高亞輝 王 芳 王 莉 李 娟 張少文 張 攔 趙 丹
(洛陽理工學院環境工程與化學學院 河南·洛陽 471023)
2020年5月教育部印發的《高等學校課程思政建設指導綱要》中指出,“培養什么人、怎樣培養人、為誰培養人是教育的根本問題;落實立德樹人根本任務,必須將價值塑造、知識傳授和能力培養三者融為一體;全面推進課程思政建設,要寓價值觀引導于知識傳授和能力培養之中,幫助學生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀”。因此,將思政元素融入專業課程教學的各環節,充分發揮各類課程在思政教育中的作用,是實現“三全”育人的重要手段。《綠色化學》作為高校化學、化工及其化學相關專業開設的一門專業選修課,它具有明確的社會需求和科學目標,是實現循環經濟和可持續發展的重要科學技術基礎。通過全面的挖掘綠色化學課程中蘊含的思政元素,搜集教學案例,靈活采用多種教學方式方法進行教學設計,以潤物無聲的方式將“思政的鹽溶于專業知識的湯中”,是實現立德樹人根本任務的重要環節。同時,對課程思政的實施效果評價分析,進一步的改進教學方式方法,是實現課程育人目標的重要保證。
《綠色化學》課程以綠色化學基本原理,化學化工行業中具有先進性、實用性和前瞻性的綠色化學品、原子經濟性反應、綠色合成技術以及綠色的原料、溶劑、催化劑和能源及其在現代化學工業中的應用等專業知識為載體,將綠色可持續發展理念和生態文明貫穿教育教學全過程,圍繞“知識傳授、能力培養與價值引領相結合”的課程總目標,有機融入中國特色社會主義核心價值觀,實現對學生的可持續發展意識和科技人文情懷培養,職業素養和社會責任感的提升,求真務實,實事求是的科學精神及嚴謹的態度的樹立;愛國精神及家國情懷的根植,民族自豪感的增強,勇于砥礪奮斗精神培養的育人目標。
綠色化學課程內容共包括綠色化學形成與發展,綠色化學基本原理,綠色化學反應,綠色有機合成技術,綠色原料,綠色溶劑,綠色催化劑和綠色化學品八個模塊,團隊的成員結合每個模塊的特點,深入挖掘了各部分內容中所蘊含的思政元素,對開展課程思政教育的主要融入點進行了梳理。
以綠色化學形成和發展歷程為主線:從上世紀90年代前粗放型工業發展模式帶來的環境污染和資源能源浪費的嚴重問題,到綠色化學學科的形成至發展為目前的四大體系;從農藥DDT到青蒿素和蕾切爾卡遜環保事業的事例,宣傳習近平總書記提出的“綠水青山就是金山銀山”的理念,結合“低碳經濟”和“碳中和”等理念,使學生初步具備可持續發展的理念,融入“中國夢、富強”等社會主義核心價值觀。
在綠色化學基本原理部分,通過提高原子經濟性和資源節約型發展模式實例,如布洛芬的合成,環氧乙烷/環氧丙烷,甲基丙烯酸甲酯傳統與新合成工藝對比;通過水性丙烯酸醇酸涂料的開發對減少揮發性有機物(VOC)排放所帶來的經濟和環境效益及獲得設計安全化學品獎的實例,讓學生深刻體會到新合成工藝與化學品對提高資源利用率和減少廢棄物排放、降低對環境危害的巨大作用,融入科學技術創新的精神,啟發科學興趣,激發學術對專業的熱愛。同時,從減少或消除制備和使用過程的安全隱患的實例,提升學生的職業素養和社會責任感,樹立求真務實,實事求是的科學精神及嚴謹的科學態度。
通過原子經濟性反應:化肥生產零排放與“三廢”的綜合利用,啟發學生科學思維,樹立循環經濟、綠色可持續發展理念;通過對侯德榜的侯氏制堿法循環工藝的開發歷程及侯德榜生平介紹,厚植學生的愛國精神及家國情懷,增強民族自豪感,培養學生感知奮斗和勇于奮斗的精神。
通過可再生的油料作物,如植物油、動物油、廢棄優質(如地溝油)或微生物油脂等原料轉化為生物柴油的制備工藝,目前在交通燃料、工業鍋爐、火力發電等領域的使用,不僅可減少石化柴油的用量還可減少尾氣中二氧化硫的排放,既節省能源又保護了環境;通過由玉米轉化為可降解聚合物聚乳酸,CO2的捕集與利用技術,使學生體會發展綠色化工技術在實現資源節約、可持續發展與生態文明建設中的作用,深入貫徹綠色發展的理念,理解當代青年人的專業責任與擔當,激發對專業的熱愛和興趣,增強敢于奮斗和勇于創新的動力。
通過對綠色固體酸分子篩催化劑代替路易斯酸三氯化鋁(AlCl3)催化劑制備異丙苯新舊工藝對比,從傳統的復雜工藝過程,嚴重的設備腐蝕,大量酸堿使用與三廢的排放到簡化的工藝過程,三廢的消除以及資源近100%利用的鮮明對比,以及通過新催化劑的使用所帶來的顯著經濟效益和環境效益,使學生深刻的體會科技創新的力量,啟發科學興趣思維,培養創新精神;通過綠色催化劑之父德高望重的閔恩澤院士一生與祖國煉油催化事業發展緊密相連的感人事跡,以及他為我國石油化工工業培養大批科技人才的突出貢獻,融入家國情懷,增強學生的民族自豪感,激勵學生勇于創新。
從綠色食品添加劑的使用原則,三聚氰胺奶粉、上海饅頭事件及食品防腐劑對健康的危害,融入馬克思主義哲學思想,事物的積累存在量的界限,超出量的界限,將發生質變,培養學生的職業道德精神和職業規范,增強社會責任感,樹立正確的人生觀、世界觀和價值觀。通過綠色二次電池、太陽能電池、燃料電池等能源發展,武漢大學莊林教授研究的燃料電池陰離子交換膜的成就,以及南京工業大學青年科學家郭嘉,從美國斯坦福大學博士畢業依然回國發展,他研究的納米黑金在海水淡化領域的應用前景,從綠色納米材料和技術對社會發展起到的推動作用,融入通過科技創新實現可持續發展的技術力量,激發學生對專業的熱愛以及為我國的科技創新做貢獻的自信心。
通過對教學內容精心設計,在教學過程中靈活運用多元化的教學方法和手段,如采用PPT課件、視頻、動畫等直觀的教學方式,也可利用大學慕課網絡資源進行翻轉課堂的教學,還可利用現代化智慧教室的環境條件開展課堂討論等,提升學生在學習過程中的參與感、成就感,使他們在每次課中既能將專業知識內化,同時以“潤物無聲、潛移默化”的方式實現育人目標。

表1:“綠色化學形成與發展歷程”課程思政教學設計
見表2。

表2:“綠色化學基本原理”課程思政教學設計
見表3。

表3:“綠色固體酸催化劑”課程思政教學設計
見表4。

表4:“綠色能源材料”課程思政教學設計
為了解《綠色化學》課程思政的實施情況,進一步提升課程思政的教學效果,對《綠色化學》課程思政的相關內容設計了學生調查問卷,并對2017級和2018級應用化學專業以及2019級工業分析與技術專業的學生開展問卷調查活動。調查問卷共設計5道單項選擇題,每道選擇題包含4個選項,參與人數276人。從調查的結果看,100%的學生認為《綠色化學》課程中貫穿綠色可持續發展與生態平衡理念,對他們建立綠色意識起到了很大的作用;88.15%的學生認為在《綠色化學》課程中通過對化學品的綠色合成技術及新能源、納米新材料的發展前言及動態的學習與了解,使他們深刻的體會到了科技創新的力量,增加了自身對專業的興趣,同時也培養了創新精神;83.40%的學生認為在《綠色化學》課程中融入科學家侯德榜、閔恩澤、屠呦呦和當代青年科學家在化學化工領域所做出的貢獻及其他們感人的事跡,對增強他們的民族自豪感,培養愛國的精神起到了較大的作用,同時也增強了他們勇于奮斗,敢于創新的自信心;78.51%的學生認為《綠色化學》課程學習不僅提升了他們對化學學科的認識,同時對增強自己的社會責任感,樹立正確的人生觀、世界觀和價值觀起到了較大的作用;98.7%的學生認為《綠色化學》課程思政實施過程中所采用的教學方式方法合適。
通過對課程中蘊含思政元素的挖掘與梳理,在精心的組織和設計的基礎上,采用靈活多樣的教學手段和方法,將專業知識與思政元素有機的結合溶于教學全過程中。對課程思政實施效果進行問卷調查的結果表明,課程思政的融入使學生樹立了綠色可持續發展與生態平衡理念,同時也實現了育人目標。