有機化學“旋光異構(gòu)” 課程思政教學案例設(shè)計*

陳曉培, 王川川, 馬志偉, 侯學會, 徐 軍

課程思政是當今中國高校思想政治工作的行動指針, 也是高校立德樹人的戰(zhàn)略舉措。 習近平總書記在2016 年出席全國高校思想政治工作會議時指出, 高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、 如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個根本問題[1]。因此, 可以說, 只要課程思政工作做好了, 高校的育才和育人、 一切工作都迎刃而解了。

化學是基礎(chǔ)學科, 是大學階段大部分理工科專業(yè)的必修課, 而有機化學是其中的重要分支。 在現(xiàn)代科技發(fā)展中, 有機化學的實踐性和社會應(yīng)用性日益重要。 因此, 在有機化學教學中貫穿課程思政, 在全過程全方位育人途徑中起到推動作用[2]。 然而, 化學知識具有理工科知識的特點, 即邏輯性和專業(yè)性較高, 將思政教育融入有機化學教學中, 就需要教師將思政元素和教學設(shè)計的各個環(huán)節(jié)巧妙結(jié)合, 將有機化學中反應(yīng)和實例隱藏的思政元素“潤物細無聲” 得融入教學過程, 實現(xiàn)教與學的互相貫通, 培養(yǎng)學生的科學精神以及社會主義核心價值觀的思想與理念。 本文選取農(nóng)林專業(yè)有機化學中旋光異構(gòu)章節(jié)作為教學設(shè)計案例, 從課程的目標設(shè)置、 導入設(shè)計、 教學過程設(shè)計以及學習效果評價和反饋四個方面進行討論[3]。

1 學習目標設(shè)置

通過本課程專業(yè)知識和課程思政的學習, 使學生能夠?qū)⒂袡C化學的基本知識、 基本理論和方法理解牢固掌握, 培養(yǎng)學生能夠運用有機化學知識去分析和解決本專業(yè)相關(guān)問題的能力,逐步培養(yǎng)學生自我更新知識和獲取知識的能力、 進而提高學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力、 支撐專業(yè)學習中相應(yīng)畢業(yè)要求指標點的達成。 將社會主義核心價值觀以課程思政的方式貫穿其中,同時提升學生的專業(yè)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)[4]。 以旋光異構(gòu)為例, 學習目標主要包括以下三個層次:

1.1 認知目標

(1)理解分子的手性、 對映體;

(2)了解分子的四種對稱因素, 理解旋光性、 旋光度、 比旋光度、 外消旋體和內(nèi)消旋體的涵義;

(3)掌握判斷分子是否具有手性的方法。

1.2 素質(zhì)目標

(1)學生通過了解生活中植物的盤旋方式不同而呈現(xiàn)不同的生物狀態(tài), 培養(yǎng)學生觀察生活現(xiàn)象, 注重細節(jié);

(2)學生通知了解醫(yī)藥史上重大歷史事件, 能夠認識到旋光異構(gòu)對人類生活的重要性;

(3)學生應(yīng)用旋光異構(gòu)的相關(guān)知識, 掌握異構(gòu)體的分離方法。

1.3 思政教育目標

(1)學生通過了解反應(yīng)停事件, 培養(yǎng)嚴謹科學認真的工作態(tài)度;

(2)通過了解沙利度胺的現(xiàn)代發(fā)展現(xiàn)狀, 樹立科學發(fā)展無邊界的意識, 培養(yǎng)鉆研科學的韌勁, 提高分析問題和解決問題的能力;

(3)學生通過了解學習沙利度胺背后的故事, 了解科學工作者應(yīng)具備的基本素質(zhì), 提高學習熱情, 培養(yǎng)良好的科學素養(yǎng)。

2 課程導入設(shè)計

課程導入的設(shè)計能夠吸引學生的注意力, 除了傳授本領(lǐng),教學藝術(shù)的魅力也在于激勵、 喚醒、 鼓舞。 別致新穎的課程導入藝術(shù), 能夠使學生很快進入學習情景, 對本堂課產(chǎn)生濃厚的學習欲望和興趣, 使學生的學習動機強烈的激發(fā)出來, 起到事半功倍的效果。

以“旋光異構(gòu)” 這堂課為例, 采取實例教學法導入課題。選取生活中學生熟知的生物現(xiàn)象進行課程導入。 教師先介紹幾種生活中現(xiàn)象[5], 例如第一個是太陽系的所有天體, 都是按照右旋方式旋轉(zhuǎn)的, 稱為右手定則。 第二個現(xiàn)象是藤蔓有兩種盤旋方式的的紫藤。 右手性的紫藤花較多, 花更紅一些。 而左手性的紫藤, 花序更長一些, 花的顏色較淺。 第三個現(xiàn)象是國家一級保護植物長瓣兜蘭, 長瓣兜蘭花兩側(cè)長瓣的螺旋是左右對稱的, 右側(cè)是左旋, 左側(cè)是右旋。 這些都是自然界的現(xiàn)象, 特別是后兩種是同一種生物展現(xiàn)出的不同狀態(tài)。 進而引出在有機化學中手性化合物, 即由于旋光方向不同導致的完全不同的性質(zhì)的化合物。 接著, 介紹2001 年獲得諾比爾化學獎是三位在手性研究領(lǐng)域作出突出貢獻的科學家, 使學生認識到手性化合物普遍存在于生活中, 對人類生活具有重大作用, 由此激發(fā)學生強烈的科學探究精神。

3 教學過程設(shè)計

第一部分內(nèi)容通過知識回顧同分異構(gòu)現(xiàn)象引出立體異構(gòu)中其中一種, 也就是本章的學習內(nèi)容, 旋光異構(gòu)。 以2-羥基丙酸(乳酸)球棍模型為例, 介紹從肌肉中提取出來的右旋乳酸和從葡萄糖發(fā)酵得到的左旋乳酸, 以此讓學生對旋光異構(gòu)有個感性的認識。 接著介紹著名的反應(yīng)停事件。 反應(yīng)停是聯(lián)邦德國在20世紀50 年代研制出來的一種可以緩解婦女妊娠反應(yīng)惡心嘔吐等癥狀的藥物。 曾經(jīng)在歐美地區(qū)風靡一時。 很多孕婦都吃了這種藥, 但是之后發(fā)現(xiàn), 有些孕婦生出來的小孩四肢短小, 形似海豹稱為海豹胎。 原因就是反應(yīng)停也是兩種旋光異構(gòu)體, 起鎮(zhèn)定的作用的只有R-異構(gòu)體, 而另一種S-異構(gòu)體則有致畸作用。通過介紹此事件, 讓學生認識到對藥物的研究必須謹慎, 對藥品安全規(guī)范要重視, 要秉持嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。

第二部分內(nèi)容是手性分子和判斷手性分子的方法。 以簡單的分子乳酸為例, 介紹對映異構(gòu)體和外消旋體的定義。 再以沙利度胺的具體分子結(jié)構(gòu)來說明兩種對映異構(gòu)體的區(qū)別。 很多同學對沙利度胺只知前世, 不知今生。 沙利度胺盡管在1961 年撤市, 但是1965 年發(fā)現(xiàn)其對麻風結(jié)節(jié)性紅斑很有效, 20 世紀90 年代進入研發(fā)高速期, 對抗炎、 抑制血管生成以及多發(fā)性骨髓瘤等都有很好的治療作用。 另外, 沙利度胺的相似結(jié)構(gòu)來那度胺和泊馬度胺目前都是治療腫瘤方面的全球熱銷的藥品。 通過介紹沙利度胺的前世今生, 讓學生樹立不斷探索、 深入鉆研、 勇于創(chuàng)新、 鍥而不舍的精神。 在人生的發(fā)展中, 對任何事情不要有片面認識, 要樂觀地看待生活。

4 學習效果評價與反饋

在專業(yè)課講授的同時, 恰如其分的引入思政教學, 就需要對教學大綱重新審定。 系統(tǒng)設(shè)計教學環(huán)節(jié), 精選教學內(nèi)容, 在保證專業(yè)課內(nèi)容講授的基礎(chǔ)上, 做到思政教學與實際生活貼近, 走進學生心中、 接地氣、 樹立主流價值觀的教學效果。 大學課堂不應(yīng)局限于教師授課, 應(yīng)充分發(fā)揮信息技術(shù)下的網(wǎng)絡(luò)課程的便捷性, 教師應(yīng)引導學生將課堂上的思政教學案例在科學進行深入思考, 以多種渠道表達自己觀點, 例如撰寫小論文、在微信群、 QQ 群、 學習通等平臺展開學習討論, 形成課上課下、 線上線下、 師生互動, 生生互動的學習氣氛。 引導學生提高獨立思考能力, 對與社會和科學問題相關(guān)的有機化學信息有個敏感的認識, 讓學生在課堂上感受到生動和充實, 課下對生活產(chǎn)生濃厚興趣, 樹立樂觀開朗的人生態(tài)度, 讓學生做一個具有遠大抱負和理想的人。

5 結(jié) 語

課堂思政教學重點依然是課程, 課程承載思政。 課程思政的教學, 應(yīng)從最初的授之以“魚” 到授之以“漁”, 從“現(xiàn)成灌輸” 到“教給方法”, 教師最多是個“匠人” 或“經(jīng)師”;而要從“經(jīng)師” 過渡到“人師”, 則必須再到授之以“欲”,激發(fā)學生求知欲望、 內(nèi)生動力, 帶動精氣神、 好學樂學, 最終達到授之以“育”, 既育才又育人, 學生全面發(fā)展, 教師自然也就在自己的“一段渠” 守好自己的“責任田” 了。