化學信息學課程教學融入思政元素的探索與實踐

吳芳輝，葉明富，康延賞，王曉玲，岳彩波

(安徽工業大學 化學與化工學院，安徽 馬鞍山243002)

化學信息學課程是化學化工各專業必修基礎課，旨在通過對概率論與數理統計學基礎知識及數據處理方法和技能的教學，培養學生利用所學解決化學工程實踐中實際問題的能力，發展他們的創新思維。另外在上機部分強化計算機繪圖、制表的基本方法，使學生在數據處理過程中能熟練運用常用軟件，為后續相關科研活動以及畢業(設計)環節打下堅實的基礎。近10年來，我校化學信息學課程建設瞄準新時代課程建設目標，制定了科學的課程建設規劃，實施了分層次、多類型的培養方案，大量引入現代化的教育技術，積極穩妥地推進教學改革，成效顯著。目前，我校化學信息學課程作為安徽省大規模在線示范課程(MOOC)已經全面上線，受眾人數急速增長，在新冠疫情期間發揮了重大作用。

在“大思政”教育格局下，為了發揮非思政課程的協同育人功能，化學信息學課程組認真梳理課程中所蘊含的思想政治教育元素和所承載的道德教育功能后，優化課程設置，重新組織、構建、豐富和完善教學內容，就各個教學環節包括理論教學、課內研討、課堂展示、上機實踐等滲透思政教育具體實施路徑進行了探索。

一、根據課程特色和專業特點調整優化課程設置

隨著科技的高速發展，以概率統計學為核心內容的化學信息學課程應運而生，該課程的主旨是使未來的化學工作者掌握科學、有效、快速、簡單的處理實驗數據的方法，培養學生靈活應用數學的思維方法和能力，因此再結合化學化工專業的特點，理論聯系實際，有必要大力調整現有的不完全規范的課程設置，重視學生的全面發展，發揮出該課程隱性思政教育的功效。例如，課程開講之初就穿插專業教育，根據化工學院現有的專業設置、研究方向、牽涉領域和化學工業的發展前景，培養學生的愛國精神，激發學習的熱情。同時，幫助解決學生面臨的困擾和迷茫，準確評價個人目標與現實的差距，充分認識自身的價值和特點；督促學生盡早規劃學習生涯，確定學習目標；教導學生從深層次出發領會中華民族偉大復興“中國夢”的深刻內涵，學習中國歷史，了解歷史使命，萌生出艱苦奮斗的信念。

二、補充、更新、完善教學內容

第一，為了更好地在化學信息學課程中落實思政教育，強調課程的工科背景，并依據本課程的教授特點，通過精心設計多種多樣的思政教育實際案例對教學內容進行更新和補充，保證教學內容中順利融入人文精神教育。例如，基于化學信息學的課程內容，結合企業的擴量增產所導致的全球性生態危機的加劇，指出運用正交實驗法進行實驗設計，推崇工藝技術革新的意義。同時，有意識地讓學生領會中央關于能源產業的“高效、節能、降耗、減排”的精神，強化學生利用所學合理解決降本增效、生態文明和可持續發展等實際問題，樹立“綠水青山就是金山銀山”的理念，從而培養學生的主人翁意識和社會責任感。

第二，課程教學過程中著重搜尋概率統計學領域知名科學家歷經坎坷、艱辛和曲折才獲得顯著科學成就的事例，制作文字、圖片和視頻等多媒體宣傳資料展示他們的研究細節和研究習慣，用名人的敬業精神和獨特的人格魅力來感染和激勵學生。例如，介紹概率統計學界的泰斗高斯發現質數分布定理、最小二乘法，得到正態分布曲線(又稱為高斯鐘形曲線)，以及僅用尺規便構造出了十七邊形為歐氏幾何提供了重要補充等事跡，這些事跡可以從側面使學生深刻理解科學家取得的巨大成就離不開實事求是、一絲不茍的工作態度。另一方面，通過對高斯雖然在數學、物理、天文學甚至大地測量學領域成就甚多，但是不貪圖物質享受，樂于助人的高風亮節的事跡介紹，引導學生養成志愿服務社會的思想品格。

第三，授課過程中，可從自身研究經歷出發分享課程教研組成員在科研領域取得的一些成果，包括研究方向、研究目標、專利、國內外期刊論文等，同時還詳細介紹與課程內容相關的研究技能與方法，并對學生開展科技倫理教育。例如，告誡學生在所有的化學測定實驗結果發表之前，必須采用誤差分析章節中講授到的三倍標準偏差法、狄克遜檢驗法、格魯布斯檢驗法或者科克倫最大方差檢驗法檢測按照各種實驗方法測得的數據中是否存在異常值，并采用適當的方式決定保留或刪除，也需要進行重復性和周期性實驗來觀察數據的穩定性和再現性，另外樣品分析環節還需采用標準加入法來驗證方法的回收率和精確度等，強調學生應本著科學的態度反復查證，才有可能避免令人存疑的數據，獲得同行的認可。最重要的是，這個研究過程杜絕了“復制”和抄襲，使學生初步具備了科研工作者優良的職業素養。

第四，將創新創業理念輸入實踐教學體系是加強和改進高校思政工作的必備措施。依托我院擁有的現代化、數字化計算機房，化學信息學課程為學生提供了一個自主學習的良好平臺和實踐環境，追蹤各種實用化學軟件的最新發展趨勢，同時借助網絡和多媒體為學生推送豐富的學習背景資料及其它各種資源，將學生置于實際化學問題的氛圍之中，有效構建了教學與實踐相結合的思政教育軟環境，具有鮮明的時代性特色。例如，上機部分指導學生采用Excel軟件中“NORMDIST”函數計算正態分布的概率時，運用情景模擬教學法讓學生明確該方法可解決現實生活中呈現正態分布的很多現象，如隨機誤差分析，人口年齡分布模型、氣候氣溫變化、企業薪資發放標準以及醫學資料中身高、體重、脈搏、血紅蛋白、血清總膽固醇等指標的頻數分布等，督促學生認真細致地觀察，從而培養學生的知識應用能力和實踐創新能力，為國家培養出一大批高素質、動手能力強的實用型復合人才奠定基礎。

三、運用靈活多樣的教學形式

第一，鑒于化學信息學課程作為安徽省大規模在線示范課程(MOOC)已經全面上線，在章節單元的設計上，可以借助慕課的強大功能或新媒體及網絡教學平臺，有意識地添加一些宣傳馬克思主義方法論的視頻和文字資料，或直接創設思政教育立體化網絡體系，并設置調查問卷任務，也可以在內容上努力創造思政教育情境，實現思政教育的發散性、常態化和社會推廣性。例如，講授到統計學知識假設檢驗內容中兩類錯誤的描述時，以國內外司法機關的審判為典型，介紹棄真錯誤和取偽錯誤的產生情況，同時補充國內外司法系統的不足之處，開闊學生的眼界，潛移默化地引導學生樹立正確的人生觀和價值觀。

第二，中國傳統文化源遠流長，博大精深，教師必須與時俱進、勇于探索、開拓進取，善于接受新觀念，考慮如何讓學生吸收這些永不過時的精神財富，以滿足學生對新知識的追求。例如，教學過程中提倡學生就中華優秀傳統文化的傳承等社會熱點問題開展分組、多層次、開放合作式大討論，以自身思想波動以及接收到的外界信息為契機交流心得，觸類旁通，引導學生對自己的學習態度、方法與效果進行反思，涵養人文精神，增強民族的凝聚力和向心力，同時增強學生的協調組織和溝通能力。

第三，授課教師利用課余的點滴間隙時間，充分發揮自己的親和力，以情感為紐帶，與學生進行近距離的交流，探討他們的學習情況、生活狀態、興趣愛好以及今后的學習規劃、學習目標等方面內容，同時宣講紅色文化，將人文關懷落到實處，不僅有效提升了自身的思政素養，而且使學生逐漸認同我黨的方針政策，有效增加課程思政教育的針對性和實效性。

綜上所述，為了契合協同育人的教育宗旨，我們通過優化重組化學信息學課程內容，完善教學設計，在課程教學計劃中突出思政教育的亮點，并將其充分融入講授、實踐、展示、討論等各個教學環節，真正實現課程知識體系傳授和思想政治教育的和諧統一，鍛造出了一門集理論與實踐、基礎與特色、知識傳授和價值引領于一體的化學化工類專業核心課程。