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有机化学课程中思政元素的自然融入探讨与实践

2022-11-01黄红霞邹志明蒋光彬孔翔飞

黑龙江科学 2022年19期
关键词:思政课程学生

黄红霞,邹志明,蒋光彬,孔翔飞

(桂林理工大学化学与生物工程学院,广西 桂林 541004)

有机化学课程与多门学科相互渗透,是培养化学、化工、制药等专业人才的重要基础课之一。在学习有机化学课程过程中如何润物细无声地引入思政元素,增强学生的环保精神、科研精神、创新精神、社会责任感等,切实提高课程的教学效果具有重要意义。有机化学属于四大化学课程之一,作为化学工程与工艺、生物工程、应用化学等专业学生必修的一门基础课,其重要地位不言而喻[1]。在授课过程中如何将思政元素有机融入,以正确的思想、模范的行动影响学生,是教师需要思考的问题。

1 深入挖掘课程中蕴含的思政元素的策略

有机化学课程多设置在大一学期,对于大一新生来说,要在有限的学时里掌握繁多的有机化学知识,存在较大的学习难度。如果生搬硬套地将思政元素引入课程,不但达不到良好的育人效果,还会降低学生的学习积极性。因此,本课程遵循“以学生为主体、以教师为主导”的教学理念,根据课程本身的特点和思想政治教育的规律,找到二者的结合点,不仅活跃了课堂氛围,还可以对学生进行理想信念教育,真正实现价值引领[2]。采用天津大学编写的教材,在授课过程中从以下方面入手在多个章节中融入思政元素,如图1所示。

1.1 感受有机化学的魅力,激发学习动力

Woodward RB合成了一系列结构极为复杂的天然有机物分子,他先后实现了奎宁、利血平、胆甾醇、马钱子碱、羊毛甾醇、四环素、红霉素、叶绿素、维生素B12等的全合成,是举世公认的合成大师。在二烯烃一章中,有关共振论的理论,美国化学家莱纳斯·鲍林1954年获得诺贝尔化学奖,其贡献在于阐释化学键的本质,并将其应用于解释复杂物质的结构。在绪论一章中,会介绍有机化学是一门独特的学科,与人类的衣、食、住、行密切相关。组成人体器官的物质、供给人体营养的食物以及人体中发生的反应,实质上也是有机物质和有机反应。通过生活实例,使学生认识到有机化学的重要性,从而提高学习积极性。有机化学虽然存在知识点琐碎繁多、化学反应复杂难记、反应机理晦涩难懂的特点,但是通过结合生活实践进行知识的讲授,能够激发学生的学习兴趣,使其明晰知识点的规律。生活中我们会发现放在衣柜里的卫生球总是不翼而飞,在芳香性中涉及的萘为白色片状晶体,具有特殊气味和灭菌性,常用的卫生球即粗萘,卫生球的消失是由于萘易升华造成的。立体化学中的对映异构现象在生活中也有广泛应用,右旋葡萄糖会影响发酵工业以及动物体内的代谢,但左旋葡萄糖没有此作用;在增高血压方面,左旋肾上腺素的效力远高于右旋体[3]。利用酚与酸酐的亲核取代反应可以合成解热镇痛药阿司匹林;酚的F-C 烷基化反应合成有机物抗氧剂和食品防腐剂2,4,6-三叔丁基苯酚;利用酚的易氧化性,邻苯二酚与对苯二酚常用作照相底片的显影剂,将氧化银还原成金属银;利用醛酮与维蒂希试剂的亲核加成反应合成对视力、生长、上皮组织及骨骼发育等必不可少的维生素A;利用醛的弱氧化反应,与氢氧化银的氨溶液反应生成光亮的银镜,利用此反应可以制作镜子以及在暖水瓶的夹层内镀银。在授课中发现,通过结合案例讲解,学生更能意识到有机化学的重要性,明白复杂化合物也是通过基础的有机化学反应逐步合成的,只有打好基础,才能在以后的专业学习中顺利解决涉及有机化学的问题,从而增强学好课程的信心。

图1 有机化学课程思政设计Fig.1 Ideological and political design of organic chemistry course

1.2 明确自主创新和掌握核心技术的重要性

绪论中介绍我国有机化学家邢其毅,放弃国外优越的工作条件,回国进行生物碱研究。邢其毅提出了合成氯霉素的新方法,领导了牛胰岛素的全合成,从事多肽合成及人参肽、花果头香等天然产物的研究,且在有机反应机理等方面进行了研究[4]。沃尔夫-吉日聂尔还原法提出碱性条件下将-C=O还原成甲叉基-CH2的实验条件是高温高压、采用纯肼作为还原剂,我国有机化学家黄鸣龙通过改进,使反应可在常压下进行,时间由原来的50~100 h缩短为3~5 h,且可以采用肼的水溶液,使成本大大降低,这种方法不仅可以在实验室使用,还可以工业化,具有很大的实用价值。

利用烯烃的聚合反应制备新型的乙烯-四氟乙烯共聚物,简称ETFE膜,它是水立方内外层包裹物,水立方是完全由膜结构进行全封闭的公共建筑,设计施工存在极大难度,对ETFE膜、通风、消防、声、光、电等方面提出了挑战,而我国自主完成了这一课题[5]。在芳烃中,“共和国的脊梁”系列公益广告——高效环保芳烃,让老百姓人人穿上“的确良”,鼓励学生锐意进取,勇立潮头。

1.3 明确保护生态环境就是保护我们的家园

要在教学中贯彻绿色化学理念,让学生了解绿色化学。第三章中炔烃的水合反应,重点介绍炔烃水合反应中采用非汞催化剂的必要性。人体中有一些具有重要生理活性的酶,其活性中心是巯基,而汞能与这些巯基结合成硫醇盐,从而抑制了一系列含巯基的酶的生理功能,影响了正常细胞的代谢。日光灯管、温度计、气压表等都用到了汞,必须重视汞的使用。在存放汞时,应在其表面加水,以防汞蒸气的挥发。一旦发生汞流失或泄漏,应立即撒些硫黄粉,通过生成稳定的硫化汞阻止其继续挥发。醛、脂肪族甲基酮和C8以下的脂环酮与HCN作用,生成α-羟基腈,但HCN有毒,可以依次与饱和NaHSO3、NaCN反应来制备,避免使用毒性大的氢氰酸。

通过学习,学生明晰了在进行有机化学的研究过程中,必须树立环保理念,倡导绿色化学。对反应中产生的有害气体和物质应按规定处理,废液严禁排入水道,以免污染环境。设计对环境负作用尽可能少、原料和加工厂粗料都可再生的方案,控制污染源头。

1.4 关注食品、药品、实验安全,树立严谨的科学态度和高度的社会责任感

第六章立体化学中涉及的“反应停”事件造成了历史上巨大的药物灾难。“反应停”是外消旋的药物沙利度胺,能有效缓解怀孕女性早期的呕吐症状,但也影响了胎儿从母体的血液吸收,造成畸形胎儿诞生的悲剧。这一事件警示我们,切忌随意滥服化学药物。在醇和酚一章中,向学生介绍苏丹红事件以及近年来食品安全事件案例,如2008年“三聚氰胺奶粉”事件、2010年“地沟油”事件、2011年增塑剂超标事件、2013年含有甜蜜素鸭舌产品事件、2013年硫磺熏姜事件。这些事件告诉我们,民以食为天,没有安全的食品,色香味、营养就无从谈起。从事有关食品方面的工作,更要时刻将食品安全牢记心中,因为食品安全关乎千家万户的健康和生命[6]。

授课过程中,应对学生进行实验室安全教育。在第三章烯烃和炔烃中,对于端位炔烃的鉴定,可以采用Ag(NH3)2NO3或者Cu(NH3)2Cl,生成的白色炔银或棕红色的炔亚铜在潮湿时比较稳定,干燥时在空气中受到撞击、振动、加热容易爆炸。因此出于安全的角度,在检验完成后要用稀盐酸或者稀硝酸处理以防止事故的发生。可以利用醇的弱酸性用来销毁某些反应中剩余的少量金属钠,而不能丢弃在水槽中,以免引起燃烧或爆炸。含有α-H的醚在空气中久置,会慢慢发生自动氧化,生成有机过氧化物。含过氧化物的醚在较低温度下(减压)蒸馏或浓缩时易爆炸,因此醚要尽量避免暴露在空气中,一般保存在深色玻璃瓶中或加入抗氧剂防止过氧化物的生成。

1.5 培养正确的价值观,守住道德和法律底线

在胺与亚硝酸反应中,列举反面教材——上海某大学投毒案,通过以上案例,提醒学生要关注心理健康,守住道德和法律底线,社会、学校、家庭都应深刻认识到思想品德和行为方式教育才是教育之本源。在第十一章中,利用RCHO、CH3COR(脂肪族甲基酮)以及C8以下的脂环酮与饱和NaHSO3反应生成α-羟基磺酸钠,可以进行胡椒醛的提纯,用于香水、香料、樱桃与香草味的调味剂,也可用于有机物的合成,但有不法分子进行非法勾当,因此国家将其列为第一类易制毒化学品进行管制。在有机杂环化合物一章中,介绍属于有机杂环化合物的烟碱、吗啡等,告诫学生生命的可贵,千万不要触碰毒品,吸毒者在自我毁灭的同时,也造成社会财富的巨大损失和浪费,此外毒品活动会诱发各种犯罪活动,扰乱社会治安。

2 结语

大学生思想政治教育是高等教育的一项重要任务。全国高校思想政治工作会议中指出,作为教师,要把做人做世的道理、把实现民族伟大复兴的理想和责任融入课程教学中[7]。在有机化学的授课中,教师要结合生活实例,坚持启发式教学和案例教学相结合,在传授专业知识的同时,积极从育人角度挖掘课程中蕴含的思政元素,致力于提高学生的道德品质以及科学素养,帮助学生树立牢固的社会主义核心价值观,真正将课程思政建设落到实处[8]。

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