有機(jī)化學(xué)課程融入思政元素的研究

吳偉華，張丹丹

（1.閩江師范高等?？茖W(xué)校化 學(xué)與生物工程系，福州福建 350018；2.福建商學(xué)院，福州福建 350016）

有機(jī)化學(xué)在高等院?；瘜W(xué)相關(guān)專業(yè)中作為一門重要基礎(chǔ)課程，化學(xué)、生物化學(xué)、環(huán)境化學(xué)、食品科學(xué)、生物制藥、分析檢測(cè)技術(shù)等均將有機(jī)化學(xué)作為專業(yè)必修課，有機(jī)化學(xué)知識(shí)是學(xué)習(xí)各專業(yè)課程的基礎(chǔ)。一般有機(jī)化學(xué)開(kāi)設(shè)時(shí)間在一年級(jí)，學(xué)生處于剛?cè)雽W(xué)狀態(tài)，對(duì)全新知識(shí)有一定的興趣，此時(shí)在有機(jī)化學(xué)課程教學(xué)中融入思政元素，對(duì)學(xué)生未來(lái)學(xué)習(xí)、生活、工作等方面的發(fā)展有很重要的作用。當(dāng)前在有機(jī)化學(xué)教學(xué)中融入思政元素的研究也是在近幾年才開(kāi)始[1-3]，因此仍有很多工作需要去完善。

本文探索在有機(jī)化學(xué)教學(xué)過(guò)程中如何融入思政元素。選擇在學(xué)期初、中、后三個(gè)階段的課堂教學(xué)中探索如何在課程中融入思政元素，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)專業(yè)課程教學(xué)與思政教育同向同行，互相促進(jìn)，實(shí)現(xiàn)“立德樹(shù)人”之最終目標(biāo)。

1 學(xué)期初了解有機(jī)化學(xué)課程中兩個(gè)思政元素

1.1 從有機(jī)化學(xué)定義的深度剖析提升學(xué)生的認(rèn)知水平

學(xué)期初進(jìn)行第一節(jié)了解有機(jī)化學(xué)課程，在本次課程中，介紹有機(jī)化學(xué)的定義。為了幫助學(xué)生能更好理解有機(jī)化學(xué)，采用最簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)方程式來(lái)介紹有機(jī)化學(xué)。狹義上的有機(jī)化合物主要是指由碳、氫兩種元素組成的含碳化合物，因此得到學(xué)生熟知的反應(yīng)方程式（1）：

反應(yīng)方程式（1）表明，有機(jī)化合物甲烷（CH4）由無(wú)機(jī)物碳（C）和氫氣（H2）組成，這樣初步讓學(xué)生了解什么是有機(jī)化合物。但實(shí)際真實(shí)定義又是什么呢？這時(shí)候要求學(xué)生從日常學(xué)習(xí)生活中其他有機(jī)化合物的角度去思考有機(jī)化合物是

否只含碳元素和氫元素。以實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)有機(jī)溶劑氯仿（CHCl3）為例，可以得到另一個(gè)學(xué)生熟知的反應(yīng)方程式（2）：

從反應(yīng)方程式（2）中，學(xué)生意識(shí)到有機(jī)化合物不僅僅只含碳元素和氫元素，還有可能含有其他元素，這時(shí)候再給出機(jī)化合物定義：含碳?xì)涞幕衔锛捌溲苌?。學(xué)生利用這個(gè)辯證統(tǒng)一思想完成對(duì)有機(jī)化合物的理解，雖然對(duì)學(xué)生而言是一種挑戰(zhàn)，但實(shí)際上也是一種認(rèn)知能力的提升。為了能讓學(xué)生更深入領(lǐng)會(huì)有機(jī)化合物這一層含義，也為了幫助他們?cè)诤罄m(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，更好地理解辯證統(tǒng)一這一思想，課堂上又舉了幾個(gè)日常生活常見(jiàn)的有機(jī)化合物：甘油（丙三醇，化學(xué)式為C3H8O3）、氨基酸（含有堿性氨基和酸性羧基的有機(jī)化合物，化學(xué)式是RCHNH2COOH）、維生素A（一種脂溶性維生素，有機(jī)化合物，化學(xué)式是C20H30O）等。課堂上在給出這些日常生活常見(jiàn)的有機(jī)化合物時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生從有機(jī)化合物體系中去思考和分析。同時(shí)布置作業(yè)，讓學(xué)生在課后繼續(xù)尋找日常學(xué)習(xí)和生活中的有機(jī)化合物，并寫出其分子式，觀察分子式中有哪些元素和總結(jié)與前面反應(yīng)方程式（1）和（2）區(qū)別，這樣一來(lái)，可以讓學(xué)生帶著疑惑進(jìn)行思考，最終提升學(xué)生對(duì)于有機(jī)化合物的認(rèn)知水平。最后在課堂結(jié)束前向?qū)W生講述有機(jī)化學(xué)定義：是研究有機(jī)化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備方法與應(yīng)用的科學(xué)，是化學(xué)中極重要的一個(gè)分支。讓學(xué)生對(duì)有機(jī)化學(xué)有了新的認(rèn)識(shí)。

1.2 從有機(jī)化學(xué)家故事中感受偉人的愛(ài)國(guó)精神和科研精神

學(xué)生在對(duì)有機(jī)化學(xué)認(rèn)識(shí)水平提升后，為了塑造課堂氣氛，讓學(xué)生在輕松愉快氣氛下學(xué)習(xí)，同時(shí)也為了激發(fā)學(xué)生今后學(xué)習(xí)積極性。選擇在課堂上向?qū)W生介紹趙承嘏這位科學(xué)家的故事。在開(kāi)始講述故事前，給學(xué)生展示一張一位老人坐在很簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)室且?guī)в泻軓?qiáng)的民國(guó)裝修的照片，讓學(xué)生感受當(dāng)時(shí)科研條件的苛刻。后續(xù)介紹這位老師就是趙承嘏科學(xué)家而且還是目前已知中國(guó)第一位留學(xué)歸國(guó)的化學(xué)博士，同時(shí)也是有機(jī)化學(xué)博士，激發(fā)學(xué)生民族自豪感和感受到偉人的愛(ài)國(guó)精神和科研精神，此外也起到激發(fā)學(xué)生今后對(duì)有機(jī)化學(xué)的興趣和積極性。這也是讓學(xué)生形成“文化自信”的一個(gè)很好的示例。

2 學(xué)期中有機(jī)化學(xué)課堂小實(shí)驗(yàn)中思政元素

在學(xué)期中選擇做一個(gè)課堂小實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生將之前課堂上學(xué)習(xí)到的知識(shí)點(diǎn)運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)生活中，同時(shí)也培養(yǎng)主動(dòng)探究思維。在教學(xué)過(guò)程中，很容易發(fā)現(xiàn)，學(xué)生雖然理論知識(shí)掌握不錯(cuò)，但現(xiàn)實(shí)生活中很難將所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到生活中。在玻璃棒能點(diǎn)燃冰塊課堂小實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生觀察到通過(guò)沾有高錳酸鉀（KMnO4）和濃硫酸（H2SO4）玻璃棒去點(diǎn)燃一塊冰的現(xiàn)象。在教學(xué)過(guò)程中，首先將為什么玻璃棒能點(diǎn)燃冰塊的問(wèn)題提出來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考。然后針對(duì)有代表性的燃燒體系，采用從易到難的方式推導(dǎo)出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式。

從燃燒反應(yīng)方程通式（3）中，學(xué)生能很快意識(shí)到，在燃燒體系中，其實(shí)是燃料、氧氣和燃燒產(chǎn)物三者之間進(jìn)行著動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞，燃燒前提條件是兩個(gè)：①燃料，作為主體；②氧氣，作為助燃劑。通過(guò)這個(gè)通式（3），學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)本次課堂小實(shí)驗(yàn)中冰塊能燃燒一定是有燃料，那燃料是什么呢？

冰塊本身成分是水（H2O），無(wú)法作為燃料使用。因此在學(xué)生進(jìn)一步提出問(wèn)題后，向?qū)W生透露在冰塊上放上一小塊電石（CaC），引導(dǎo)學(xué)生回顧之前的知識(shí)點(diǎn)，因此得到反應(yīng)方程式（4）：從反應(yīng)方程式（4）中，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)，原來(lái)燃料不是冰塊，而是電石（CaC）與水（H2O）反應(yīng)生成乙炔氣體（C2H2），同時(shí)也幫助學(xué)生鞏固之前乙炔制備方法知識(shí)點(diǎn)。乙炔在室溫下是一種無(wú)色、極易燃的氣體，因此滿足（3）條件，得到學(xué)生熟知的反應(yīng)方程式（5）、（6）：

反應(yīng)方程式（5）和（6）分別為炔烴的燃燒通式和乙炔燃燒反應(yīng)式，結(jié)合反應(yīng)方程式（3）和（4），學(xué)生通過(guò)這種“提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題”的學(xué)習(xí)方式，最終掌握到冰塊燃燒原理：這是因?yàn)镠2SO4和KMnO4均屬于強(qiáng)氧化劑，能與乙炔產(chǎn)生氧化反應(yīng)并使其達(dá)到燃點(diǎn)，最終乙炔燃燒。此外，因H2O與CaC反應(yīng)是一種放熱反應(yīng)，外加C2H2的燃燒放熱，熱量積聚使冰塊熔化成的H2O越來(lái)越多，所以H2O與CaC反應(yīng)也越加迅速，C2H2產(chǎn)生的熱也越來(lái)越多，火就越燒越旺，冰塊也就燃燒起來(lái)了。這種由提出問(wèn)題到分析問(wèn)題再到解決問(wèn)題的過(guò)程，一方面可以消除學(xué)生遇到困難就放棄的思想，另一方面也可以激發(fā)他們?nèi)ヌ魬?zhàn)更為復(fù)雜體系的欲望。通過(guò)這種“提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題”的方式，而不是拒絕學(xué)生提出問(wèn)題，才能以正確的方式實(shí)現(xiàn)思政教育之目的。

在本次期中教學(xué)過(guò)程中，讓學(xué)生充分參與問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)、分析、解決整個(gè)過(guò)程，不是簡(jiǎn)單地給出結(jié)論或者原理，而是所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深入理解和探討，在探索中完成主動(dòng)學(xué)習(xí)的任務(wù)，通過(guò)這樣一次“提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題”的學(xué)習(xí)方式，學(xué)生在今后學(xué)習(xí)中可以對(duì)各種復(fù)雜的體系進(jìn)行全面的探索，因此這樣的教學(xué)方式，對(duì)于學(xué)生而言不僅僅一個(gè)學(xué)習(xí)和鞏固知識(shí)的過(guò)程，也是一次完成全新思維洗禮的過(guò)程。

3 學(xué)期末綠色化學(xué)課堂中兩個(gè)思政元素

3.1 從安全生產(chǎn)事故污染中意識(shí)到正確價(jià)值觀和責(zé)任心的重要性并做到守學(xué)術(shù)誠(chéng)信

11·4福建泉港碳九泄漏事故作為課堂案例向?qū)W生介紹，在課堂上先向?qū)W生介紹基本知識(shí)點(diǎn)：碳九芳烴，是一種聚合混合物，是石油經(jīng)過(guò)催化重整以及裂解后副產(chǎn)品中含有九個(gè)碳原子芳烴的餾分在酸性催化劑存在下聚合而得。主要成分是：異丙苯、正丙苯、乙基甲苯、茚、均三甲苯、偏三甲苯、連三甲苯等，均是含九個(gè)碳的有機(jī)化合物。隨后向?qū)W生展示碳九泄漏后對(duì)沿海居民生活造成的影響是多大，讓學(xué)生意識(shí)到有機(jī)化合物既可以幫助人類也可以摧毀人類，要樹(shù)立正確的價(jià)值觀，謹(jǐn)慎對(duì)待有機(jī)化合物，同時(shí)也要樹(shù)立工作責(zé)任感，尤其是今后從事有機(jī)化學(xué)相關(guān)專業(yè)，為防止有機(jī)化合物泄漏，一定要落實(shí)工作責(zé)任制，不能掉以輕心并且要做到學(xué)術(shù)誠(chéng)信，不能被一些利益熏倒，做出違背學(xué)術(shù)規(guī)章制度的行為。此外也讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)綠色化學(xué)的重要性。同時(shí)也是樹(shù)立學(xué)生“大局意識(shí)、核心意識(shí)” 的一個(gè)很好的示例。

3.2 從二氧化碳替代光氣合成綠色聚氨酯激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和敬畏學(xué)業(yè)

綠色化學(xué)，即減少或消除危險(xiǎn)物質(zhì)的使用和產(chǎn)生的化學(xué)品和過(guò)程的設(shè)計(jì)。在課堂上向?qū)W生介紹一個(gè)案例，講述如何利用二氧化碳（CO2）替代光氣（COCl2）合成綠色聚氨酯，先從反應(yīng)方程式開(kāi)始：

從反應(yīng)方程式（7）和（8）可以看出，原本具有劇毒的光氣（COCl2）被無(wú)毒性的二氧化碳（CO2）所替代，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)第二步合成中鹽酸（HCl）被水（H2O）替代，起到減少成本作用，從這個(gè)案例，讓學(xué)生意識(shí)到創(chuàng)新的重要性，同時(shí)也能激發(fā)學(xué)生的“創(chuàng)新意識(shí)”。這種創(chuàng)新替代技術(shù)讓學(xué)生感受到化學(xué)的魅力所在，同時(shí)也讓學(xué)生懂得自己的知識(shí)局限性進(jìn)而敬畏化學(xué)，敬畏知識(shí)，敬畏學(xué)業(yè)。此外通過(guò)這節(jié)課，學(xué)生了解到綠色化學(xué)的重要性，以一種隱性的方式培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性能力，為他們未來(lái)從事創(chuàng)新性研究奠定思想基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語(yǔ)

以學(xué)期中三個(gè)不同階段的教學(xué)案例對(duì)有機(jī)化學(xué)課程融入思政元素進(jìn)行若干探索。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容蘊(yùn)含著各種各樣的思政元素：認(rèn)知能力的提升、愛(ài)國(guó)精神、科研精神、文化自信、“提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題”的學(xué)習(xí)思維、正確價(jià)值觀、責(zé)任感、守學(xué)術(shù)誠(chéng)信、大局意識(shí)、核心意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)和敬畏學(xué)業(yè)等。在有機(jī)化學(xué)課程中能很好發(fā)掘出思政元素，并將這些思政元素運(yùn)用到教學(xué)中，達(dá)到化學(xué)專業(yè)課程教學(xué)與思政教育同向同行，互相促進(jìn)，實(shí)現(xiàn)“立德樹(shù)人”之最終目標(biāo)。