探索《有機化學(xué)》課程思政建設(shè)提高人才培養(yǎng)質(zhì)量

陳向群，宋 英，劉淑娟

(1 哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001；2 哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工與化學(xué)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001)

專業(yè)課是落實立德樹人根本任務(wù)，培養(yǎng)合格人才的重要載體，專業(yè)課與思政內(nèi)容的結(jié)合是打造金課的前提和條件?！队袡C化學(xué)》作為化學(xué)和材料相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)理論課，在課堂教學(xué)上，融入課程思政內(nèi)容，有利于激發(fā)學(xué)生們的愛國熱情，增強社會責(zé)任感，培養(yǎng)好德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人，培養(yǎng)更高質(zhì)量的人才。有機化學(xué)的發(fā)展歷史，基本概念和基本理論與辯證唯物主義相統(tǒng)一，挖掘《有機化學(xué)》的思政元素，引導(dǎo)學(xué)生樹立遠大的理想和正確的價值觀。通過將中國傳統(tǒng)文化和中國科學(xué)家的故事引入相關(guān)章節(jié)，使學(xué)生堅定文化自信，學(xué)習(xí)科學(xué)家尊重和崇尚科學(xué)的精神。在課程講授過程中，結(jié)合課堂內(nèi)容，融入諾貝爾化學(xué)獎獲獎?wù)叩难芯繗v程和勵志故事，豐富教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生吸取科學(xué)家的精神力量，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。

1 辯證唯物論思想在有機化學(xué)知識體系中的體現(xiàn)

我們的生命是有機化合物組成的，早在18世紀(jì)中葉，人們普遍認為有機化合物只能在有生機的生物體中制造得到，唯心說占主導(dǎo)地位。直到1828年，德國化學(xué)家F. Wh?ler以無機物氰酸銨為主要原料，合成出尿素，才掃除了所謂有機物的神秘性。

另外，同一系列有機化合物的物理性質(zhì)，狀態(tài)、沸點、熔點、相對密度和溶解度，主要受有機化合物的碳原子數(shù)影響，例如一元醇，低級直鏈飽和一元伯醇是具有酒味的無色透明液體，當(dāng)碳原子數(shù)大于12時，直鏈飽和一元伯醇成為固體，并且除甲醇、乙醇和丙醇外，其余醇的熔點和相對密度均隨碳原子數(shù)增加而升高。這些規(guī)律演化都是質(zhì)變到量變的必然結(jié)果的體現(xiàn)，完全符合唯物辯證法[1]。

唯物辯證法的普遍聯(lián)系和發(fā)展原理，在有機化學(xué)的主要內(nèi)容中完美充分體現(xiàn)。有機化合物擁有美麗的結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)體現(xiàn)較強的邏輯性，化合物之間是相互聯(lián)系的，在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。烷烴、烯烴和炔烴分別是sp3，sp2，sp雜化，反應(yīng)活潑性不斷增強，烷烴主要發(fā)生自由基取代反應(yīng)，氧化反應(yīng)；烯烴可以發(fā)生自由基取代，氧化反應(yīng)，親電加成，自由基加成反應(yīng)；炔烴雖然親電加成反應(yīng)活性比烯烴雙鍵弱，除了與烯烴相似的反應(yīng)之外，還能夠發(fā)生親核取代反應(yīng)。烯烴和炔烴，催化加氫形成烷烴。含氧化合物部分，由醇氧化成醛酮、羧酸。酮或羧酸在不同的還原條件下，制得醇、烷烴。

反應(yīng)產(chǎn)物不僅與反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)性質(zhì)有關(guān)，還受反應(yīng)條件等外界因素的影響，完全符合唯物辯證法內(nèi)因與外因的相互作用。乙醇與硫酸作用，低溫時形成分子間脫水的產(chǎn)物醚，高溫時形成分子內(nèi)脫水的產(chǎn)物烯烴，這是內(nèi)因與外因的相互作用的典型實例。

有機化學(xué)的起源和發(fā)展為辯證唯物主義自然觀的誕生提供了科學(xué)依據(jù)，在緒論中引入恩格斯關(guān)于有機化學(xué)對辯證唯物論貢獻的評價，即“化學(xué)可以稱為研究物體在量的構(gòu)成改變的影響下所發(fā)生的質(zhì)變的科學(xué)”，增加學(xué)生對有機化學(xué)的興趣[2]。

2 將中國故事融入有機化學(xué)課堂教學(xué)

有機化合物命名采用天干表示主鏈碳原子數(shù)，漢族創(chuàng)世史詩《黑暗傳》中記載，十個男兒為天干，排定甲乙和丙丁，戊已庚辛又壬癸；秦朝以前的周朝把十天干稱十日。采用天干命名碳原子數(shù)，解決了最初使用音譯命名造成的混亂。在介紹烷烴的命名部分，通過引入中國傳統(tǒng)文化，感嘆中國人民的智慧，增強民族自信心和自豪感。正構(gòu)烷烴代表直鏈烷烴，《禮記·學(xué)記》厚德篇，“為人師者，必先正其身，方能教書育人，此乃師德之本也?！弊鳛榻處熞岣咦陨硖幨滦摒B(yǎng)，公正公平對待學(xué)生。同時也給學(xué)生正確的引導(dǎo)，樹立正直善良，積極向上，自律嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)生活態(tài)度。

有機化學(xué)教材中唯一出現(xiàn)的中國人命名的合成反應(yīng)是烏爾夫-凱西納-黃鳴龍反應(yīng)，與傳統(tǒng)的醛酮還原反應(yīng)不同。黃鳴龍在醛酮的羰基還原成亞甲基的反應(yīng)過程中，采用水合肼和高沸點二縮乙二醇或三縮乙二醇溶劑，避免了使用金屬鈉和無水肼，降低了成本，并且大大提高了產(chǎn)率，閃耀著中國學(xué)者的智慧。建國初期，黃鳴龍回到國內(nèi)，研究了雙烯酚的移位反應(yīng)，在甾體激素的合成及其工業(yè)生產(chǎn)方面做出貢獻，是中國有機化學(xué)先驅(qū)。他經(jīng)常向青年科技人員強調(diào)，注重觀察分析異常實驗現(xiàn)象，始終貫徹實事求是、善于觀察，精確發(fā)現(xiàn)，反復(fù)驗證的科學(xué)精神，堅持真理的科學(xué)態(tài)度。學(xué)習(xí)黃鳴龍等老一輩科學(xué)家不求名利，默默為國家奉獻的精神。

青蒿素是倍半萜內(nèi)酯，可以在講解脂環(huán)烴部分引入，也可以在羧酸及其衍生物的內(nèi)酯部分引入。課程設(shè)計選擇在講授阿司匹林之后，介紹青蒿素，對比兩種化合物的結(jié)構(gòu)，藥效，制取方法。阿司匹林是鄰乙酰苯甲酸，通過水楊酸的酯化反應(yīng)制備。青蒿素以青蒿為原料，經(jīng)過乙醚等低沸點溶劑浸取制得的中藥。屠呦呦團隊在制取青蒿素過程中，受到葛洪《肘后備急方》中記載的“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之”的啟發(fā)，提取青蒿素的過程中采用低溫溶劑，以保留青蒿素的藥效[3]。介紹青蒿素的發(fā)現(xiàn)歷程，講述屠呦呦諾貝爾獎獲獎報告中，總結(jié)的幾點成功經(jīng)驗，目標(biāo)明確堅持信念是成功的前提，學(xué)科交叉為研究發(fā)現(xiàn)成功提供了準(zhǔn)備，信息收集準(zhǔn)確解析是研究發(fā)現(xiàn)成功的基礎(chǔ)，團隊精神無私合作加速科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

屠呦呦團隊還將青蒿素進一步改性，研制了青蒿素的衍生物雙氫青蒿素、蒿甲醚、蒿乙醚和青蒿琥酯，在臨床上都有很好的效果，也解決了青蒿素抗藥性問題，未來青蒿素依然是抗瘧首選藥物。屠呦呦團隊繼續(xù)開拓研究方向，將青蒿素衍生物用于抗癌和紅斑狼瘡等疾病的治療。在工作中勇攀高峰，不斷創(chuàng)新。屠呦呦曾經(jīng)提到，作為一名醫(yī)藥科技工作者，就是要為全人類健康服務(wù)，體現(xiàn)了中國科技工作者的責(zé)任和擔(dān)當(dāng)。

講授蓋布瑞爾合成法制備氨基酸時，引入中國科學(xué)家合成牛胰島素，牛胰島素由51個氨基酸單元組成。1965年，中科院有機所和北京大學(xué)化學(xué)系合作合成牛胰島素的A鏈，上海生化所化學(xué)合成牛胰島素的B鏈，標(biāo)志著人工合成第一個蛋白質(zhì)，也是人工合成第一個生命物質(zhì)，中國科學(xué)家為祖國爭得一個世界冠軍，生命科學(xué)發(fā)展史上一個新的重要里程碑。整個研究過程充滿了各種困難和艱辛，不亞于原子彈和氫彈的研究。國外專家評論：“原子彈的制作方法是書上可以學(xué)到的，而人工合成胰島素卻是書本上沒有的[4]。”學(xué)習(xí)中國科研工作者的不畏困難，勇攀高峰和團結(jié)合作的精神，鼓勵學(xué)生學(xué)好基礎(chǔ)知識，勇于原始創(chuàng)新。

3 將諾貝爾獎獲得者的故事融入有機化學(xué)課堂教學(xué)

瑞典化學(xué)家諾貝爾發(fā)明了甘油炸藥和硝化甘油炸藥，并在化工、機械、電氣、醫(yī)療等領(lǐng)域，不斷進行發(fā)明創(chuàng)造，成為激勵無數(shù)科研工作者的科學(xué)家和發(fā)明家。1867年，諾貝爾獲得瑞典科學(xué)研究院的亞斯特獎，1880年，獲得瑞典國王創(chuàng)議頒發(fā)的科學(xué)勛章，法國大勛章。諾貝爾立下遺囑，將其遺產(chǎn)作為設(shè)立諾貝爾獎金的基金，獎給為人類的文化科學(xué)事業(yè)做出重大貢獻的人。諾貝爾勇于追求真理的探索精神，甘愿為科學(xué)獻身的精神，是他留給后人的一筆巨大的精神財富。自諾貝爾獎設(shè)立以來，30%左右的諾貝爾化學(xué)獎授予在有機化學(xué)方面有突出貢獻的科學(xué)家，彰顯了有機化學(xué)對人類社會進步所做的卓越貢獻[5]。

在講授甲烷的四面體結(jié)構(gòu)、雜化理論和電負性時，介紹美國化學(xué)家鮑林，推薦同學(xué)們閱讀《化學(xué)鍵的本質(zhì)》，建議同學(xué)們使用諾貝爾獎官網(wǎng)(https：//www.nobelprize.org)，獲得諾貝爾化學(xué)獎得主的第一手資料。在講授共振論的內(nèi)容時，有的同學(xué)反饋，閱讀鮑林在1954年諾貝爾獎的獲獎感言和《化學(xué)鍵的本質(zhì)》之后，感覺很受啟發(fā)，進一步深刻理解了化學(xué)鍵、共價鍵和共振論?？茖W(xué)也是雙刃劍，鮑林堅決反對把科技成果用于戰(zhàn)爭，特別反對核戰(zhàn)爭，1962年因反對核彈在地面測試的行動獲得諾貝爾和平獎。鮑林年輕時，目標(biāo)遠大，刻苦鉆研，興趣廣泛，注重獨立思考，為其研究工作打下堅實的基礎(chǔ)。

講授鹵代烴化學(xué)性質(zhì)時，給同學(xué)們推薦格利雅的故事。1912年獲得諾貝爾化學(xué)獎的法國科學(xué)家格利雅，他認為鎂的電負性，比鋅大，反應(yīng)能力更強更徹底，花費十二年時間廣泛地利用有機鎂化合物制備大量有機化合物。年少時，格利雅是一個花花公子，受到刺激后，浪子回頭，在教授的幫助下，廢寢忘食、精進不休，先后發(fā)表170篇文章，出版《有機化學(xué)專論》兩卷。格利雅還是許多國家的科學(xué)院名譽院士和化學(xué)會名譽會員，無論從學(xué)術(shù)成就和人品，他都是一個受人敬仰的學(xué)者。德國化學(xué)家阿爾德評價到，格利雅試劑和薩巴蒂埃發(fā)現(xiàn)的催化加氫是有機合成的巨大進步，雙烯合成反應(yīng)是有機合成的第三大巨大進步，都大大推動工業(yè)技術(shù)發(fā)展。

1965年諾貝爾化學(xué)獎授予了美國有機化學(xué)家伍德，他充分利用雙烯合成反應(yīng)，合成了大量天然有機化合物生物堿和甾族化合物，他被稱為現(xiàn)代有機合成藝術(shù)的創(chuàng)始人。獲獎之后，耗時11年，人工合成了維生素B12，還進行了工業(yè)化生產(chǎn)。伍德善于思考，勤于動手，思維敏捷，并且人品高尚，不計名利，為人謙遜，他曾經(jīng)說過，“之所以能取得一些成績，是因為有幸和世界上眾多能干又熱心的化學(xué)家合作。”把伍德的有機合成設(shè)計思想和他高尚的人品，融入到課堂，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和合作精神。

在課堂教學(xué)中，將諾貝爾化學(xué)獎幾位得主的工作歷程和在有機化學(xué)中的貢獻，介紹給同學(xué)們，引起學(xué)生的思考和共鳴。如何學(xué)習(xí)基本理論知識，如何科研創(chuàng)新，如何進行職業(yè)規(guī)劃，這些先行者的經(jīng)歷都對我們有很大的啟發(fā)和深遠影響。鼓勵同學(xué)們，樹立高遠志向，勇于奮斗，開拓進取。

4 將社會熱點問題引入有機化學(xué)課堂

介紹石油的來源時，引入“鐵人”精神，學(xué)習(xí)王進喜矢志不渝，壯懷激烈的愛國主義情懷。進一步延伸到垃圾分類，垃圾分類是一個全民參與的新時尚，生活垃圾分類將影響學(xué)生行為習(xí)慣、環(huán)境意識，社會的可持續(xù)發(fā)展。隨著新材料的大量使用，廢舊材料的降解回收問題，垃圾分類再利用都為科研工作者提出挑戰(zhàn)，高分子材料的降解問題，直接關(guān)系到垃圾回收利用。據(jù)統(tǒng)計，2019年，我國廢塑料回收率為30%，大部分廢塑料被填埋和遺棄，造成環(huán)境污染。Nature報道降解型熱固性塑料的最新成果，在熱固性塑料優(yōu)化可降解鍵的位置，實現(xiàn)熱固性塑料樹脂的降解[6]。這個研究成果給同學(xué)們很大的啟發(fā)，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)，科研成果不僅能發(fā)表文章，而且有望實際應(yīng)用，解決身邊的熱點問題，給學(xué)生們提出新的研究思路。通過給學(xué)生布置作業(yè)，查閱相關(guān)塑料回收利用的研究進展，同時鼓勵學(xué)生參與環(huán)境友好材料的研發(fā)創(chuàng)新活動。不僅使學(xué)生們把垃圾分類外化為自覺行動，而且同學(xué)們也能為推動綠色發(fā)展、建設(shè)美麗中國貢獻智慧和力量，開拓創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思路，逐漸培養(yǎng)職業(yè)素養(yǎng)。

此外，對于進入化學(xué)實驗室的學(xué)生，強調(diào)實驗安全的重要性，學(xué)生需要首先了解所用藥品的實驗室數(shù)據(jù)(https：//scifinder.cas.org/scifinder)和各種實驗儀器的安全操作，廢液存放和處理，充分運用所學(xué)知識，加強安全意識，規(guī)范操作，完全可以避免各種類型的安全事故。通過安全事故事例分析，引導(dǎo)大學(xué)生關(guān)注社會痛點問題，培養(yǎng)責(zé)任擔(dān)當(dāng)精神和社會責(zé)任感。

授課內(nèi)容與時俱進，及時對社會熱點問題進行解析，將所學(xué)知識用于分析和解決實際問題[7]。有機化學(xué)這門學(xué)科自從建立以來，一直造福人類，但是有些有機化合物，一旦被錯誤使用或過量添加，也會產(chǎn)生危害。嗎啡既是毒品也是藥品，告誡同學(xué)們遠離毒品，做到行為規(guī)范，道德規(guī)范。食品添加劑和農(nóng)藥的安全使用，染料和染發(fā)劑的正確使用，不僅擴展知識面，利用所學(xué)知識辨別是非，解決實際問題，造福社會，培養(yǎng)社會責(zé)任感。由嘌呤，麻黃引申到職業(yè)素養(yǎng)和個人自律，建議同學(xué)們健康飲食，養(yǎng)成勤鍛煉，科學(xué)健身的生活習(xí)慣。

5 結(jié) 語

在《有機化學(xué)》課程教學(xué)中恰如其分的引入思政內(nèi)容，潤物細無聲，有利于立德樹人和對學(xué)生的人格塑造，同時，學(xué)習(xí)諾貝爾獎獲得者的思維方法，培養(yǎng)科學(xué)的思維能力。另外，在增強綜合素質(zhì)上下功夫，教育引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)人文情懷，愛國敬業(yè)。通過一個學(xué)期的課程思政融入課堂的探索，取得了明顯的成效。堅定了學(xué)生理想信念，學(xué)生更加自律自信，切實提升立德樹人的成效。學(xué)生們學(xué)習(xí)興趣提高，更喜歡有機化學(xué)課程，對學(xué)校和專業(yè)有了更深入的了解。課堂內(nèi)容豐富，學(xué)生們學(xué)習(xí)積極性提高，教學(xué)效果提升，學(xué)生成績優(yōu)秀率提高，不及格率降低。發(fā)揮有機化學(xué)課程思政的優(yōu)勢，在有機化學(xué)教學(xué)過程中對學(xué)生進行德育滲透，既育智，又育心，促進學(xué)生全面發(fā)展，培養(yǎng)德才兼?zhèn)洹⒛軌驗閲业陌l(fā)展做出貢獻的高素質(zhì)人才。