精细有机合成课程教学中德育元素的挖掘与探索

王永刚，李 娜

(洛阳理工学院环境工程与化学学院，河南 洛阳 471023)

以德育人方可桃李满天下，新时代，我们需要优质的德育内容，将德育付诸以实践，开展德育教学活动，树立道德标杆，培养新时代优质青年。由此，在专业核心课程教学中融入德育元素，实现立德树人，是当前高等教育课程建设的新要求。

精细有机合成是应用化学专业一门非常重要的专业课。精细有机合成的开设为学生提供了有机合成相关的理论知识和基础工艺学知识，使学生了解和掌握精细化工产品生产的主要单元反应过程、反应器的类型及要求，初步具备对合成精细化学品的路线设计与分析的能力。

深入挖掘精细有机合成课程中的德育元素，设计精细有机合成教学中的课程德育案例，不仅有利于提高学生对该课程的学习兴趣及认同感还有助于提升学生在该专业的职业素养和研究态度，是应用化学专业精细有机合成课程改革的需要。我们将从以下几个方面对精细有机合成课程的德育元素进行挖掘。

1 以启发性教育为元素，导入精细化学品及精细化工绪论

在讲述绪论章节，会向学生初步介绍精细化学品的释义分类及精细化工的特点及原料资源情况，虽然精细化学品与人们的衣食住行紧密相关，但学生初次接触很难树立起精细化学品及精细化工的概念，同时精细有机合成是一门专业性极强的课程，涉及到化学专业基础学科的无机化学、分析化学、化工原理、仪器分析及化工设备与仪表等课程内容，仅仅空泛地讲解精细化工如何在工业生产、高科技领域、国际竞争中的意义，缺乏趣味性和实用性，难以调动学生积极性，此时可恰当引入德育元素，来导入绪论。

在实践中坚持灌输性和启发性相统一，注重启发性教育，引导学生发现问题、分析问题、思考问题，在不断启发中让学生水到渠成得出结论，课程开始，通过理论联系实际，将日常生活中碰到的现象和问题与课本知识联系起来，如提问学生“手上粘上油污，水冲不掉怎么办？”，每个学生都能回答，此时可介绍表面活性剂发展史，天然皂角→羊油和草木灰制造肥皂→蓖麻油与硫酸制土耳其红油→矿物原料制洗涤剂→油脂出现→合成表面活性剂，表面活性剂是通过对初级化学品进行深加工而制得的一大类化工产品，属于精细化学品范畴；再比如提问学生“餐具清洗与卫生间消毒，能使用同样的家用洗涤剂吗？”，学生也能够回答，此时可介绍杀菌剂发展史，硫磺为主的无机杀菌剂→油剂杀菌剂→保护性油剂杀菌剂(二硫代氨基甲酸类衍生物的杀菌剂)→上行传导内吸性杀菌剂，并且随着环境状况的改变以及突发的各类卫生事件，消费者对家庭的卫生健康更加重视，并且消杀类产品种类从单一的消毒产品向具有洗涤杀菌多种功效的复合产品发展，其涉及的清洗对象也从单一的织物向家居生活的各类洗涤用品如餐具洗涤剂、地板家居清洗剂、洁厕剂、空气洗涤剂等发展[1]，杀菌剂也是通过对初级化学品进行深加工而制得的一大类化工产品，属于精细化学品范畴。

这样，以启发性教育为元素，通过介绍表面活性剂、杀菌剂等不同类别精细化学品的发展史，导入绪论部分的讲解，引导学生了解精细化学品及精细化工与日常生活和工农业及军事航天航空事业息息相关，使学生理解精细化工行业发展迅速，属于当今化学工业中最具活力的新兴领域之一，提升了专业自信和学习兴趣，更符合学生接受心理，也提高课程德育的“精准性”。

2 以“有机合成科学家生平事迹”为元素，培养奋斗精神

在进行主要单元反应的教学时，会涉及到许多著名的科学家，如讲解精细有机合成基础章节时，介绍现代有机合成之父罗伯特·伯恩斯·伍德沃德，获得1965年诺贝尔化学奖，他以极其精巧的技术，合成了胆甾醇、皮质酮、利血平、叶绿素等多种复杂有机化合物，据不完全统计，他合成的各种极难合成的复杂有机化合物达24种以上，伍德沃德合成维生素B12时，共做了近千个复杂的有机合成实验，历时11年，终于在他谢世前几年完成了复杂的维生素B12的合成工作。在有机合成过程中，伍德沃德以惊人的毅力夜以继日地工作，例如在合成番木鳖碱、奎宁碱等复杂物质时，需要长时间的守护和观察、记录，那时，伍德沃德每天辛勤工作，只睡3-4个小时，其他时间均在实验室工作[2-3]。在讲解催化反应时，介绍国内的精细化工专家、中国工程院院士张生勇，他作为我国手性催化技术的主要开拓者之一，躬耕药学领域55年，一直从事手性催化剂的设计、合成及不对称催化反应的研究，认为要在科学的殿堂里用行动去创造知识，一定要沉下心来做研究，守得住清贫，耐得住寂寞，坚持不懈坐得住冷板凳，咬定青山不放松，以严谨求实治学态度为学生指路导航。

在进行单元反应教学时，穿插提及有机合成科学家的生平事迹，在介绍其严谨治学态度之余，还强调其优秀品质，给学生树立学习的榜样，教育学生著名科学家的成就也不是一蹴而就的，是经过长期奋斗和不懈工作得来的，从而培养学生奋斗精神，教育引导学生树立高远志向，历练敢于担当、不懈奋斗的精神，具有勇于奋斗的精神状态、乐观向上的人生态度，做到刚健有为、自强不息。

3 以“单元反应的知识点整体把握”为元素，传播心无旁骛求知问学理念

精细有机合成课程设置上，主要单元反应是该课程重要的内容，包括卤化、磺化和硫酸化、硝化和亚硝化、还原、氧化、重氮化和重氮盐的反应、氨基化、烃化、酞化、水解、缩合等各章[5]，单元反应多、反应机理多、反应式多、图表多、文字多，对初学者而言，理论知识较繁杂，学习难度大，如果不下功夫，抓住重点和突破难点，一知半解，就很难实现自主学习，更不用提学以致用了。

在教学过程中，如果面面俱到，不但影响教学效果，学生也不易灵活运用，此时引导学生进行知识点整体把握，虽然课程知识结构复杂，知识点多，但各单元反应自成体系且同时章节之间又互有联系，教学过程中可多借助案例引导学生，在增长知识见识上下功夫，教学上体现前沿性与时代性，及时将学术研究、科技发展前沿成果引入课程，通过案例唤醒学生的“本能脑”[6]，化繁为简，变无趣为有趣。特别是当下，在低头族不分场合频现、智能手机成为必需品的氛围里，利用信息化手段和课后材料拓展作业等形式，将单元反应知识点用实验视频、模拟动画、图表等方式展示，指导学生进行知识点线下巩固，当学生通过动画视频直观感受到相关知识点、加深印象和提高兴趣时，其注意力就从消耗时光的手机游戏方向转移到求知问学上，从而在实现教学目标的同时，教育引导学生珍惜学习时光，心无旁骛求知问学，增长见识，丰富学识，沿着求真理、悟道理、明事理的方向前进。

4 以“有机合成实验及工艺放大或工厂实践” 为元素，培养创新思维和环保意识

应用化学专业开设的初衷是培养具有实践能力和创新精神的高素质应用型专业技术人才，精细有机合成课程也要在增强综合素质上下功夫，教育引导学生培养综合能力，培养创新思维。

具体课程设置上，增加学生进入科研实验室开展试验项目的机会，在有机实验中常常需要蹲点实验室，连续十几个小时甚至几天才能得到产物，实验过程中也不是一帆风顺的，反应路线和操作步骤需要不断改进调整，这个实践过程正是籍以培养学生创新能力和发散思维的契机。教师可有意识地进行课程设计，在进入合成实验室前，启发学生先运用单元反应中涉及的有机合成反应知识，设计不同的合成路线，并且比较各个路线的差异，在具体实验室操作时，分组进行不同合成路线实践，再针对实验过程中出现的问题，鼓励学生大胆提出自己的想法，积极寻找解决问题的不同答案，再对比总结，从而培养学生的创新思维。

同时，中试工艺放大或工厂实践也是培养学生创新思维的好途径，100 kg以内的中试放大，在具备中试反应釜设备的部分高校实验室也能够实现，在工艺放大实验前，可以问学生一些放大问题，譬如“像图1[7]这样，用加大号的设备行不行？”，“旋转蒸发仪也设计成加大号的吗？”，“反应物料怎么转移呢？”，观看图1的放大图示，学生直观地认识到工艺放大并不是仅仅使用大型设备这么简单，那么工艺放大实践要怎么做呢？学生带着问题去思考、去查阅文献资料的过程，就培养了创新思维，再结合中试或工厂实践，学生会发现：把一个实验室合成的过程简单地转变为在工艺设备上连续的、重复的单元操作是一个综合复杂的过程，反应容器的数量和大小(试剂罐、反应釜、馏分接收器、分液容器、滤液容器、结晶器等)，以及过滤设备的数量和型号、产品干燥设备、传输线、泵、阀门，所有项目的选择都要考虑化学相容性和操作适用性，最终化合物的产出以及在工艺操作上消耗的时间都与实验室操作不同，就表面投料这一操作，与实验室中从搅拌器到溶液表面只有零点几米的距离情况大不相同，在一个中型反应釜中，从搅拌器到溶液表面间的2-4米的距离即会导致混合梯度和小区域的化学计量不平衡的产生，结果会导致产品结构及纯度范围的巨大变化和不确定性。通过以上中试放大或工厂实践，学生培养了创新思维，达到了课程德育设计的目的。

图1 化工工艺放大

此外，还可以在实验室操作、中试放大或工厂实践中，强化学生精细化学品生产过程中存在的废水、废“泥”、废气、废物和高能耗问题，引导学生了解查阅问题解决方案，理解“绿水青山就是金山银山”，有利于同时培养专业技术能力和绿色发展理念[4]，培养环保意识。

5 结语

由于精细有机合成课程与其他化学专业知识一样，具有强调逻辑性、体现专业性的特点，教学内容繁多、理论知识深奥，在从事教学过程中，教师有意识地把教学知识点中所隐藏的德育元素挖掘出来，将德育与专业知识教育相融合，让德育元素巧妙的融入知识点的各个方面，在解疑释惑、凝聚共识中不断给学生以思想启迪和文化滋养，最终形成全员、全程、全课程育人的格局，实现教学与育人相统一。