《無機化學》課程教學中的思政教育實踐

廖強強

（上海電力大學環境與化學工程學院，上海 200090）

《無機化學》課程是化學類學科的專業基礎課程。天津大學編寫的《無機化學（第5 版）》是教育部面向2I 世紀課程教材。該書教學內容完備，由淺入深，習題案例豐富，編寫風格平實，深得廣大師生的喜愛。我校十多年來一直選用該本教材，取得了良好的教學效果。然而，該本教材在反映無機化學的學科發展和科技成就方面稍顯不足，特別是反映我國在無機化學學科方面的科研成果案例不是很豐富。同學們在學習無機化學基本理論的同時，卻并不了解我國在無機化學學科方面的卓越貢獻。這不僅不利于同學們對無機化學學科知識的全面了解，也可能會造成同學們片面認為我國在無機化學學科方面沒有建樹的誤解，從而可能形成中國處處不如西方國家的潛意識。這不符合我國新時代高等教育立德樹人的人才培養要求。

為進一步貫徹落實教育部《高等學校課程思政建設指導綱要》，挖掘提煉無機化學課程所蘊含的思政要素，彌補《無機化學》教材編寫的不足，在課程教學中水到渠成地穿插我國在無機化學學科方面的科研成就案例。所舉案例與教學內容無縫銜接，以潤物細無聲的方式進行融合教學，通過課程思政引領愛黨愛國教育，培養同學們的“愛國之情、強國之心”。以下是《無機化學》課程與我國無機化學科技成就的融合教學過程中的幾個具體案例。點滴心得，管窺蠡測，禱望同仁斧正。

一、我國古代無機化學的萌芽

我國古代無機化學的萌芽與煉金術的發展有較大關系。中國古代煉丹術起源于秦漢之際，其目的是試圖找到使人長生不老的仙藥以及將銅鐵等普通金屬轉變為黃金白銀的點金神丹。雖然煉金術的主觀意愿并不能實現，客觀上卻對我國的化學發展起到了一定的積極作用。通過煉金術，人們積累了化學操作的經驗，發明了多種實驗器具，認識了許多天然礦物。煉金術成為化學特別是無機化學產生和發展的基礎。

硫化物大量存在于自然界中，有些顏色鮮艷，且經煉制變化無窮，歷來是方士們鐘愛的藥物，尤其是方士們對硫化汞、硫化砷的應用最為廣泛，并由此合成一些新的化合物。硫化汞的天然產物為鮮紅色，名丹砂，又名朱砂、辰砂。我國開采并利用丹砂在世界上最早，距今有4000 年左右的歷史，殷墟的甲骨文，西周的織物，春秋戰國的盟書等，都廣泛地用丹砂做紅色顏料。

對丹砂最初的研究是從丹砂中煉制水銀汞，即“抽砂煉汞”。自然界中有天然水銀存在，但產量極少，春秋戰國時期和秦代的帝王墓中都放有大量水銀，這可能是當時需要煉制大量水銀的最大動力。

低溫焙燒法是最早的一種煉制方法，即將丹砂在空氣中低溫焙燒，其反應為

這一方法可能起源于漢代以前，但由于硫化汞分解較慢，水銀又容易揮發，損失較大，所以產量很低。到漢晉以后便逐步采用密閉高溫分解法。南宋方士白玉蟾采用下火上凝法[1]，其反應器分上、下兩部分，上部為倒置的石榴狀瓷罐，內裝丹砂及赤金紅銅，下部為一高筒狀坩堝，內貯華池水（含礦物質的醋）。該體系中加入了銅，其反應為

所生成的汞流入下坩堝的醋里，操作極其簡便。

除此以外，方士們對促使硫化汞分解進行了充分地研究，并總結出一套完整的辦法，如“七返九還”。“七返九還”包括了無機化學中分解與化合的一對基本矛盾。我國的煉丹術士在唐代已能定量地進行硫化汞的分解與化合實驗，且已經以物質守恒原理指導這一研究，它與世紀歐洲進行的氧化汞的化合、分解實驗相比，毫不遜色。

二、毛主席與江西“九二鹽礦”

鹽是人類生活的必需品，是重要的戰略物資，又是化學工業的基本原料，有廣泛的用途，被譽為“化學工業之母”。60、70 年代，鹽曾是我們國家極其重要的戰備物資。1969 年5 月，江西省、專革委會為了落實毛主席“備戰、備慌、為人民”的偉大戰略方針和“提高警惕，保衛祖國”、“要準備打仗”的偉大號召，特建立了“省自為戰，區自為戰”的工業體系。為了“保障戰時人民的物質生活，永遠立于不敗之地，決定要在江西找巖鹽”。歷經千辛萬苦，科研人員終于找到了江西這個距會昌縣城46 公里的周田鹽礦，巖鹽面積7.13 平方公里，氯化鈉品位61%，鹽礦所探明的儲量高達19 億噸，結束了"江西只銷鹽卻不產鹽"的歷史。毛主席聽到此消息后非常高興，在當年廬山召開的九屆二中全會上親筆批字“江西找到大鹽礦，儲量19 億噸，可能不止此數，印發全會各同志。”經過50 多年的發展，原來的九二鹽礦基本形成了從燒堿、氫氟酸到精細氟鹽化工的全產業鏈產業，變成了如今的會昌氟鹽化工產業基地。

三、戴安邦與硅酸聚合作用理論

戴安邦先生(1901—1999)是我國著名的無機化學家、化學教育家,配位化學的開拓者和奠基人。他開創的配位化學研究使我國的配位化學和無機化學在國際上占有重要地位。戴安邦對硅、鉻、鎢、鉬、鈾、釷、鋁、鐵等元素的多核配合物化學進行了系統的研究，其中“硅酸聚合作用理論”的研究成果，澄清了百年來多種片面和自相矛盾的有關報道，是該領域第一個定量理論。另外，他還論證了合成氨催化劑活化氮的活性中心是鐵原子簇，提出了七鐵原子簇活性中心結構模型，為我國合成氨工業的發展奠定了理論基礎。

硅在地殼中的含量僅次于氧而占第二位,是普遍存在的一種化學元素。硅酸及其鹽是硅的主要存在形式,它廣泛地涉及國民經濟許多領域。現今全世界年產可溶性硅酸鹽數百萬噸,其中不少用作膠結劑、硬化劑、加固劑以及用于制造吸附劑、干燥劑、凈化劑、催化劑、絕緣材料、人造橡膠、防火材料以及催化劑載體等等。這些用途都直接或間接有賴于硅酸的聚合作用。戴先生提出了硅酸聚合作用理論，認為硅酸在低濃度時為溶膠,在濃度較高時為凝膠；影響硅酸聚合速度的因素很多,其中最重要而具有特性的因素是溶液的酸度。硅酸聚合而形成膠凝的作用是以兩種不同的機制進行的，在堿性和微酸性溶液 中是硅酸分子與其一價陰離子的縮合作用，而在酸性溶液中，則是中性硅酸分子與其一價陽離子的羥聯作用。根據此機制推得膠凝時間與硅酸溶液開始pH 及濃度等關系的公式。這公式不僅可以統一地說明硅酸的聚合作用和濃度等因素的關系以及其溶液和膠凝的許多性質，而且可以定量的解釋硅酸溶液pH 和膠凝時間的復雜關系。

硅酸聚合作用理論曾為膠凝材料、冶金鑄造、金屬防腐、電能貯存、萃取分離、無機粘結劑以及硅肺發病機制等有關硅的實用領域提供理論依據，對生產科研都有重要的指導意義。例如，根據理論找出防止膠凍的酸度，解決了“褐煤提鈾”國防工程中的一個關鍵問題。

四、屠呦呦與青蒿素

2015 年10 月，屠呦呦因創制新型抗瘧藥—青蒿素和雙氫青蒿素的貢獻，與另外兩位科學家獲2015 年度諾貝爾生理學或醫學獎。屠呦呦是第一位獲得諾貝爾科學獎項的中國本土科學家，實現了本土科學家在本土研究獲得諾獎的零的突破。

在無機化學硫化物這一章節指出：過硫酸及其鹽的一個重要特性是強氧化性，這與該類化合物中的過氧基團密切相關。青蒿素和雙氫青蒿素殺死瘧原蟲的作用機理是通過其內過氧基（雙氧），經血紅蛋白分解后產生的游離鐵所介導，產生不穩定的有機自由基及/或其他親電子的中介物，然后與瘧原蟲的蛋白質形成共價加合物，而使瘧原蟲死亡。由此可見，青蒿素和雙氫青蒿素化學結構中的過氧基是殺死瘧原蟲的關鍵因素之一。正是由于過氧基這一媒介，將經典的過硫酸及其鹽的化學特性的講解與我國科學界的熱點新聞相融合，同學們在了解青蒿素的抗瘧機理的同時，也點燃他們崇尚科學、科技報國的夢想。

五、結語

以上只是略舉了將《無機化學》課程教學與我國無機化學科研成就進行融合教學的一些案例，后續課程教學中我們將繼續豐富和發展課程思政內容。課程思政教學不但豐富了無機化學課程內容，而且也是展示我國無機化學科研成就的很好的舞臺。通過專業教育與課程思政引領相結合，開展愛黨愛國教育，增強同學們的“愛國之情、強國之心”，培養符合我國新時代高等教育要求的德才兼備的人才。