“有机化学”绪论课程思政教学案例设计

汤亚芳

(镇江高等职业技术学校,江苏 镇江 212003)

思想政治教育是学校教育的重要内容,是落实“立德树人”根本任务的关键所在。习近平总书记在全国高校思想政治工作会议中指出,要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人[1]。课程思政将思想政治教育融入专业课程教学,是思想政治教育概念的丰富与拓展,是专业课程教学实现内涵式提升与发展的路径选择[2];使知识育人和思政育人有机结合,同向同行,实现立德树人、润物无声的目标[3]。

“有机化学”与化学、化工、医药、生命科学、食品、农学、环境、材料等领域密切相关,是这些专业高职、高专及本科教育的重要的专业基础课。在现代科技发展中,“有机化学”的实践性和社会应用性日益重要[4]。同时有机化学与人类社会生活和环境紧密相关,其知识体系中包含丰富的思政元素,以“有机化学”为载体开展课程思政教育具有重要意义。

作者选取分析检验技术专业“有机化学”中绪论章节作为课程思政教学设计案例。绪论是学生学习该课程的第一课,对建构有机化学认知,加深专业认同,提升职业素养具有重要作用。作者从教学内容分析、教学目标、教学思路、教学设计与实施、教学效果及评价和教学反思等几个方面[5]进行阐述。

1 教学内容分析

绪论是“有机化学”的第一课,俗话说“好的开始是成功的一半”。如何在第一课吸引学生的注意力,引起学习兴趣至关重要。以“有机物-有机化学史-有机化学工业-产业产品特点-物质结构-分类”这样一个脉络为主线进行课程内容的学习,提高学生对有机世界的认识,开拓空间思维能力。绪论是“有机化学”课程中的基础内容,这部分内容与生活实际联系紧密,具有较强的应用性和实践性,有利于激发学生的学习兴趣和求知欲,同时也有一定的理论性和抽象性,有利于激活学生的空间想象能力和创新能力。

2 教学目标

通过绪论中专业知识和课程思政的学习,使学生能够对有机化学的基本概念、基本性质、基本特点、基本结构有所了解,为后续学习从理念、框架上做好准备。同时培养学生运用有机化学知识去分析和解决生活生产中相关问题的能力,逐步培养学生自我更新知识和获取知识的能力,进而提高学生的学习力和创新力。教学时将课程思政贯穿其中,同时提升学生的专业素养和人文素养[6]。以“绪论”为例,学习目标主要包括以下三个层次。

2.1 知识目标

了解有机化合物和有机化学的含义;理解有机化合物结构特点与性质特点;了解有机化学工业特点;熟悉有机物的分类(从碳骨架和官能团两种思路)。

2.2 能力素质目标

能判断物质类别,如有机物、无机物(酸、碱、盐等);能举例谈谈有机化合物性质特点的表现;能说出有机物核心元素碳的结构特点,碳链等连接顺序与方式,并理解有机物的种类;能对有机物进行分类。

2.3 思政教育目标

逐步建立职业的认同感与自豪感;树立安全意识、环保意识;认识到事物间是相互联系的,物质世界是千姿百态的;树立实事求是、严谨务实的工作作风。

3 教学思路

坚持立德树人为中心,尊重学生的主体地位和教师的主导地位,结合教学内容特点,采用师生互动、民主平等的探究式、研讨式、 启发式等教学方法,构建主动、积极、平等、开放的课堂,将知识、理论、理念逐步推进给学生,将正能量的思想认识和价值观念潜移默化传递给学生。

3.1 展示讨论

展示家庭厨房,讨论厨房有哪些食品、物品等,指出分别属于哪一类物质,带领学生初识有机物,并在提示下共同分析有机物含有的常见元素。

3.2 故事叙述,现状展示

讲述维勒首次从无机物合成有机物的历史故事,指出科学是客观的,不能盲从,但想象很重要,实践是检验真理的唯一标准。讲述我国科学家在有机合成中的贡献,并通过图片和视频展示我国煤化工及石油化工的蓬勃发展,激发学生的爱国热情。

3.3 视频分享

有机物的特点,比如可燃、有毒、相似相溶;有机合成工业的特点,比如易燃、易爆。讨论探究有机物使用和生产环节的注意点,提升学生的安全意识,树立谨慎细心的工作作风。

3.4 球棍模型拼装

让学生自行拼装不同连接类型和顺序的有机结构,认识有机物组成、分类、官能团、同分异构体等。

4 教学设计与实施

4.1 有机化合物——引导学生认识身边生活接触的事物,观察生活,提升职业与课程认同感

展示厨房的图片,师生讨论厨房里可见的调料、食物、盛具分别属于哪一类物质,激发学生热爱生活,细心观察的品质,并且认识到有机物在身边随处可见,生活离不开有机物,加强学生体会化学与生活相关的代入感,最终反哺于课堂知识的学习[6]。有机化学是美好生活的创造者,引导学生运用专业知识创造健康有益的食品造福于人类。还可以扩展到反面案例,如“三聚氰胺毒奶粉事件”“苏丹红”给社会造成的严重后果,在教学中引入大家熟知的营养品及食品安全相关的新闻时事,活跃课堂气氛,引发大家思考讨论,帮助学生养成诚实自律的良好品德,对国家、对人民负责的态度,牢固树立正确的世界观,切实将社会主义核心价值观作为行为指引。

4.2 有机化学史及我国有机工业——引导树立科学精神,爱国情怀

早期化学家认为有机化合物只能从生物体中获得,直到1824年,德国化学家维勒意外发现氰酸铵(无机物)加热可以得到一种白色晶体。此后年仅24岁的维勒坚定自己的信念,潜心做研究,克服了种种压力,不盲从自己的老师,于1828年最终确认这种白色晶体是哺乳动物体内蛋白质代谢的最终产物——尿素(碳酰二胺,有机物),并将合成方法发表在期刊上,从而否定了“生命力”学说,此举震动了化学界,开创了有机化合物可以通过人工合成的新纪元[7,8]。通过这个故事引导学生在学习和工作过程中要抓住机遇,善于发现问题,遇到问题要勤于思考,多问为什么,勇于追求真理,勇于创新。同时,要始终坚持实事求是的学习和工作态度,锲而不舍的科研作风和严谨务实的科研态度。

讲有机化学发展史时,引入我国化学工作者1965年人工合成结晶牛胰岛素、1981年人工合成酵母丙氨酸转运核糖核酸、我国诺贝尔奖获得者屠呦呦从植物中提取了有机物青蒿素的事迹等,阐述我国化学工作者在有机化学领域的巨大贡献,促使学生坚信中华民族是伟大的民族,是具有首创精神的民族,从而激发学生的民族自豪感和爱国情怀。同时认识到学习有机化学的必要性。基础研究是科技创新的源泉,是高新技术发展的源头,它源于教材而又高于教材中的理论知识。

4.3 有机化合物的性质,有机化学反应特点——引导学生树立安全意识(生产、使用、实验)

有机物大多有毒、有刺激性,易燃、易爆炸,其管理、保存、取用都有明确的规定和要求。例如,乙醚易挥发、易燃烧,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热易燃烧爆炸,且乙醚是一种吸入性麻醉剂,其蒸气被人吸入可引起麻醉,容易被不法分子用于犯罪活动;急性大量接触乙醚,可导致生命危险。根据这些性质,实验室中乙醚往往密封在棕色玻璃瓶中,置于阴暗、低温、远离火源处保存,专人专柜专锁管理,使用时到仓库领取,用剩的乙醚及时送回仓库。

许多有机化学反应需要在高温、高压条件下进行,反应产物复杂,副产物多,处理不当容易排出有害物质,导致安全事故。“有机化学”教学中,要有针对性地进行安全教育。例如,乙醇消除反应中,反应产物除了乙烯以外,还可能由于发生分子间脱水生成乙醚。主产物乙烯是易燃烧的气体,副产物乙醚易挥发、易燃烧、易爆炸。教学中要讲清楚如何收集主要产物乙烯、如何处理副产物乙醚、如何加入反应物浓硫酸,以及在实际操作中要注意的防护的必要性,以免引起安全事故。

另外,有机化学实验中会产生有毒有刺激性气味气体的实验要在通风橱内进行或设计尾气吸收装置;蒸馏时要在反应液中加入少量沸石,防止暴沸;易燃有机物反应不能用明火加热;使用冷凝管时,进水口在下,出水口在上,接反了会影响冷却效果,降低产率等等,这些实验操作常识也要传递给学生。反应速率慢,所以一些反应需研发适合的催化剂;副反应多,设计合理的合成路径,减少副产物,提升主产物含量,分离除去副产物或再利用等,表明在工艺上有机化学生产还有不断进步的空间,从而激发学生的兴趣,认识科学的严谨性,将注意力集中于课堂,提升学习课程的热情,培养职业素养和社会责任感。

4.4 有机化合物的结构特点——启发科学思维,透过现象看本质

分析有机物的结构特点,碳原子可以成四个键是关键,从周期表谈及碳的位置,其位于第二周期第Ⅳ主族,最外层有四个电子,处于金属与非金属之间,既不容易失电子,也不容易得电子,从而可通过共用电子对与其他原子形成共价化合物。有机物中常见的原子为C、H、O、N、P等,它们相互按一定规则成键,提示并演示碳碳之间可以形成的单键、双键、三键、环等。给学生几个原子模型教具,让他们自己去组装。通过给学生适当“留白”引导学生去分析对比,从而认识不同物质类别,理解不同化合物结构间的区别与联系,提高学生学习及分析的能力,启发科学思维,学习如何通过分析、归纳、总结,发掘规律,掌握透过现象看本质的科学方法,从而简化知识难点,理解同系物、同分异构体等概念。

5 教学效果及评价

“有机化学”是高职高专及本科院校化学、化工、食品、药品、环境、材料等众多专业的一门专业基础课,是专升本、考研的核心专业课。在专业知识讲授的同时,恰如其分地引入思政教学以来,学生学习专业知识的热情提高了,不再谈化色变,也认识到化学的大有可为之处。另外,在结构的学习中,学生通过不同的原子连接顺序与形式形成不同的有机物,拓宽了思维,提升了创新意识。在有机物性质的学习过程中,学生更深切地感知化学的威力,对科学的敬畏之心进一步提升。课程引导学生提高独立思考能力,对与社会和科学问题相关的有机化学信息有敏感的认识。学生在课堂上感受到生动和充实,课下对化学产生浓厚兴趣, 树立乐观开朗的人生态度,做一个具有远大抱负和理想的人。

6 教学反思

6.1 创新点

在“大思政”视域下,以系统创新的思维完善组织架构,优化教学过程,让所有的案例、故事、图片、视频都具有思政教育的职能。

将思想政治的“知、情、意、行、信”等因素结合,用生活中的真实案例,触动学生的心灵,不断造就“知、情、行”协调发展,促进学生创造性的培养。

6.2 改进措施

在球棍拼接过程中,学生的思维不够全面,不能按照预设完整展示教师所想表达的结构,可以预先进行一些提示性学习引领。因为有机物种类较丰富,可以分组进行拼接不同类别,如可按照表1循序渐进去拼接。

表1 分组拼接示例

如表1所示,A组设置意图:感知碳原子个数与名称关系(甲乙丙丁……),初步认识同系物、碳碳键的几种类型和所连氢的个数。B组设置意图:初步认识简单的同分异构体,包括碳的连接方式,连接顺序,官能团的位置,官能团或物质种类等。C组设置意图:在简单烷烃基础上氢被取代后的简单类别,含有氧原子的同分异构体等。在此基础之上将常见有机物类别的球棍模型进行完整展示,即使不能完全记住,但可以有个初步印象,为以后学习奠定基础。

7 结语

课程思政的重点依然是课程,思政渗透课堂,课程承载思政,教师不仅要从最初的授之以 “鱼” 到授之以 “渔”,更要能达到授之以“欲”,激发学生内在的求知欲,变“要我学”为“我要学”,最终达到授之以 “育”,既育才又育人,使学生全面发展。课程思政不仅改变“有机化学”课程理论本身的枯燥,同时改变思想政治教育的“孤岛现象”,将很多贴近生活实际的例子引入课堂,更能引起学生的学习兴趣,并在此过程中达到协同育人、多元育人机制[9]的健康发展。