課程思政背景下的“三模塊三層次”分析化學教學模式探索與實踐*

楊美禮

(寶雞文理學院 化學化工學院，陜西 寶雞 721013)

習近平總書記指出，“堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程”[1]。分析化學是化學學科的重要分支，深入挖掘分析化學思政元素，將育才和育人有機結合，培養學生良好的思想品德、健全的人格和過硬的職業素養。

為了更好地實現分析化學課程教學與思政教育的同向同行，筆者采用BOPPPS(Bridge-in導言、Objective學習目標、Pre-assessment前測、Participatory Learning參與式學習、Post-assessment后測、Summary總結)主導的多元融合教學方法，喚醒學生的學習內驅力，從內容中心轉向學生中心，引導學生參與多種類型的學習活動，通過多樣化學習體驗實現知能并進[2]。構建了“三模塊三層次”即“課前-課中-課后”3個層次和“基階學習、高階學習、價值塑造”3個模塊的分析化學教學模式，為分析化學教學提質增效。

1 分析化學課程開展思政的必要性

“分析化學”是一門理論與實踐并重的課程，為各學科領域的研究提供方法和工具，其應用性很強，與其他學科交叉滲透，具有一定的綜合性。我國著名化學家徐壽曾言：“考質求數之學，乃格物之大端，而為化學之極也”。分析化學是高校化學相關專業的專業核心課，修讀學生群體龐大，是開展思政教育的良好載體。分析化學開設于低年級，此時學生的心智尚在發展期，思維活躍，需要進行正確的引導，抓住這一階段，對學生進行價值引領正得其時。在專業知識學習的同時，對學生進行思想政治教育，將馬克思主義立場觀點方法的教育與科學精神的培養結合起來，提高學生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力[3-4]。

2 學情及教學痛點問題分析

“分析化學”主要包含四大滴定和吸光光度法，涉及了數據處理及誤差分析等相關內容，知識體系龐雜，概念抽象，公式復雜，如配位滴定副反應系數等內容偏難，學生難以理解；課程公式很多，計算困難，如數據處理中涉及置信區間、可疑值取舍的計算，酸堿滴定涉及不同體系溶液pH值計算，包含近似式、精確式、最簡式等，推導過程復雜，很容易形成滿堂灌的教學模式，學生興趣難激發。學生學習意愿強烈，但內驅力不足，課堂難以實現學生中心。學生的學法滯后，多數學生仍以記憶型學習為主，在實踐中遷移應用知識的能力有待強化，分析化學思維模式難以建立。思政教育素材琳瑯滿目，需要進一步整合優化，形成規范性和系統性。思政教育和專業教學融合性差。

3 “三模塊三層次”分析化學教學模式探索

針對以上教學痛點問題，結合課程特點，本文凝練了分析化學課程思政目標，重構了知識體系，形成了“三模塊三層次”分析化學教學模式。

3.1 課程思政目標凝練與整合

分析化學課程重在培養學生勇于探索的科學精神和精益求精的職業道德[3]。筆者將課程思政目標凝練為“析物論化，砥志研思，抱誠守真，服務社會”。從課程相關的專業知識、行業領域、國家建設和文化素養等角度挖掘思政素材，在教學中重點滲透“家國情懷、綠色發展、使命擔當、學問明理、創新意識、理想信念”等社會主義核心價值觀，將思政點融入到課程教學的所有環節，篩選與章節內容緊密結合的特色案例，深度挖掘知識本身蘊含的哲學原理，踐行三全育人。例如，在學習不同溶液體系的pH計算時，可將分類思想和矛盾的普遍性與特殊性等內容融入教學，培養學生的思辨精神；在學習混合堿滴定時，可融入碳達峰、碳中和的先進思想，培養學生的環境保護意識和綠色發展意識，體會大國風范和責任擔當，感受人類命運共同體；在學習誤差分析時，結合新冠疫情防控，厚植科技報國科技強國的家國情懷，深化分析化學服務社會發展的服務意識。

3.2 “三模塊三層次”分析化學教學模式探索

為更好的提高教學效果，筆者將課程內容切分為基階學習、高階學習和價值塑造三個模塊(圖1)。基階學習為專業基礎知識和基本原理，以記憶理解為主。通過視頻、圖片等資源將抽象知識可視化、具體化。豐富教學手段，利用學生鐘愛的移動設備、借助學習通、問卷星和智慧樹等APP開展第二課堂。高階學習以分析、應用、綜合和創新為目標，科教融合，知識前沿化、交叉化、系統化。強化實習、實踐在教學過程中的作用，倡導基于教師指導下的探究學習。在基階、高階學習中嵌合特色案例，實現價值塑造。經過模塊化教學的整合，將繁雜的分析化學知識體系化，降低學生學習難度，將專業知識學習、能力培養和價值塑造三維一體的推進，為分析化學教學提質增效(圖2)。

圖1 分模塊重構知識體系

圖2 模塊化教學

基于以上模塊化教學的需求，構建了“課前-課中-課后”三層次教學模式，如圖3所示。課前以學生自學為主，課中通過講授和探究內化知識，課后利用QQ學習群、微信、學習通等手機端媒介提升知識應用。課程采取了以BOPPPS為中心的多元教學方法，BOPPPS教學理念深刻踐行了以學生為中心的理念，包括導言、學習目標、前測、參與式學習 、后測及總結6個環節[5]。

圖3 “三層次”分析化學教學模式

1)課前——導言B+學習目標O+前測P

課前在學習通平臺將導言以導學案的形式推送給學生自學，同時推送本節課學習的相關材料以及學習目標，助力學生完成課前的預習工作，總結難理解知識進課堂，做到有的放矢。設置2～3道題進行課前測，學生通過手機端在2～3 min 即可完成，在不增加學生學習負擔的前提下引導學生復習舊知。

2)課中——參與式學習P+后測P+總結S

課中抓住學生注意力高度集中的前 20 min，進行新課重點、難點內容的講授，隨后 10 min 踐行參與式學習，以學生的自發性和主動性為動力，讓學生體驗多樣化學習途徑，鼓勵反思、協作等模式。學生通過參與式學習自我賦能。例如鼓勵引導學生開展作品欣賞、協作學習、案例研究、實驗研究、項目式學習和創建媒體等活動，豐富授課方法，增加課程趣味性，喚醒學生內驅力。設置2～3道題進行學后測，學生可在手機端快速完成測試。最后利用思維導圖對課程內容進行總結，完成相關練習，做到學練結合。在教學中持續培養學生的學習能力和自學習慣，引導學生逐步從“我學會”轉變為“我會學”[6]。

3)課后——鞏固提升

課后通過學習通平臺推送相關材料，進行思政教育和專業知識的拓展，實現對學生的價值引領，讓思政教育進腦入心，指導學生的生活和學習。通過高階探索、學科交叉和前沿融合等途徑提升學生專業技能，實現育人向育才的轉變。多元融合的教學模式從課前、課后、課中3個層次提升學生學習參與度。

3.3 教學評價

教學評價的目的是掌握學生發展現狀，促進教學的提升。筆者采用多元化的評價反饋機制，打破成績中心的外驅力，全程評價。診斷性評價(預習小測、前測、章節測試)、形成性評價(后測、作業、課堂表現等)和總結性評價(期中檢測、期末考試、課程論文、滿意度調查等)相結合。

顯性評價和隱性評價相結合。顯性評價主要包括學生對知識的掌握程度。例如，能否理解記憶相關概念、原理和公式，能否對比區分易混淆內容，能否結合所學知識解決實際問題，能否遷移創新，能否提出有價值有深度的問題，能否設計方案解決問題。隱形評價包含學生價值的塑造。例如，是否深刻理解分析化學服務發展的本質屬性，是否樹立了正確的世界觀、人生觀和價值觀，是否養成了良好的學習習慣，是否形成了思辨能力，是否堅定了專業信念，是否萌發了創新思維等，學生的滿意度如何，是否學有所獲。通過多元評價反思教學過程存在的問題，贊賞學生的努力和堅持，肯定學生的投入，同時要指出不足，提出未來努力的方向，期待學生更好的成長。

3.4 教學效果

學生普遍反饋通過“三模塊三層次”教學提升了課程學習興趣，豐富了課程內容，學生對化學專業有了更深刻的理解，堅定了專業信念，課程中融入的思政案例豐富了學生的精神世界，激發了愛國情懷。從學習成績來看，應用“三模塊三層次”教學模式的2020級分析化學平均成績和高分段成績人數都顯著高于2019級，及格率也有所提升。任課教師明顯能感覺到上課抬頭率增加，課堂氣氛也活躍。

4 “三模塊三層次”教學模式案例——一元弱酸準確滴定的判別式及應用

4.1 教學目標

基階學習目標為知識增長：掌握一元弱酸準確滴定的判別式推導及應用。

高階學習目標為能力提升：能夠描述影響一元弱酸滴定曲線突躍范圍的因素，能夠根據判別式判斷給定弱酸是否可以準確滴定。 用批判性思維理解判別式的意義，判別式的確定是有前提的，即目測法檢測終點時有△pH=±0.3的不確定性，若希望終點誤差小于等于0.2%，可推出判別式cKa≥10-8。對于不能準確滴定的弱酸，可以改變滴定方式實現準確滴定。

價值塑造目標：通過三鹿奶粉事件學習食品安全事故的教訓和警示，融入誠信意識、服務意識和法制意識，深刻感受分析化學是保障食品安全的最后一道防線，體會家國情懷、責任擔當和服務社會。

4.2 教學總體設計

教學設計如圖4所示，課前發布導學案，前測，明晰學情，課中以參與式學習為主，內化知識，課后發布學習資料，鞏固提升。

圖4 教學整體設計

4.3 教學過程

1)課前

發布導學案，對上一講強酸強堿滴定曲線內容進行前測。

2)課中

【創設情境，問題導入】

牛奶及奶制品因富含蛋白而成為老百姓餐桌上的常客。如何利用酸堿滴定牛奶中的蛋白質含量？酸堿滴定法測定食品中蛋白質含量的優缺點又是什么？

【以舊引新，基階學習】

根據強酸弱酸滴定曲線的對比，探究影響一元弱酸突躍范圍的影響因素。首先已知強酸強堿滴定曲線的突躍范圍受濃度(c)的影響，類比之后得出，一元弱酸突躍范圍也受到濃度的影響。通過分階段(滴定開始前、滴定開始至化學計量點前、化學計量點、化學計量點后)計算滴定體系pH，可知濃度控制突躍的上限。計量點后溶液pH由過量的堿液濃度計算，因此酸濃度增大10倍，突躍上限增加1個pH單位。比較等濃度NaOH溶液滴定等濃度一元弱酸和一元強酸滴定曲線的突躍范圍，可知酸的強弱(即Ka)影響突躍范圍。根據計算可知，Ka控制突躍范圍的下限，計量點前滴定體系形成了緩沖溶液。根據緩沖溶液pH計算公式，Ka增大10倍，突躍下限減少1個pH單位，即突躍范圍增加1個pH單位。

【教師講授，突破難點】

根據探究結果，c和Ka影響一元弱酸突躍的范圍。如果某一元弱酸c和Ka小到一定程度，則突躍范圍將縮小，甚至僅為平坦的拐點。此時，根據指示選擇原理，無法選到合適的指示劑，使滴定誤差不超過±0.1%。可見，突躍必須保持一定范圍才能滿足滴定需求。目測法檢測終點時，有△pH=±0.3的不確定性，若此時要求滴定誤差小于等于0.2%，根據林邦誤差公式推出一元弱酸準確滴定的判別式，即判別式cKa≥10-8。對于不能準確滴定的弱酸，可以改變滴定方式實現準確滴定。

【案例分析，高階探索】

【批判創新，價值塑造】

此法測牛奶中的蛋白質利弊如何？優點是簡便易行，費用低。缺點為不能精準區分氮源，即測定的氮到底來自蛋白質，還是其他含氮物質。不法分子為商業利益最大化，將氮含量高且水溶性極佳的無色無味有毒分子(三聚氰胺)加入奶制品，以獲得高數據的假蛋白質含量，這就是震驚國人的“三鹿奶粉事件”。該事件重創了中國制造商品的信譽，多個國家禁止了中國乳制品進口。此后三鹿品牌消亡，淡出民眾視野，犯罪分子也被繩之以法。

民以食為天，食以安為先。分析化學人擔負著保障人民食品安全、服務社會發展的重要責任。我們當時刻以法律為準繩規范所有行為，以抱誠守真的職業態度敬畏誠信，守護誠信。努力學習，提升專業知識，科技強國，科技報國。

3)課后

【融入前沿，鞏固提升】

“三鹿奶粉事件”爆發后國標GB/T 14771-1993食品中蛋白質測定方法被廢止，由國標GB 5009.5-2016替代。課后學習新國標中測定各類食品蛋白質的方法，并查閱文獻，學習蛋白質測定的其他方法。

5 結語

“分析化學”是一門重要的專業核心課，教師應立足于解決培養什么人，怎么培養人，為誰培養人這一根本問題。在專業知識教學過程中將價值塑造、知識傳授和能力培養融為一體，培養學生探索未知和追求真理的科學精神。在引導學生較好地掌握化學基礎知識、基本理論和基本技能的同時，注重培養創新意識和實踐能力。了解國情民情社情，關心社會問題和國家發展。