化学信息学课程教学融入思政元素的探索与实践
时间：2023-01-16 18:40:05 来源：天一资源网 本文已影响 人 
吴芳辉，叶明富，康延赏，王晓玲，岳彩波
(安徽工业大学 化学与化工学院，安徽 马鞍山243002)
化学信息学课程是化学化工各专业必修基础课，旨在通过对概率论与数理统计学基础知识及数据处理方法和技能的教学，培养学生利用所学解决化学工程实践中实际问题的能力，发展他们的创新思维。另外在上机部分强化计算机绘图、制表的基本方法，使学生在数据处理过程中能熟练运用常用软件，为后续相关科研活动以及毕业(设计)环节打下坚实的基础。近10年来，我校化学信息学课程建设瞄准新时代课程建设目标，制定了科学的课程建设规划，实施了分层次、多类型的培养方案，大量引入现代化的教育技术，积极稳妥地推进教学改革，成效显著。目前，我校化学信息学课程作为安徽省大规模在线示范课程(MOOC)已经全面上线，受众人数急速增长，在新冠疫情期间发挥了重大作用。
在“大思政”教育格局下，为了发挥非思政课程的协同育人功能，化学信息学课程组认真梳理课程中所蕴含的思想政治教育元素和所承载的道德教育功能后，优化课程设置，重新组织、构建、丰富和完善教学内容，就各个教学环节包括理论教学、课内研讨、课堂展示、上机实践等渗透思政教育具体实施路径进行了探索。
随着科技的高速发展，以概率统计学为核心内容的化学信息学课程应运而生，该课程的主旨是使未来的化学工作者掌握科学、有效、快速、简单的处理实验数据的方法，培养学生灵活应用数学的思维方法和能力，因此再结合化学化工专业的特点，理论联系实际，有必要大力调整现有的不完全规范的课程设置，重视学生的全面发展，发挥出该课程隐性思政教育的功效。例如，课程开讲之初就穿插专业教育，根据化工学院现有的专业设置、研究方向、牵涉领域和化学工业的发展前景，培养学生的爱国精神，激发学习的热情。同时，帮助解决学生面临的困扰和迷茫，准确评价个人目标与现实的差距，充分认识自身的价值和特点；
督促学生尽早规划学习生涯，确定学习目标；
教导学生从深层次出发领会中华民族伟大复兴“中国梦”的深刻内涵，学习中国历史，了解历史使命，萌生出艰苦奋斗的信念。
第一，为了更好地在化学信息学课程中落实思政教育，强调课程的工科背景，并依据本课程的教授特点，通过精心设计多种多样的思政教育实际案例对教学内容进行更新和补充，保证教学内容中顺利融入人文精神教育。例如，基于化学信息学的课程内容，结合企业的扩量增产所导致的全球性生态危机的加剧，指出运用正交实验法进行实验设计，推崇工艺技术革新的意义。同时，有意识地让学生领会中央关于能源产业的“高效、节能、降耗、减排”的精神，强化学生利用所学合理解决降本增效、生态文明和可持续发展等实际问题，树立“绿水青山就是金山银山”的理念，从而培养学生的主人翁意识和社会责任感。
第二，课程教学过程中着重搜寻概率统计学领域知名科学家历经坎坷、艰辛和曲折才获得显著科学成就的事例，制作文字、图片和视频等多媒体宣传资料展示他们的研究细节和研究习惯，用名人的敬业精神和独特的人格魅力来感染和激励学生。例如，介绍概率统计学界的泰斗高斯发现质数分布定理、最小二乘法，得到正态分布曲线(又称为高斯钟形曲线)，以及仅用尺规便构造出了十七边形为欧氏几何提供了重要补充等事迹，这些事迹可以从侧面使学生深刻理解科学家取得的巨大成就离不开实事求是、一丝不苟的工作态度。另一方面，通过对高斯虽然在数学、物理、天文学甚至大地测量学领域成就甚多，但是不贪图物质享受，乐于助人的高风亮节的事迹介绍，引导学生养成志愿服务社会的思想品格。
第三，授课过程中，可从自身研究经历出发分享课程教研组成员在科研领域取得的一些成果，包括研究方向、研究目标、专利、国内外期刊论文等，同时还详细介绍与课程内容相关的研究技能与方法，并对学生开展科技伦理教育。例如，告诫学生在所有的化学测定实验结果发表之前，必须采用误差分析章节中讲授到的三倍标准偏差法、狄克逊检验法、格鲁布斯检验法或者科克伦最大方差检验法检测按照各种实验方法测得的数据中是否存在异常值，并采用适当的方式决定保留或删除，也需要进行重复性和周期性实验来观察数据的稳定性和再现性，另外样品分析环节还需采用标准加入法来验证方法的回收率和精确度等，强调学生应本着科学的态度反复查证，才有可能避免令人存疑的数据，获得同行的认可。最重要的是，这个研究过程杜绝了“复制”和抄袭，使学生初步具备了科研工作者优良的职业素养。
第四，将创新创业理念输入实践教学体系是加强和改进高校思政工作的必备措施。依托我院拥有的现代化、数字化计算机房，化学信息学课程为学生提供了一个自主学习的良好平台和实践环境，追踪各种实用化学软件的最新发展趋势，同时借助网络和多媒体为学生推送丰富的学习背景资料及其它各种资源，将学生置于实际化学问题的氛围之中，有效构建了教学与实践相结合的思政教育软环境，具有鲜明的时代性特色。例如，上机部分指导学生采用Excel软件中“NORMDIST”函数计算正态分布的概率时，运用情景模拟教学法让学生明确该方法可解决现实生活中呈现正态分布的很多现象，如随机误差分析，人口年龄分布模型、气候气温变化、企业薪资发放标准以及医学资料中身高、体重、脉搏、血红蛋白、血清总胆固醇等指标的频数分布等，督促学生认真细致地观察，从而培养学生的知识应用能力和实践创新能力，为国家培养出一大批高素质、动手能力强的实用型复合人才奠定基础。
第一，鉴于化学信息学课程作为安徽省大规模在线示范课程(MOOC)已经全面上线，在章节单元的设计上，可以借助慕课的强大功能或新媒体及网络教学平台，有意识地添加一些宣传马克思主义方法论的视频和文字资料，或直接创设思政教育立体化网络体系，并设置调查问卷任务，也可以在内容上努力创造思政教育情境，实现思政教育的发散性、常态化和社会推广性。例如，讲授到统计学知识假设检验内容中两类错误的描述时，以国内外司法机关的审判为典型，介绍弃真错误和取伪错误的产生情况，同时补充国内外司法系统的不足之处，开阔学生的眼界，潜移默化地引导学生树立正确的人生观和价值观。
第二，中国传统文化源远流长，博大精深，教师必须与时俱进、勇于探索、开拓进取，善于接受新观念，考虑如何让学生吸收这些永不过时的精神财富，以满足学生对新知识的追求。例如，教学过程中提倡学生就中华优秀传统文化的传承等社会热点问题开展分组、多层次、开放合作式大讨论，以自身思想波动以及接收到的外界信息为契机交流心得，触类旁通，引导学生对自己的学习态度、方法与效果进行反思，涵养人文精神，增强民族的凝聚力和向心力，同时增强学生的协调组织和沟通能力。
第三，授课教师利用课余的点滴间隙时间，充分发挥自己的亲和力，以情感为纽带，与学生进行近距离的交流，探讨他们的学习情况、生活状态、兴趣爱好以及今后的学习规划、学习目标等方面内容，同时宣讲红色文化，将人文关怀落到实处，不仅有效提升了自身的思政素养，而且使学生逐渐认同我党的方针政策，有效增加课程思政教育的针对性和实效性。
综上所述，为了契合协同育人的教育宗旨，我们通过优化重组化学信息学课程内容，完善教学设计，在课程教学计划中突出思政教育的亮点，并将其充分融入讲授、实践、展示、讨论等各个教学环节，真正实现课程知识体系传授和思想政治教育的和谐统一，锻造出了一门集理论与实践、基础与特色、知识传授和价值引领于一体的化学化工类专业核心课程。
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