燃烧热的测定实验课程思政教学案例设计

摘"要：以国家级一流课程和省级课程思政示范课程物理化学实验中的燃烧热的测定实验为例，从教学目标、育人目标、育人案例设计与实施过程四个方面设计课程思政教学案例，从燃烧热的概念自然过渡到未来清洁能源可燃冰的燃烧，在传授知识、训练学生动手实验操作能力的同时，树立其可持续发展的理念和国家能源安全观。关键词：物理化学实验；课程思政；燃烧热的测定；实验；可燃冰0"引言2016年，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出：“要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。”[1]2018年，《教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》发布，强调“着力推动高校全面加强课程思政建设”“强化每一位教师的立德树人意识，在每一门课程中有机融入思想政治教育元素”“形成专业课教学与思想政治理论课教学紧密结合、同向同行的育人格局”[2]。2020年，《教育部等八部门关于加快构建高校思想政治工作体系的意见》发布，提出构建学科教学体系，全面推进所有学科课程思政建设[3]。2021年至今，教育部、各省教育厅选树一批课程思政示范课程、教学名师和团队以及教学研究示范中心。目前，各大高校的课程思政建设已成为高等教育教学改革创新的重要驱动力和热点问题[4]。物理化学实验Ⅱ是江汉大学获批的第二批国家级线上线下混合式一流课程之一，也是湖北省课程思政示范课程和首批上线国家高等教育智慧教育平台的课程之一。近年来，学校物理化学实验课程教学团队坚持线上线下结合、育人育才同向同行的教育理念，深入挖掘物理化学实验课程中蕴含的丰富思政元素，有机融入教学各个环节。燃烧热的测定是物理化学实验Ⅱ中一个非常重要的基础性实验，本文以该实验为例，开展课程思政案例设计探索。1"教学目标1.1"知识目标线上教学通过对燃烧热的测定等内容的学习和讨论，让学生熟悉物质燃烧热的测量技术、测试原理和方法，加深对燃烧热知识点的理解。1.2"能力目标线下教学培养学生实际动手操作的能力，使其学会正确处理实验数据和表达实验结果。1.3"素质目标线上线下有效衔接，通过探讨未来清洁能源可燃冰能否大力开采，让学生理解可持续发展理念和国家能源安全观；实验结束，通过萘回收，让学生树立自我保护意识和环境保护意识。2"育人目标讲解燃烧热的概念时，通过未来清洁能源可燃冰目前能否大力开采的探讨，让学生理解国家的可持续发展理念和能源安全观；课堂指导环节，培养学生严谨认真、实事求是和一丝不苟的科学态度与工作作风；实验数据记录环节，教育学生真实记录实验数据，不伪造和编造数据，培养学生实事求是的科学精神。同时，帮助学生了解行业发展现状，激发学生学好专业知识和技能的决心，使其志存高远，增强专业自信。3"育人案例设计案例以线上与线下融合为主线，基于教学内容和环节特点引入思政要素，促进育人目标的实现。课前通过提问检验学生线上学习、预习的效果，并结合可燃冰的研究与应用进展，培养学生科学思维和分析问题的能力；课中强调实验操作和数据记录的规范性，并结合萘的取用和固废处理方法，培养化工人的职业道德和社会责任感；课后回归线上，围绕量热计的发展现状与实际应用展开讨论，激发学生对专业领域的兴趣，鼓励学生为行业发展贡献力量。把思政教育潜移默化地渗透到实验教学的各个环节，寓价值引领于线上线下教学全过程，共同驱动“知识育人、思想育人、情感育人”并驾前行，育人育才同向同行。燃烧热的测定实验育人案例设计如表1所示。4"实施过程本实验课基于教学目标，设计实验课前准备、线上自主学习、线下实验教学、课后延伸、教学评价、教学反思六个教学环节，并将思政元素融入教学内容之中。在课堂教学过程中，从简单的实验名称入手，引入本次实验课学生要完成的实验内容，简单明了、重点突出，具体如下。4.1"实验课前准备教师检查实验所需试剂是否到位；检查燃烧热测定装置是否正常；检查电脑是否正常，数据处理软件是否可用；保证实验室仪器设备的正常运行。4.2"线上自主学习学生上实验课前1～2天登录优课联盟平台[6]完成线上自主学习（约60min），内容包括：观看燃烧热的测定实验目的、原理讲解视频，观看燃烧热实验操作、燃烧热数据处理演示视频；撰写实验预习报告。在讲解实验仪器时，介绍量热计的国内外发展现状、国产量热计的优势，激发学生的爱国热情和使命感。4.3"线下实验教学4.3.1"问题导入，引出新课（约5min）如教师问“本实验的名称是什么”“什么是燃烧热”，学生答“燃烧热的测定”“燃烧热是指1mol物质完全燃烧时释放出的热量”。若学生不能正确回答，可以通过提示使其回忆物理化学理论课教学的内容。通过师生、生生互动问答，引出本实验的目标：采用已知燃烧热的物质（苯甲酸）标定水当量，从而测定未知物质（萘）的燃烧热。结合燃烧热的概念引出我国在可燃冰研究与开发领域的进展，通过“可燃冰能否大力开采”这一问题，帮助学生了解行业发展现状，树立可持续发展的理念和国家能源安全观。4.3.2"问题导向，课堂互动（约20min）可结合线上教学内容，设问：“实验目的是什么？说明恒容热效应（QV）和恒压热效应（Qp）的差别和相互关系。氧弹测量的是恒容燃烧热还是恒压燃烧热？实验中测量何物质的燃烧热？样品质量是多少？实验装置名称是什么？水当量指的是什么？为什么选择用苯甲酸测量水当量？”通过一连串的问题设计，检查学生线上学习情况，并适时记录学生课堂互动得分。在学生进行实验操作前，简单描述实验操作步骤，提示学生要及时正确记录实验数据，并结合实验步骤提问，如：“压片过紧或过松为什么都不行？氧弹充氧需要注意什么？如何判断点火是否成功？”根据学生回答问题情况，随机提问或续问，通过问题启发法，培养学生科学思维和分析问题的能力。4.3.3"学生自主操作实验（约120min）学生完成水当量的测定和萘的燃烧热的测定，具体操作包括称重、压片、装置氧弹、点火、记录实验数据等。教师要持续关注学生实验情况，巡回单独指导，及时发现学生操作过程中出现的问题并予以纠正，提高学生的动手操作能力。尤其是装置点火丝步骤，教师必须逐个检查，确保准确到位。在实验过程中，要求学生认真、严谨、细心、耐心，培养实事求是的科学态度和一丝不苟的工作作风。4.3.4"实验数据处理（约25min）学生实验操作结束后，教师通过燃烧热数据处理软件进一步现场演示、讲解实验数据的处理方法，并警示学生不得编造、抄袭数据，要保证数据的真实性，树立实事求是的科学精神；然后学生在各自的计算机上独立处理实验数据，在此期间教师来回巡视，发现数据处理有误的及时单独指导。4.3.5"实验结束（约10min）教师检查学生原始实验数据，合格后签字并允许学生拆卸实验装置；要求学生整理实验台面并对实验产生的固体废弃物萘等进行回收处理，树立环保意识，培养职业道德和社会责任感。4.4"课后延伸1）提醒学生认真完成实验总结报告，通过撰写实验报告学会分析实验数据和实验结果；提醒学生下一次实验课时交实验总结报告；2）提醒学生及时完成下一次实验课的线上学习任务（包括线上小测验），并认真撰写实验预习报告；3）发布关于实验原理、实验操作、实验注意事项等的思考讨论题，通过线上交流讨论，增进师生、生生间的交流和情感，引导学生热爱专业、热爱学习；发布思考题“量热计在实际生产生活中有应用吗”，帮助学生了解行业发展现状，激发学生学好专业知识和技能的决心，使其志存高远。4.5"教学评价通过线上学习情况、预习报告、线下互动环节、实验室操作和实验报告五个部分来评价学生的学习效果，在线上发布的讨论题中融入思政元素，纳入讨论环节计分，约占线上学习的5%。4.6"教学反思本实验课基于教学目标，设计了实验课前准备、线上自主学习、线下实验教学、课后延伸、教学评价等教学环节，简单明了、重点突出，每个环节都“润物细无声”地融入思政元素，如图1所示；结合学生线上学习情况，以问题为导向，进行线上线下相结合的混合式教学。在教学中，教师少讲解多指导，学生多动手多思考，从线上学习到线下学习，从预习到撰写实验报告，从实验操作到数据处理，环环相扣、条理清晰，学生会学会做会用。如何确保全程有机融入思政元素，和风细雨地浸润学生的心扉，激发学生的使命感，增强其专业自信，帮助其树立实事求是的科学作风和安全环保的意识、可持续发展的理念和国家能源安全观等，还需要教师巧妙设计，最终达到育人与育才同向同行。5"结束语实验教学是一种培养学生实践创新能力、科学精神和科学家精神的重要载体，在教学实践过程中，教师可以从两方面充分挖掘实验课程中蕴含的丰富的思政元素，有机融入教学各个环节。1）与时俱进，持续关注