突出应用特色的无机化学课程思政案例设计

赵春玲，周开梅，胡爱红，魏 鹏

（湖北工业大学 材料与化学工程学院，湖北武汉 430068）

2016 年12 月8 日，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调指出：“高校立身之本在于立德树人”[1]。在高校全面推进课程思政建设的背景下，努力践行立德树人理念是教师必须肩负起的责任。

无机化学是我校材化、生食学院各专业重要的一门基础课，为培养大批工程类人才发挥了积极作用。由于该课程涉及内容较多，且大一课程安排较紧密，另外，21级学生大多参加的是“3+1+2”模式的新高考，存在高考未选化学的情况，因此部分学生学习上存有畏难情绪。同时，当前高校大学生“心理迷茫”“沉溺网络”等现象较普遍，这些对一线教师来说都是一种挑战。在此背景下，设计出既要凸显无机化学课程特色，又能找准思政元素切入点、把握好思政的“度”的具体案例，以实现知识传授与价值引领的有效结合，显得尤为重要。

1 无机化学课程思政案例的设计原则

大一新生刚从繁重的高中学业中走出来，尽管也有部分同学较早就加入到了各层级的创新大赛以及教师的科研工作中。但仍存在学习动力不足、不了解基础课程对以后工作和科研的作用、不了解科研的艰苦性等问题。借助各种媒体和网络平台，当代大学生可谓是见多识广，但也使一些人过于依赖网络，对社会现实的认识比较匮乏。学习无机化学课程知识和实验技能，就是为了将来从事与化学相关的科研和工作打下基础，并最终能够服务于社会。如果不关注生产实际，就可能导致为学而学。因此，设计案例时既要考虑大一新生特点，也要注意与现实生活、工业生产、科研以及国家经济发展等紧密结合。只有立足实践，才有利于达到知行合一、学以致用，有利于增强使命感和担当。

2 无机化学课程思政具体案例

下面例举三个不同思政主题的教学实际案例：名人励志篇、增强民族自信篇和资源利用篇。主要是从人物品格、所涵养的素质和精神以及培养学生实践与创新能力等角度进行挖掘。总的来说，设计的起点要高，落点要低、要实，即最终要回归到无机化学理论以及实验的学习上来，并且不同案例之间的思政元素和专业知识点不是孤立的，而是相互贯通的。

2.1 名人励志篇

以我国著名的科学家、近代化学工业奠基人侯德榜为例。说起侯德榜，大多数学生就会想到“侯氏制碱法”，而对这位科学家背后的故事并不是很了解。

侯德榜的座右铭是“down to root”（追到底），被誉为“科技泰斗，士子楷模”[2]。在物质条件极度困难以及技术封锁的情况下，侯德榜历尽艰辛、百折不挠，创造了中国人自己的制碱工艺——“侯氏制碱法”，为我国民族工业的发展做出了杰出贡献，让中国人在近代历史的舞台上赢得了认可。

侯德榜先生勤奋好学的钻研精神、艰苦创业的实干精神、敢于挑战的创新精神、求真务实的科学精神以及强烈的爱国主义精神都十分值得我们师生共同学习。这些精神历久弥新，我们要坚定地传承下去。具体在理论和实验教学环节中结合实际问题润物无声地融入这些精神元素。青年担负的是国家的希望，应该以老一辈科学家为榜样，不断增强做中国人的志气、骨气、底气，当代大学生要以实现中华民族伟大复兴为己任。

这个案例也说明，只有脚踏实地、埋头苦干、孜孜不倦，才能成就一番事业，以此引导学生自主地去了解国情民情、尽早地了解就业形势。联系学生实际，引导他们进一步端正学习态度，正确面对化学学习的困难，并树立努力成长为有本领有担当的新时代大学生的信念。

2.2 增强民族自信篇

（1）“挖矿”归来的嫦娥五号。抓住“绕、落、回”“300℃温差下不褪色的月面国旗”“人类时隔44年再次将月球样品带回地球”等体现中国智慧、中国力量的关键词，走近中国探月工程的最新成就。学习勇于探索的探月精神，引导学生树立民族自信，激发爱国热情。

联系无机化学知识，“1731克月壤”的成分涉及到如辉石、长石、橄榄石以及磷灰石等矿物[3]。以磷灰石为例，地球上常见种类有氟磷灰石、氯磷灰石及羟基磷灰石等。结合生活实际，作为骨骼和牙齿主要成分的羟基磷灰石因为生物相容性较好是研究热点，还可制作成可耐1 000℃高温的耐火纸[4]。羟基磷灰石的制备既是无机化学实验教材中的内容[5]，也涉及到沉淀反应等理论知识。研究对象从月球演化史到生活实际，再回到无机化学实验项目，既可以拉近高科技工程和我们的距离，也可以激发学生的学习兴趣，建立对基础课程的正确认识。

在此基础上，紧扣无机化工生产实践，了解到磷矿不仅是传统农业生产所需磷肥的主要来源，也是新兴磷酸铁锂电池的重要生产原料。从生态文明价值观及保护资源等角度出发，了解磷资源作为一种战略性资源，较稀缺且难以再生。再进一步引导学生思考诸如磷肥工业废弃物磷石膏该如何资源化利用等世界性技术难题。这样就把思政元素、书本知识以及社会生产现实紧密联系起来，有助于培养学生的社会责任感，激发他们的探索精神。

（2）成功着陆的“天问一号”探测器首次在火星上留下中国印迹。抓住关键词：“蝴蝶状的翅膀”和“气凝胶”等。

为了对付火星上的沙尘暴，祝融号采用了可展开的蝴蝶状砷化镓太阳能面板，可以利用“翅膀”抖落灰尘[6]，这是中国智慧的体现。这个案例中既有无机化学相关知识点，也能让学生建立一种意识，即创新来自实践，来自于行业的需要、国家的需求，并作用于实践。

另外，从新材料的角度，我们了解到“祝融号”太阳能面板的表面，采用了比烟还轻的固体——气凝胶[7]，正因为它的隔热性能好才能适应火星上的极端温度。气凝胶材料具有独特的轻质、绝热等性能，用于建筑、环保和催化等方面。这种材料的绝热保温性能可以极大降低能耗，如何用好这种绿色低碳技术，对我国早日实现碳达峰碳中和具有战略意义。以此为例，培养学生的生态文明意识并激发他们的学习动力。

（3）中国研发出450公斤级蓝宝石晶体，使我国大尺寸蓝宝石材料摆脱进口依赖[8]。

这里所说的“蓝宝石晶体”，其实是无色透明的，主要成分是高纯三氧化二铝。蓝宝石晶体具有化学性质稳定、高硬度、耐热耐磨损等优异特性，是高科技领域中的重要原材料，从智能手机的摄像头、触摸屏到LED 灯，到国防军工以及航空航天等领域都有它的身影。

与无机化学知识关联，思考蓝宝石晶体是如何生长的呢？通过展示蓝宝石晶体、生产实地场景如企业的“长晶车间”[9]等实物实景图片，让学生对无机制备和应用有了直观且具体的印象。进一步思考：青海的地理位置在晶体生长方面有哪些优势？主要是青海夏季气温低，尤其有利于解决长晶工艺水温度过热的问题，这种自然冷却降温的方式使得一个车间的降温费用大致可节省二百万元左右。这一方面说明冷却降温是晶体生产的关键步骤，另一方面说明理论与实践是紧密联系的，从而在潜移默化中引导学生建立不能只“飘在云端”，也要接“地气”的思维。

回到无机化学教学实际上来，如在“硫酸亚铁铵的制备”实验中，少数同学得不到理想晶体的情况，主要原因是对不同物质之间溶解度的差异、物料用量的计算、结晶条件的控制等缺乏思考。联系此案例，要求学生养成认真预习的好习惯，潜下心来把原理琢磨透，这样才能变被动为主动，才能真正掌握实验技能。

2.3 资源利用篇

无机化学是研究无机物质的组成、结构、性质和变化规律的科学，共性知识的学习必不可少，然而元素部分的重要性也是不能忽视的，尤其是对工科学生而言。因此，将元素部分的知识与思政教育进行有机融合，比较有现实意义。

以碱金属和碱土金属的内容为基础，设计了与无机盐碳酸锂相关的案例，旨在激发学生的学习兴趣、增强情感认同、拓宽视野并培养资源忧患意识。

导入：近期，新能源汽车的推广引发了碳酸锂的供不应求，价格飞涨[10]。

背景：锂是一种全球稀缺性战略资源，而我国是全球第一大锂消费国。碳酸锂是一种重要的基础锂盐，电池级碳酸锂主要用于锂离子电池的制备，主要依赖进口。并且，随着我国“碳达峰”“碳中和”目标的提出，对新能源电池的深度开发及回收利用提出了更高要求。

技术困难：生产工业级碳酸锂的原料主要有两种：锂矿石和含锂卤水。我国主要采用前者提取，国外主要采取后者。尽管我国的锂资源主要是盐湖卤水，但是由于高镁锂比卤水提锂技术问题尚未解决，影响了资源的开发利用。

新进展：2021年12月，我国盐湖提锂技术有了新的突破，产量提高并且每吨碳酸锂的直接生产成本降低超过万元[11]。

结合无机知识点：理论内容 “我国盐湖资源的开发”和“锂与镁的相似性”等，实验内容“氯化钠的提纯”等。

结合无机知识探讨镁锂分离困难的问题如何解决，引导学生从生产角度再次认识诸如“氯化钠提纯”基础实验的意义所在。了解到随着我国“碳达峰”“碳中和”目标的提出，对新能源电池的深度开发及回收利用提出了更高要求。总之，在学习提升过程中认识到：全球资源争夺战背后也是一场人才争夺战，我国化学工业的发展急需大量高水平人才。

3 思政育人的具体实施策略

1）对新生情况进行问卷调查。主要内容包括：兴趣爱好、学习基础、生活困难及高考选科等。通过调查，教师可以了解学生实际情况并及时调整教学方法。

2）平时教学中点滴融入学法指导，紧密关注学生心理健康。包括：大学阶段的学习方式、同学室友相处模式等，以帮助他们更快更好地适应大学生活。

3）针对未选化学的新生，材化学院采取了积极有效的措施，利用周末给他们补课。在师生的共同努力下，他们建立了学习信心，并取得了一定的成效。

4）充分利用每学期的“文献阅读、三问表和思维导图”等学习活动。教师布置无机化学中融入思政元素的主题方向，学生自己制作完成各项任务。既拓宽了学生的视野，提高了表达和撰写的能力，思想水平也得到了一定的提升。

5）充分利用学校开展的短学期实践活动。我校短学期实践活动从2014 年开始实施，成效明显。2021年我校颁发了《关于在短学期实践中加强思政育人工作的指导意见》，标志着从学校层面推进大学生思想政治教育与短学期实践教育有机融合，提升立德树人实效。教师积极宣传讲解短学期实践活动的实施办法，还有部分学生参加了教师指导的科学实验，学习能力、实践能力和思想素养方面进步明显。

6）教师积极参加学校组织的各种培训活动，例如线上线下的思政教学沙龙和教学讲座，努力提高自身的思想政治水平。

4 结论

为了适应基础课程教学内容繁多且学时有限、学生学习基础薄弱、理想信念模糊等情况，从课上课下等多层面积极推进无机化学课程思政工作。教学实践表明，一方面激发了学生的学习动力，另一方面也夯实了立德树人的载体。

同时，保持与时俱进，把思政案例设计的视角从单纯的教材拓展到无机化工这一国民经济发展的重要基础原材料工业的大背景下，引导学生客观地去了解国情、社情、民情，并理性地看待世界发展趋势和竞争。

而在案例中引入一些亟待解决的行业技术难题，有利于激发学习兴趣，引导学生深入思考并从学习中真正得出共识：只有重视基础研究并与社会经济融合、自主创新，才能真正破解那些“卡脖子”问题。让学生真正感悟到成绩是干出来的，不是想出来的。因为只有思想认识达到一定的高度，才能够正确认识自己肩负的时代责任，才能够端正学习态度，正视学习困难，减少网络依赖。

4 结束语

以知识教育与价值塑造、能力培养的有机结合为目标，采取积极有效措施，切实把立德树人内化到课程学习的全过程中，为培养更多爱国、有担当奉献和有创新思维的当代大学生尽一份绵薄之力。