“有機化學”緒論課程思政教學案例設計

湯亞芳

(鎮江高等職業技術學校,江蘇 鎮江 212003)

思想政治教育是學校教育的重要內容,是落實“立德樹人”根本任務的關鍵所在。習近平總書記在全國高校思想政治工作會議中指出,要堅持把立德樹人作為中心環節,把思想政治工作貫穿教育教學全過程,實現全程育人、全方位育人[1]。課程思政將思想政治教育融入專業課程教學,是思想政治教育概念的豐富與拓展,是專業課程教學實現內涵式提升與發展的路徑選擇[2];使知識育人和思政育人有機結合,同向同行,實現立德樹人、潤物無聲的目標[3]。

“有機化學”與化學、化工、醫藥、生命科學、食品、農學、環境、材料等領域密切相關,是這些專業高職、高專及本科教育的重要的專業基礎課。在現代科技發展中,“有機化學”的實踐性和社會應用性日益重要[4]。同時有機化學與人類社會生活和環境緊密相關,其知識體系中包含豐富的思政元素,以“有機化學”為載體開展課程思政教育具有重要意義。

作者選取分析檢驗技術專業“有機化學”中緒論章節作為課程思政教學設計案例。緒論是學生學習該課程的第一課,對建構有機化學認知,加深專業認同,提升職業素養具有重要作用。作者從教學內容分析、教學目標、教學思路、教學設計與實施、教學效果及評價和教學反思等幾個方面[5]進行闡述。

1 教學內容分析

緒論是“有機化學”的第一課,俗話說“好的開始是成功的一半”。如何在第一課吸引學生的注意力,引起學習興趣至關重要。以“有機物-有機化學史-有機化學工業-產業產品特點-物質結構-分類”這樣一個脈絡為主線進行課程內容的學習,提高學生對有機世界的認識,開拓空間思維能力。緒論是“有機化學”課程中的基礎內容,這部分內容與生活實際聯系緊密,具有較強的應用性和實踐性,有利于激發學生的學習興趣和求知欲,同時也有一定的理論性和抽象性,有利于激活學生的空間想象能力和創新能力。

2 教學目標

通過緒論中專業知識和課程思政的學習,使學生能夠對有機化學的基本概念、基本性質、基本特點、基本結構有所了解,為后續學習從理念、框架上做好準備。同時培養學生運用有機化學知識去分析和解決生活生產中相關問題的能力,逐步培養學生自我更新知識和獲取知識的能力,進而提高學生的學習力和創新力。教學時將課程思政貫穿其中,同時提升學生的專業素養和人文素養[6]。以“緒論”為例,學習目標主要包括以下三個層次。

2.1 知識目標

了解有機化合物和有機化學的含義;理解有機化合物結構特點與性質特點;了解有機化學工業特點;熟悉有機物的分類(從碳骨架和官能團兩種思路)。

2.2 能力素質目標

能判斷物質類別,如有機物、無機物(酸、堿、鹽等);能舉例談談有機化合物性質特點的表現;能說出有機物核心元素碳的結構特點,碳鏈等連接順序與方式,并理解有機物的種類;能對有機物進行分類。

2.3 思政教育目標

逐步建立職業的認同感與自豪感;樹立安全意識、環保意識;認識到事物間是相互聯系的,物質世界是千姿百態的;樹立實事求是、嚴謹務實的工作作風。

3 教學思路

堅持立德樹人為中心,尊重學生的主體地位和教師的主導地位,結合教學內容特點,采用師生互動、民主平等的探究式、研討式、 啟發式等教學方法,構建主動、積極、平等、開放的課堂,將知識、理論、理念逐步推進給學生,將正能量的思想認識和價值觀念潛移默化傳遞給學生。

3.1 展示討論

展示家庭廚房,討論廚房有哪些食品、物品等,指出分別屬于哪一類物質,帶領學生初識有機物,并在提示下共同分析有機物含有的常見元素。

3.2 故事敘述,現狀展示

講述維勒首次從無機物合成有機物的歷史故事,指出科學是客觀的,不能盲從,但想象很重要,實踐是檢驗真理的唯一標準。講述我國科學家在有機合成中的貢獻,并通過圖片和視頻展示我國煤化工及石油化工的蓬勃發展,激發學生的愛國熱情。

3.3 視頻分享

有機物的特點,比如可燃、有毒、相似相溶;有機合成工業的特點,比如易燃、易爆。討論探究有機物使用和生產環節的注意點,提升學生的安全意識,樹立謹慎細心的工作作風。

3.4 球棍模型拼裝

讓學生自行拼裝不同連接類型和順序的有機結構,認識有機物組成、分類、官能團、同分異構體等。

4 教學設計與實施

4.1 有機化合物——引導學生認識身邊生活接觸的事物,觀察生活,提升職業與課程認同感

展示廚房的圖片,師生討論廚房里可見的調料、食物、盛具分別屬于哪一類物質,激發學生熱愛生活,細心觀察的品質,并且認識到有機物在身邊隨處可見,生活離不開有機物,加強學生體會化學與生活相關的代入感,最終反哺于課堂知識的學習[6]。有機化學是美好生活的創造者,引導學生運用專業知識創造健康有益的食品造福于人類。還可以擴展到反面案例,如“三聚氰胺毒奶粉事件”“蘇丹紅”給社會造成的嚴重后果,在教學中引入大家熟知的營養品及食品安全相關的新聞時事,活躍課堂氣氛,引發大家思考討論,幫助學生養成誠實自律的良好品德,對國家、對人民負責的態度,牢固樹立正確的世界觀,切實將社會主義核心價值觀作為行為指引。

4.2 有機化學史及我國有機工業——引導樹立科學精神,愛國情懷

早期化學家認為有機化合物只能從生物體中獲得,直到1824年,德國化學家維勒意外發現氰酸銨(無機物)加熱可以得到一種白色晶體。此后年僅24歲的維勒堅定自己的信念,潛心做研究,克服了種種壓力,不盲從自己的老師,于1828年最終確認這種白色晶體是哺乳動物體內蛋白質代謝的最終產物——尿素(碳酰二胺,有機物),并將合成方法發表在期刊上,從而否定了“生命力”學說,此舉震動了化學界,開創了有機化合物可以通過人工合成的新紀元[7,8]。通過這個故事引導學生在學習和工作過程中要抓住機遇,善于發現問題,遇到問題要勤于思考,多問為什么,勇于追求真理,勇于創新。同時,要始終堅持實事求是的學習和工作態度,鍥而不舍的科研作風和嚴謹務實的科研態度。

講有機化學發展史時,引入我國化學工作者1965年人工合成結晶牛胰島素、1981年人工合成酵母丙氨酸轉運核糖核酸、我國諾貝爾獎獲得者屠呦呦從植物中提取了有機物青蒿素的事跡等,闡述我國化學工作者在有機化學領域的巨大貢獻,促使學生堅信中華民族是偉大的民族,是具有首創精神的民族,從而激發學生的民族自豪感和愛國情懷。同時認識到學習有機化學的必要性。基礎研究是科技創新的源泉,是高新技術發展的源頭,它源于教材而又高于教材中的理論知識。

4.3 有機化合物的性質,有機化學反應特點——引導學生樹立安全意識(生產、使用、實驗)

有機物大多有毒、有刺激性,易燃、易爆炸,其管理、保存、取用都有明確的規定和要求。例如,乙醚易揮發、易燃燒,其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物,遇明火、高熱易燃燒爆炸,且乙醚是一種吸入性麻醉劑,其蒸氣被人吸入可引起麻醉,容易被不法分子用于犯罪活動;急性大量接觸乙醚,可導致生命危險。根據這些性質,實驗室中乙醚往往密封在棕色玻璃瓶中,置于陰暗、低溫、遠離火源處保存,專人專柜專鎖管理,使用時到倉庫領取,用剩的乙醚及時送回倉庫。

許多有機化學反應需要在高溫、高壓條件下進行,反應產物復雜,副產物多,處理不當容易排出有害物質,導致安全事故。“有機化學”教學中,要有針對性地進行安全教育。例如,乙醇消除反應中,反應產物除了乙烯以外,還可能由于發生分子間脫水生成乙醚。主產物乙烯是易燃燒的氣體,副產物乙醚易揮發、易燃燒、易爆炸。教學中要講清楚如何收集主要產物乙烯、如何處理副產物乙醚、如何加入反應物濃硫酸,以及在實際操作中要注意的防護的必要性,以免引起安全事故。

另外,有機化學實驗中會產生有毒有刺激性氣味氣體的實驗要在通風櫥內進行或設計尾氣吸收裝置;蒸餾時要在反應液中加入少量沸石,防止暴沸;易燃有機物反應不能用明火加熱;使用冷凝管時,進水口在下,出水口在上,接反了會影響冷卻效果,降低產率等等,這些實驗操作常識也要傳遞給學生。反應速率慢,所以一些反應需研發適合的催化劑;副反應多,設計合理的合成路徑,減少副產物,提升主產物含量,分離除去副產物或再利用等,表明在工藝上有機化學生產還有不斷進步的空間,從而激發學生的興趣,認識科學的嚴謹性,將注意力集中于課堂,提升學習課程的熱情,培養職業素養和社會責任感。

4.4 有機化合物的結構特點——啟發科學思維,透過現象看本質

分析有機物的結構特點,碳原子可以成四個鍵是關鍵,從周期表談及碳的位置,其位于第二周期第Ⅳ主族,最外層有四個電子,處于金屬與非金屬之間,既不容易失電子,也不容易得電子,從而可通過共用電子對與其他原子形成共價化合物。有機物中常見的原子為C、H、O、N、P等,它們相互按一定規則成鍵,提示并演示碳碳之間可以形成的單鍵、雙鍵、三鍵、環等。給學生幾個原子模型教具,讓他們自己去組裝。通過給學生適當“留白”引導學生去分析對比,從而認識不同物質類別,理解不同化合物結構間的區別與聯系,提高學生學習及分析的能力,啟發科學思維,學習如何通過分析、歸納、總結,發掘規律,掌握透過現象看本質的科學方法,從而簡化知識難點,理解同系物、同分異構體等概念。

5 教學效果及評價

“有機化學”是高職高專及本科院校化學、化工、食品、藥品、環境、材料等眾多專業的一門專業基礎課,是專升本、考研的核心專業課。在專業知識講授的同時,恰如其分地引入思政教學以來,學生學習專業知識的熱情提高了,不再談化色變,也認識到化學的大有可為之處。另外,在結構的學習中,學生通過不同的原子連接順序與形式形成不同的有機物,拓寬了思維,提升了創新意識。在有機物性質的學習過程中,學生更深切地感知化學的威力,對科學的敬畏之心進一步提升。課程引導學生提高獨立思考能力,對與社會和科學問題相關的有機化學信息有敏感的認識。學生在課堂上感受到生動和充實,課下對化學產生濃厚興趣, 樹立樂觀開朗的人生態度,做一個具有遠大抱負和理想的人。

6 教學反思

6.1 創新點

在“大思政”視域下,以系統創新的思維完善組織架構,優化教學過程,讓所有的案例、故事、圖片、視頻都具有思政教育的職能。

將思想政治的“知、情、意、行、信”等因素結合,用生活中的真實案例,觸動學生的心靈,不斷造就“知、情、行”協調發展,促進學生創造性的培養。

6.2 改進措施

在球棍拼接過程中,學生的思維不夠全面,不能按照預設完整展示教師所想表達的結構,可以預先進行一些提示性學習引領。因為有機物種類較豐富,可以分組進行拼接不同類別,如可按照表1循序漸進去拼接。

表1 分組拼接示例

如表1所示,A組設置意圖:感知碳原子個數與名稱關系(甲乙丙丁……),初步認識同系物、碳碳鍵的幾種類型和所連氫的個數。B組設置意圖:初步認識簡單的同分異構體,包括碳的連接方式,連接順序,官能團的位置,官能團或物質種類等。C組設置意圖:在簡單烷烴基礎上氫被取代后的簡單類別,含有氧原子的同分異構體等。在此基礎之上將常見有機物類別的球棍模型進行完整展示,即使不能完全記住,但可以有個初步印象,為以后學習奠定基礎。

7 結語

課程思政的重點依然是課程,思政滲透課堂,課程承載思政,教師不僅要從最初的授之以 “魚” 到授之以 “漁”,更要能達到授之以“欲”,激發學生內在的求知欲,變“要我學”為“我要學”,最終達到授之以 “育”,既育才又育人,使學生全面發展。課程思政不僅改變“有機化學”課程理論本身的枯燥,同時改變思想政治教育的“孤島現象”,將很多貼近生活實際的例子引入課堂,更能引起學生的學習興趣,并在此過程中達到協同育人、多元育人機制[9]的健康發展。