科學倫理教育融入石油高校化學專業課

王順慧 段文猛 解正峰

[摘 要] 當前課程思政建設背景下，把科學倫理教育融入化學專業基礎課中，是課程思政教育的重要表現，體現“立德樹人”的本質。該文以“有機化學”課程為例，將科學倫理教育融入思維能力、自學能力和創新意識的訓練，把化學專業課作為科學倫理教育的創新路徑。

[關鍵詞] 科學倫理教育;以學生為中心;課程思政;有機化學;石油類高校

石油是國民經濟的命脈，而近年如原油的泄露、煉油廠爆炸等安全事故的發生給環境造成巨大威脅[1，2]，讓人們對石油化工產業聞風變色，由此引發科學倫理問題的思考。科學倫理教育目標和內容的見解是多方面的，但這些爭論因為視角和著力點不同而存在差異，其本質都是圍繞“培養什么人”的問題導向，以解決科技活動中的社會倫理和人道主義問題為主旨，明確職業道德規范和社會責任意識，將教育的范疇擴展到政治素養、文化、價值判斷和道德教育等，培養具有思想政治合格、擔當社會責任的科學技術人才[3]。長期以來，我國高校存在對工科大學生的科學倫理教育缺失的問題，把主要精力放在化學專業知識和技能的傳授，造成這些“未來的石油工程師”科學倫理素養的缺位。有的高校單獨開設了與科學倫理教育相關的“基礎生態學”和“化學與社會”等選修課程，可培養學生對道德價值的判斷，但未受到重視，這類課程往往對倫理教育針對性較弱。

課程思政建設的本質就是實現“教書”與“育人”有機統一[4]。自2016年12月習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上重要講話“其他各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應”[5]，各類專業課程也在嘗試將立德樹人融入專業課的學習中，開展思想滲透，形成各學科間立體、交叉、全面的協同育人框架，貫徹“同向同行，協同效應”的理念[6，7]。在課程思政建設背景下，把工科大學生科學倫理教育與專業課相結合，有利于擴大“課程思政”的覆蓋面。將科學倫理教育融入有機化學教學的各個環節，可實現思想政治與專業知識體系教育的有機統一。

本文從課程思政建設的指導原則出發，以“有機化學”課程為例，將科學倫理教育融入石油類高校化學專業課的思路與方法進行初步探討。

一、課程思政建設對科學倫理教育融入“有機化學”課程的指導原則

科學倫理學又稱為科技倫理學，以調節和指導科技的發展和應用為目的，研究科技中的倫理道德問題，如方向和界限、工作中的行為規范等[8]。科學倫理要求科技體系履行推動社會健康發展、造福人類的社會職責，科學倫理意識的形成主要依靠科學倫理教育，科學倫理教育是工科生的必修課，但當今石油類高校學生未形成自覺的科學倫理意識，進行倫理教育平臺少[9]。自然科學的講授不僅是就知識談知識，而要發掘背后的人性考量和價值關懷，學生在學習這些課程時，能從家國情懷和國家整體的角度來審視和解決問題[ 10 ]。課程思政的指導原則包括目標導向、學生中心和產出導向[4]。第一，“有機化學”課程以卓越工程師為培養目標，在后續課程和課題研究中學以致用，培養同時具備政治意識、科技能力和人文素養的科技人才。第二，“以學生為中心”是打破“以教師為中心”的教學模式，使學生成為學習的主體，關注他們“學什么”和“怎么學”，逐步加強思維能力、自學能力和創新意識的訓練。第三，產出導向不僅僅停留在教師完成的教學任務，更應關注的是學生是否形成正確的辯證唯物主義世界觀和方法論，實現“知行合一”。

（一）將科學倫理教育融入人才培養目標中

《化學類教學質量國家標準》提出化學是一門理論與實驗并重、富有創造性的中心學科。它為人類認識、改造和保護世界提供重要世界觀和方法論。同時化學在能源科學發展中發揮著重要基礎和推動作用。與科學倫理教育相關的人才培養基本要求包括：具有安全和環保意識及可持續發展理念;具有較強的學習、交流、協調、自我發展和團隊合作能力，能適應未來科學技術和經濟的發展要求。有機化學的研究對象是有機物的應用、結構理論與性能等，這些與石化的發展有很大聯系。因為有機化學描述的化石能源開采和煉制中的有機物，如苯的同系物、多環芳烴和鹵化物是形成環境污染的重要來源。在石油類院校的“有機化學”課程中將科學倫理教育融入課程培養目標里，需要將培養學生的安全環保意識、提高學生的綜合素質寫入培養目標中并貫徹實行。

（二）將科學倫理教育融入“學生為中心”的教學模式中

2018年召開的第11屆中國大學教學論壇上，教育部吳巖司長在《建設中國“金課”》講話中，倡導將“以教師為中心”轉變為“以學生為中心”的教學模式，培養復合型人才[ 11 ]。有機化學從2019年開始探索以“以學生為中心”模式，并嘗試將“科學倫理教育”融入該模式中，在新型冠狀病毒肺炎疫情期間，嘗試直播教學模式，將線上線下教學模式相統一。“有機化學”課程是西南石油大學三大學院的核心專業基礎課，教材選用天津大學有機化學教研室編寫的《有機化學（第六版）》。

“以教師為中心”的傳統教學模式包括課前預習，以教師講解為主題的課堂講授、歸納總結、做習題及課后討論和答疑（圖1）。在這種教學模式中學生常忽略預習，只重視課堂講授，學生主動學習機會少，教師不了解學生的興趣點和認知難點，整堂課下來基本是教師的獨白。歸納總結時教師替學生歸納，讓學生產生依賴，導致學習主動性不強。學生習慣臨陣磨槍，常等到期末考試前才想起突擊。傳統教育導致學生接受新知識的效果不佳，更談不上思維訓練和創新意識。所以科學倫理教育理念難以融入“以教師為中心”的模式中，與課程思政的本質不符。

“以學生為中心”的教學模式主要包括四個環節：自學在線課程——慕課;直播解惑和拓展講解;歸納總結和在線練習;在線討論和答疑（圖1）。

第一，自學在線課程。把在線開放的學習平臺或課程鏈接通過QQ群告知學生，學生通過手機或電腦端可直接進入課程觀看，并將課前編寫的電子版教學內容通過QQ群發布，要求學生在規定時間前自學完教學內容和錄播視頻。教師通過學生學習的數據、反饋不懂的知識點和上交的練習統計分析，準備在下步解惑。

第二，解惑和拓展講解。教師事先將同學請到釘釘課堂中，進行針對性的直播授課，解答學生自學環節中的疑惑和對知識進行拓展講解。釘釘課堂具有查看學生的出勤情況和課程回放等功能，學生不需用第三方軟件錄屏，同時學生能隨時取消靜音回答教師實時提問，也可通過屏幕互動版與教師交流。在直播課堂中的解惑部分如：（1）在講授烷烴鹵代反應的鏈反應機理時給同學提到烷烴是油氣的主要成分，再提到李四光為摘掉中國“貧油”帽子做出的突出貢獻。（2）sp2雜化碳氯乙烯共聚后生成的聚氯乙烯是制備射電望遠鏡天線的主要材料，講到“中國天眼”總工程師南仁東在建立500米口徑球面射電望遠鏡的探索，為倡導精益求精和創新進取的精神;在對映異構體中，引入20世紀60年代震驚全球的“海豚嬰兒”致畸事件，治療妊娠反應藥物Thalidomide，R-構型有鎮靜作用，而S-構型有強致畸性。引導學生認識對映體對健康和環境的重要意義，增強學生的環保意識。在知識拓展環節，為了提升學生對有機化學學科知識的進一步了解，在鹵代芳烴的環節中教師結合李蘭娟院士團隊推薦的抗病毒藥物Arbidol合成路線，主要講解兩條合成路線：第一條是沈陽藥科大學以苯醌為原料經苯醌、3-氨基巴豆乙酯經Nenitzescu反應、O-酰化、N-甲基化、溴代、縮合和Mannich反應制備目標化合物[ 12 ];第二條是經羥基乙酰基保護、吲哚氮甲基化及芳基和甲基溴化，然后經取代反應和Mannich反應得到目標產物Arbidol[ 13 ]。然后引入鐘南山和李蘭娟等工程院院士帶隊在新冠肺炎疫情期間赴前線為抗擊疫情作出的貢獻。旨在鼓勵學生學習他們舍小家為大家的高尚品德，把社會主義核心價值觀深入到學生思想中，將科學倫理教育巧妙的貫徹到工科學生心中。

第三，歸納總結和練習。針對有機反應多，引導學生探究知識體系，發現系統規律。教師以烯烴化學性質為例發布思維導向圖，幫助學生梳理包括碳碳雙鍵和α位，如加成、氧化和α氫取代反應（圖1〔a〕）。讓學生仿照烯烴的總結去歸納炔烴（圖1〔b〕），發現兩種不飽和烴異同。若線下總結，教師鼓勵成立學習小組，制成PPT請小組代表匯報。教師引導學生鉆研二者的相同點是不飽和鍵反應，不同點是α氫取代和炔氫反應，最后通過限時練習加深理解。教師通過答題情況分析對錯率，準備下階段討論命題。這部分教師先建立例子，讓學生模仿，學會歸納，貫徹“授人以魚不如授人以漁”精神，使學生終身受益。

第四，在線討論和答疑。討論和答疑環節，由教師在QQ群提出討論命題，請學生發表自己的意見，實時提出疑問，教師在線答疑并和學生共同探討學習上遇到的困難。最后引導怎么解決問題，這一部分把科學倫理教育作為思政建設具體的創新路徑，按提出問題、探索問題和解決問題，增強針對性和時效性。

（三）將“科學倫理教育”融入產出導向的教學效果評價中

這一部分主要通過學生的成績評定、作業、課程研究報告和反饋等體現產出導向的結果。成績評定通過50%平時成績+50%期末成績。平時成績包括自學在線課程+電子版教學內容（10%），參與直播出勤和發言（10%），歸納總結（10%），在線練習（50%，共5次，每次10%）、討論和答疑（10%）及課程報告（10%）。以學生為中心的四大有效實施和過程性考核，改變了過去僅由考試決定成績，將科學倫理教育融入到了平時知識積累中。

二、結論

在課程思政建設背景下，通過“以學生為中心”模式，將科學理論教育潛入到教學環節中，培養學生的自學能力和創新思維。但我國的科學倫理教育起步晚，需開創具有中國特色的科學倫理教育和化學專業課結合的形式，深入影響到學生今后的工作中，需要結合高校、企業和社會綜合考量。

參考文獻

[1]Marcia? K. McNutt， Rich Camilli， Timothy J. Crone et al. Review of Flow Rate Estimates of the Deepwater Horizon Oil Spill[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America， 2012，109（50）.

[2] Florian Fuchs， Felix M. Schneider， Petr Kolínsky? et? al. Rich Observations of Local and Regional Infrasound Phases Made by the AlpArray Seismic Network after Refinery Explosion[J] . Scientific Reports， 2019， 9（1）.

[3]郭芳.弗羅洛夫科學倫理思想的人道主義意蘊[D].東北大學，2013.

[4]張樹永.高校化學類專業課程思政建設目標與實現途徑芻議——以物理化學課程教學為例[J].大學化學，2019，34（11）：4-9.

[5]習近平.全國高校思想政治工作會議上的講話[EB/OL].http：//www.xinhuanet.com//politics/2016-12/08/c_1120083340.htm，2016-12-08.

[6]杜琳，楊敏，傅小紅，等.大學化學課堂課程思政探究[J]. 智庫時代，2019（26）：208，212.

[7]汪宙峰.淺談地理信息科學專業教師課程思政應對策略[J].教育教學論壇，2020（27）：297-298.

[8]劉建明.宣傳輿論學大辭典[M].北京：經濟日報出版社，1993.

[9]王前，楊中楷，劉盛博，等.高校理工科學生科技倫理意識的問題與對策[J].科學學研究，2017，35（07）：967-974.

[10]高國希，葉方興.自然科學課程貫徹“課程思政”的實踐思路[EB/OL].http：//theory.people.com.cn/n1/2018/0611/c40531-30048972.html，2018-06-11.

[11]吳巖.建設中國“金課”[EB/OL].https：//www.sohu.com/a/286344718_100275813，2018-06-21.

[12]王鈍，吳秀靜，宮平.鹽酸阿比朵爾的合成[J].中國醫藥工業雜志，2004（08）：10-11.

[13]Zo？觕 V.F. Wright，Nicholas C. Wu，Rameshwar U. Kadam，et al. Structure-based optimization and synthesis of antiviral drug Arbidol analogues with significantly improved affinity to influenza hemagglutinin[J].Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters，2017，27（16）：3744-3748.