探索《有機化學》課程思政建設提高人才培養質量

陳向群，宋 英，劉淑娟

(1 哈爾濱工業大學材料科學與工程學院，黑龍江 哈爾濱 150001；2 哈爾濱工業大學化工與化學學院，黑龍江 哈爾濱 150001)

專業課是落實立德樹人根本任務，培養合格人才的重要載體，專業課與思政內容的結合是打造金課的前提和條件。《有機化學》作為化學和材料相關專業的基礎理論課，在課堂教學上，融入課程思政內容，有利于激發學生們的愛國熱情，增強社會責任感，培養好德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人，培養更高質量的人才。有機化學的發展歷史，基本概念和基本理論與辯證唯物主義相統一，挖掘《有機化學》的思政元素，引導學生樹立遠大的理想和正確的價值觀。通過將中國傳統文化和中國科學家的故事引入相關章節，使學生堅定文化自信，學習科學家尊重和崇尚科學的精神。在課程講授過程中，結合課堂內容，融入諾貝爾化學獎獲獎者的研究歷程和勵志故事，豐富教學內容，使學生吸取科學家的精神力量，潛移默化地培養學生的科學精神。

1 辯證唯物論思想在有機化學知識體系中的體現

我們的生命是有機化合物組成的，早在18世紀中葉，人們普遍認為有機化合物只能在有生機的生物體中制造得到，唯心說占主導地位。直到1828年，德國化學家F. Wh?ler以無機物氰酸銨為主要原料，合成出尿素，才掃除了所謂有機物的神秘性。

另外，同一系列有機化合物的物理性質，狀態、沸點、熔點、相對密度和溶解度，主要受有機化合物的碳原子數影響，例如一元醇，低級直鏈飽和一元伯醇是具有酒味的無色透明液體，當碳原子數大于12時，直鏈飽和一元伯醇成為固體，并且除甲醇、乙醇和丙醇外，其余醇的熔點和相對密度均隨碳原子數增加而升高。這些規律演化都是質變到量變的必然結果的體現，完全符合唯物辯證法[1]。

唯物辯證法的普遍聯系和發展原理，在有機化學的主要內容中完美充分體現。有機化合物擁有美麗的結構，化學性質體現較強的邏輯性，化合物之間是相互聯系的，在一定條件下可以相互轉化。烷烴、烯烴和炔烴分別是sp3，sp2，sp雜化，反應活潑性不斷增強，烷烴主要發生自由基取代反應，氧化反應；烯烴可以發生自由基取代，氧化反應，親電加成，自由基加成反應；炔烴雖然親電加成反應活性比烯烴雙鍵弱，除了與烯烴相似的反應之外，還能夠發生親核取代反應。烯烴和炔烴，催化加氫形成烷烴。含氧化合物部分，由醇氧化成醛酮、羧酸。酮或羧酸在不同的還原條件下，制得醇、烷烴。

反應產物不僅與反應物的結構性質有關，還受反應條件等外界因素的影響，完全符合唯物辯證法內因與外因的相互作用。乙醇與硫酸作用，低溫時形成分子間脫水的產物醚，高溫時形成分子內脫水的產物烯烴，這是內因與外因的相互作用的典型實例。

有機化學的起源和發展為辯證唯物主義自然觀的誕生提供了科學依據，在緒論中引入恩格斯關于有機化學對辯證唯物論貢獻的評價，即“化學可以稱為研究物體在量的構成改變的影響下所發生的質變的科學”，增加學生對有機化學的興趣[2]。

2 將中國故事融入有機化學課堂教學

有機化合物命名采用天干表示主鏈碳原子數，漢族創世史詩《黑暗傳》中記載，十個男兒為天干，排定甲乙和丙丁，戊已庚辛又壬癸；秦朝以前的周朝把十天干稱十日。采用天干命名碳原子數，解決了最初使用音譯命名造成的混亂。在介紹烷烴的命名部分，通過引入中國傳統文化，感嘆中國人民的智慧，增強民族自信心和自豪感。正構烷烴代表直鏈烷烴，《禮記·學記》厚德篇，“為人師者，必先正其身，方能教書育人，此乃師德之本也。”作為教師要提高自身處事修養，公正公平對待學生。同時也給學生正確的引導，樹立正直善良，積極向上，自律嚴謹的學習生活態度。

有機化學教材中唯一出現的中國人命名的合成反應是烏爾夫-凱西納-黃鳴龍反應，與傳統的醛酮還原反應不同。黃鳴龍在醛酮的羰基還原成亞甲基的反應過程中，采用水合肼和高沸點二縮乙二醇或三縮乙二醇溶劑，避免了使用金屬鈉和無水肼，降低了成本，并且大大提高了產率，閃耀著中國學者的智慧。建國初期，黃鳴龍回到國內，研究了雙烯酚的移位反應，在甾體激素的合成及其工業生產方面做出貢獻，是中國有機化學先驅。他經常向青年科技人員強調，注重觀察分析異常實驗現象，始終貫徹實事求是、善于觀察，精確發現，反復驗證的科學精神，堅持真理的科學態度。學習黃鳴龍等老一輩科學家不求名利，默默為國家奉獻的精神。

青蒿素是倍半萜內酯，可以在講解脂環烴部分引入，也可以在羧酸及其衍生物的內酯部分引入。課程設計選擇在講授阿司匹林之后，介紹青蒿素，對比兩種化合物的結構，藥效，制取方法。阿司匹林是鄰乙酰苯甲酸，通過水楊酸的酯化反應制備。青蒿素以青蒿為原料，經過乙醚等低沸點溶劑浸取制得的中藥。屠呦呦團隊在制取青蒿素過程中，受到葛洪《肘后備急方》中記載的“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之”的啟發，提取青蒿素的過程中采用低溫溶劑，以保留青蒿素的藥效[3]。介紹青蒿素的發現歷程，講述屠呦呦諾貝爾獎獲獎報告中，總結的幾點成功經驗，目標明確堅持信念是成功的前提，學科交叉為研究發現成功提供了準備，信息收集準確解析是研究發現成功的基礎，團隊精神無私合作加速科學發現。

屠呦呦團隊還將青蒿素進一步改性，研制了青蒿素的衍生物雙氫青蒿素、蒿甲醚、蒿乙醚和青蒿琥酯，在臨床上都有很好的效果，也解決了青蒿素抗藥性問題，未來青蒿素依然是抗瘧首選藥物。屠呦呦團隊繼續開拓研究方向，將青蒿素衍生物用于抗癌和紅斑狼瘡等疾病的治療。在工作中勇攀高峰，不斷創新。屠呦呦曾經提到，作為一名醫藥科技工作者，就是要為全人類健康服務，體現了中國科技工作者的責任和擔當。

講授蓋布瑞爾合成法制備氨基酸時，引入中國科學家合成牛胰島素，牛胰島素由51個氨基酸單元組成。1965年，中科院有機所和北京大學化學系合作合成牛胰島素的A鏈，上海生化所化學合成牛胰島素的B鏈，標志著人工合成第一個蛋白質，也是人工合成第一個生命物質，中國科學家為祖國爭得一個世界冠軍，生命科學發展史上一個新的重要里程碑。整個研究過程充滿了各種困難和艱辛，不亞于原子彈和氫彈的研究。國外專家評論：“原子彈的制作方法是書上可以學到的，而人工合成胰島素卻是書本上沒有的[4]?！睂W習中國科研工作者的不畏困難，勇攀高峰和團結合作的精神，鼓勵學生學好基礎知識，勇于原始創新。

3 將諾貝爾獎獲得者的故事融入有機化學課堂教學

瑞典化學家諾貝爾發明了甘油炸藥和硝化甘油炸藥，并在化工、機械、電氣、醫療等領域，不斷進行發明創造，成為激勵無數科研工作者的科學家和發明家。1867年，諾貝爾獲得瑞典科學研究院的亞斯特獎，1880年，獲得瑞典國王創議頒發的科學勛章，法國大勛章。諾貝爾立下遺囑，將其遺產作為設立諾貝爾獎金的基金，獎給為人類的文化科學事業做出重大貢獻的人。諾貝爾勇于追求真理的探索精神，甘愿為科學獻身的精神，是他留給后人的一筆巨大的精神財富。自諾貝爾獎設立以來，30%左右的諾貝爾化學獎授予在有機化學方面有突出貢獻的科學家，彰顯了有機化學對人類社會進步所做的卓越貢獻[5]。

在講授甲烷的四面體結構、雜化理論和電負性時，介紹美國化學家鮑林，推薦同學們閱讀《化學鍵的本質》，建議同學們使用諾貝爾獎官網(https：//www.nobelprize.org)，獲得諾貝爾化學獎得主的第一手資料。在講授共振論的內容時，有的同學反饋，閱讀鮑林在1954年諾貝爾獎的獲獎感言和《化學鍵的本質》之后，感覺很受啟發，進一步深刻理解了化學鍵、共價鍵和共振論?？茖W也是雙刃劍，鮑林堅決反對把科技成果用于戰爭，特別反對核戰爭，1962年因反對核彈在地面測試的行動獲得諾貝爾和平獎。鮑林年輕時，目標遠大，刻苦鉆研，興趣廣泛，注重獨立思考，為其研究工作打下堅實的基礎。

講授鹵代烴化學性質時，給同學們推薦格利雅的故事。1912年獲得諾貝爾化學獎的法國科學家格利雅，他認為鎂的電負性，比鋅大，反應能力更強更徹底，花費十二年時間廣泛地利用有機鎂化合物制備大量有機化合物。年少時，格利雅是一個花花公子，受到刺激后，浪子回頭，在教授的幫助下，廢寢忘食、精進不休，先后發表170篇文章，出版《有機化學專論》兩卷。格利雅還是許多國家的科學院名譽院士和化學會名譽會員，無論從學術成就和人品，他都是一個受人敬仰的學者。德國化學家阿爾德評價到，格利雅試劑和薩巴蒂埃發現的催化加氫是有機合成的巨大進步，雙烯合成反應是有機合成的第三大巨大進步，都大大推動工業技術發展。

1965年諾貝爾化學獎授予了美國有機化學家伍德，他充分利用雙烯合成反應，合成了大量天然有機化合物生物堿和甾族化合物，他被稱為現代有機合成藝術的創始人。獲獎之后，耗時11年，人工合成了維生素B12，還進行了工業化生產。伍德善于思考，勤于動手，思維敏捷，并且人品高尚，不計名利，為人謙遜，他曾經說過，“之所以能取得一些成績，是因為有幸和世界上眾多能干又熱心的化學家合作。”把伍德的有機合成設計思想和他高尚的人品，融入到課堂，培養學生創新能力和合作精神。

在課堂教學中，將諾貝爾化學獎幾位得主的工作歷程和在有機化學中的貢獻，介紹給同學們，引起學生的思考和共鳴。如何學習基本理論知識，如何科研創新，如何進行職業規劃，這些先行者的經歷都對我們有很大的啟發和深遠影響。鼓勵同學們，樹立高遠志向，勇于奮斗，開拓進取。

4 將社會熱點問題引入有機化學課堂

介紹石油的來源時，引入“鐵人”精神，學習王進喜矢志不渝，壯懷激烈的愛國主義情懷。進一步延伸到垃圾分類，垃圾分類是一個全民參與的新時尚，生活垃圾分類將影響學生行為習慣、環境意識，社會的可持續發展。隨著新材料的大量使用，廢舊材料的降解回收問題，垃圾分類再利用都為科研工作者提出挑戰，高分子材料的降解問題，直接關系到垃圾回收利用。據統計，2019年，我國廢塑料回收率為30%，大部分廢塑料被填埋和遺棄，造成環境污染。Nature報道降解型熱固性塑料的最新成果，在熱固性塑料優化可降解鍵的位置，實現熱固性塑料樹脂的降解[6]。這個研究成果給同學們很大的啟發，同學們發現，科研成果不僅能發表文章，而且有望實際應用，解決身邊的熱點問題，給學生們提出新的研究思路。通過給學生布置作業，查閱相關塑料回收利用的研究進展，同時鼓勵學生參與環境友好材料的研發創新活動。不僅使學生們把垃圾分類外化為自覺行動，而且同學們也能為推動綠色發展、建設美麗中國貢獻智慧和力量，開拓創新創業思路，逐漸培養職業素養。

此外，對于進入化學實驗室的學生，強調實驗安全的重要性，學生需要首先了解所用藥品的實驗室數據(https：//scifinder.cas.org/scifinder)和各種實驗儀器的安全操作，廢液存放和處理，充分運用所學知識，加強安全意識，規范操作，完全可以避免各種類型的安全事故。通過安全事故事例分析，引導大學生關注社會痛點問題，培養責任擔當精神和社會責任感。

授課內容與時俱進，及時對社會熱點問題進行解析，將所學知識用于分析和解決實際問題[7]。有機化學這門學科自從建立以來，一直造福人類，但是有些有機化合物，一旦被錯誤使用或過量添加，也會產生危害。嗎啡既是毒品也是藥品，告誡同學們遠離毒品，做到行為規范，道德規范。食品添加劑和農藥的安全使用，染料和染發劑的正確使用，不僅擴展知識面，利用所學知識辨別是非，解決實際問題，造福社會，培養社會責任感。由嘌呤，麻黃引申到職業素養和個人自律，建議同學們健康飲食，養成勤鍛煉，科學健身的生活習慣。

5 結 語

在《有機化學》課程教學中恰如其分的引入思政內容，潤物細無聲，有利于立德樹人和對學生的人格塑造，同時，學習諾貝爾獎獲得者的思維方法，培養科學的思維能力。另外，在增強綜合素質上下功夫，教育引導學生培養人文情懷，愛國敬業。通過一個學期的課程思政融入課堂的探索，取得了明顯的成效。堅定了學生理想信念，學生更加自律自信，切實提升立德樹人的成效。學生們學習興趣提高，更喜歡有機化學課程，對學校和專業有了更深入的了解。課堂內容豐富，學生們學習積極性提高，教學效果提升，學生成績優秀率提高，不及格率降低。發揮有機化學課程思政的優勢，在有機化學教學過程中對學生進行德育滲透，既育智，又育心，促進學生全面發展，培養德才兼備、能夠為國家的發展做出貢獻的高素質人才。