立德树人视野下的本科有机化学教学

［摘 要］ 立德树人作为高校的根本任务，要贯穿教育教学全过程。通过分析有机化学课程思政的含义，阐述了在有机化学课程中融入思政的意义，剖析若干典型案例中的思政元素，推荐以工作坊的形式让学生共同参与课程思政，以此培养学生的爱国主义情怀，厚植文化自信，践行生态优先的发展观，教导学生科学地对待生活中的有机化学问题，并强化学生在有机化学研究和生产中严谨细致的安全意识，对学生科学素养的提升和科学精神的塑造有积极的作用。

［关键词］ 立德树人；课程思政；有机化学；教学

［基金项目］ 2020年度苏州大学课程思政教学团队“有机化学”（5810930122）；2021年度苏州大学高等教育教改研究课题“化学类本科专业基础化学‘一体化’实验教学体系的构建”（5731500122）；2022年度苏州大学拔尖创新人才培养改革项目“构建交叉融合下的双学士学位本科生培养体系”（5031502622）

［作者简介］ 赵 蓓（1970—），女，江苏无锡人，博士，苏州大学材料与化学化工学部教授，主要从事有机化学教学与研究；王艺璇（2002—），女，吉林吉林人，苏州大学材料与化学化工学部2022级化学（师范）专业本科生，研究方向为化学教育；陆澄容（1973—），男，江苏句容人，博士，苏州大学材料与化学化工学部高级实验师（通信作者），主要从事化学实验教学与研究。

［中图分类号］ G641 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）40-0023-06 ［收稿日期］ 2023-08-16

一、浅析有机化学课程思政之含义

习近平总书记指出，高校思想政治工作关系高校培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题。要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面［1］。这一概述具化了育人的主体是所有教师；育人的实质是各课程共同兼具价值塑造、能力培养和知识传授的功能；育人过程的主阵地在课堂教学，贯穿于课前、课后等各个教学环节。这样的育人观更加鲜明地赋予高校教师立德树人的使命，强调了立德树人、铸魂育人两个中心环节中课程思政建设的重要性和系统性。“有机化学”课程就是习近平总书记所指的“其他各门课”之一，“有机化学”课程思政就是要求教师在课程中融入具有鲜明有机化学学科特色的思政元素，以实现有机化学专业课程与思政课程的同向同行。

二、实施有机化学课程思政的意义

赫尔巴特曾说：“我想不到有任何无教学的教育，正如在相反方面，我不承认有任何无教育的教学。”在专业教学中既要防止脱离专业知识只谈思想品德教育，又要避免片面强调传授专业知识而忽略思政教育，要努力做到“做人”和“做学问”一起教，把传授知识与思想教育有机结合，全面提升学生发展核心素养，即学生应具备的、能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。

有机化学是一门历史悠久的课程，经过近两个世纪的发展，教学内容涵盖了很多系统的理论知识、丰富的有机物性质及庞大复杂的有机反应体系等，而且新理论、新方法和新技术等不断涌现。在此发展过程中，不乏爱国主义、文化自信、科技创新、生态优先和安全绿色发展等生动案例，能够让高深、枯燥的专业知识变得有情怀、有温度，更加贴近生活。“教育必须与生产劳动相结合”。为此，教师在教授专业知识时应该立足于学生适应现代生活和未来发展的需要，做到教学贴近社会，既激发学生学习的热情，提升学生学习的主观能动性，又潜移默化地影响其思想，塑造正确的职业观、价值观和世界观，培养其爱党爱国、富有自信心和自豪感、优秀的职业素养和高度的社会责任感等，是科学素养和人文素养协同训练的过程。

身正为师，学高为范。高校的化学专业师范生肩负着培养下一代接班人的重任。因此，课程思政于师范生而言更是培养其成为优秀化学教育工作者至关重要的过程。这些职前化学教师除了需要在课程学习中牢固掌握有机化学知识外，还要具备正确传授科学知识的能力。

三、开展“有机化学”课程思政的形式和案例分享

2023年2月21日，习近平总书记在十九届中共中央政治局就加强基础研究进行第三次集体学习时强调：“加强基础研究，是实现高水平科技自立自强的迫切要求”，“加强基础研究，归根结底要靠高水平人才”［2］。由此观之，高校育人的重要性不言而喻，而课堂作为全过程育人的主阵地，教师是主导者，要精选恰当的教学案例展开课程思政，设计“如盐入水”的融入方式，避免生硬刻板地植入。比如，教师可娓娓道来、循循善诱，逐渐凝练和升华，最终点明主题。这种形式是教师的“单程说教”，优点是课堂可控；缺点是学生被“灌输”，处于被动地位，教学效果欠佳。因此，在教学过程中可采用工作坊的形式，以学生为主体，布置学生课前文献阅读或视频观察，再整理小论文、制作PPT，然后到课堂上进行展讲，加上生生交流和师生互动，重现或补充有价值的资料、实例或影像。这种学生和教师全员参与的形式，虽然师生的工作量增大，但可达到事半功倍的育人效果。

（一）树立文化自信，培养家国情怀，增强民族自豪感

当今，国内外很多“有机化学”课程所用教科书中都闪耀着一位东方学者——黄鸣龙的智慧。首个以中国人名字命名的化学反应——黄鸣龙还原反应，是黄鸣龙在国外访学时的研究成果。他根据反应本质改进了方案，使反应可以常压进行，时间大幅缩短，生产率高达95%［3］，至今该方法仍在使用（见图1）。

黄鸣龙先生时刻心系祖国，为国家建设和科技人才的培养付出了毕生心血。他说，一个人不能为科学而科学，应该为人民为祖国做出贡献。此案例可以激励学生学习老一辈科学家的拳拳赤子心和深厚的家国情怀，学习他们科技报国和脚踏实地、勇于创新的科研精神。受到黄鸣龙还原反应的启发，学生可去书本上寻找更多激励青年化学工作者奋发的科学家史话。

19世纪末，逐步系统化的近代化学逐渐传入我国，但那时并没有专门从事科学教育的学校，徐寿凭借坚韧不拔的毅力坚持自学，翻译了大量化学书籍，是近代化学的启蒙者，也是我国化学的先驱（见图2）。他曾在百余年前在英国《自然》杂志上撰文，堪称我国科技领域“开眼看世界”的第一人［4］。

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”（陆游《冬夜读书示子聿》）徐寿边译书边设计实验，不仅加深了对化学知识的理解，还提高了化学实验的技巧，终于成就了近代轰动一时的化学译著——《化学鉴原》的问世，随后完成专门介绍有机化学的《化学鉴原续编》的翻译。学生应学习徐寿勤勉好学、孜孜不倦地追求科学，敢于探索未知领域的创新精神，学习以饱满的热情探索科学真理，勇于迎接挑战。

按照“厚植文化自信，增强民族自豪感”的主题，学生在工作坊中又收集和整理了一些具有代表性的现代科学和科学家的事迹。例如，2015年10月，屠呦呦因发现治疗疟疾的青蒿素而荣获诺贝尔生理学或医学奖，这是我国本土科学家第一次获得诺贝尔科学奖，意义非凡。“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之……”受东晋《肘后备急方》记载启示，屠呦呦和她的团队反复尝试提取青蒿素，虽几经失败，但凭借为国解忧的决心、锲而不舍的韧劲、严谨细致的态度和淡泊名利的精神，最终找到了用低沸点乙醚提取青蒿素的办法，从传统中药青蒿（黄花蒿）中发现了倍半萜内酯［5］。获奖时，屠呦呦教授说：“这不仅是授予我个人的荣誉，也是对全体中国科学家团队的嘉奖和鼓励。”

近几年，青蒿素的人工合成经过中外有机化学家的不懈努力也取得了突破性的进展。2012年，经过七年磨一剑，上海交通大学张万斌教授团队首创“半合成青蒿素”催化剂技术，破解了青蒿素合成的世界级难题。人工全合成青蒿素的成功产业化使之不再受自然资源（黄花蒿）限制，可稳定生产、稳定市场价格，确保供应患者，为消灭疟疾、造福人类做出重大贡献［6］。

通过回顾科学家的研究历程，学生形成了一些朴素的感悟。此时，教师要顺势而为，帮助学生将认识提升到一个新高度，即重大科技成果的取得都是集体智慧的结晶，体现了科研工作者响应祖国号召，听党指挥，坚定信念、攻坚克难的坚强决心和百折不挠、为民造福的科学精神。这是教师在课程思政中主导和引领作用的体现。

组织学生观看2023年5月30日载人航天飞船神舟十六号圆满发射的直播，由此联想到神奇的控温“外衣”——低吸收低发射型热控涂层、火箭推进剂（燃料和氧化剂）、橡胶材料（通用橡胶、硅橡胶、氟橡胶等）和密封剂等是航空事业离不开的“一代材料，一代装备”。大家深感综合国力的增强促进了科技事业的蓬勃发展，国家的进步与强大要靠一代代人的努力奋斗，今天的努力学习是为了明天能够胜任祖国建设的宏伟大业。将时事新闻作为“有机化学”课程教学中的思政元素，使课堂既充满时效性，又生动而富有感召力。

（二）具有问题意识，严谨求实，学会辩证地科学思维

实践的观点是辩证唯物主义认识论第一的和基本的观点。化学是以实验为基础的科学，很多理论都源于对实验的总结和归纳。比如，苯环亲电取代反应的区域选择性。如图3所示，一取代苯环上继续进行亲电取代，理论上按照邻、间、对位上的氢原子个数比，亲电取代产物的比例是2∶2∶1。但是实际情况并非如此。当G是甲基时，苯环硝化的邻位产物有63%，对位有34%，而间位只有3%；如果G是三氟甲基，则苯环硝化的间位产物有91%，此时邻位产物只有6%，对位有3%。通过分析大量的实验数据发现，邻、对位或间位取代反应是按照一定的规律进行的，亲电试剂（E+）取代的位置由苯环上原有取代（G）基决定。这就是苯环亲电取代反应的定位效应。于是，我们运用定位效应预测未知芳烃的亲电取代反应结果，可以精准地进行有机合成。这是一个“认识来源于实践，又为实践服务”的很好例证。除此以外，亲电加成的马氏规则、消除反应的扎伊采夫规则等都是经验规则。

在有机化学教学中，涉及唯物辩证法中关于“世界是物质的，任何事物都是一分为二的”观点的案例也很常见。比如，格林尼亚试剂简称“格氏试剂”，是一种有机金属镁化合物，由法国化学家维克多·格林尼亚发现。它在有机合成中的最主要应用是与醛、酮、酯等反应，在构建新的C—C键的同时得到各级醇。然而，格林尼亚发现该试剂遇到带有活泼氢的物质，比如醇、卤化氢，甚至是炔氢都可以反应得到烃（见图4）。一旦发生这样的副反应，格氏试剂淬灭，就没有机会再跟醛、酮、酯等反应生成目标产物。也就是说，从合成醇的角度而言，格氏试剂与活泼氢的反应是“不好的反应”。而用甲基碘化镁（CH3MgI）与待测样品反应，通过收集并测量释放出的甲烷气的量推测该样品中活泼氢的含量，即将“不好的”格氏试剂与活泼氢的反应变成了“好”反应。由此指导学生能够辩证思考。

再例如，植物中的洋葱、大蒜，动物中的美洲臭鼬都能散发出恶臭。目前已经知道这种令人极不愉快的臭味就是硫醇的气味，空气中含五百亿分之一的乙硫醇（0.000 19 mg/L）时，其臭味就可嗅到。将硫醇掺入煤气和天然气中，一旦气体泄漏，就很容易检测到险情。这一案例再次说明，任何事物都要一分为二地辩证对待，正如硫醇之臭也有用武之地。

随着碳链的增长，硫醇的挥发性降低因而臭味逐渐减弱，甚至某些硫醇在很稀的情况下反而散发出各种香味，如2-对䓝烯-8-硫醇在极度稀释下具有葡萄香，2-呋喃基甲硫醇类具有咖啡香，2-甲基-4、5-二氢呋喃-3-硫醇带有烤肉香等（见图5）。这是典型的由量变引起质变的案例。

（三）响应生态优先，开展绿色低碳的化学合成

有机合成是有机化学课程中的重要教学内容，通过学习，要求学生能够解决较复杂的合成问题。有机化学反应是有机合成的基石，在介绍化学反应时可以融入绿色、低碳、生态优先等思政要素，在优选合成方案时将原子经济、绿色化学、“双碳”目标等概念纳入其中。比如，课堂上教师都会介绍格氏试剂及其在羧化反应中的应用。在格氏试剂的C—Mg键之间插入CO2之后再酸化可以得到高一级的羧酸，所以这个反应在羧酸合成中占有一席之地（见图6）。当前，全世界都非常关注温室气体对环境和生态的影响。2020年9月22日，我国提出了2030年前碳达峰和2060年前碳中和的“双碳”目标，旨在减少和消灭碳排放对生命系统形成的威胁。这个目标的实现需要从植树造林、节能减排、碳捕捉和碳转化等多途径展开。格氏试剂羧化法制备羧酸是100多年前开发的一个实用反应，正是把二氧化碳作为丰富的C1资源加以利用，实现了CO2向高附加值化学品的转化。