有機化學(xué)“思政元素”挖掘-以醇的教學(xué)為例

于 靜，黃麗君，劉澳旗，馬獻濤

(信陽師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院 信陽市綠色催化與合成重點實驗室，河南 信陽 464000)

2019年，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于深化新時代學(xué)校思想政治理論課改革創(chuàng)新的若干意見》，提出要“建成一批課程思政示范高校，推出一批課程思政示范課程，選樹一批課程思政教學(xué)名師和團隊，建設(shè)一批高校課程思政教學(xué)研究示范中心”[1]。如何實施課程思政，成為每一位大學(xué)專業(yè)課(非思政課)任課教師的研究課題。

1 有機化學(xué)的特點

有機化學(xué)與我們的日常生活息息相關(guān)，廣泛滲透在化工、制藥、生物、環(huán)保、材料、化妝品、食品、印染等各個領(lǐng)域。有機化學(xué)是高等院校化學(xué)體系的必修課程，因此，對有機化學(xué)課程體系的“思政元素”挖掘，有利于為我國培養(yǎng)合格的化學(xué)類社會主義現(xiàn)代化接班人，受益面廣，意義重大。

1.1 有機化學(xué)教學(xué)“思政元素”挖掘的緊迫性

傳統(tǒng)的有機化工生產(chǎn)極大地豐富了我們的物質(zhì)生活，同時也造成了嚴重的環(huán)境污染。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界每年產(chǎn)生的有害廢物高達3億～4億噸，其中很大比例是廢棄的有機溶劑和反應(yīng)廢物[2]。筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)盡管向?qū)W生介紹了有機化學(xué)的實用性和社會應(yīng)用性，但是現(xiàn)存的眾多環(huán)境問題也在同學(xué)們的腦海里留下了深刻的印象，以至于近年來竟出現(xiàn)了《我們不需要化學(xué)》之類的廣告宣傳。因此，充分挖掘有機化學(xué)有關(guān)的“思政元素”，有利于培養(yǎng)學(xué)生正確的人生觀、世界觀與價值觀。目前，有機化學(xué)的思政教育發(fā)展地如火如荼，大量的“思政元素”被設(shè)計或挖掘出來[3-8]，但是專注于某一具體章節(jié)或知識點的“思政元素”挖掘鮮有報道[9]。章節(jié)、知識點是課程學(xué)習(xí)的細胞，因此，對于具體章節(jié)或知識點的“思政元素”挖掘?qū)τ趯W(xué)生學(xué)習(xí)而言更具有鮮明的針對性和情境性。本文以醇的性質(zhì)為例，以教材為綱，結(jié)合當前的最新研究進展，設(shè)計挖掘“環(huán)保”、“綠色發(fā)展”、“熱愛科學(xué)”等思政元素，使同學(xué)們經(jīng)過“醇的章節(jié)”學(xué)習(xí)之后能夠加深對綠色化學(xué)的認識，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)有的使命感與社會責(zé)任感，培養(yǎng)學(xué)生具有正確的人生追求。

1.2 醇的教學(xué)章節(jié)所處地位分析

有機化學(xué)課程一般按照官能團進行編寫教材，主要內(nèi)容包括烷烴，烯烴，炔烴，鹵代烴，芳香烴，醇，酚，醚，醛，酮，羧酸，羧酸衍生物，胺類，硝基化合物，含硫、磷有機化合物，雜環(huán)化合物等有機化合物[10]。醇的教學(xué)內(nèi)容一般在鹵代烴章節(jié)之后，醛、酮章節(jié)之前。醇與鹵代烴、醛、酮等官能團之間可以相互轉(zhuǎn)化，因此，醇是承上啟下的一個重要章節(jié)。

2 醇的教學(xué)章節(jié)中“思政元素”挖掘的著力點

醇具有綠色易得、低毒穩(wěn)定等諸多優(yōu)點，可以取代傳統(tǒng)上廣為使用的鹵代烴，是一種較為理想的烷基化試劑[11]。近年來，化學(xué)家們對醇類化合物開展了較為深入的研究，該領(lǐng)域已發(fā)展成為有機合成領(lǐng)域的重要研究熱點之一[11]。因此，在課程實施過程中，很有必要將鹵代烴與醇的章節(jié)內(nèi)容對比學(xué)習(xí)，再適當?shù)卦黾幼钚碌目蒲羞M展，使同學(xué)們更加深刻地理解科學(xué)的發(fā)展過程以及當前綠色發(fā)展的理念，培養(yǎng)學(xué)生端正科學(xué)態(tài)度，熱愛科學(xué)、尊重科學(xué)、正確地利用科學(xué)為人類造福的品格。

2.1 對比聯(lián)系中提高學(xué)生自身的使命感與社會責(zé)任感

對常見的鹵代烴-溴化芐與常見的醇-苯甲醇的各項性質(zhì)指標對比，很容易發(fā)現(xiàn)醇具有廉價易得、低毒綠色等優(yōu)點，和鹵代烴相比是較為理想的烷基化試劑(表1)[12-13]。教學(xué)過程中，可以結(jié)合一戰(zhàn)期間法西斯利用溴化芐具有刺激性氣味的特性，將其作為一種催淚劑投入戰(zhàn)爭使用的故事，培養(yǎng)學(xué)生端正科學(xué)態(tài)度，正確地利用科學(xué)為人類造福的理念[12]。根據(jù)反應(yīng)通式可以發(fā)現(xiàn)溴化芐參與反應(yīng)時會產(chǎn)生化學(xué)計量的HBr，會造成嚴重的環(huán)境污染與化學(xué)腐蝕，而采用苯甲醇代替溴化芐時，反應(yīng)的副產(chǎn)物是水，無毒無害(表1)，這既符合綠色化學(xué)的理念也符合我們國家提倡的“既要金山銀山，也要綠水青山”的綠色發(fā)展理念。期間，可以結(jié)合綠色化學(xué)的基本要求，進一步向同學(xué)們闡述綠色發(fā)展的理念，即從源頭上采用綠色、低毒易得的原料，并使原料的原子盡量多的轉(zhuǎn)化到產(chǎn)物分子中，提高反應(yīng)的原子經(jīng)濟性[2]。在對比聯(lián)系的學(xué)習(xí)過程中，提高學(xué)生自身的使命感與社會責(zé)任感，使同學(xué)們認識到將來走到與化學(xué)有關(guān)的各行各業(yè)崗位上時，牢固樹立綠色發(fā)展的理念，不要走先污染再治理的老路。

表1 鹵代烴與醇的性質(zhì)指標的對比聯(lián)系中挖掘“思政元素”

2.2 拓展學(xué)習(xí)中把握正確的人生追求

雖然，理論上分析醇參與反應(yīng)時副產(chǎn)物是水，綠色環(huán)保。但是，同學(xué)們會發(fā)現(xiàn)教材中醇羥基的取代反應(yīng)部分主要介紹了醇向鹵代烴的轉(zhuǎn)化，并沒有鹵代烴的親核取代反應(yīng)章節(jié)的內(nèi)容豐富多彩。因為，有機化學(xué)教材上的知識都屬于經(jīng)典內(nèi)容，多為1950年之前的研究成果。在當時，醇的直接取代并不是一件很容易的事情，一般需要先轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的鹵代烴，然后才能參與反應(yīng)[11]。因此，醇的取代反應(yīng)一般需要多步轉(zhuǎn)化才能實現(xiàn)，這樣分析來看用醇取代鹵代烴作為烷基化試劑并不是很好的選擇，也會產(chǎn)生很多的副產(chǎn)物，也會造成很大的污染。但是，有機化學(xué)經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，取得了輝煌的成績，許多難題都得以解決。因此，如果僅僅是把這些課本知識傳授給學(xué)生，同學(xué)們難免會認為綠色化學(xué)的理念流于表面，并沒有從根本上解決“污染重、廢物多”的問題，進而會影響學(xué)生對科學(xué)的正確認識以及樹立不正確的人生觀、價值觀與世界觀。這時，可以適當給同學(xué)們介紹一些醇的研究前沿知識，以芐基磺酰胺的合成為例。按照教材上的合成方法，苯甲醇需預(yù)先和二氯亞砜反應(yīng)轉(zhuǎn)化為芐基氯，然后和苯基磺酰胺發(fā)生SN2取代反應(yīng)，這樣下來需要兩步反應(yīng)，會產(chǎn)生HCl、SO2等廢物，污染較大(表2)。文獻調(diào)研表明，醇可以實現(xiàn)一步、催化條件下向磺酰胺的綠色轉(zhuǎn)化。如：溫州大學(xué)徐清教授課題組報道了苯甲醛/碳酸鉀共同催化下苯甲醇一步轉(zhuǎn)化為芐基磺酰胺產(chǎn)物，反應(yīng)的副產(chǎn)物是水，綠色環(huán)保(表2)[14]。通過這樣適當?shù)耐卣箤W(xué)習(xí)可以讓同學(xué)們認識到科學(xué)處于不斷發(fā)展和完善的過程，科學(xué)使生活更美好！但是科學(xué)不是一蹴而就的，需要一代代科學(xué)家的不斷努力探索，因此，同學(xué)們要努力學(xué)習(xí)，樹立熱愛科學(xué)，將來為科學(xué)獻身，為祖國的發(fā)展進步添磚加瓦的正確理念。

表2 拓展學(xué)習(xí)中挖掘“思政元素”

3 結(jié)語

有機化學(xué)由于其創(chuàng)造性、實用性的特征，有機化學(xué)課程的“思政元素”挖掘尤為重要。本文以醇的教學(xué)這一具體章節(jié)、知識點作為著力點，以醇與鹵代烴的對比分析、醇的研究進展為切入點，在對比聯(lián)系中提高學(xué)生自身的使命感與責(zé)任感，在拓展學(xué)習(xí)中把握正確的人生追求，對調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、對培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)、尊重科學(xué)的理念有著重要的意義。