化學史在《儀器分析》課程思政融入的探討*

2022-11-28 00:56:59徐富建劉興利

廣州化工 2022年17期

徐富建，夏卉，劉興利

(西南民族大學化學與環境學院，四川成都 610225)

教育部頒發的《高等學校課程思政建設指導綱要》指出，立德樹人是大學的立身之本，是對我國人才培養的根本要求。早在兩千多年前老子就提出“大學之道，在明明德，在親民，在止于至善”，可見在高校價值塑造、知識傳授、能力培養“三位一體”的人才培養目標中，價值觀塑造是最重要的。在高校全面推進課堂思政建設是時代的要求，是大勢所趨，是實現中華民族偉大復興和國家崛起的重要舉措。西南民族大學為了貫徹中央精神，積極引導教師充分發掘運用各學科蘊含的思想政治教育資源，將馬克思主義和愛國情懷、民族精神、人文關懷、創新思想等思政元素融入專業教育教學，全面推進學校課程思政改革，提高人才培養質量，實現三全育人。

儀器分析是獲取物質的化學組成、成分含量及化學結構等信息的一類方法，其在科研、生產和生活中的應用極為廣泛，因此《儀器分析》是化學、化工、生物、醫藥、環境、材料等相關專業的一門重要專業課程。儀器分析是一門交叉學科，所涉及的領域的發展日新月異，各種新原理不斷涌現，各種儀器不斷更新換代，內容涉及相關學科較多，有化學、物理、數學、生物、電學、機械、光學等，而且現代儀器結構復雜，理論較抽象，難以使學生產生感性的認識。要在有限課時內同時實現高效專業知識傳授和高質量課堂思政融入對高校老師是一項挑戰。為此，本文提出化學史為切入點，在知識傳授過程中融入課堂思政，化學史在培養科學觀、世界觀和科學道德、激發愛國主義思想方面具有獨特的作用，是極佳的思政教育元素，而且化學史教育還可以激發學生學習興趣，促進學生對知識的汲取，實現思政內容與知識傳授相互融入，可形成良性互動。

1 學史明理

從儀器分析的發展史中感悟科學技術的發展規律和真理的力量，樹立正確的科學觀。人類的科學史就是一部探索未知的歷史，在化學史的發展過程中尤為突出，這是由于化學所研究的對象是分子，無法用常規觀察手段獲得信息，儀器分析的發展對于整個人類認識分子世界做出了巨大的貢獻。在課堂上引導學生追尋儀器分析學科的發展足跡，可以幫助學生樹立用發展的觀點看待知識，進一步培養馬克思主義的科技發展觀。可以介紹儀器分析的發展史和前沿科研領域中先進的分析儀器，培養辯證唯物主義和理論聯系實際科學精神和素養。例如以原子發射光譜的發展歷史入手，講述我國古代醫藥學家陶弘景通過焰色實驗區別處真硝石和芒硝石，這是史書上最早的記載，說明我國祖先早就對光譜分析做過貢獻。再通過科學家們不斷創新、不斷研究、不斷發現的研究歷程，最終建立了原子光譜分析法。通過我國古人對于光譜學的貢獻，增強學生的文化自信，激發學生努力學習、科技報國的愿望和信念。此外，還可以回顧儀器分析對人類做出的貢獻，這樣有助于學生體會科學技術的力量，樹立正確的科學觀。比如介紹毛細管電泳在人類基因組計劃面臨困境時的橫空出世，使得人類基因組計劃得以提前完成。在人類基因組測序起步的時候，當時用的DNA序列的分析方法是凝膠電泳為主的方法，基本上還是手工運作的。但是在20世紀90年代以后，新的一個測序技術產生了就是毛細管電泳儀技術，使得測序的速度大大加快，一天就可以有100萬個堿基對的序列被測出。可以使學生明白科學技術第一生產力，只有科學的進步才能帶來效率質的飛躍。

2 學史增信

提升學習動力和興趣，增強學生自信心，進一步培養質疑和挑戰權威的精神。儀器分析的每種分析儀器和分析方法原理的發明發現背后，都是有著很多有趣真實的小故事，比如田中耕一意外發現激光解吸電離現象從而獲得2002年諾貝爾化學獎的故事。田中耕一在日本東北大學工學院電氣工程學系畢業后就加入日本島津公司工作，加入了激光離子化飛行時間質譜儀課題組。金屬、半導體以及易揮發化合物比較容易被激光離子化所以田中把主要精力投向了不易電離的生物大分子-蛋白質，當時獲得蛋白質的分子離子峰是很困難的，離子源太強容易擊碎大分子生成碎片，能量太弱又無法產生足夠的電離，在一次失誤的操作下，田中將甘油和納米鈷混合在一起，秉承著不浪費的原則嘗試用于大分子的激光電離，沒想到取得了奇效，最后實現了蛋白質的有效電離，田中耕一因此于2002年獲得了諾貝爾化學獎。在介紹質譜離子源的過程中適當加入這種短小有趣的儀器分析發展史實的小花絮、小故事，可以引發學生的學習興趣, 同時激發他們學習儀器分析課程的積極性。此外田中作為大學時代留過級、非化學專業出身、年僅43歲的企業工程師在勤奮努力的加持下也做出了偉大的科學發現，這對于培養學生學生們的自信心大有裨益，可以讓學生體會到不一定要是權威大科學家才可以做出大的科學貢獻，從而培養不畏權威的精神。

在介紹儀器分析發展史時，國內外教材中大多介紹的是外國科學家對儀器分析做出的貢獻，很少提到儀器分析發展變革中的中國故事。通過對儀器分析發展史的梳理，重點選取我國儀器分析前輩高鴻院士作為代表性人物，以他的言行事跡講述一個分析工作者應有的樣子。高鴻先生在硝煙彌漫的1948年毅然回國，編寫出我國第一部《儀器分析》教材，敢于質疑極譜分析權威，提出了19個電化學理論公式的，他的言行體現著一個分析工作者的家國情懷、求實創新精神。

3 學史崇德

培養學生優秀的學術道德和職業道德。在儀器分析的發展道路上，無數科學家和科研工作者做出了大量艱苦卓絕的探索工作, 在教學過程中可以將一些儀器分析科學家的奮斗經歷作為教學素材，將正確的價值追求、理想信念、工匠精神和家國情懷等有效地傳遞給學生，培養學生的精益求精、吃苦耐勞、無私奉獻的高尚情操，有意識引導學生從事儀器分析專業相關的工作。例如可以介紹我國儀器分析前輩在原子熒光光譜儀上的艱苦探索的故事。我國在原子熒光光譜儀的研究，開始于20世紀的八十年代。西北有色地質研究所的郭小偉，研制成功了世界上首臺以溴化物無極放電燈作激發光源的首臺蒸氣發生-雙道原子熒光譜儀，在此基礎上我國的科學工作者在激發光源、蒸氣發生系統、原子化器、低溫原子化技術等關鍵技術進行了深入研究，使我國的商品儀器不斷得到完善和發展，經過將近四十年的努力，蒸氣發生原子熒光光譜儀是我國為數不多具有自主應自主知識產權的分析儀器。使學生認識到我國的原子熒光光譜儀在世界處于領先水平，其原因在于我國科技工作者將自主科研創新和國家重大需求相結合，通過不懈努力取得了令人驕傲的成果，可以激發學生的愛國主義情懷和專業知識探究熱情，也可以讓學生們體會到創業艱難以及百折不撓的學術精神。

從事儀器分析行業，不僅僅需要過硬的專業知識和實驗技術，還需要良好的思想道德素質，最重要的就是誠信，這是因為儀器分析所涉及的很多行業領域，都是關乎人民健康或生命安全的重要崗位，例如食品分析、藥品分析以及環境檢測等。教師在授課過程中要注意培養學生科學嚴謹的務實精神，不可以為了一己私利而篡改實驗數據或不規范實驗造成數據不準確，可以舉一些化學史上篡改數據和實驗結果的學術不端的例子來引導學生養成健康、誠信、嚴謹的職業精神。例如前些年一些不法廠商將三聚氰胺添加到奶粉中，以增加蛋白質含量。2008年9月，震驚中外的“三鹿嬰幼兒奶粉事件”暴露出乳制品行業的“潛規則”，國內一些知名乳品品牌也被檢出其產品中檢出三聚氰胺。“三鹿嬰幼兒奶粉事件”中，作為三鹿集團內部的檢驗分析人員，面對任意添加化工原料、制作毒奶粉的事實，卻不堅持道德操守，出具產品合格的報告，致使無數的嬰幼兒付出了生命和健康的嚴重代價。作為檢疫局檢驗技術中心沒有及時指出問題，勇敢地披露真相，拖延了事情及時止損的可能性。我們要引導學生充分認識到儀器分析人員的社會責任感與使命感，教育引導他們以后在從事食品、藥品的檢測分析或環境監測的相關工作中，要熱愛自己的職業，要嚴格按照國家的檢驗標準和要求進行工作，堅守道德和法律的底線，絕不出具不負責任的檢驗報告，做到科學、公平、公正。

4 學史力行

引導激勵學生奮發向上，激發愛國主義情懷，樹立偉大理想。我國的分析儀器，大多是國外進口，尤其是在高端先進儀器方面幾乎完全依賴國外，國產核磁波譜儀、液質聯用儀、X射線衍射儀國內供貨量占比分別為：0.99%、1.19%、1.32%，每年在儀器的進口上的花費在200～300億美元左右，這是我國的卡脖子問題。教師可以通過儀器分析方法在生命、環境、能源等領域中的重大應用，以及我國國產儀器產業面臨的困境，提高學生對國家和社會的責任感和使命感、激發學生的愛國情懷，進而樹立遠大的理想解決我國科研儀器卡脖子問題。馬克思明確指出“在科學上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達到光輝的頂點。”例如，為了研制我國第一臺HF/DF化學激光器，當時的科研人員不顧條件的簡陋，艱苦奮斗，當下達攻關任務之后，不同專業、不同組別的人不分彼此的團結到一起，精誠團結投入到國家任務的攻關之中，每天工作10多個小時，吃在施工現場，睡在辦公場所，奮戰了40多天，終于按時完成了任務。在當下，要將一代代科研工作者科技報國、科研探索精神傳承下去。青年是國

家的未來和民族的希望。要引導青年大學生珍惜韶華，把學習成長同黨和國家的事業緊緊聯系起來、同社會和人民的需要密切結合起來，要心無旁鶩、靜下心來刻苦讀書，既要讀“有字之書”，也要讀“無字之書”，努力練好人生與事業的基本功，為將來能夠科技報國打下基礎。

5 結語

環境的污染會造成嚴重的生態破壞，危害人類的持續發展。近年來，國家明確提出了環境保護的重要舉措，以科學發展、持續發展作為核心目標任務。在進行紫外可見吸收光譜這一環節的教學時，教師可以將水體苯污染檢測事件作為案例，引入課堂教學中，使學生充分意識到現代城市化的不斷發展以及工業化的發展都在一定程度上造成了嚴重的水污染。通過檢測快速實現水資源的分析，促使國家大力研發循環利用技術。這一環節的教學，目標任務在于培養學生的環保意識，使其充分意識到資源的循環利用是社會持續發展的關鍵。