引言

党中央明确提出高校思想政治工作要服务“立德树人”这一根本任务，要求深化思想政治理论课程与专业课程的融合，强化思政元素在教学中的渗透，尤其是在实验教学和实践课程中的应用。化学实验教学是理工科学生公共及专业类课程的重要组成部分，教育能力及素质目标最¹终指向理论融合实践。学生在这门课程中，不仅要掌握实践的基本认知，基础的科学实验技能，更应在实验设计、实施与反思的过程中，结合实践体验与思政元素，提升个人的科学思辨能力，提高思想政治觉悟和认识水平。化学实验教学为学生提供了与科学探索、实验设计、团队合作等实践活动紧密相连的机会，为学生知识应用起到指导作用，在创新思维上有启发意义，对解决工作和生活中的实际问题有很大的帮助，更能依托实验培育科学家精神。

2020年9月11日，习总书记在科学家座谈会上提出了“科学家精神”，科学家精神有着深刻的文化内涵，它蕴含着探索精神、创新精神和责任精神等多维特质。一一解读，便能了解探索精神是科学家精神的核心，这个核心在文字视角和研究视角有着同等重要的地位，体现在对未知世界的求知欲，以及因这种求知欲而引发的对自然规律的探索。科学家在探索过程中通过提出问题，并针对问题设计假设，在假定的虚拟环境里反复实验，不断验证和发现真理。创新精神从思维的角度看，是科学发展的强大动力，需要认识新事物，整合优化资源和流程的能力和水平。科学家不仅是技术的执行者，更是思想的开拓者，他们突破传统、挑战现有观念，推动学科和社会进步。更重要的是，科技进步和社会发展密切相关，科学必须契合社会发展的规律，增进人民福祉。所以，科学家精神必须包含对社会的责任感，科学家首先应该考虑研究成果对社会、人类和国家的影响，遵循学术道德和伦理，推动科技向善发展。正是这些精神，让科学家们不断实现学术突破，更推动了社会进步和国家发展。在化学实验教学中，通过引导学生了解和认同科学家精神，能够激发他们的科研热情、创新意识，并培养他们的社会责任感。

本文以无机化学实验中若干个经典实验为案例，通过“基本原理—实验操作—总结探究”的教学设计，将科学家精神贯通到实验教学的思政教育中。采用理论和实践分析、翻转课堂和课堂研讨等多元化的策略，激发学生主动探索和批判性思维，塑造学生探索精神、创新精神和责任精神。这一教学探索旨在培养兼具专业知识、创新思维和社会责任感的专业人才，最终实现实验过程中“立德树人”的目标。

一、现状和问题

在高等学校教学过程中有效融合思政教育，并通过科学家精神的传递引导学生树立正确的人生观、价值观、世界观，已经有很多研究者对相关问题进行了探讨。本文讨论的中心问题，则在于理工科专业学生化学实验课程中思政元素的挖掘，以及科学家精神的培养。主要讨论问题在于：科学家精神在化学实验课程中的实践路径有哪些，如何进行教学设计与策略能更有效的有效的融入科学家精神，如何进行评估与反馈，具体如图1。

二、手段和措施

（一）将教育理论应用于科学家精神的传递

教育理论能为教育活动提供基础理论依据，也能为科学家精神在化学实验教学中的渗透提供指导。比如开放式的实验任务，让学生自主选择实验方法和步骤，引导学生提出科学问题，并通过实验寻找答案，以此培养学生探索创新的科学家精神；可以选择小组实验，鼓励学生分工合作解决问题，以此培养学生团队合作的科学家精神；可以设计与实际生活或科研相关的实验，如水质检测、水污染净化等，让学生体验在真实情境学会应用，增加学生实践能力，培养服务社会的科学家精神。

（二）强化化学实验全过程中的科学家精神思政教育

对于化学实验教学，全过程融入科学家精神，即从教学目标、实验过程、实验结果分析等各个环节进行精心设计，分别从不同角度与科学家精神进行融合，使学生在学习过程中受到价值观和思想政治教育的引导，最终达到思政教育目标的实现，即理论知识、实践能力、思想道德品质以及科学家精神。其相互间关系及实现路径见图2。

可以看到，关于教学全过程的设计与科学家精神的融合，对不同过程各有其重点。而各个教学过程中对于培养科学家精神这个思政目标的实现路径，则是交叉而非单一的，是在全过程中实现理论知识的学习、实践能力的培养、思想道德品质的熏陶，培养大学生们的科学家精神。

（三）创新化学实验中嵌入科学家精神与思政教育内容的模式

化学实验教学模式方法也随着教学理念的更新不断创新和优化，灵活的运用能激发学生的学习兴趣，更好地将科学家精神和思政教育融入到化学实验教学中。

1. 翻转课堂

翻转课堂让学生自主学习，经课堂互动学习知识，常用于教学。对于化学实验教学课程，教师多会在课前通过线上学习平台，推送化学实验安全以及实验基本操作的视频等资源，让学生自主学习，并通过平台实时互动。课堂上，学生通过实验实践和小组讨论进一步深化理解，教师则通过针对性的指导，帮助学生解决实践中遇到的问题。通过这种方式，有助于实现以下目标：一是增强学生的自主学习能力：课前自主学习实验原理和方法，在课堂上参与实验操作，培养其主动学习的意识；二是激发学生的创新精神：学生可以在实验中提出问题并探索解决方案，激发其创新思维；三是增强批判性思维：学生在实验过程中不仅关注实验结果，还能通过讨论和反思提升批判性思维，培养其独立思考能力。

2. 项目式学习

项目式学习通过围绕某一实际问题进行深入研究，使学生在解决问题的过程中，既能够掌握学科知识，又能提高综合素质。在化学实验教学中，可以贴近学生的学习生活设计一些开放性项目，如“水质硬度检测”“果蔬中维生素C含量测定”“自制安全烟花”等，让学生通过资料检索调研、团队合作、实验设计与实施等全过程，提升他们的创新能力、团队合作和探索精神。

3. 协作式学习

协作式学习是化学实验教学中一种重要的教学方法，其能鼓励学生在团队中发挥各自的特长，培养他们的团队合作精神和解决问题的能力。协作式学习尤其适合与项目式学习综合运用，教师通过提出项目，学生自行分组，并在组内协调任务，分工合作完成任务。这种方法有如下优势：一是增强团队协作能力：学生自行组队，在团队中互相协作，共同解决问题，从而增强团队合作精神；二是促进思维的碰撞与创新：学生在小组讨论和合作中，能够激发创意，提出新思路，找到新办法，培养学生的创新精神。

三、大数据与虚拟实验应用

随着信息技术的发展，大数据和虚拟现实技术也应用于实验教学。这些技术手段不仅能够帮助学生更好地理解较为抽象的实验原理，还能提供更为便捷的学习方式，尤其对于某些限于实验室条件暂时难以接触到的实验资源，更能为学生提供更多的学习与实践机会。通过应用大数据分析实验数据，学生可以理解化学实验的实质与规律，进行更深层次的数据分析，培养他们的数据分析能力和批判性思维。而虚拟实验平台的应用，在降低教学成本的同时也提高了实验的安全性和灵活性。尽管前期开发虚拟仿真软件或购买仿真实验平台需投入资金，但一旦投入使用，则能不限使用次数，非常适用于人多面广本科实验教学。

四、无机化学实验科学家精神思政教育实践案例分析

本章以4个常见的化学实验案例，探讨如何将科学家精神与思政教育有机结合，让学生在实验过程中理解并培养科学家精神。每个实验案例从实验的主要内容与目的出发，揭示实验中出现的问题与思考，以及有关科学家精神的引导与体现，引导学生进行思考与反思，从而实现思政与学科知识的深度融合。主要路径见图3。

（一）实验案例一：醋酸电离常数的测定与科学家精神的体现

本实验主要通过让学生练习配制溶液，学习使用酸度计，处理数据，并对理论知识进行复习和验证，思考pH值与温度对解离常数和解离度有无影响。

在实验过程中，因为仪器的校准、实际的操作等问题，会出现数据波动的情况，导致计算结果出现误差较大的情况，部分同学会因此产生怀疑，不敢继续进行。在处理数据环节，要引导学生联系理论知识，结合计算结果，思考pH值与温度对解离常数和解离度有无影响，这均能为培养学生的科学探索精神提供契机。教师应该引导学生分析探讨实验中出现的数据偏差或波动的原因，鼓励他们分析室温、溶液pH值、或不同样品的测定顺序对实验结果的影响，并通过规范操作及反复验证来消除误差，以此培养学生解决问题的能力与科学探究的耐心与恒心。

通过引导能让学生认识到，尽管实验数据可能会出现误差或偏差，但科学家在科学研究过程中也无数次面临类似的问题。比如居里夫人在发现镭元素的过程中，进行了无数次实验，从数以吨计的矿石中，反复的进行粉碎、溶解、加热、过滤、结晶，数年的尽心劳动，提炼出0.1g的氯化镭。她的研究不仅发现了新元素，还为放射性研究奠定了基础。通过这样的学习，学生能够感受到科学探索的艰辛与不易，同时领会到科学家在探索未知的过程中严谨的态度，一切从实际出发，遵循客观规律，探索事物的本质。

（二）实验案例二：三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备与科学家精神的培养

本实验让学生在制备三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的过程中，练习溶解、加热、搅拌、洗涤、减压抽滤等基本操作，熟悉氧化还原、沉淀、配位的化学反应，学习了解光敏实验及物质的光化学活性。

此实验流程较长，涉及化学反应较多，操作细节较为繁杂。在实验过程中，部分同学因为具体实验操作细节不到位，会出现中间产物颜色状态异常，最终实验失败。或中间反应不到位不完全而导致最终产物三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的产量太低的问题。教师应及时引导学生分析问题产生的原因，从实验理论和操作技能两方面着手，如氧化剂及沉淀剂的选择，氧化、沉淀化学反应的控制，抽滤、蒸发、结晶过程的控制要点，学生互相间协同实验的互相配合等，全方面培养学生综合能力。

结合三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的光敏实验和光化学特性，通过介绍其在环境、农业、医药、材料学、分析试剂以及摄影和蓝图制作领域的应用，帮助学生理解科学家的工作不仅关乎个人与团队的业绩，更与人类生产生活和社会福祉息息相关。通过这种方式，学生不仅能够了解化学物质的实际应用，还能体会到科学家精神与服务人民、贡献社会的紧密联系。

（三）实验案例三：离子交换法测定硫酸钙的溶度积与实验反思

本实验让学生学习用离子交换树脂与需要物质进行选择性的离子交换反应，并通过滴定标定待测溶液pH值，并根据最终推算待测饱和硫酸钙溶液的溶度积。

在实验过程中，部分同学因为交换过程流速的控制，交换后漏掉洗涤，或难以控制反应终点等问题，导致最终数据出现错误。部分同学在数据处理过程中出现难以厘清数据转换关系或数量级换算错误的问题。教师一方面要引导学生精细规范操作，避免因错误操作导致数据有误，一方面指导学生厘清换算关系，尊重事实与科学，严谨求实，培养良好的科学态度。

引导学生回顾整个实验和数据处理过程，同时介绍离子交换的应用，如家用软水机，制备纯净水和超纯水，湿法冶金中分离、提纯和浓缩金属，还有处理放射性核废水等，引导学生体会科技工作者在研究探索领域“数十年磨一剑”的超然毅力，正是他们严谨治学、潜心研究、奋力前行，才创造出许多石破天惊的科技成就，服务人民和社会。

（四）实验案例四：三价铁离子与磺基水杨酸配合物的组成，以及稳定常数的测定与跨学科思维的培养

本实验让学生运用浓比递变法，配置由中心离子铁（Ⅲ）离子与配位体磺基水杨酸形成的系列配合物溶液，用分光光度计测定吸光度，并且用计算机绘制配位体摩尔分数——吸光度A曲线。根据曲线分析数据，最终得到配合物的稳定常数。该实验综合了运用了光的发射与吸收、光信号与电信号的转换、中心离子M与配位体L的配位关系，通过精确测量配合物对光的吸收程度，实现对样品浓度的定量分析。

在实验中，需要引导学生思考配合物溶液颜色与pH值的关系，溶液颜色的深浅与配合物浓度的关系，配合物浓度与其吸光度A的关系，介绍朗珀-比尔定律，这部分内容相对抽象，学生不易理解，结合实验现象进行解释则更加直观易于接收。本实验学生多在处理数据环节疑惑较多，软件运用中不知作何模式选择而导致表达的数理关系错误，或者漏掉图表细节而导致图表表达不明晰准确。要鼓励学生灵活运用作图软件，多做尝试与对比，尊重事实合理表达同时自行探索，琢磨不同类型作图模式的适用情况，正确处理数据并作图分析数据。

引导学生回顾实验与数据处理过程，向学生介绍现阶段常用的数据处理和作图软件，从Excel到Origin，提起学生对软件学习与应用兴趣。同时介绍红外光谱技术在现代化学研究中的应用，如反应过程监控和催化剂表征等，还可以介绍红外光谱技术在环境监测、食品检测等领域的应用，激发学生对跨学科知识的兴趣与创新意识，让学生意识到化学不仅是一门纯粹的自然科学，更是与人民生活、科学技术、社会发展紧密相连的学科。科学家们正是在潜心学习研究的同时关注新技术的发展应用，注重跨学科知识的积累与整合，勇攀高峰，团结协作，将科技成果积极转化，服务大众与社会。

结合以上4个常见的大学无机化学实验案例教学与科学家精神的结合路径分析可知，实验教学从实验的主要内容与目的出发，结合实验中出现的问题与思考，关联实验原理在现实生产生活中的应用拓展，以及在各个领域的发展应用，是对学生进行知识技能、科学思维，还有科学家精神培养的重要阵地。实验教学课程能激发学生的思政教育目标，从而实现思政与学科知识的深度融合。

五、结语

课程思政和立德树人是教育的落脚点，化学实验课程是其重要的实现方式之一，其不仅能进行科学原理的验证，更是学生科学思想和素养的培养阵地。科学家精神不仅是对科学探索和创新精神的传承，更是对责任感、使命感和国家发展的坚定承诺。本文分析了化学实验过程中融入科学家精神思政教学所面临的现状和问题，提出了强化科学家精神思政的措施和途径，同时通过典型案例分析探究了具体融入的方式。虽然本研究主要集中在化学实验教学中思政教育的融合，这一模式也可以在物理、材料、生物其他理工科实验教学中进行应用。通过实验教学这一特殊的教育方式，学生不仅能获取专业技能和知识，还能在实际操作过程中感悟科学家精神，内化社会主义核心价值观。

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