高校无机化学“缓冲溶液”中隐性思政元素的渗透
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Infiltration of the Recessive Ideological and Political Education Elements in the Teaching of "Buffer Solution" in Inorganic Chemistry Course
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通讯作者:
收稿日期: 2021-07-2 接受日期: 2021-07-25
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Received: 2021-07-2 Accepted: 2021-07-25
In this paper, a section of "buffer solution" was selected. The recessive ideological and political education elements are permeated in many aspects, including introduction, experiment, buffering mechanism part and application. These are proposed based on the analyses of the students' learning situation and teaching evaluation. Therefore, the importance of the recessive ideological and political education is further proposed. At the same time, curriculum ideological and political classroom to the same peer is also cleared.
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高淑娟, 姜姗姗, 王炎, 李林枝, 张改清.
Gao Shujuan.
课程思政是一种新型的践行立德树人的长效运行机制,是一种与思政课堂同向同行的协同创新机制,是思政课程发挥主渠道作用之外的拓展课、延伸课和综合素养课。高校专业课的传授重视知识素养的提高,而穿插在专业课之中的思政建设则可以在潜在的环境中引领学生产生良好的价值导向,可以真正实现润物于微处的隐性思想政治教育的传播[1]。伴随着时代的飞速进步,社会观念的多元化发展,加快前进的步伐,寻求适合当代大学生的崭新的教育方式与方法,进一步引导大学生树立正确的价值观念,是高校思想教育工作的当务之急也是行之所致。思想政治教育中的“隐性教育”是对传统课程“显性教育”的必要补充,目的是为了让学生在潜移默化的学习中不自觉接受教育[2]。随着经济全球化的步伐进一步加快,随之而来的是文化深刻的影响[3],很多学生没有树立正确的价值观、高尚的爱国情怀、民族自信感和使命感以及责任感,不利于其日后的发展,而高校作为隐性思想教育的主要阵地,要想将正确的认知结构和发展规律植入大学生的固有思维中,贯穿于专业课、公共课甚至是选修课的隐性思政教育就显得尤为重要[4]。陈小贤[5]在“隐性思想政治教育载体在高校中的运用”一文中提出,隐性思想政治教育载体是指:联系教育主客体并承载、能传递思想政治教育内容和信息的间接、隐藏的一切具有隐性教育功能的形式和手段。思想政治教育载体就是指利用课堂环境、课程活动、教师人格魅力等形式对教育对象进行暗示和潜移默化,以达到教育目的。它具有隐蔽性强、覆盖范围广、渗透性强等特点,能使大学生在与人交流、参与活动的过程中潜移默化地接受教育,从而提高大学生的思想觉悟。无机化学作为化学类及其他相关专业学生的首门专业基础课,要让学生从这门课开始就要学会逐渐转变学习方法和解决问题的思路,因此,课堂教学中思政元素的介入在这一阶段就变得十分重要[6, 7]。
1 “缓冲溶液”的课程设置基础
1.1 “缓冲溶液”的学生学情分析
1.1.1 知识及技能基础
无机化学的教学对象是大一年级的学生,学生业已经过了高中阶段的理论积淀及此次课前面内容的学习,这些都为本课知识点的灌输埋下伏笔,多数学生已具备了一定的学习技巧及分析问题的能力,这对于本节内容大有裨益。所以本课时不仅加深了学生对缓冲溶液的主观认识,同时又为后续学习化学平衡奠定了良好的基础。学生学习的能力有个体差异,因而在因材施教上要区分教学,进行兼顾。秉承强调主体性、个人赋性、以人为本的教育理念,让学生可以积极思考和自我实现。
1.1.2 学习风格和特点
本次教学面向的学生大部分为“90”后和“00”后,他们有着思想观念多元化,接受新鲜事物能力强、综合素质较高、学习能力较强,知识的接受与吸收中表现出鲜明的“我听过、我看过、我能做、学不全、做不全”特征。因此在教学过程中,需要更多地运用具有冲击力的视频、图像和表格,从“90”后和“00”后大学生感兴趣的事物进行突破,以生活中的疑难问题作为案例进行探讨,增加学生在课堂教学中的参与度,在教学过程中利用“学习单”工具极大地调动学生学习的积极性和主动性,加深学生对知识点的理解和吸收,引导学生建立正确的科学思维方法,培养学生爱国奉献、追求卓越,投身科学的情怀。其学习风格和特点总结如图 1所示。
图1
1.2 “缓冲溶液”的教学评价设计
结合“缓冲溶液”教学目标的多层次性,可以综合对学生的知识层次、能力层次及素养层次的学习情况进行评价。
(1) 知识层次:课后作业的完成情况及“学习单”的填写,反馈学生对整节课的结构认知和重难点的理解程度。学习单模板如图 2所示。
图2
(2) 能力层次:通过预习任务的完成情况、小组角色汇报及对应的“学习单”的填写情况,评价学生的“学习正迁移”能力及应用化学思维挖掘创新能力。
(3) 素养层次:通过课堂个人的学习、师生的互动、小组角色扮演等现场情况及学习单的填写情况,评价学生“独立思考、探索创新”的专业精神塑造。
2 “缓冲溶液”的课程思政
作为常考常用的知识点之一,缓冲溶液的讲解历来是大学化学或无机化学的重点,但由于此概念较强的理论性和抽象性,学生理解参差不齐。所以讲解内容要考虑学生基础,应由浅入深,先将内容趣味化、简单化,调动其兴趣,再由表及里,使学生内化于心。在教材处理上可将本节课分成导入–实验演示–概念引入–板书推导–例题分析–pH的计算巩固六部分,教学流程简化如图 3所示。
图3
2.1 导入部分思政元素
印染是我们古代劳动人民的伟大发明,在导入部分先向学生展示一张蓝印花布的图片样式(图 4)。进一步介绍非物质文化遗产在我国的地位和作用,可酌情引入思政素材1:作为春秋战国时期的产物,蓝印花布的历史渊源厚重,传统的手艺人在日积月累的学习中形成了一套自有的手工印染工艺,印有民族特色图案的蓝印花布盛行于明清时期,在1300年后的今天它仍然是满怀民族情怀国民的心头之爱,于2006年首批入选国家非物质文化遗产。在简略介绍蓝印花布的来源与发展之后,可提出蓝印花布如何制作这样的疑问来引发学生的好奇,进而引入非物质文化遗产传承者“李子柒”凭一己之力制作蓝印花布的过程,可酌情引入思政素材2:蓝印花布,“青出于蓝,而胜于蓝”正来源于此。青为蓝色,蓝为蓼蓝或蓝草,靛青这种染料提取于蓝草,而颜色却更胜于蓝草。一颗蓼蓝种子从发芽到长大,光是收割就要经过两次,然后是打靛、起缸、刻板、上桐油、做防染浆、刮防染浆、染色、晾蓝布、刮灰、清洗、晾晒、滚压、做衣!引导学生端正价值观,向吃苦奋斗的网红正能量学习,以她们为楷模。同时可让学生感受老前辈们的精湛技艺,提高文化底蕴,滋养人文气息,潜移默化地进行隐性思想政治教育,在学生惊叹之余亦可提高学生对传统技艺的向往。此处可设置课堂抢答环节,例如提出问题“蓝印花布的印染工艺中最重要的环节是?”实现以学生为主的基于问题学习法(PBL)的驱动式教学,现场答题情况和抢答情况可参考雨课堂的统计数据(图 5)。通过抢答环节加深学生对印染中“染色”这一步的印象,隐性带入下一部分将要阐述的重点:pH控制染液是染色的关键。
图4
图5
2.2 实验部分思政元素
李子柒染布的时候有一个细节是要加入石灰才能成功,也就是说染布的颜色受到染液pH的影响,那么染缸的pH在什么范围才适合染布,一般来讲范围在11–12,而pH = 11的溶液要使用缓冲对NaHCO3/Na2CO3来配,这就引出了缓冲溶液的概念。此处引入人体血液的pH保持在7.35–7.45之间的生活常识,让学生从自我身上感触到化学知识与人类生命息息相关,进一步激发学生汲取知识的兴趣。接着可讲述血液的pH保持恒定的特点,如人体血液的pH不会因为人体代谢产生一些酸性物质或碱性物质而有太大改变,就是因为它是一种缓冲溶液。进而引出演示实验来顺次提出缓冲溶液的准确定义。通过设计两组对比试验:在第一组实验中纯水加入百里酚蓝指示剂后变微黄,加入少量酸变为橙红色,加入少量碱变为蓝色(图 4),表明pH变化较大,其中纯水pH = 7,加入几滴酸后pH变为3,加入几滴碱后pH变为11。而在第二组HAc-NaAc (pH = 4.74)溶液中,加入酸不变色,加入碱不变色,加入少量水也不变色,表明pH变化不大。通过设问来引导学生深入思考、激发兴趣,学会自己归纳要点,总结出缓冲溶液的定义为像HAc-NaAc溶液这样具有抵抗外加少量强酸、强碱,或稍加稀释而保持溶液pH基本不变的溶液。
2.3 缓冲溶液的作用机理部分思政元素
在引出缓冲溶液的概念之后,此处需要设定问题:为什么缓冲溶液具有缓冲作用?缓冲溶液的作用原理是什么?怎样根据需要选择一个适合的缓冲溶液?通过“设问、质疑、析疑、辨疑”四步法的运用引入知识点、升华知识点、运用知识点,通过问–想–答来引导学生深入思考,通过列举一些常见的缓冲溶液例子:HAc-NaAc、H2CO3-NaHCO3、NH3-NH4Cl,让学生对比分析,然后由教师总结得出结论:组成缓冲溶液要有两种成分,以HAc-NaAc为例:一种是抗酸成分共轭碱,即能与酸作用的碱性物质Ac−;一种是抗碱成分共轭酸,即能与碱作用的酸性物质HAc;抗酸成分和抗碱成分组成缓冲对(系),二者互为共轭酸碱对。教师在此处需指导学生自学并归纳作用机理,同时举实例说明,如人体体质的酸碱性是否与所吃食物的酸碱性有关。此处可引入食物酸碱性的历史来源。20世纪40年代,食物具有酸碱之分的学说被一些学者提起,食物中的矿物质成分被提取后溶于水,会有不同的酸碱度,根据pH进行划分便可判断酸碱性,依此将食物分为碱性食物和酸性食物。例如,肉类、蛋黄、乳酪、甜点最终代谢产物显酸性即为酸性食物,而蔬菜、水果、坚果、谷类、豆类最终代谢物为碱性,则为碱性食物。碱性食物进入人体会经过口腔中的唾液的消解,其次经过含有HCl的胃液,然后会到达小肠的消化液中,最后经大肠的碱性肠液消解成营养成分进入血液。但被我们熟知的是人体血液的pH保持在恒定的范围,不会因为吃一些酸性食物或碱性食物而有太大改变,因为人体血液中存在缓冲系统即碳酸氢盐系统。那么碱性食物进入人体会有怎样的吸收历程呢?唾液pH在6.0–7.5,胃液的pH在1.5–2.0,而人体的血液pH在7.34–7.45之间,可以得出血液的pH大于7,属于碱性范畴。所以当碱性食物被吃进去以后,人的呼吸会略变缓慢,则肺吸进去的二氧化碳会转化为血液中的碳酸来中和过多的碱性物质;而当酸性食物被吸收后人的呼吸则会加快,通过肺将多余的CO2排出体外,则碳酸浓度随之下降,产生碳酸氢盐来稳定酸性物质。故而,只有饮食均衡,增强抵抗力才会增强人体免疫力,与多吃碱性食物是没有直接关系的。事实上,饮食上偏向于蔬菜水果的人抵抗力之所以强也与其为碱性食物无关,关键在于维生素和矿物质等摄入的均衡以及自我的积极锻炼和良好心态[8]。基于此类理学知识的灌输,在扩大学生知识量的同时也更好地促进了学生对生命的科学理性认识,可以采取更科学合理的手段来维持自身和他人的健康[9]。
2.4 缓冲溶液的应用部分思政元素
应用一为印染过程中对染缸中pH的调节。这一部分通过练习巩固知识点,特别是理解和巩固自己在自学过程中存在的知识盲点。通过应用演练在实际练习过程中进一步升华和提高知识点的运用。就本次课开始提到的蓝印花布的制作工艺中,印染缸的pH要保持在11–12范围才适合染布,因此选用恒定pH = 11的溶液,常用的就是NaHCO3/Na2CO3这一缓冲对。因为H2CO3的pKa1 = 6.35,pKa2 = 10.33,而pH的计算方程亨德森−哈塞尔巴尔赫方程中pH = pKa2 + lg([Na2CO3]/[NaHCO3])。利用作用机理部分的推导来提出亨德森哈塞尔巴尔赫方程更易于理解。进而引出化学中pH的计算步骤,同时通过练习题对pH计算的注意事项进行总结,最后再可通过两组练习,总结类似题中不同组成缓冲溶液的相关计算。问题的设置要难易得当,符合学生实际,既不破坏其学习积极性又可以让学生体验到思考和成功的乐趣。基于此,通过实训再次强调重难点,实现教学相长[10],使学生对缓冲溶液的作用机理更加牢固于心,焕然于纸。
应用二为血液pH的调控,此处需再一次明确提出,国内科学界根本没有“酸性体质”这一说。将反例呈上,告诫学生谨言慎行,不可盲目从众。可列举2018年11月份的惩处美国的“人体酸碱体质理论”之父罗伯特·欧·杨事件,该案例中美国法庭判定酸碱体质理论学说的虚妄性,并对始作俑者罗伯特·欧·杨施以罚款1.05亿美元的惩罚[11]。骗局已揭,人体体质不再被食物酸碱性所左右,碱性食物将不再被趋之若鹜,要保持健康的体魄,注意饮食习惯、保持良好的生活状态,才能使身体的酸碱度处于正常值范围。只是需要注意,长期生活不规律、饮食不当,人体就会处于亚健康状态,也就是成为酸性体质人群,长期如此,患病的风险会加大。而对于奋勇学习的学生群体,我们需要倡导的是早吃好,午吃饱,晚吃少;饮食调理,保证食物的多样性与膳食均衡,合理搭配选择食物;锻炼身体,保持活力,以维持人体血液正常pH。在此处的讲解中引入有争议的酸碱体质理论,可更正学生惯有的不科学认知,引导学生树立正确的人生观和价值观,不盲目地遵从民间舆论,科学认知,科学辟谣,用科学知识滋养自己,从而提升学生对科学的尊重。
3 结语
在高校无机化学课程中渗透隐性思想政治教育载体,对高校学生的思想政治影响是潜移默化的,把思政教育渗透到常规教育中,渗透到管理、活动、环境等载体形式中,可以有效地弥补显性教育的不足,能取得很好的效果,所以很受学生的欢迎,在高校思政教育的应用过程中会收到意想不到的效果,但由于对隐性教育载体的研究薄弱和高校对隐性教育载体的重视程度不够等原因,导致隐性教育载体在高校的应用过程中存在着重形式轻内容和学生的参与性不高等问题,因此为了解决出现的问题,不仅要转变传统的教学理念,加强对隐性教育载体的理论研究,还要发挥教育者的引导作用,加强对受教育者的引导。故而在无机化学类课程的教学设计和教学实施过程中加入课程思政内容,渗透思政理念,在当前的教育研究中就显得更为重要[12]。
参考文献
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