教育領域的引入,是專業教育質量提升的重要環節,思政教育賦予了專業教育新的活力,豐富了課程內涵,拓展了課堂知識,活躍了學生的思想認知。課程思政教育追求潤物無聲般的融入過程,貼合專業教學,順利成章。作為高等教育工作者,在教學過程中要提升自身職業素養,善于捕捉課程的思政融入點,讓思政教育貫穿課程育人的全過程,最終實現根本性的立德樹人的德育目標。

參考文獻

[1]徐杰.對專業教育與思政教育融合的幾點思考[J].學校黨建與思想教育,2021(06):49-50.

[2]李秋,李倩,沈雪梅,等.課程思政在“大學化學實驗”課程中引領作用的探討[J].安徽化工,2021,47(06):167-169.

[3]張樹永.高校化學類專業課程思政建設目標與實現途徑芻議-以物理化學課程教學為例[J].大學化學,2019,34(11):4-9.

[4]張強.潤物無聲式將思政元素融入有機化學課程教學[J/OL].大學化學,2022:1-6.

[5]王慧敏.高分子材料與工程專業實驗實踐環節課程思政的探索[J].廣東化工,2021,48(14):282-284.

[6]杜璽,宋俊,趙義平,等.高分子化學實驗課程思政探索與實踐[J].廣州化工,2022,50(07):160-162.

作者:許立男 單位:北華航天工業學院 材料工程學院