《仪器分析》课程思政优秀案例设计书
生物与环境学院学院
唐力
一、课程概括
仪器分析课程是浙江万里学院环境科学与工程专业的一门核心课程，旨在培养学生掌握现代分析仪器的原理、操作及应用，提升其在环境监测和分析领域的专业技能。课程内容涵盖光谱分析、色谱分析、电化学分析、质谱分析等多种现代分析技术，结合实际案例和实验教学，使学生能够熟练应用这些技术解决环境监测中的实际问题。
二、课程目标
（一）知识目标
系统掌握“光分析法、色谱分析法和电化学分析法”各类仪器的基本原理、基本构造、样品预处理及分析过程、定性定量方法以及在环境领域中的应用，并了解仪器分析发展的最新动态。
（二）能力目标
①能够根据实际样品信息，选择仪器分析方法，设计试验方案，独立进行精密科学试验；②分析和讨论试验结果、撰写报告，具备处理复杂问题的综合能力和高级思维。
（三）价值目标
①以培养学生科学、辩证、统一的认识论和方法论为基本出发点，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力，使学生具备求真务实的科学精神，客观严谨的科学态度和勇于开拓的创新意识。②以弘扬科研报国的情怀为使命，践行社会主义核心价值观，热爱专业，承担环保责任，具有社会使命感和主人翁意识。③学生能够尊重他人，善于沟通，谦虚谨慎，具有良好的实验素养和严谨踏实的工作作风，具有集体意识和集体责任感，具备团队协作能力。
三、思政元素
生态文明理念：
融入习近平总书记提出的“绿水青山就是金山银山”的生态文明思想，引导学生树立正确的环境价值观和可持续发展观念。
社会责任感：
强调环境科学与工程专业的社会责任，通过案例分析讨论环境污染的成因、影响及治理措施，培养学生对社会和环境的责任感。
国家环保政策和法规：
结合国家环保政策和法规的学习，帮助学生理解环境保护在国家发展战略中的重要性，增强其法律意识和守法精神。
职业道德与诚信：
讨论职业道德和诚信在环境监测与分析中的重要性，培养学生在实际工作中保持科学严谨和诚实守信的职业操守。
科学精神与创新能力：
鼓励学生在环境监测和分析中保持科学精神和创新能力，通过项目研究和实验教学，激发学生的创新思维和科研热情。
环境伦理：
讨论环境伦理问题，培养学生对人与自然和谐共生的理解，增强其在环境保护中的伦理责任感。
团队合作与沟通能力：
通过小组实验和项目研究，培养学生的团队合作精神和沟通能力，提升其在团队中的协作和领导能力。
爱国主义教育：
结合环境科学与工程的发展历程和重大成就，激发学生的爱国热情，增强其为国家生态文明建设贡献力量的使命感。
全球视野与国际合作：
通过介绍国际环境保护合作案例和先进技术，培养学生的全球视野，增强其在国际环境问题上的责任意识和合作精神。
可持续发展目标（SDGs）：
结合联合国可持续发展目标，讨论环境保护在全球可持续发展中的角色和重要性，培养学生对全球环境治理的关注和参与意识。
四、设计思路
（一）明确课程目标：知识目标、能力目标、价值目标
（二）课程内容设计：
将思政元素融入专业知识的讲授中，通过具体的环境监测案例和实际应用，展示环保政策和法规的重要性，增强学生的法治意识。
介绍生态文明建设的国家战略和重大成就，引导学生理解“绿水青山就是金山银山”的理念，树立正确的环境价值观和可持续发展观念。
结合环境污染治理的实际案例，讨论环境伦理和职业道德，培养学生在实际工作中的诚信和科学精神。
（三）教学方法设计：
课前自主学习：通过线上资源和课程资料，引导学生预习专业知识，同时提供与环境保护相关的政策文件和经典案例，激发学生的学习兴趣和思考。
课中互动教学：采用理论讲授与实验操作相结合的教学模式，利用实际案例和问题解决式教学方法，将思政元素自然融入课堂讨论和实验过程中。例如，通过分析污染事件，讨论其对环境和社会的影响，强调环保的重要性和科学监测的必要性。
课后延伸学习：鼓励学生进行课题研究和项目实践，将课程中学到的知识和思政元素应用到实际环境监测和分析中。通过撰写研究报告和参与环保活动，进一步强化学生的责任感和实践能力。
学生汇报
（四）评价与反馈机制：
多元化评价：采用线上测试、实验报告、小组项目和课堂讨论等多种评价方式，全面考察学生的知识掌握情况、实践能力和思政素养。
及时反馈：通过课堂互动和课后辅导，及时了解学生的学习情况和思想动态，给予针对性的指导和帮助，确保思政教育的有效性。
（五）教师团队建设：
提高教师的思政教育意识和能力，通过培训和研讨会，分享思政元素融入课程的经验和方法。
鼓励教师在教学中探索创新的思政教育模式，不断优化教学设计和方法，提高课程的思政教育效果。
（六）学生参与与互动：
创建开放的课堂氛围，鼓励学生积极参与讨论和表达自己的观点，通过互动增强对思政内容的理解和认同。
组织参观环保设施、参加环保志愿活动等课外实践活动，让学生在实际行动中体验和理解环保的意义，增强社会责任感。
通过以上设计思路，将思政教育有机融入仪器分析课程的教学过程中，培养学生既具备专业知识和技能，又具有高度社会责任感和职业道德的综合素质，成为新时代生态文明建设的中坚力量。
五、实施案例
案例1：原子吸收光谱法发展历程
教学内容：
（1）引入；（2）原子吸收光谱法的发展历程；（3）重要应用案例分析；（4）小组讨论；（5）总结与反思。
教学案例：
（1）早期研究（19世纪末至20世纪初）：
背景：19世纪末，光谱分析技术开始兴起。
重要人物：Kirchhoff和Bunsen的光谱分析研究奠定了基础。
课程思政：强调科学家的求知欲和探索精神，他们的工作为后来的发现打下了基础。
Kirchhoff（左）和Bunsen（右）
（2）AAS的发明（1950年代）：
重要人物：Alan Walsh在1955年发明了现代意义上的原子吸收光谱法。
技术突破：Walsh提出利用原子蒸气吸收光谱进行定量分析的方法。
课程思政：突出Alan Walsh的创新精神和科学严谨态度，鼓励学生学习和传承这种科学精神。
Alan Walsh
（3）AAS的发展和应用（1960年代至今）：
技术改进：包括石墨炉技术、氢化物发生器等的出现，极大提高了AAS的灵敏度和应用范围。
广泛应用：AAS在环境监测、食品安全、医药卫生等领域得到广泛应用。
课程思政：强调科学技术对社会的巨大推动作用，鼓励学生关注科技进步与社会发展的关系。
教学延伸：
（1）拓展阅读：推荐学生阅读相关科学史书籍和人物传记，了解更多科学家的故事和科学发现的背景。
（2）实践应用：鼓励学生设计并开展小型实验，验证AAS的基本原理和应用方法。
（3）跨学科交流：组织与历史学、社会学等相关学科的交流活动，讨论科学技术发展对社会进步的影响。
（4）科研训练：为有兴趣的学生提供科研训练机会，参与实际科研项目，深入理解AAS及其应用。
教学总结：
通过本教学案例，学生不仅能掌握原子吸收光谱法的发展历程及其应用，还能理解科学技术对社会发展的重要影响，培养科学精神、创新意识和社会责任感。
案例2：原子吸收光谱法干扰效应的消除办法
教学内容：
（1）引入；（2）干扰效应概述；（3）干扰效应的消除办法；（4）案例分析与讨论；（5）总结与反思。
教学案例：
（1）校正方法：
背景校正：利用背景校正技术（如氘灯背景校正），消除光谱干扰的影响。
系统思维：分析仪器各个组成部分，理解背景校正的工作原理。
辩证思维：探讨背景校正技术的优缺点及其适用范围。
（2）加入干扰抑制剂：
化学掩蔽剂：加入化学掩蔽剂，使干扰物质与掩蔽剂反应，减少其对待测元素的影响。
系统思维：从化学反应的角度分析掩蔽剂的选择和使用。
辩证思维：讨论掩蔽剂的选择对实验结果的影响，避免新的干扰效应。
（3）改变实验条件：
优化仪器参数：调整燃烧器高度、灯电流、光谱带宽等，优化测定条件。
系统思维：全面分析实验参数对测定结果的影响，选择最佳参数组合。
辩证思维：权衡不同参数对结果的影响，找到最佳平衡点。
（4）样品预处理：
标准加入法：通过标准加入法消除基体效应的影响，提高测定结果的准确性。
系统思维：设计实验方案，考虑标准加入法的步骤和注意事项。
辩证思维：分析标准加入法的优缺点，讨论其在不同情况下的适用性。
教学延伸：
（1）拓展阅读：推荐学生阅读相关学术论文和书籍，了解更多关于AAS干扰效应及其消除办法的前沿研究。
（2）实践应用：鼓励学生在课外设计并开展小型实验，验证所学的干扰效应消除方法，并总结实验结果。
（3）跨学科交流：组织与环境科学、材料科学等相关学科的交流活动，讨论AAS在不同领域的应用及其干扰效应的解决办法。
（4）科研训练：为有兴趣的学生提供科研训练机会，参与实际科研项目，深入理解AAS及其应用。
教学总结：
通过本教学案例，不仅能够让学生掌握原子吸收光谱法的干扰效应及其消除办法，还能培养学生的系统思维和辩证思维能力，强调科学研究的严谨性和实事求是精神。
六、特色及创新
（一）课程特色
（1）思政内容与专业知识紧密结合，深度融合：课程通过将环境工程与环境科学专业知识与思政元素相结合，引导学生深入探讨国计民生中的热点问题。教学内容不仅包含专业学科的学理和技术，还融入价值观、伦理、精神和素养等思政元素，培养学生对环境专业的全面理解。
（2）“课前、课中、课后”三维课程思政体系：课前，通过线上自主学习和测试，教师利用大数据分析实时掌握学生的学习效果，增强师生互动的即时性和自由度。课中，采用线上线下混合式教学模式，运用“问题解决式”研究性教学方法，从学生感兴趣的例子出发，适时嵌入思政元素，使学生更好地融入课堂。课后，鼓励学生进行延伸性学习和研究，实现思政与专业的相互促进，让学生在潜移默化中受到教育。
（二）改革创新点
（1）嵌入式思政教育：将思政元素自然渗透到环境专业课程中，通过引导学生思考环境专业在社会生活中的应用与发展，培养其辩证思维能力和政治文化认同感。
（2）多维度教学模式：创新性的“课前、课中、课后”三维教学模式，不仅限于课堂内的知识传授，而是贯穿整个学习过程。这种模式有效地将教书和育人的功能统一起来，促进学生全面发展。
七、教学效果
（一）思政意识明显增强：
通过课程的学习，学生普遍增强了对环境保护和生态文明建设的认识和重视。学生能够理解“绿水青山就是金山银山”的深刻内涵，并在日常学习和生活中践行这一理念。
学生在讨论环境问题时，能够自觉从社会责任和职业道德的角度出发，体现了较高的思想觉悟和政治素养。
（二）职业道德和诚信意识提高：
在实验操作和数据分析过程中，学生严格遵守科学研究的规范和职业道德，表现出较高的诚信意识和严谨态度。
学生能够意识到在环境监测和分析中诚信的重要性，形成了诚信为本、科学求实的职业价值观。
（三）社会责任感和实践能力提升：
学生在实际案例分析和课题研究中，表现出较强的社会责任感和服务意识。他们能够结合所学知识，积极参与环境保护和治理活动，为当地社区和环境问题提出切实可行的解决方案。
通过参与环保志愿活动和实地调研，学生的实践能力和动手能力显著提高，能够将理论知识应用于实际环境监测和治理工作中。
（四）团队合作和沟通能力增强：
通过小组实验和项目研究，学生的团队合作和沟通能力得到明显提升。他们能够有效地分工协作，互相支持，共同解决复杂的环境问题。
学生在合作过程中，学会了尊重他人的意见和建议，增强了团队协作的意识和能力。
（五）创新能力和科学精神培养：
通过研究性教学方法和问题解决式教学，学生的创新思维和科研能力显著提高。他们能够在分析环境问题时提出独特的见解和创新性的解决方案。
学生在实验和研究中表现出浓厚的科学兴趣和探究精神，能够主动查阅文献、设计实验、分析数据，体现出较高的科研素养。
（六）思政元素的潜移默化影响：
学生在不知不觉中受到思政教育的熏陶，形成了正确的价值观和人生观。他们能够辩证地看待环境与发展的关系，理解并支持国家的环保政策和措施。
思政元素的融入不仅提升了学生的专业知识水平，更培养了他们的社会责任感和人文素养，为未来成为环境保护领域的中坚力量奠定了坚实的基础。
（七）教师教学水平提高：
教师在课程设计和教学过程中，不断探索和创新，将思政教育有机融入专业课程，教学水平和能力显著提升。
教师能够通过多样化的教学方法和手段，有效传递思政内容，激发学生的学习兴趣和思考，取得了良好的教学效果。
总的来说，通过课程思政的有机融合，仪器分析课程不仅达到了传授专业知识和技能的目标，还有效培养了学生的社会责任感、职业道德和创新能力，实现了教书育人的统一，为环境科学与环境工程专业学生的全面发展打下了坚实基础。
