《無機化學(xué)》課程教學(xué)中的思政教育實踐

廖強強

（上海電力大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，上海 200090）

《無機化學(xué)》課程是化學(xué)類學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課程。天津大學(xué)編寫的《無機化學(xué)（第5 版）》是教育部面向2I 世紀(jì)課程教材。該書教學(xué)內(nèi)容完備，由淺入深，習(xí)題案例豐富，編寫風(fēng)格平實，深得廣大師生的喜愛。我校十多年來一直選用該本教材，取得了良好的教學(xué)效果。然而，該本教材在反映無機化學(xué)的學(xué)科發(fā)展和科技成就方面稍顯不足，特別是反映我國在無機化學(xué)學(xué)科方面的科研成果案例不是很豐富。同學(xué)們在學(xué)習(xí)無機化學(xué)基本理論的同時，卻并不了解我國在無機化學(xué)學(xué)科方面的卓越貢獻。這不僅不利于同學(xué)們對無機化學(xué)學(xué)科知識的全面了解，也可能會造成同學(xué)們片面認(rèn)為我國在無機化學(xué)學(xué)科方面沒有建樹的誤解，從而可能形成中國處處不如西方國家的潛意識。這不符合我國新時代高等教育立德樹人的人才培養(yǎng)要求。

為進一步貫徹落實教育部《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，挖掘提煉無機化學(xué)課程所蘊含的思政要素，彌補《無機化學(xué)》教材編寫的不足，在課程教學(xué)中水到渠成地穿插我國在無機化學(xué)學(xué)科方面的科研成就案例。所舉案例與教學(xué)內(nèi)容無縫銜接，以潤物細(xì)無聲的方式進行融合教學(xué)，通過課程思政引領(lǐng)愛黨愛國教育，培養(yǎng)同學(xué)們的“愛國之情、強國之心”。以下是《無機化學(xué)》課程與我國無機化學(xué)科技成就的融合教學(xué)過程中的幾個具體案例。點滴心得，管窺蠡測，禱望同仁斧正。

一、我國古代無機化學(xué)的萌芽

我國古代無機化學(xué)的萌芽與煉金術(shù)的發(fā)展有較大關(guān)系。中國古代煉丹術(shù)起源于秦漢之際，其目的是試圖找到使人長生不老的仙藥以及將銅鐵等普通金屬轉(zhuǎn)變?yōu)辄S金白銀的點金神丹。雖然煉金術(shù)的主觀意愿并不能實現(xiàn)，客觀上卻對我國的化學(xué)發(fā)展起到了一定的積極作用。通過煉金術(shù)，人們積累了化學(xué)操作的經(jīng)驗，發(fā)明了多種實驗器具，認(rèn)識了許多天然礦物。煉金術(shù)成為化學(xué)特別是無機化學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)。

硫化物大量存在于自然界中，有些顏色鮮艷，且經(jīng)煉制變化無窮，歷來是方士們鐘愛的藥物，尤其是方士們對硫化汞、硫化砷的應(yīng)用最為廣泛，并由此合成一些新的化合物。硫化汞的天然產(chǎn)物為鮮紅色，名丹砂，又名朱砂、辰砂。我國開采并利用丹砂在世界上最早，距今有4000 年左右的歷史，殷墟的甲骨文，西周的織物，春秋戰(zhàn)國的盟書等，都廣泛地用丹砂做紅色顏料。

對丹砂最初的研究是從丹砂中煉制水銀汞，即“抽砂煉汞”。自然界中有天然水銀存在，但產(chǎn)量極少，春秋戰(zhàn)國時期和秦代的帝王墓中都放有大量水銀，這可能是當(dāng)時需要煉制大量水銀的最大動力。

低溫焙燒法是最早的一種煉制方法，即將丹砂在空氣中低溫焙燒，其反應(yīng)為

這一方法可能起源于漢代以前，但由于硫化汞分解較慢，水銀又容易揮發(fā)，損失較大，所以產(chǎn)量很低。到漢晉以后便逐步采用密閉高溫分解法。南宋方士白玉蟾采用下火上凝法[1]，其反應(yīng)器分上、下兩部分，上部為倒置的石榴狀瓷罐，內(nèi)裝丹砂及赤金紅銅，下部為一高筒狀坩堝，內(nèi)貯華池水（含礦物質(zhì)的醋）。該體系中加入了銅，其反應(yīng)為

所生成的汞流入下坩堝的醋里，操作極其簡便。

除此以外，方士們對促使硫化汞分解進行了充分地研究，并總結(jié)出一套完整的辦法，如“七返九還”?！捌叻稻胚€”包括了無機化學(xué)中分解與化合的一對基本矛盾。我國的煉丹術(shù)士在唐代已能定量地進行硫化汞的分解與化合實驗，且已經(jīng)以物質(zhì)守恒原理指導(dǎo)這一研究，它與世紀(jì)歐洲進行的氧化汞的化合、分解實驗相比，毫不遜色。

二、毛主席與江西“九二鹽礦”

鹽是人類生活的必需品，是重要的戰(zhàn)略物資，又是化學(xué)工業(yè)的基本原料，有廣泛的用途，被譽為“化學(xué)工業(yè)之母”。60、70 年代，鹽曾是我們國家極其重要的戰(zhàn)備物資。1969 年5 月，江西省、專革委會為了落實毛主席“備戰(zhàn)、備慌、為人民”的偉大戰(zhàn)略方針和“提高警惕，保衛(wèi)祖國”、“要準(zhǔn)備打仗”的偉大號召，特建立了“省自為戰(zhàn)，區(qū)自為戰(zhàn)”的工業(yè)體系。為了“保障戰(zhàn)時人民的物質(zhì)生活，永遠立于不敗之地，決定要在江西找?guī)r鹽”。歷經(jīng)千辛萬苦，科研人員終于找到了江西這個距會昌縣城46 公里的周田鹽礦，巖鹽面積7.13 平方公里，氯化鈉品位61%，鹽礦所探明的儲量高達19 億噸，結(jié)束了"江西只銷鹽卻不產(chǎn)鹽"的歷史。毛主席聽到此消息后非常高興，在當(dāng)年廬山召開的九屆二中全會上親筆批字“江西找到大鹽礦，儲量19 億噸，可能不止此數(shù)，印發(fā)全會各同志。”經(jīng)過50 多年的發(fā)展，原來的九二鹽礦基本形成了從燒堿、氫氟酸到精細(xì)氟鹽化工的全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)，變成了如今的會昌氟鹽化工產(chǎn)業(yè)基地。

三、戴安邦與硅酸聚合作用理論

戴安邦先生(1901—1999)是我國著名的無機化學(xué)家、化學(xué)教育家,配位化學(xué)的開拓者和奠基人。他開創(chuàng)的配位化學(xué)研究使我國的配位化學(xué)和無機化學(xué)在國際上占有重要地位。戴安邦對硅、鉻、鎢、鉬、鈾、釷、鋁、鐵等元素的多核配合物化學(xué)進行了系統(tǒng)的研究，其中“硅酸聚合作用理論”的研究成果，澄清了百年來多種片面和自相矛盾的有關(guān)報道，是該領(lǐng)域第一個定量理論。另外，他還論證了合成氨催化劑活化氮的活性中心是鐵原子簇，提出了七鐵原子簇活性中心結(jié)構(gòu)模型，為我國合成氨工業(yè)的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。

硅在地殼中的含量僅次于氧而占第二位,是普遍存在的一種化學(xué)元素。硅酸及其鹽是硅的主要存在形式,它廣泛地涉及國民經(jīng)濟許多領(lǐng)域。現(xiàn)今全世界年產(chǎn)可溶性硅酸鹽數(shù)百萬噸,其中不少用作膠結(jié)劑、硬化劑、加固劑以及用于制造吸附劑、干燥劑、凈化劑、催化劑、絕緣材料、人造橡膠、防火材料以及催化劑載體等等。這些用途都直接或間接有賴于硅酸的聚合作用。戴先生提出了硅酸聚合作用理論，認(rèn)為硅酸在低濃度時為溶膠,在濃度較高時為凝膠；影響硅酸聚合速度的因素很多,其中最重要而具有特性的因素是溶液的酸度。硅酸聚合而形成膠凝的作用是以兩種不同的機制進行的，在堿性和微酸性溶液 中是硅酸分子與其一價陰離子的縮合作用，而在酸性溶液中，則是中性硅酸分子與其一價陽離子的羥聯(lián)作用。根據(jù)此機制推得膠凝時間與硅酸溶液開始pH 及濃度等關(guān)系的公式。這公式不僅可以統(tǒng)一地說明硅酸的聚合作用和濃度等因素的關(guān)系以及其溶液和膠凝的許多性質(zhì)，而且可以定量的解釋硅酸溶液pH 和膠凝時間的復(fù)雜關(guān)系。

硅酸聚合作用理論曾為膠凝材料、冶金鑄造、金屬防腐、電能貯存、萃取分離、無機粘結(jié)劑以及硅肺發(fā)病機制等有關(guān)硅的實用領(lǐng)域提供理論依據(jù)，對生產(chǎn)科研都有重要的指導(dǎo)意義。例如，根據(jù)理論找出防止膠凍的酸度，解決了“褐煤提鈾”國防工程中的一個關(guān)鍵問題。

四、屠呦呦與青蒿素

2015 年10 月，屠呦呦因創(chuàng)制新型抗瘧藥—青蒿素和雙氫青蒿素的貢獻，與另外兩位科學(xué)家獲2015 年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。屠呦呦是第一位獲得諾貝爾科學(xué)獎項的中國本土科學(xué)家，實現(xiàn)了本土科學(xué)家在本土研究獲得諾獎的零的突破。

在無機化學(xué)硫化物這一章節(jié)指出：過硫酸及其鹽的一個重要特性是強氧化性，這與該類化合物中的過氧基團密切相關(guān)。青蒿素和雙氫青蒿素殺死瘧原蟲的作用機理是通過其內(nèi)過氧基（雙氧），經(jīng)血紅蛋白分解后產(chǎn)生的游離鐵所介導(dǎo)，產(chǎn)生不穩(wěn)定的有機自由基及/或其他親電子的中介物，然后與瘧原蟲的蛋白質(zhì)形成共價加合物，而使瘧原蟲死亡。由此可見，青蒿素和雙氫青蒿素化學(xué)結(jié)構(gòu)中的過氧基是殺死瘧原蟲的關(guān)鍵因素之一。正是由于過氧基這一媒介，將經(jīng)典的過硫酸及其鹽的化學(xué)特性的講解與我國科學(xué)界的熱點新聞相融合，同學(xué)們在了解青蒿素的抗瘧機理的同時，也點燃他們崇尚科學(xué)、科技報國的夢想。

五、結(jié)語

以上只是略舉了將《無機化學(xué)》課程教學(xué)與我國無機化學(xué)科研成就進行融合教學(xué)的一些案例，后續(xù)課程教學(xué)中我們將繼續(xù)豐富和發(fā)展課程思政內(nèi)容。課程思政教學(xué)不但豐富了無機化學(xué)課程內(nèi)容，而且也是展示我國無機化學(xué)科研成就的很好的舞臺。通過專業(yè)教育與課程思政引領(lǐng)相結(jié)合，開展愛黨愛國教育，增強同學(xué)們的“愛國之情、強國之心”，培養(yǎng)符合我國新時代高等教育要求的德才兼?zhèn)涞娜瞬拧?/p>