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無機化學中鈉元素教學融入課程思政素材

2024-03-17 14:18季甲侯銀玲劉英呂璇
科技資訊 2024年2期
關鍵詞:無機化學課程思政教學

季甲 侯銀玲 劉英 呂璇

[摘?要]鈉元素作為化學學科的基本內容,其課程思政素材的挖掘與應用對于培養學生的思想政治素質具有重要意義。以“鈉”元素教學課程思政元素挖掘為出發點,從人文歷史知識與理工課程課堂教學相融合、家國情懷滲透與科學思維方法訓練相融合、中國優秀傳統文化與專業課程知識相融合、社會主義核心價值觀與文化素養相融合等四個方面探索在無機化學課程教學中融入相應的課程思政元素。通過深度挖掘鈉元素教學中蘊含的課程思政素材,豐富廣大無機化學教師的課程思政案例庫內容體系,同時調動學生學習激情,增強育人效果。

[關鍵詞]無機化學??教學??課程思政??鈉

中圖分類號:G651

Integration?of?Ideological?and?Political?Education?Materials?of?the?Course?into?the?Teaching?of?Sodium?in?Inorganic?Chemistry

JI?Jia??HOU?Yinling??LIU?Ying??LYU?Xuan

(School?of?Science,?Kaili?University,?Kaili,Guizhou?Province,?556011?China)

Abstract:?As?the?basic?content?of?chemistry,?the?mining?and?application?of?ideological?and?political?education?materials?in?the?course?of?sodium?is?of?great?significance?to?the?cultivation?of?students'?ideological?and?political?quality.?Taking?the?mining?of?ideological?and?political?education?elements?in?the?teaching?course?of?"sodium"?as?the?starting?point,?this?paper?explores?the?integration?of?corresponding?ideological?and?political?education?elements?in?the?curriculum?into?the?teaching?of?Inorganic?Chemistry?from?four?aspects:?the?integration?of?humanistic?and?historical?knowledge?with?the?classroom?teaching?of?science?courses,?the?integration?of?the?patriotism?infiltration?with?scientific?thinking?method?training,?the?integration?of?excellent?traditional?Chinese?culture?with?professional?curriculum?knowledge,?and?the?integration?of?core?socialist?values?with?cultural?literacy.?By?digging?deeply?into?ideological?and?political?education?materials?in?the?teaching?course?of?sodium,?the?content?system?of?the?case?base?of?ideological?and?political?education?in?the?curriculum?of?inorganic?chemistry?teachers?is?enriched,?and?students'?learning?passion?is?mobilized?to?enhance?the?educational?effect.

Key?Words:?Inorganic?Chemistry;?Teaching;?Curriculum?on?the?ideological?and?political?dimension;?Sodium

元素化學是無機化學課程授課內容體系的重要組成部分,元素化學部分的知識點及授課課時占到無機化學總課時的一半甚至更多。堿金屬和堿土金屬是元素化學教學中最先需要引入的教學內容,而“鈉”是堿金屬章節中最為重要的元素之一。目前,關于元素化學教學的課程思政研究探索和成果不多,已對其研究并公開發表論文或研究成果的均為對某幾個元素集合或者是對全部元素進行粗略概述,針對某一元素特別是“鈉”元素進行課程思政元素挖掘及教學研究還未見報道。

黨的二十大報告中第五部分“實施科教興國戰略,強化現代化建設人才支撐”指出“教育是國之大計、黨之大計。培養什么人、怎樣培養人、為誰培養人是教育的根本問題。育人的根本在于立德?!北疚囊浴扳c”元素教學課程思政元素挖掘為出發點,探索在無機化學課程教學中融入相應的課程思政元素。以期豐富廣大無機化學教師的課程思政案例庫內容體系,同時調動學生學習激情,增強育人效果。充分發揮自身優勢,落實二十大精神決策部署,為實現人民滿意的教育貢獻綿薄之力。

1?人文歷史知識與理工課程課堂教學相融合

按照絕大多數高等院校招生錄取要求,化學專業學生高考自選科目為物理、化學、生物,可選擇政治、歷史、地理等文科科目的學?;驅I非常少,具有較好文科學科素養的化學專業學生更是少之又少?!扳c”元素屬元素周期表中第一主族,處于元素化學開篇位置,一般為新學期第一節課的授課內容。從鈉元素發現歷史、元素“鈉”中英文名稱由來等出發,探索將人文歷史知識融入到理工課程課堂教學,做好元素化學起始章節的課程導入,達到春風化雨、潤物無聲的課程思政效果。

1.1?鈉元素的發現歷史

鈉元素的發現歷史可以追溯到19世紀初。當時意大利物理學家伏特發明了電池,隨后各國的化學家們成功利用電池電解分解水。英國化學家亨利·戴維在1807年進行了一系列電解實驗,發現了一種新元素——鉀。通過進一步的研究,戴維成功地從苛性草木灰中提取出了這種新元素,并將其命名為"Potassium",以表明這是一種真正的元素。幾天后,戴維又電解了無水碳酸鈉,在陰極產生金屬鈉單質[1]。

1.2?元素“鈉”中、英文名稱由來

因為鉀是電解熔融KOH(Potash)得到的,而鈉是電解無水Na2CO3(Soda)得到的,戴維將鉀和鈉分別命名為Potassium和Sodium,形成了鉀元素和鈉元素的英文名稱。鈉的化學符號Na來自它的拉丁文名稱Natrium。把元素名稱翻譯為中文,一般都是從拉丁文進行音譯,用造新字的辦法來解決。要求新造的固態金屬元素中文名稱用金字旁,并且要求元素名與拉丁名諧音,如有可能同時要求考慮會意[2]。Natrium的第一個音節發音“那”,現代中文用“金”字旁加上“內(nà,音納,古同納。有受納,進針之意)”字而造出“鈉”這個字。

1.3?課程融合

當化學作為一門學科系統地傳入中國時,中國原有文字不能滿足新生學科的文字需要,因此,就會用新的字、詞來給它們命名?;瘜W元素漢字新造字在這里主要是指清代《康熙字典》沒有收錄、近一百年來才出現的漢字。這些新造的化學元素名稱都是形聲字,以“鈉”為例,是以“金”為偏旁,附加與源詞某個音相近的漢字。隨著國內高校國際化的趨勢逐漸加大,畢業生就業渠道加速擴展,這對化學專業畢業生的英語能力提出了更高的要求。在現有化學專業英語課程課時不足、學生認可度不高的情況下,嘗試在大一階段的專業核心課程或基礎課程中引入化學專業英語知識,并結合化學元素名稱造字原則等知識進行講解,會極大地提高學生課堂學習的興趣,提升課堂教學效果。

2家國情懷滲透與科學思維方法訓練相融合

對于學習化學的學生和從事化學教育的老師而言,“侯氏制堿法”的大名可以說是家喻戶曉。許多化學教師也以侯德榜先生的先進事跡作為課程思政素材用于課堂教學,大力弘揚以愛國主義為核心的民族精神。需要注意到,在將“侯氏制堿法”應用到鈉元素的教學工作中時,絕大多數老師僅僅是挖掘出民族精神和家國情懷之類的課程思政素材,而忽略了科學思維方法的訓練。

筆者結合多年無機化學教學實踐和課程思政素材挖掘,把“侯氏制堿法”中蘊含的科學思維方法與“鈉”元素教學中的重要知識點結合起來,創造性地應用到教學實踐中。

2.1?侯氏制堿基本原理

“侯氏制堿法”也被稱為“聯合制堿法”。其基本原理是以氯化鈉、二氧化碳、氨和水為原料,制取純堿,副產氯化銨的過程。純堿是基本化工原料,用量大,在國民經濟中占重要地位。氯化銨主要用作農肥,但它的質量影響著純堿工業的發展?!昂钍现茐A法”主要化學反應方程式如下:

2.2?科學思維訓練

在堿金屬的重要鹽類教學內容中有碳酸鹽相關知識,其中最重要的碳酸鹽是Na2CO3。工業上生成碳酸鈉的方法有氨堿法和聯合制堿法。氨堿法,1862年由比利時人索爾維提出的,也稱索爾維制堿法,其主要化學反應方程式如下:

溶解度較小的NaHCO3析出后,加熱分解得到Na2CO3氨可以循環使用,同時得到副產物CaCl2。

聯合制堿法其基本原理與氨堿法相同,該法特點在于將制堿工業和合成氨工業結合起來。聯合制堿法中需要的CO2是由合成氨原料氣即H2和CO混合氣中的CO轉化而成。于是剔除了煅燒石灰石生成CO2的工業過程。聯合制堿法保留了氨堿法的優點,改變了濾液處理方法,使食鹽的利用率從原來的70%一下子提高到96%,大大的提高其利用率,而得到的副產物NH4Cl是有用的化學原料和農業氮肥,用途較廣[3]。

通過對比“索爾維制堿法”與“侯氏制堿法”的區別,進行科學思維的訓練,使學生在獲得知識和提升興趣方面同向而行,既掌握了鈉元素的碳酸鹽和碳酸氫鹽的重要化學性質,又對提高學生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力有著巨大的影響。

3?中國優秀傳統文化與專業課程知識相融合

從江蘇鹽城的歷史沿革出發,以坐落于鹽城的中國海鹽博物館和新四軍紀念館為載體,引出紅色文化傳承、世界遺產保護等知識,此外把NaCl的晶體結構同中國海鹽博物館造型理念結合起來,使得中國博大精深的傳統文化融入化學專業課程教學。

3.1?鹽城概述

鹽城,西周前為“淮夷”地。西漢高帝六年,始建鹽瀆縣。東晉晉安帝義熙九年,因“環城皆鹽場”更名鹽城。1945年,抗日戰爭勝利,中國軍隊收復鹽城。1947年10月底,鹽城獲得解放。

3.2?中國海鹽博物館與NaCl的晶體結構

鹽城中國海鹽博物館于2006年1月23日經國務院批準成立,是全國唯一一座反映中國海鹽歷史文明的專題博物館,建筑外觀以銀白色正六面鹽結晶體造型點綴,宛若串串鹽晶散落串場河畔[4]。

江蘇鹽城中國海鹽博物館俯瞰圖中的正方體結構造型正是來源于NaCl的晶體結構,借助此例講解NaCl的晶體結構及陰陽離子的配位關系,并引出博物館的設計理念,可有效提升學生的學習興趣。課堂展示ppt中夜幕下美輪美奐的博物館照片對學生形成強烈的視覺沖擊,將枯燥且抽象的結構化學知識以具體的建筑實物展現出來,無形中增強了學生的理解和記憶能力。

3.3?紅色文化傳承

新四軍紀念館,坐落在江蘇省鹽城市建軍東路159號,是全面地、系統地反映新四軍抗戰征程的綜合性紀念館。新四軍紀念館是全國國防教育示范基地、全國愛國主義教育基地、江蘇省五大重點紀念館之一。2014年8月24日,新四軍紀念館被列入第一批國家級抗戰紀念設施、遺址名錄[5]。

借助新四軍紀念館的介紹引導學生課下了解黨史,讓學生深入了解并學習各個關鍵戰役的故事,并深化對紅色文化的理解與認識。從英烈彪炳的功勛里,讓學生認識到紅色政權來之不易,中國特色社會主義來之不易。從而加強黨史、國史、改革開放史、社會主義發展史“四史”教育,潛移默化中對其進行紅色教育,增進愛國熱情,堅定中國特色社會主義文化自信和道路自信。

縱觀各層次高等院校,理工科學生的文學閱讀能力、文章寫作水平跟文科類學生差距較大,這不利于本科人才培養的全方位提升。黨的二十大明確,“廣泛踐行社會主義核心價值觀,深入開展社會主義核心價值觀宣傳教育”。筆者探索將學生人文素養與社會主義核心價值觀相融合,深入挖掘與“鈉”元素教學相關聯的制堿工業及廢渣處理過程的課程思政元素。

4.1堿渣山上的綠色奇跡

堿渣是指工業生產中制堿和堿處理過程中排放的堿性廢渣。堿渣成份主要包括碳酸鈣、硫酸鈣、氯化鈣等鈣鹽為主要組分的廢渣,還含有少量的二氧化硫等成份。天津堿廠1917年建廠以來一直排放的堿渣使塘沽(現濱海新區)突兀起三座堿渣山,成為天津市最大的工業固體廢物污染源。1996年,在天津市政府的領導下,塘沽區政府成立了堿渣治理領導小組辦公室,原天津市塘沽區利用五年時間,建設了一座占地33萬平方米的山體公園——紫云公園。公園內7個景觀區風格各異,山水環流,蹊徑蜿蜒,奇石錯落昔日的堿渣山如今變成了美麗的公園,成為人們休閑觀光的好去處[6]。

紫云公園把人與自然的交流放在首位,將堿渣山的劣勢轉化為優勢,利用其獨特的景觀效果,在被破壞的環境當中建設出一派生機勃勃的綠色天地。不僅保護和修復了生態系統,還建設了合理的多層次、多結構、多功能的人工植物群落,保護了生物的多樣性,建立了動植物與人類和睦相處的城市生態環境。塘沽堿渣山治理工程產生了巨大的經濟效益、社會效益和環境效益。堿渣治理后,大氣環境得到了改善,不但對濱海新區大氣環境質量的改善起到了重要作用,而且也為治理城市區域內大面積開放污染源提供了寶貴的經驗。

4.2?古代文學與現代污染治理的完美結合

紫云公園東入口處鮮花叢中有一臥碑,其上為石刻《紫云山記》講述了天津塘沽區把制堿固體廢棄物轉變為綠水青山的偉大事跡?!蹲显粕接洝酚性疲骸啊袗蹏鴮崢I家范旭東先生,……開民族制堿工業之先河……氨堿法制堿,必排廢液,久曬為渣,污染環境?!坪浦茐A渣大軍,懷愚公移山之壯志,蓄戰天斗地之豪情,……此碑勵示后人要世代保護環境,美化家鄉,使未來之塘沽永為人間佳境,世上桃園!”

習近平總書記指出“推動中華優秀傳統文化創造性轉化、創新性發展,為民族復興立根鑄魂”,“要堅持守正創新,推動中華優秀傳統文化同社會主義社會相適應,展示中華民族的獨特精神標識,更好構筑中國精神、中國價值、中國力量”[7]?!蹲显粕接洝氛侵袊F代污染治理工程對古代文學的一次創新型發展,人民公園景觀設計與古代文學的一次思想碰撞,社會主義核心價值觀與文化素養的一次有效融合,對全民樹立文化自信起到了積極的作用。將其作為課程思政元素引入課堂教學,增強學生對富強、民主、文明、和諧的社會主義國家的主觀認同[8]。

5結語

本文從人文歷史知識與理工課程課堂教學相融合、家國情懷滲透與科學思維方法訓練相融合、中國優秀傳統文化與專業課程知識相融合、社會主義核心價值觀與文化素養相融合等四個不同維度,深度挖掘無機化學中“鈉”元素教學中蘊含的課程思政元素,將課程思政與無機化學課堂教學有機融合。同時,創新型地構建了“鈉”元素教學課程思政案例庫體系,可為無機化學教師和化學及化學相關專業師生提供有益參考,有力促進無機化學課程思政教學探索和改革。

參考文獻

[1] 沙國平,張連英.化學元素的發現及命名探源[M[.成都:西南交通大學出版社,1996:11-17.

[2] 王琳.近現代化學元素名稱研究[D].大連:遼寧師范大學,2015.

[3] 宋天佑,徐家寧,程功臻,等.無機化學(下冊)[M].北京:高等教育出版社,2019:489-490.

[4] 中國海鹽博物館.中國海鹽博物館簡介[EB/OL].[2023-04-21].?https://www.chinahymuseum.com/list/31.html.

[5] 國務院.國務院關于公布第一批國家級抗戰紀念設施、遺址名錄的通知[EB/OL].(2014-08-24)[[2023-04-21]].http://www.gov.cn/gongbao/content/2014/content_2745926.htm.

[6] 光明日報.天津新愚公移走堿渣山?[EB/OL].?[2023-04-21].?https://www.gmw.cn/01gmrb/2005-03/27/content_204423.htm.

[7] 習近平.把中國文明歷史研究引向深入?增強歷史自覺堅定文化自信[J].求知,2022(8):4-6.

[8] 李曉麗.高校中華優秀傳統文化傳播與傳承路徑探索[J].文化創新比較研究,2023,7?(25):92-96.

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