课程思政融入有机化学课程教学的实践研究

翟智卫，杨双花，田文杰，孙雪萍，王银霞

(洛阳理工学院 环境工程与化学学院，河南 洛阳 471023)

构建“大思政”格局是习近平总书记在高校思想政治工作会议上着重阐述的重要思想：习近平总书记指出“要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应[1]”。要求教师在课堂教学中除了传递学科知识，还要引导学生正确认识的时代责任和历史使命。因此，思政教育不仅局限于思政课，而是应该覆盖各学科、各课程，全体教师都应当承担立德树人的责任。

有机化学是高等院校化学相关专业非常重要的基础课，在生命科学、材料科学、环境科学、能源化工等诸多学科领域中都有应用。但传统的有机化学教学更侧重于知识的掌握，往往不太关注育人的功能。因此，在有机化学的专业课程教学中非常有必要融入思政元素，通过适时地融入与有机化学课程相关的各类典型案例，使学生在学习专业知识的同时，能够使他们树立高尚的道德情操，形成正确的世界观、人生观、价值观，塑造坚持不懈的科研精神、家国情怀和使命担当，做到立德先树人，立德与树人并举。因此，如何在教学中使有机化学的理论学习与相关的德育思政元素完美融合，值得深入探讨。本文以卤代烃这一有机化学课程的经典章节为例，探讨课程思政融入课堂教学的实施路径。

1 思政元素的挖掘

以卤代烃这一章节为例，挖掘卤代烃教学中蕴含的思政元素，探讨课程思政融入课堂教学的实施路径。卤代烃教学中蕴含的思政元素如表1所示。

表1 卤代烃教学中蕴含的思政元素

2 思政融入教学的实施路径

2.1 课前思政导入——激发学习兴趣

自2019年年底新冠肺炎疫情爆发以来，新冠疫情像一朵乌云在人们头顶久久不愿散去，迫使我们出门除了带手机、钥匙之外还要戴什么？对，戴口罩。实践证明：正确佩戴口罩是预防新冠肺炎的重要手段。我国抗击疫情攻坚战之所以能够取得卓越成效，得益于全国人民科学规范地佩戴口罩。

戴口罩之前用不用甩一甩？网上一度有争论。争论的原因是一部分口罩是用环氧乙烷[2]灭菌的，而环氧乙烷是一类致癌物，有些人担心环氧乙烷会有残留，其实这些担心都是多余的，因为环氧乙烷本身就极易挥发，进行灭菌之后还会进行7～14 d的解析过程，最后监测达标才能销售。这种广泛使用的医疗灭菌剂环氧乙烷，它的合成过程就涉及到我们今天要学习的卤代烃类化合物及其相关反应。

利用社会生活事件导入教学活动，一下子拉近了生活与科学的距离，使枯燥的教学活动生动起来，能够激发学生学习的兴趣。

2.2 课中思政贯穿——思政思想贯穿知识传授过程

2.2.1 卤代烃的认识——环境保护[3]

20世纪二三十年代，氟利昂(含氟含氯的卤代烃，CFCs)被用作冰箱制冷剂，带来了极大的便利。但后来发现，氟利昂在紫外线作用下，会分离出氯自由基，氯自由基会破坏臭氧分子，严重破坏臭氧层。臭氧层被损耗之后，吸收紫外线的能力大大减弱，给生态环境带来极大危害。

然而，目前所使用的制冷剂全部都是氟利昂制品，非氟利昂制冷剂还没有研发出来。政府明令禁止使用的是第一类氯氟烃类产品，对于氢氯氟烃类产品和氢氟烃类制冷剂，还要使用相当长一段时间，千万不要谈“氟”色变。

通过大家熟悉的制冷剂氟利昂，使学生初步了解卤代烃的相关知识，提升环保意识，进而激发学生认真学习有机化学基本知识和理论，提升有机化学研究能力，为将来研发安全环保的制冷剂打基础。

2.2.2 卤代烃的亲核取代反应

卤代烃的亲核取代反应部分，也蕴含了丰富的思政元素。把思政元素融入课堂教学，可以在传授知识的同时，塑造学生正确的人生观、价值观，提升学生的精神品格、环保意识。

(1)亲核取代反应过程——人生过程

卤代烃的亲核取代反应历程如图1所示。当OH-靠近缺电子的中心碳时，弥补了C的缺电性，C-O键逐渐生成，C变得不那么依赖Br，C-Br键逐渐断裂。OH-步步紧逼，Br越离越远，最终达到一种临界状态，C-O键即将生成，C-Br即将断裂，此时中心C近乎连了5个键，与正常饱和C的4个键相比，空间非常拥挤，体系能量达到最高，就是过渡态，一旦形成过渡态，就打破了C-O键形成的壁垒，亲核能力更强的OH-彻底与C成键，Br以离子形式离去，中心C又恢复了正常的4个键，体系能量急剧降低，形成了稳定的取代产物[4]。

图1 卤代烃的亲核取代反应历程示意图

在反应过程中，中心C付出了很多，它由正常的四面体结构，脱胎换骨成平面结构，需要吸收很多能量，跨越反应需要的最低能垒(如图2所示)，生成新的产物。人生亦是如此，想要获得成功就需要付出艰辛的努力去跨越一个个障碍，有时障碍如高山般大，但“山再高，往上攀，总能登顶，路再远，走下去，总能抵达”。习近平总书记这句金句集中体现了中国人的顽强拼搏精神。

图2 卤代烃的亲核取代反应历程能量示意图

(2)亲核取代反应产物结构——瓦尔登转化[5]

反应过程中亲核试剂是从背面进攻中心碳原子的，背面进攻发生了什么？观看模拟反应过程的视频可知，反应物的构型与产物的构型发生了翻转，就像雨伞突然被狂风吹翻了一样。这种构型的转化是德国化学家瓦尔登在1896年发现的，被称为瓦尔登转化。

瓦尔登一生命运坎坷，自幼丧失父母成了一名孤儿，但他不屈服于命运的安排，一生坚强努力，著作颇多，发表论文将近200篇，写的书有《瓦尔登转化》(1919年)、《非水溶液》(1924年)、《作为化学家的歌德》(1932年)、《化学简史》(1947年)等。他一生获得荣誉很多，获得过许多国外大学授予的荣誉学位，很多国外学术机构赠的奖章。取得显著成果的背后是超越常人的努力，他曾经有些年每天只睡三四个小时，剩下来的绝大部分时间用来读书和做研究。

(3)亲核取代反应的应用案例

学习卤代烃的亲核取代反应有什么用呢？RX中的X被不同的亲核试剂取代能制备出各种不同的化合物，在材料合成、药物合成、环境保护等领域中应用很广。

① 救死扶伤的医药领域

卤代烃的亲核取代反应在医药领域应用广泛，比如前面课程导入时提到的环氧乙烷的合成。同样，非常有用的心脏骤停急救药肾上腺素的生物合成过程也是亲核取代的反应过程，如图3所示。

图3 腺素的生物合成示意图

② 环境保护

冠醚因为形似皇冠而得名，其特殊的结构可以与某些重金属离子络合。因此，功能化的冠醚可以去除土壤和水体中的某些重金属离子，从而净化我们的土壤、水体，保护我们的绿水青山。冠醚的合成也是一个亲核取代反应过程，如图4所示。

图4 冠醚的合成示意图

2.2.3 卤代烃与金属的反应

卤代烃与金属的反应是一类非常重要的反应，反应过程如图5所示。

图5 卤代烃与金属的反应示意图

卤代烃中的C与X相连，X电负性大，C-X键公用电子对偏向X，因此X带部分负电，而C带部分正电，但与Mg反应之后，此时的C带上了负电，反应前后，C的极性发生翻天覆地的变化，也使这类物质形成了重要的有机反应中间体。

(1)从“花花公子”到“诺奖得主”[6]

这类反应的发现归功于法国化学家格利雅，格利雅青年时期，由于家庭生活优越，是一名“花花公子”。因在宴会上邀请一位女伯爵跳舞时被当众拒绝，格利雅受到很大触动，从此开始求学之路。后来，他发明了有机合成中的重要中间体——格利雅试剂，将其应用于有机合成中，并因此获得1912年诺贝尔化学奖。

(2)碳中和思想——格利雅试剂的应用

格利雅试剂可以与很多亲电试剂发生反应，得到有用化学产品。比如，格利雅试剂可以与CO2反应，生成羧酸，如图6所示。因此，利用这一反应可以将CO2吸收并转化为羧酸。这不就是一种减少二氧化碳的新思想吗？

图6 格利雅试剂与CO2反应示意图

“碳”就是石油、煤炭、木材等由碳元素构成的自然资源。“碳”耗用得多，导致地球暖化的元凶“二氧化碳”也制造得多。随着人类的活动，全球变暖也在改变(影响)着人们的生活方式，带来越来越多的问题。二氧化碳造成的温室效应使全球气温升高，导致两极冰川融化，海平面升高，淹没部分沿海城市；土地沙漠化，农业减产，破坏生态平衡，损害人体健康等。

因此，一方面我们应减少化石燃料的使用，开发利用新的清洁能源。另一方面，也应积极探索吸附吸收二氧化碳的科学研究。以格式试剂与CO2加成制备羧酸为契机培养学生关注生态环境变化，树立学生为保护环境进行科学探索的科研精神。同时，培养学生的环保、绿水青山意识，激发学生开拓发掘新能源思维。

3 结 语

本文从课程思政的必要性出发，以有机化学课程中卤代烃的学习为例，阐述了课程思政融入教学的实施路径，主要包括思政元素的挖掘、思政案例的适时引入以及课后的评价，最终希望达到知识传授与价值引领同向同行，培养学生正确的价值观、人生观、环保意识、科技精神等思想育人作用，同时激发学生们的学习兴趣和主动性、创新性，使一门课程不仅能学生获得基础理论知识，更能收获更多的社会效能作用，同时能为学生们将来的深造、就业起到确实的指导作用，从而使一门课不仅仅是某个阶段的一个课程，而是能成为学子们人生中的一段重要历程，受益终生。