关于《表面活性剂科学与应用》课程思政教学初探.pdf

第 51 卷第 9 期2023 年 5 月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.51 No.9May.2023关于 表面活性剂科学与应用 课程思政教学初探谢 辉,刘建庄,黄增芳,钟建军,喻冬秀,雷雪峰(电子科技大学中山学院材料与食品学院,广东 中山 528402)摘 要:课程思政已成为高校课程教学的必备要素之一。本文以表面活性剂科学与应用课程为载体,在凝练教学内容和改革教学方法的基础上,将传统文化、实事求是、大国工匠、对立统一及绿色环保等思政要素有机融入到表面活性剂知识体系中。课程教学和思政元素的自然过渡和衔接,增强了学生对专业的认可,提升了学生的综合素质与能力,从而达到“教书育人”的目的。关键词:课程思政;表面活性剂;教学改革中图分类号:G642.1 文献标志码:A文章编号:1001-9677(2023)09-0181-03 基金项目:广东省本科高校在线开放课程项目(2022ZXKC540);广东省高等教育教学改革项目(SJY201909);电子科技大学中山学院质量工程建设项目(SFKC202202、JY201906、JXTD202102、SFKC202203)。第一作者:谢辉(1976-),男,博士,副教授,主要研究方向为功能材料。通讯作者:刘建庄(1973-),女,硕士,讲师,主要研究方向为有机合成。A Preliminary Study on Ideological and Political Teachingof Surfactant Science and Application CourseXIE Hui,LIU Jian-zhuang,HUANG Zeng-fang,ZHONG Jian-jun,YU Dong-xiu,LEI Xue-feng(Department of Chemistry and Biology,University of Electronic Science and Technology of China Zhongshan Institute,Guangdong Zhongshan 528402,China)Abstract:Curriculum ideology and politics has become one of the essential elements of college curriculum teaching.On the basis of condensing teaching content and reforming teaching methods,ideological and political elements such astraditional culture,seeking truth from facts,craftsmen in a great country,unity of opposites and green environmentalprotection were organically integrated into the surfactant knowledge system.The natural transition and connection of courseteaching and ideological and political elements not only enhanced students recognition of majors,but also improvedstudents comprehensive quality and ability,and the purpose of“teaching and educating people”was achieved.Key words:course ideology and politics;surfactant;teaching reform表面活性剂科学与应用 课程是应用化学专业的必修课程,是精细化工相关学科的基础课。通过本课程的教学,能让学生掌握各种表面活性剂的结构、性能、合成及用途,了解一些具有特殊结构及性能的新型表面活性剂,熟悉表面活性剂在溶液中的状态与性质以及表面活性剂在界面上的吸附、润湿、渗透与反渗透、乳化与破乳、起泡与消泡、洗涤、增溶、分散与聚集、防腐、杀菌、抗静电等作用的基本原理。本课程旨在使学生全面系统地了解表面活性剂的制备方法;表面活性剂结构、性能及应用之间的关系,同时通过配套的实验教学,培养学生实事求是的科学态度和严谨、细致的工作作风,为后继课程的学习和将来参加社会实践打下良好基础。它是培养各类专业工程技术人才的整体知识结构的重要组成部分。如何让学生能更好地掌握本课程的相关知识及具备基本专业能力,除了通过优化教学内容,采用先进教学手段及改革教学方法等途径外,在教学过程中有机融入课程思政理念也是通过对实践的认识再升华后形成的一种新的高校教育模式1-2。2020 年 5 月,教育部印发了 高等学校课程思政建设指导纲要,并明确指出:全面推进课程思政建设,是落实立德树人根本任务的战略举措,同时也是全面提高人才培养质量的重要任务。该纲要打破了学生思政教育是专职思政教育工作者的本职工作,而与专业课程教学者无关的错误的定向思维模式,使得在专业课程教学过程中引入并加强思政教育成为必然并且非常重要的教学模式,对提高学生学习兴趣,培养学生综合能力,形成真正的社会主义核心价值观具有非常重要的作用。而在课程思政背景下,如何将思政因素有机渗入到相应专业知识体系,在提高学生学习兴趣,更好地掌握专业知识的同时提升个人综合素养已经是专业教学的重中之重3-5。针对上述情况,本文将从如下几个方面对探讨如何实施 表面活性剂科学与应用 课程思政的有效途径。1 专业知识与传统文化和历史相结合,培养学生学习兴趣,体验传统文化之美 在所有类型表面活性剂中,阴离子表面活性剂是发展最182 广 州 化 工2023 年 5 月早,产量最大的一类。在讲解该部分内容时,可从肥皂的发展历史引入。肥皂据传是古埃及皇宫一个厨师因失误而发明的,他不小心把一罐食用油打翻,把灶炉里的草木灰撒在油上再用手捧着扔掉后,发现原来满是油腻的手竟然能轻易地洗掉了。通过这个小故事可让学生了解其原理就是利用了脂肪酸一个极其普通的化学反应-皂化反应,并知道不要忽视生活与学习中的任何一个差错,这或许就是科技创新的起点。同时也可介绍唐朝孙思邈所著 千金要方 和 千金翼方 中猪胰子的发展,在学习肥皂制备方法的同时体验到我国古代人民的智慧。在讲述表面活性剂的润湿原理时,可引入润湿现象的诗句,如杜甫的“出师未捷身先死,长使英雄泪满襟”;张旭的“纵使清明无雨色,入云深处亦沾衣”也可从不润湿入手,如韦应物的“秋荷一滴露,不定始知圆”;白居易的“可怜九月初三夜,露似真珠月似弓”;周敦颐的“出淤泥而不染,濯清涟而不妖”。通过古人细致观察的结果,领略中国古典文化之美的同时,引申到当今的专业知识的学习,探讨润湿和不润湿的原理和应用。2 理论与应用相结合,学以致用,培养为社会做贡献,实现自我的精神 通过课程思政,将理论与实际应用相结合,让学生了解到所学知识能应用于社会实际生产,创造价值,可极大地提高学生学习兴趣,同时也能建立形成服务社会,突破自我的人生观6。在介绍高分子表面活性剂时,可从食品中常用的天然的高分子表面活性剂延伸到建筑行业正在实际使用的聚羧酸盐类阴离子型高分子表面活性剂。了解减水剂从木质素磺酸盐减水剂、萘系减水剂发展到高性能聚羧酸减水剂的过程。作为建筑材料混凝土添加剂,聚羧酸盐减水剂能在保持和增强混凝土强度的条件下,能大大减少拌合用水量,同时还能提高混凝土在施工过程中保持较好的流动性,最终达到增强混凝土性能,降低制备成本、减小能耗、保护环境的目的,由此让学生了解到聚羧酸盐对人类生活和社会发展所作的重大贡献。在学习乳化作用章节相关知识时,可向学生介绍乳化沥青与普通沥青相比所具备的突出优势,例如乳化沥青配制、运输方便,高铁/公路施工过程简易,不需要高温处理,环境、地形适应性强且又安全环保等优势,并且在固沙、沙漠植被种植保墒方面等有广阔的应用前景。通过上述表面活性剂相关产品在实际生活中的发展、变革过程和应用,可使学生体验到科技对社会发展的重大贡献,培养献身科研的精神,树立正确、积极的价值观和世界观。3 鼓励理论研究和实验探索,培养大国工匠精神 理工类专业课的思政教育,要求把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养相结合7。在讲述离子型表面活性剂胶团表面双电层结构模型时,引入双电层模型的发展史:从Helmholtz 模型到 Gouy-Chapman 模型,再发展到 Stern 模型和离子的特性吸附等理论5。让学生体会到科学的探索是永无止境,对当前的研究结论要持有辩证的、实事求是的立场,要秉精益求精的精神,在专业领域不断探索和完善。在介绍不同溶剂体系的表面张力时,鼓励学生亲身实践,与书本理论知识进行对照。在测定水的表面张力时,让学生收集各种环境下的水进行测试,发现其表面张力不同,进而发现温度、水体中的杂质的存在是造成表面张力差异的原因。又如有些学生测定纯水表面张力所得结果一直偏低,经过分析讨论后,发现是没有将铂片和器皿充分洗涤干净,其表面带有残留的有机物导致结果的偏差。学生在这些不断地试错过程的基础上,既获得了经克服困难并取得成功的幸福感,同时也意识到,认真、细致、严谨治学是进行科学研究的基础,来不得一点马虎。而上述实事求是、严谨治学及追求卓业等理念的获得正是成就大国工匠的关键。4 通过对立统一的方法来认知事物,树立辩证的观点 在讲授表面活性剂的结构特点和亲水亲油平衡值(HLB)等概念时,可以向学生们解释:表面活性剂既能溶于水又能溶于油,这是由它同时具备亲水基和亲油基的结构决定的,但这并不意味着表面活性剂在这两种溶剂体系中的溶解性都一定是很好的,因为这两者是一个矛盾的统一体,存在竞争关系,当水溶性极好时其油溶性则差或无,水溶性和油溶性哪个占优势,可通过 HLB 的大小来进行初步判断。而在实际的乳化体系中,我们就可以通过选择合适的表面活性剂和进行复配的方法得到合适的 HLB 的乳化剂,通过适当的工艺来获得水包油、油包水等各种体系。衡量表面活性剂性能有两个指标:即降低表面张力的效率(将表面张力降低至一定值以下所需要的表面活性剂浓度)和降低表面张力的能力(使溶液的表面张力降低到可能达到的最小值)。但表面活性剂的效率与能力不一定完全一致,效率高者可以是能力强者,也可以是能力较差的。而且表面活性剂效率和能力这两个参数对表面活性剂实际应用也有不同的影响,效率高、临界胶束浓度低的长直链型起泡性能优,但润湿性能差。而能力高、临界胶束浓度高的支链型剂润湿性好,但泡沫稳定性差,因此在使用过程中我们不能单独以效率高、能力高作为我们应用中的唯一判据。对立统一的规律在高分子表面活性剂的实际应用中也有很好的体现。在实践中发现高分子表面活性剂在低浓度时能吸附于两个或多个粒子表面,起到架桥作用,可将粒子连接在一起,发生凝聚作用而成为絮凝剂。但当其浓度较高时,由于高分子表面活性剂吸附于粒子表面,高分子链向周围伸展,形成空间网络结构,对粒子之间起到隔离作用,此时则成为分散剂。看似两种矛盾的结果却能由同一种表面活性剂来实现,这也是我们自然界及科学研究中最有魅力之处。5 以可持续发展为根本,将专业知识与环保理念相结合,树立绿色发展理念 早在 2005 年,习近平书记就在浙江提出了“绿水青山就是金山银山”的重要理念,如今,该理念已经并将继续对我国生态文明建设产生广泛而深远的影响。因此,在教学过程中嵌入环保理念,培养学生对社会的责任感,从而树立职业伦理道德是非常重要的7。例如作为用量最大的阴离子表面活性剂,十二烷基苯磺酸钠的发展历史可以追溯到20 世纪30 年代末期,人们将苯与氯化石油进行烷基化进而磺化制得并在纺织工业、家用洗涤剂等领域广泛应用。二战后,以石油化工为基础,将大量的四聚丙烯转化为支链型十二烷基苯磺酸盐,产品质量高,价格低廉,因此成为世界上用量最大的表面活性剂。然而,该表面活性剂生物降解速度很低且不完全,造成了很大的环境污染。为了解决这一问题,在 20 世纪 60 年代早期,洗涤剂工业便开始由支链烷基苯磺酸盐的生产转向具有良好生物降第 51 卷第 9 期谢辉,等:关于 表面活性剂科学与应用 课程思政教学初探183 解性能的直链烷基苯酸盐,解决了洗涤剂泡沫造成的污染问题。又如烷基酚聚氧乙烯醚是一类性能优良的表面活性剂,具有良好的润湿、渗透、乳化、分散、增溶和洗涤作用,广泛应用于日用化工、纺织、造纸、等各个行业,但由于其生物降解性及潜在的“环境激素”的效应,使得世界各国在产品中的用量上做出了严格的限制,而我国也立即采取了相应对策,迅速开展烷基酚聚氧乙烯醚替代品的研究,并取得了不凡的成果。而绿色环保的重要性同时也可从不同类型的表面活性剂的发展趋势来体现,阴离子表面活性剂由于其性能较好、价廉等优势在早期整个产业中占据了绝对统治地位,但由于其生物降解性能相对较差、环境污染较大等原因,所以非离子表面活性剂、两性表面活性剂及特殊类型表面活性剂等凭借其性能更优、更加环保等优势在近十年来已经取得了长足的发展并超越了传统阴离子表面活性剂。在可预见的将来,表面活性剂行业的发展仍将围绕绿色化来进行,而采用天然可再生资源为原料生产的性能优良、具有价格竞争优势、对人体温和性、环境和生态适应性的新型表面活性剂仍将成为中国表面活性剂的研究热点和发展方向。因此,在教学过程中要将绿色、可持续发展理念根植于学生内心。6 结 语课程思政已经是当代教学过程中的必备元素,在表面活性剂科学与应用教学中融入思政元素,同时对教学内容与方法进行革新,在传授专业知识的同时,将爱国、进取、明辨、环保等理念渗入学生的学习与生活等各个方面,这将对塑造学生正确的世界观、人生观和价值观,真正达到教书育人的目的具有不可估量的作用。参考文献1 狄宁,贺小兰,李小庆,等.高校化工专业课教师笃行“课程思政”之三问三答J.广州化工,2021,49(22):143-145.2 周彬彬,盛兴欣,钟明.表面活性剂科学课程教学改革的探索J.广东化工,2021,48(14):316-317.3 蔡业政,胡思江.精细化学工艺课程思政提高人才培养的教学改革J.化工管理,2021(12):29-31.4 罗艳,张煊,杜鹃,等.文化自信在应用化学专业课程思政中的体现以“表面活性剂化学及应用”课程教学为例J.纺织服装教育,2020,35(5):399-402,422.5 王旭珍,王新平,王新葵,等.大道至简,润物无声物理化学课程思政的实践J.大学化学,2019,34(11):77-81.6 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