“有機化學發展史”課程思政教學設計與實踐

摘" 要：為了落實立德樹人根本任務，引導大學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，本研究持續開展有機化學課程思政教學的改革與探索，深入挖掘課程中蘊含的思政素材與育人元素，巧妙地將其融入教學內容，達到了“鹽溶于水”的效果，提升了育人成效，培養了“一懂兩愛”的卓越農林人才。文章以有機化學緒論部分的“有機化學發展史”作為教學設計樣例，從課程教學目標、思政育人目標、知識拓展和教學反思等環節入手，探究課程思政與基礎化學課程深度融合的教學設計思路與方案，提升了課程的“兩性一度”和教學效果，“一箭雙雕”地實現了思政育人與課程育人目標。

關鍵詞：有機化學發展史;課程思政;教學設計與實踐;人才培養

中圖分類號：G642" " 文獻標識碼：A" " 文章編號：1673-7164（2024）36-0125-05

習近平總書記在2016年全國高校思想政治會議上提出，高校教育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，以實現全程育人、全方位育人。[1]有機化學是農林高校農學、林學、生物類、食品類、植物保護等專業的公共必修課，與農學、林學、生物學、植物保護等優勢學科交叉融合，互相促進，共同發展。學生需要掌握包羅萬象的有機化學知識，學會合成琳瑯滿目的有機化合物，種類多樣的有機反應的剖析，紛繁復雜的反應機理的探究，豐富多彩的生物活性的應用。該課程不僅培養了學生的邏輯思維、化學素養和創新能力，還對后續與化學相關的“農業化學”“林產化學”“生物化學”等專業課程的學習、科研訓練的實施、畢業論文的完成起到了強有力的支撐作用。在講授有機化學基本理論和基礎知識的基礎上，如何將課程思政元素有效融入課程教學全過程？如何構建并踐行“全員、全程、全方位”的育人新局面？如何培養“一懂兩愛”的卓越農林人才？[2]這既是我們農林高校教師急需解決的核心問題，也是新時代賦予我們的神圣職責和光榮使命。

文章對目前的課程思政教學進行了調研與分析，在總結課程思政教學的建設經驗和著力點的同時，發現以下三個懸而未解的問題：一是課程思政與專業課程如何巧妙融合，提升課程的育人成效;二是教師在傳授知識的同時，如何堅守教書育人這一初心;三是農林高校教師如何以服務國家戰略為導向，貫徹落實課程思政教學理念。為了解決以上難題，教師必須堅持做好以下三點：1. 堅持學習有機化學前沿知識與先進理論，持續更新教學內容，使新理論、新思想、新方法春風化雨般地走進教學課堂，做到常講常新，指引學生養成追蹤文獻的高階能力，培養學生的化學素養、創新能力和終身學習能力;2. 深挖課程中蘊含的思政元素，撰寫課程思政教學設計方案，建立課程思政案例庫，通過講述屠呦呦等老一輩科學家的感人事跡、我國有機化學領域的輝煌成就、我校在農林病蟲害方面取得的新進展，培養學生的家國情懷、科學精神和堅韌品質;3. 時刻關注有機化學新時代課程思政教學與傳統課堂教學的區別，將思政教育與課程教學有機融合，提升學生的思想品德、敬業精神和職業素養，努力培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人。下文將以緒論部分為例，展示“有機化學發展史”課程思政教學的設計思路與教學實踐。

緒論部分是有機化學的第一堂課，也是學生認識本門課的窗口。教材上的內容稍顯單薄，無法承載其對本課程教學的重要意義和引領價值。要把緒論部分講好并非易事，因為其要求教師既要傳授好知識，又要激發學生的學習興趣，在此基礎上把課程思政元素融入其中，從而使學生在掌握知識的同時，樹立正確的世界觀、價值觀和人生觀。毋庸置疑，有機化學發展史蘊含著大量的思政元素，教師通過介紹國內外化學家的科研事跡，來使學生掌握有機化學發展歷史、目前的研究現狀、存在問題、未來發展趨勢。在此基礎上，使學生深刻認識到：在探求科學真理的道路上沒有捷徑可走，不僅要有不怕失敗、屢敗屢戰的驚人勇氣，鍥而不舍、銳意進取的奮斗精神，勇于探索、敢于創新的科學素養，還要銘記開國領袖毛澤東提出的“實踐是檢驗真理的唯一標準”這一思想，在實驗實踐中驗證課本上的理論知識，在科研實踐中探尋科學奧秘，在工作實踐中建功立勛，成長為學術界的領軍人才或工業行業中的大國工匠。

教學團隊總結了有機化學發展史的相關知識，在教學中融入了豐富的思政元素，從五個方面開展課程思政教學，提升了學生學習有機化學的主動性、積極性和滿意度，獲得了校內外同行一致好評，并為有機化學課程思政教學提供了新思路和新舉措等成果。

一、明確教學目標，培育卓越人才

（一）課程教學目標

1. 知識目標：熟知有機化學的發展重要階段，掌握有機化學和有機化合物的科學定義，講述有機化學發展過程的重大事件。

2. 能力目標：通過課前預習、課堂學習和課后擴展等教學環節，使學生掌握獲取知識、鞏固新知、探索未知的方法與策略，樹立學好有機化學、用好有機化學、宣傳有機化學的遠大目標。

（二）思政育人目標

1. 設計思路

有機化學的定義從最初建立在“生命力學說”基礎之上的“有機化學是研究從生命體內分離出來的物質的一門科學”，到韋勒合成尿素打破“生命力學說”，再到通過研究有機化合物的內部結構給出有機化學的科學定義——有機化學是研究烴及其衍生物的組成、結構、制備、性質及其變化規律的一門科學，使學生深刻地體會到：一個概念或理論的科學內涵是經過不斷修正而趨于完善的，從而使學生對理論有更深刻的認識但又不僵化。

2. 思政育人目標

首先，通過如何科學定義有機化學這一知識點的講解使學生認識到：人類對有機化學的認識是永無止境的，只有經過不斷的實踐檢驗，相關理論的豐富內涵才能得到發展和完善。其次，講述那些為有機化學科學發展做出杰出貢獻的前輩專家的科學獻身精神，他們嚴謹求實、追求真理的科學態度，總結的成功經驗和失敗教訓，都值得后輩學生引以為鑒、終身學習。最后，闡釋有機化學和有機化合物的科學定義，鼓勵學生勇攀科學高峰，成長為“一懂兩愛”的卓越農林人才。

3. 育人主題

科學嚴謹，尊重事實;勇于質疑，不迷信權威和理論;熱愛科學，探求真理。

二、細化教學過程，提升教學效果

（一）課程的導入

課程的導入是上好每一堂課的關鍵，引人入勝的導入不僅能調動學生深度學習的積極性，還能激發他們學習的求知欲。設計課程導入，首先要從學生的學情出發，分析他們從先修課程“無機化學”獲取的與有機化學相關的知識、所學專業對有機化學知識的需求、學習有機化學的興趣等因素。然后，選取與課程內容密切相關的素材，例如科學家故事、最新科研進展、熱門話題等生動有趣的內容，繪聲繪色地講述這些素材，成功地把學生引入有機化學的科學殿堂，開啟有機化學的探索之旅。

首先，以“美國化學與工程新聞報道：世界上第1.5億個化學物質已被發現”這一新聞導入課程，即美國化學文摘社CAS于2019年5月8日注冊了第1.5億個化學物質——2-氨基嘧啶甲腈衍生物（圖1），其專利屬于默克公司，可治療癌癥和免疫性疾病。[3]

其次，回顧無機化學知識：雖然元素周期表中的任何元素都可以相互結合，形成無機化合物，但其卻僅有一百多萬種。

再次，通過對有機化學研究現狀的講解，指出“組成有機化合物的主要元素雖為C和H，常見元素有N、O、S、P和鹵素，但其數目卻非常龐大”。

最后，提出問題：為什么有機化合物數目比無機化合物多得多？為什么有機化學能成為獨立的一門學科？有機化學的概念是如何提出和完善的？以提問的方式引出本節課的內容。

（二）課的展開

1. 有機化學概念的首次提出

恩格斯認為：“科學的發生和發展過程，歸根到底是由生產所決定的?！庇袡C化學的發展也是遠古時代的煉丹術、鉆木取火、釀醋制飴等生產活動的產物，它的蓬勃發展離不開那些治學嚴謹、辛勤探索的科學家。教師可重點介紹以下幾位對有機化學發展做出卓越貢獻的幾位科學家。

第一位是瑞典化學家貝采里烏斯（Jons Jakob Berzelius），他在1806年首次提出有機化學的概念，認為有機化學是研究動植物等有生命物質的化學，或在生命力的影響下所合成的物質的化學。[4]有機化學概念是建立在“生命力學說”基礎之上的，據此引出問題——什么是“生命力學說”？通過對生命力學說的講解，啟發學生：當時的科學家認為“沒有生命力的人為的力量，是不可能合成有機化合物的”。接著，提出第二個問題：受生命力學說的影響，這一時期的有機化學概念是不是比較狹隘？科學家該如何進行完善？以提問的方式引出下一個話題——韋勒的實驗室合成尿素。

2. 韋勒在實驗室合成尿素的杰出貢獻

1828年，貝采里烏斯的學生韋勒（Friedrich W [o] hler），在用氰酸銀和氯化銨水溶液制備氰酸銨的過程中，偶然發現加熱濃縮后的產物是一種白色針狀晶體，和自己以前制備的產物正方系晶體完全不一樣，生成物的晶型很像尿素，后來的元素分析實驗證明——它的確是尿素。[5]而尿素是哺乳動物排泄掉的含氮物質，是在尿液中發現的，肯定是一種有機物。尿素的成功合成，說明有機物是可以由無機物制備的，這是人類歷史上第一次由無機物制備出有機物，敲開了有機化學的大門。韋勒立即寫信將這一發現告訴自己的導師貝采里烏斯，導師看完信后卻諷刺地說：“那你能不能在實驗室造出一個孩子來”，因為在生命力學者看來——尿素不是真正的有機物，只是動物體的排泄物并易于分解為氨氣和二氧化碳，只是一種連接有機物和無機物的過渡產物。然而，隨著一系列有機化合物的人工合成，“生命力學說”被推翻。

通過這個案例的講解，啟發學生思考：韋勒制備氰酸銨的實驗是成功的嗎？失敗的實驗我們就棄之不管嗎？引導學生意識到成功的經驗和失敗教訓都值得繼續做進一步的探索，以使認識不斷深化，結果不斷完善，直至找到反應的真相。啟發學生向韋勒學習，面對導師貝采里烏斯的嘲笑，在探求科學真諦的過程中，堅持真理、不懼權威的精神。

3. 有機化學的科學定義

“生命力學說”被推翻之后，必須重新定義有機化學的概念，由此引出對有機化合物的結構和組成等作出貢獻的三位科學家的講解。

現代化學之父——法國科學家拉瓦錫首先弄清楚了燃燒的概念，提出有機物主要是由碳、氫、氧、氮等元素組成。有機化學之父——德國化學家李比希發展了拉瓦錫的燃燒學說，證明有機化合物均含有碳元素，絕大多數含有氫元素，還有些含有氮元素和氧元素。[6]德國化學家肖萊馬在研究脂肪烴的過程中發現，其他含碳有機化合物都是別的元素取代烴中的氫原子后衍生得到的，從而給出有機化學和有機化合物的科學定義。

有機化學史的發展使學生意識到，理論的形成總是會經歷很多的質疑和修正，但是無論人們在認識事物的時候得出多少種結論，只有符合客觀實際的認識，才是被視為真理，這一真理只能通過客觀的社會實踐來檢驗。據此，號召學生向上述化學家學習，學習他們為了科學發展不怕困難、百折不撓的堅強毅力，實事求是、嚴謹治學的科學態度。

4. 知識拓展

（1）維生素B12的人工合成

隨著分子結構理論的不斷發展和化學技術的日益成熟，各有機化學家堅信：只要制訂出合理的合成路線，不管多么復雜的化合物都能夠被人工合成出來，維生素B12的合成完美詮釋了這一觀點。天然化合物維生素B12 廣泛存在于動物食品中， 能促進紅細胞的發育和成熟，預防惡性貧血，維護神經系統健康。[7]它的成功制備是人工合成有機物的典范，其合成步驟多達100多步，該工作是由美國化學家伍德沃德（Robot·Burns·Woodward）組織14個國家的110位化學家協同攻關，歷時11年才完成，這是美國化學家伍德沃德指導合成的迄今為止最復雜的天然化合物，是有機合成領域的經典之作。因其在有機合成領域的卓越貢獻，伍德沃德榮獲1965年的諾貝爾化學獎。通過介紹維生素B12的合成花費了十多年時間，引導學生在科學研究中要有不怕失敗、堅持不懈的奮斗精神，要有甘愿坐冷板凳、十年磨一劍的吃苦精神，努力成為可堪大用、能擔重任的棟梁之材。這個案例也使學生認識到：有機合成對人類社會發展的重大意義，作為未來的化學工作者要勇于創新，樂于將自己的科研工作與生產實踐相結合，用自己所學的化學知識造福人類。

（2）我國科學家合成牛胰島素

胰島素是機體內唯一能降低血糖的激素，同時能促進糖原、脂肪、蛋白質的合成。1921年被加拿大科學家班亭和貝斯特發現，1922年開始用于臨床，使過去無法治愈的糖尿病得到治療。1955年，英國的桑格（Frederick Sanger）小組歷經磨難發明了蛋白質的測序方法，并以此方法測定了牛胰島素的全部氨基酸序列，他因此獲得了1958年的諾貝爾化學獎。[8]在桑格獲獎后不久，剛剛成立的中國科學院上海生物化學研究所提出了一個大膽的想法——人工合成蛋白質，于是選定了氨基酸序列已知的胰島素為目標分子。聯合中國科學院上海有機化學研究所和北京大學化學系二個單位，最終在1965年9月17日完成了結晶牛胰島素的全合成。[9]經過嚴格鑒定，它的結構、生物活力、理化性質、結晶形狀都和天然的牛胰島素完全一樣，這是世界上第一個人工合成的蛋白質。這項成果獲得了1982年中國自然科學一等獎。通過牛胰島素的測定到人工合成，指引學生從中領略科學家敢于攻堅克難、勇于追求卓越、善于協同創新的寶貴科學精神，這一精神將成為科研征程的指路燈塔，照亮當代青年的成才之路。

（三）課堂小結

1. 了解有機化學的發展史。

2. 識記有機化學和有機化合物的科學定義。

3. 講述有機化學發展中6位著名化學家的突出貢獻。

4. 思考題：有機化學和無機化學的本質區別。

三、思政深度融合，提高教學成效

（一）案例開展的意義和價值

將有機化學課程教學與思政教育深度融合，引導學生養成優良的思想品德，引起學生共鳴，起到了良好的思政育人作用。

（二）主要成效和特色

1. 課程的設計富有故事性、趣味性、科學性，深受學生喜歡，參與度高，課堂氣氛活躍，教學效果較佳。

2. 使學生深刻地認識到：有機化學的內涵，以及有機化學的研究對象、重要特點和科學意義，激發學生學習有機化學的興趣。

3. 授課內容與思政元素銜接自然，潤物無聲，厚植學生愛國情懷、理想信念和科學精神，指引學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。

四、總結教學經驗，持續進行反思

緒論課是有機化學教學的前沿課、導入課，其主要內容是對該學科進行高屋建瓴的概括與介紹，使學生對這門學科有一個全面的、科學的、整體的認識。一堂精彩的緒論課可以提高學生學習有機化學的熱情與興趣，引導學生將有機化學作為自己今后的研究方向，從事與有機化學相關的科研或工作，所以，在緒論課的教學過程中，要注重發揮教師的引領作用，重點講述有機化學領域的科學前沿，激發學生探索未知、追求卓越、敢于創新的激情。在課堂講授過程中，著重傳授有機化學學習方法，推薦一些與之相關的一流期刊、權威教材和習題集，[10-13]積極開展網絡輔助教學，教會學生掌握獨立獲取知識的資源與途徑。另外，有機化學知識的規律性比較強，在教學過程中，要注重知識點的銜接、對比與歸納，以增強知識的邏輯性和系統性，指導學生抓住知識主線、提綱挈領地自如學習，幫助學生掌握扎實的有機化學基礎知識，為后續專業課程學習奠定基礎。

五、結語

以上是教學團隊在講述“有機化學發展史”中實施的課程思政教學案例，取得了優異的教學效果，把科學家探究的案例與課程完美融合在一起，使學生知道有機化學不但是一門最具創造性的學科，也是一門充滿藝術性的學科，其有著與其他自然科學不同的特殊地位。通過有機化學反應合成的各類物質，創造了一個新的物質世界，其在人們的衣食住行中扮演著重要角色。由此可見，沒有化學，就沒有人類社會的發展，從而使學生意識到有機化學的重要性和實用性，激發他們學習有機化學的興趣和熱情，指導他們成長為“一懂兩愛”的卓越農林人才。

參考文獻：

[1] 新華社. 習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上的重要講話[EB/OL]. （2016-12-08）[2024-10-08]. http：//www.xinhuanet.com//politics/2016-12/08/c_1120083340.htm？from=group messageamp;isappinstalled=0.

[2] 張逢源，李玲. 基于有機化學發展史的課程思政在《有機化學》課程中的設計與實踐[J]. 廣東化工，2021，23（48）：217-218.

[3] 漫游藥化. 第1.5億個化學物質誕生了！[EB/OL]. （2023-02-04）[2024-10-08]. https：//mp.weixin.qq.com/s？__biz=MzUzMz k3MDU5Mw==amp;mid=2247512697amp;idx=4amp;sn=6269b90f8315e470d98d1e408de3a0aaamp;chksm=fa9919b7cdee90a1851de8af0e39b83c763982ce7abc98100f4ff47522f221cc6a5667a1c4b1amp;scene=27.

[4] 丁緒賢. 化學史通考[M]. 北京：中國大百科全書出版社，2011：10.

[5] 王勉之. 試論人工合成尿素的歷史必然性及其意義[J]. 科學技術與辯證法，1985（02）：13-17.

[6] 張大偉，許海，賈瓊，等. 近代化學巨匠：尤斯圖斯·馮·李比希[J]. 化學通報，2022，85（09）：1139-1146.

[7] Giedyk Maciej，Gryko Dorota. Vitamin B12：An efficient cobalt catalyst for sustainable generation of radical species Journal[J]. Chem Catalysis，2022，2（07）：1534-1548.

[8] 謝兆輝. 生物化學大師——弗雷德里克·桑格[J]. 生物學通報，2008，10（43）：61-62.

[9] 張友尚. 第一個在體外合成的蛋白質：結晶胰島素全合成的個人追憶[J]. 中國科學：生命科學，2010，1（40）：8-10.

[10] 邢其毅，裴偉偉，徐瑞秋，等. 基礎有機化學（第四版）[M]. 北京：北京大學出版社，2017：2.

[11] 胡宏紋. 有機化學（第四版）[M]. 北京：高等教育出版社，2013：8.

[12] 周樂. 有機化學[M]. 北京：科學出版社，2009：1.

[13] 傅建熙. 有機化學（第四版）[M]. 北京：高等教育出版社，2018：3.