化学史在有机化学实验教学中的运用与思考*

欧金花，颜娇娇，刘宏伟，吴锦杨，胡波年

(湖南工学院材料科学与工程学院，湖南 衡阳 421002)

科学本质观一直是大学生教育中的核心素养，人类很早就开始了科学本质的思考，对其内涵的探讨也早已开始研究，教育学家、哲学家、科学家等都在积极探索科学本质的内涵[1]。化学史是化学科学发展的历史，在其中包涵了很多的科学本质，前人科学家在科学研究中从提出问题、发现问题、研究问题、突破问题中提炼了科学的本质，在我们的教学中引入化学史的讲解，可以提升学生的学习兴趣，学生能自发的去探究问题，在学习中获得乐趣[2-3]。

近年来，“课程思政概念”的提出使得教育回归了本来的初心，教书与育人齐头并进，这已是目前专业课程教学改革的重要的内容之一[3-4]。笔者长期从事有机化学实验教学，深感在相关知识点的讲解过程中，引入化学史中的名家名言、名人故事对有机化学实验教学的巨大帮助，其不仅可集中学生的注意力，还可引导学生去思索名人在科学实验设计中为什么如此设计，感受前人的智慧，极大的提升学生的学习兴趣。

1 化学史引入《有机化学实验》课程教学的意义

1.1 培养正确的爱国主义观念

加强高校学生的爱国主义情怀是高校教师的教学目的之一，中华民族几千年光辉文明历史为我们提供丰富的爱国主义教育素材。在祖国丰富的文化宝库中，古代化学和化学工艺有着悠久的历史和卓越的成就，在整个世界文明的发展中也是不可或缺的重要篇章。在全世界的化学史化展过程中，我们的先人也有着很多步伐曾处于当时世界的领导地位。比如我国古代的有机化学工艺，西汉时期发明的造纸术、火药，在唐朝出现了酿酒、染色等，都证明了中国无愧于四大文明古国之一的称号，对人类的文明发展做出了非比寻常的贡献。在近代，我们有所落后，但也有一些老一辈科学家的一些成果也达到了当时世界的先进水平。新中国成立后，有机化学也取得了长足的发展。可惜的是在现代有机化学教科书中很难找到介绍我国科学家成就的实例，这难免让学生产生中华民族比较落后的观念而产生失落感。为此，我们在介绍有机化学实验的过程中，可注意补充我国的科学成就和化学家。如近代所涌现出的黄鸣龙、侯德榜、庄长恭等一批化学家也为世界化学的发展做出了巨大的贡献，世界第一个具有生物活性蛋白质——牛胰岛素、人工合成的酵母丙氨酸转移核糖核酸、世界首次发现的脱氧核糖核酸新结构等事例如果结合在有机化学实验课程的讲解中，可以大大的提升高校大学生的民族自豪感和自信心，激发学生的爱国主义情怀，增强学生报效祖国的责任感，潜移默化形成高尚的思想品德[5]。

1.2 调动学生自主学习的积极性，激发学生的学习兴趣

化学是一门枯燥记忆与有趣实践并存的一门科学，如果是纯粹的理论性讲解很容易使学生陷入枯燥无味，课堂气氛呆板的境地。伟大的科学家爱因思坦也曾经指出：“兴趣是最好的老师”。相关研究也表明，科学家能持之以恒的进行科学研究往往是对科学产生了浓厚的兴趣，同样，兴趣也是学生学好化学的最好老师。在有机化学实验课程的讲授中，如果仅仅是告诉学生怎么去操作一个实验，那讲解的过程是生硬的，枯燥的，也不能激发学生自主探索的兴趣，如果在此过程中穿插一些有意思的有关化学史的故事，这可以极大强化学生学习和自主探索的兴趣。例如，在乙酰水杨酸的合成实验中，介绍它最早是在1853年由法国科学家查尔斯·格哈特合成的。在1897年时，德国化学家费利克斯·霍夫曼的父亲患有严重的风湿性关节炎，在当时来说并没有特效药去进行医治，因此费利克斯·霍夫曼在前人的基础上重新研究了乙酰水杨酸的合成方法，并拥有了第一个人工合成乙酰水杨酸的专利，并使用合成的药品对其父亲进行了医治，取得了极好的疗效。在1899年乙酰水杨酸被投入市场，直至今天还在发挥它的作用，在心脏病、中风、结肠癌等方面取得了不俗的效果[6]。又如在咖啡因的提取实验中，可以介绍我国诺贝尔奖获得者屠呦呦的故事。1969年，屠呦呦同志在中国中医研究院接受抗疟药的研究任务，他们首先收集整理了历代的医学典籍、本草、民间药方，编写了以640种药物为主的《抗疟单验方集》，又对200多种中药进行实验研究，历经了380多次失败，不断的改进实验方法，终于在1971年从青蒿中提取出了青蒿素，是一款“高效、速效、低毒”的新结构类型抗疟药，对各型疟疾特别是抗性疟有特效作用。让学生感同身受，和历史上的、现代的伟大化学家一起经历当时对父亲病痛的无措，立志研发药物治疗父亲，成功之后的极致喜悦，不断失败，不断孜孜以求的攀登精神，使学生品尝到科学研究中的乐趣，这无疑可以唤起学生的学习兴趣，从而自主、自发、创造性的学习和研究化学。

1.3 启迪和培养学生的科学思维和方法

在人类的历史进程中，化学发现和发明无处不闪烁着化学工作者的智慧之光，它满满的包含着失误与艰辛，充满了活力与智慧。灵感、形象、抽象思维交织出化学的智慧殿堂，从而推动了化学科学的不断前行，这就是科学思维的发展史[7-8]。因此，化学教学的任务不仅在于知识的传递，更重要的是向高校学生深刻揭示化学科学知识中蕴含的化学科学家的科学思维。近代我国化学家黄鸣龙院士是一位国际著名的有机化学家，中国甾族激素药物工业奠基人，黄鸣龙院士在Wolff-Kishner还原反应中做出了突出性的贡献，国际上称之为黄鸣龙还原法。有机化学实验苯胺的制备是一个还原反应，我们在介绍还原反应的过程中，可介绍黄鸣龙院士从一次实验过程中发现反应瓶塞未塞紧导致漏气，但是最后的结果显示，收率反而提高，针对这一异常现象，黄院士通过反复实验，不断的改进反应的方法，将Wolff-Kishner还原反应的反应时间从100 h缩短至3～4 h，最终收率从50%左右提高到了90%左右。这样的事例介绍可以使学生从化学家的失败和成果中获得启示，并通过训练形成科学思维和方法。

2 以名人故事、名人名言为切入点，推进学生主体、教师主导的课程思政建设

2.1 促进学生自主探索，增强专业人文底蕴

学生为主体、教师为主导是课程思政建设的指导思想。有机化学理论课程的学习相对比较枯燥，一些有机反应背后的名人名言、名人故事更加的生动有趣。如作者在安息香缩合反应的讲解中，就引入了化学家维勒的故事。维勒最著名的就是他人工合成了尿素，打破了有机化合物的生命力学说。在他上大学时，他很快就把宿舍变成了不折不扣的化学实验室，有一天晚上，在他制得硫氰酸汞后就去睡觉了，但是年轻的维勒根本睡不着，他又起床开始了实验，将部分硫氰酸汞放在瓦片上并在炭火上加热，不一会粉未的颜色由白变黄且分散开，体积也膨胀起来，最后得到一块不流动的黄色物质。后来，他将这个分解反应写下来，发表了硫氰酸汞如何发生热分解反应的论文，得到了当时的大科学家贝采利乌斯的赞赏。作者还以此为切入点，就乙酰水杨酸的合成实验分组指定若干学生搜索查询相关的背景资料，旨在提升理工科人才的专业文化底蕴，开拓学生的视野、积淀学生专业文化底蕴。作者以乙酰水杨酸反应抛砖引玉，学生在搜索查询相关背景资料的过程中，发现除了水杨酸乙酰化以外，还有乙酰胺、乙酰肼等反应，这些反应不仅引起了他们的关注还极大的激起了他们的求知欲，由被动的完成作业变成了自主探索学习乙酰化反应，并分门别类进行整理，最后各小组以PPT汇报的形式和大家分享了学习成果，取得了良好的效果。

2.2 因势利导，立德树人

在有机化学方面，近代以来中国也涌现出了一大批如杨石先、庄长恭、袁翰青、黄耀曾、袁承业、陆熙炎、吴养洁等在国民经济和国防建设中建功立业的伟大科学家。杨石先主要研究农药和元素有机化学，并长期从事化学教育，创建了南开大学元素有机化学研究所，系统研究有机磷杀虫剂、杀菌剂、除草剂及植物生长调节剂等高效农药，系统地研究了磷有机化合物的结构与生物活性的关系，20世纪80年代初在南开大学创建分子生物研究所，开始探索化学与生物学的交叉点。庄长恭主要从事有机合成和天然产物的研究，在甾体化合物合成与天然有机化合物结构的研究中作出重要贡献。他从麦角甾烷的铬酸氧化产物中分离出失碳异胆酸，并将已知结构的异胆酸降解成为失碳异胆酸进行比较，有力地推动了中国有机合成化学的发展。袁翰青长期从事有机化学研究、中国化学史研究以及科技情报研究的领导和组织工作。发现了联苯衍生物的变旋作用，在立体化学和异构现象研究、中国化学史研究、普及科学知识及繁荣科技情报事业等工作中做出了重要的贡献。黄耀曾是我国有机氟化学的先驱者，是我国金属有机化学的开拓者。他领导研究有机汞种子杀菌剂——西力生，并在沈阳农药厂投产。20世纪50年代末，从事国防研究，与其他合作者投入氟塑料、元素氟氟化的研制，开展氟表面活性剂、新型炸药等的研究工作，解决了核武器试制中急需的高爆速塑料粘结炸药的研制，并组织批量生产。袁承业先生长期从事萃取剂化学和有机磷化学研究，是中国萃取剂化学研究的奠基人之一。他建立并领导了核燃料萃取剂研究组，解决了中国国防工业的急需；20世纪70年代他结合中国有色金属的综合利用研制成功分离稀土及钴镍的多种萃取剂，为祖国做出了重要的贡献。陆熙炎先生在20世纪50年代从事链霉素的研究，在国内首先分离纯化制得盐酸链霉素氯化钙复盐结晶。60年代初参加了牛胰岛素A链全合成的早期工作，此后参与研制成功光学仪器防霉剂SF-501，又在铀萃取剂P-204工业合成方法研究并获得成功，为中国原子能工业的发展作出了贡献。吴养洁先生也是通过多年的不懈努力终于研制成功高效、低毒、低残留农药西维因的中间体——甲萘酚。通过这些故事的讲述，既避免了不受学生欢迎的正面说教，又教育了学生，以先辈为榜样，培养高尚的品格。

2.3 名人名言、名人故事背后的教育与思考

教师在教学过程中应该将名人名言、名人故事与相关知识点进行结合去进行剖析与引导，让学生自主、自觉地将正确的科学思维融入日常的学习中。从古代的造纸术、火药、酿洒、染色等到现在黄鸣龙的还原、屠呦呦的青蒿素，他们的成功是矛盾的普遍性与特殊性原理在方法论上的应用。科学工作者们从一个个具体的化合物、微小的实验细节中发现问题，解决问题，进而提出新的知识点，让我们看到了逐步递进在科学研究中的重要性。当然，在引入化学史的教学过程中，我们同样要准确掌握好“度”的问题，避免过犹不及，弄巧成拙，在讲授时要具体问题具体分析。

3 结 语

在一定程度上，有机化学实验是一门基于人的创造力与创新精神而保持持续发展的特色学科，有赖于巨人的肩膀，层出不穷的新试剂、新反应、新理论的提出，短短200年间，有机化学得到了长足的发展。因此，在有机化学实验教学的过程中，我们不仅要教会学生怎么做，更重是要教会学生它是怎么来的，为什么这么做。在教学过程中开展育人教育，培养学生的核心专业素养与人文底蕴，成为为祖国发展贡献聪明才智的全面复合型人才。