無機化學(xué)及無機化學(xué)實驗中的思政元素

張玉榮，袁耀鋒

福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院，福州 350108

為了貫徹習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上的重要講話精神，各個高校都在積極開展“課程思政”的建設(shè)。其目的就是發(fā)揮課程的育人功能，發(fā)揮廣大教師在課程教學(xué)中的育人作用，實現(xiàn)“立德樹人”這一中心目標(biāo)?！罢n程思政”不同于純粹的思政課程，是通過挖掘?qū)I(yè)課程中的思政元素，將專業(yè)知識與育人有機地結(jié)合，達到“潤物細無聲”的育人效果，形成專業(yè)課程與思政課程同心同向的育人格局。

無機化學(xué)及無機化學(xué)實驗是化學(xué)專業(yè)學(xué)生最先接觸到的專業(yè)基礎(chǔ)課。無機化學(xué)的主要內(nèi)容是物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、化學(xué)原理和元素及其化合物的性質(zhì)。無機化學(xué)實驗主要涉及無機化合物的合成與提純實驗、化學(xué)原理實驗、常數(shù)測定實驗及元素化合物的性質(zhì)實驗。這兩門課都有豐富的思政內(nèi)容，對于價值觀及人生觀尚在發(fā)展的大一新生來說，如果上課時善加引導(dǎo)，對培養(yǎng)學(xué)生的思辨精神、家國情懷及誠實守信等優(yōu)秀品質(zhì)大有裨益。許多老師結(jié)合自己的教學(xué)實踐，對思政教育在無機化學(xué)及無機化學(xué)實驗教學(xué)過程中的應(yīng)用進行了很好的總結(jié)，為這些課程的思政建設(shè)提供了豐富的樣例[1-8]。本文梳理了無機化學(xué)及無機化學(xué)實驗的教學(xué)內(nèi)容與思政元素的融合點（表1），并著重從培養(yǎng)思辨精神和科學(xué)發(fā)展觀、社會責(zé)任感和擔(dān)當(dāng)及正確價值觀這幾方面來說明課程的育人功能。

表1 無機化學(xué)及無機化學(xué)實驗中的思政元素融合點

1 思辨精神和科學(xué)發(fā)展觀的培養(yǎng)

科學(xué)就是在理論與實踐的不斷沖突中向前發(fā)展，理論在這個過程中日臻完善。以配位化合物的化學(xué)鍵理論發(fā)展為例，當(dāng)Werner的配位理論被接受后，為了說明配合物的空間構(gòu)型及磁性，Pauling于 1930年提出了配位化合物的雜化軌道理論和價鍵理論，但這一理論無法解釋配合物的激發(fā)態(tài)行為，如相同形成體與不同配體結(jié)合時會表現(xiàn)出不同的顏色；另外在配位單元構(gòu)型未知的情況下很難正確地判斷出形成體的雜化方式，比如單純根據(jù)價鍵理論來判斷[PtCl4]2-的空間構(gòu)型就容易出錯；此外，對非經(jīng)典配合物的穩(wěn)定性等也無法解釋。因此，在1953年成功解釋了[Ti（H2O）6]3+的顏色后，被忽視了20多年的晶體場理論受到關(guān)注并得到迅速發(fā)展。該理論很好地解釋了配合物顏色、磁性及第一過渡系列元素[M（H2O）6]2+水合熱的雙峰曲線等，但無法解釋光譜化學(xué)序列，對非經(jīng)典配合物中形成體與配體間的成鍵情況仍無法解釋。晶體場理論的不足正是由于其忽略了形成體與配體軌道間相互作用的結(jié)果。因此后面發(fā)展起來的分子軌道理論，將配位單元作為一個整體來考慮，很好地解決了上述理論的遺留問題。除了上述三種理論外，還有角重疊理論及將晶體場理論與分子軌道理論相結(jié)合的配位場理論等[9,10]。根據(jù)教學(xué)大綱，課堂上詳細地講解了價鍵理論及晶體場理論，但也對其他理論概要地進行說明，讓學(xué)生了解相關(guān)理論的發(fā)展脈絡(luò)及優(yōu)缺點，引導(dǎo)一些學(xué)有余力的學(xué)生去自學(xué)課堂外的知識，培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力和科學(xué)的發(fā)展觀。

另外，在課堂上舉一些違反常理的例子也有益于培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維。以配合物穩(wěn)定性的定性判斷為例，當(dāng)配位原子及配位數(shù)相同時，通常認為螯合物穩(wěn)定性大于簡單的配合物，但由于環(huán)張力過大導(dǎo)致[Ag（en）]+的穩(wěn)定性不及[Ag（NH3）2]+。再比如軟硬酸堿理論中認為Pd2+為軟酸，與軟堿結(jié)合更穩(wěn)定，但如果已有π酸配體與其配位，則會使其硬度提高，再接受新的配體時或外部條件改變時，最穩(wěn)定的配位方式可能與常理推測的不符。這說明在用任何理論時都不可生搬硬套，要根據(jù)實際情況，分析各種影響因素后才能做出正確判斷。

2 培養(yǎng)社會責(zé)任感和擔(dān)當(dāng)

在很多人眼里，化學(xué)總是與污染、危害等相關(guān)聯(lián)。而每一次化學(xué)品危害事故的發(fā)生又強化了人們的這一認知。作為化學(xué)專業(yè)的學(xué)生，畢業(yè)后很多都將從事與化學(xué)領(lǐng)域相關(guān)的工作，因此在課堂上適時地引入專業(yè)倫理教育，能潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感和擔(dān)當(dāng)，使他們在將來的工作中能從有益于社會的角度去考慮問題。比如講到配合物的手性時，為了說明對映異構(gòu)體的差別，舉了反應(yīng)停的例子。反應(yīng)停是20世紀(jì)50年代一家德國制藥公司生產(chǎn)的能改善妊娠期婦女晨吐的藥物，不幸的是服藥的孕婦生下了四肢畸形的嬰兒。1959-1963年間因反應(yīng)停致畸的嬰兒達1.2萬多名。事后研究表明藥物中的（S）-異構(gòu)體是導(dǎo)致悲劇的元兇[10,11]。由于不同手性的物質(zhì)生理功能差異巨大，因此具有特定手性的藥物合成就顯得尤為重要。1968年威廉·諾爾斯制造了第一個具有手性的銠催化劑，從而使治療帕金森癥的特效藥——左旋多巴的價格直線下降，極大地減輕了患者的經(jīng)濟負擔(dān)。諾爾斯也因為在不對稱催化反應(yīng)領(lǐng)域上的貢獻獲 2001年諾貝爾化學(xué)獎[11]。這些事例可以警醒學(xué)生將來在進行藥物、化學(xué)品等的推廣時一定要慎之又慎，要有嚴(yán)格的實驗數(shù)據(jù)作依據(jù)，這既是對生命的尊重，也是對社會負責(zé)，同時又能激發(fā)學(xué)生利用專業(yè)知識造福人類的豪情。再比如講到鋅副族時，我們會講到鎘及汞的危害。1912年日本中部的神岡礦區(qū)附近的米農(nóng)出現(xiàn)可怕的新疾病——“痛痛病”，1946年當(dāng)?shù)氐尼t(yī)生開始研究，并于1961年鎖定疾病的元兇為礦場的含鎘廢料污染所致[11]。1956年日本熊本縣水俁灣出現(xiàn)的怪病“水俁病”則是由于含大量汞的工業(yè)廢水排放污染造成的公害病。這些臭名昭著的事件及實驗課時強調(diào)實驗廢棄物的分類回收都可以用來教育學(xué)生尊重自然，愛護青山綠水，樹立可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保意識，培養(yǎng)社會責(zé)任感和擔(dān)當(dāng)精神。

此外，在講化學(xué)平衡時可將平衡的觀念延伸到社會的和諧穩(wěn)定及生態(tài)平衡上。如果一個人物欲太強或染上惡習(xí)，容易收支失衡，陷入債務(wù)危機，給自己和家人帶來嚴(yán)重傷害，甚至使一些人走上犯罪的道路，影響社會安定和諧。如果人們只會不停地向大自然索取，如過度捕撈、過度排放、過度砍伐，必然導(dǎo)致環(huán)境惡化、生態(tài)失衡，人類將自食惡果。正如共軛酸堿對相互依存一樣，人與人、人與社會及人與自然也是相互依存的，和諧社會、良好生態(tài)的創(chuàng)建需要所有人的共同努力，每個人都責(zé)無旁貸。

3 培養(yǎng)“愛國、敬業(yè)、誠信、友善”的價值觀

最近時常有大學(xué)生在社交平臺發(fā)表侮辱國家的言論被曝出，讓廣大國民深為憤慨的同時，也在反思中國的教育究竟出了什么問題。盡管這些沒有“中國心”的大學(xué)生只占很少的一部分，但也說明愛國主義教育不能只停留在思政課上，還應(yīng)有機地融入專業(yè)課的教學(xué)中。比如，在物質(zhì)結(jié)構(gòu)部分，物質(zhì)的物理性質(zhì)與微粒間的作用力是密切相關(guān)的，正如民族凝聚力對國家富強的重要性，這一類比可以喚起學(xué)生心中對國家的使命感。講到稀土元素時，可以適時地引入徐光憲院士的生平事跡。徐院士1951年在美國哥倫比亞大學(xué)獲博士學(xué)位后，放棄國外優(yōu)越條件，毅然回國參與新中國建設(shè)，因為國家需要四次改變了研究方向，從量子化學(xué)到配合物化學(xué)，接著是核燃料萃取方向，繼而是稀土分離。他在20世紀(jì)70年代建立了具有普適性的串級萃取理論并成功工業(yè)化，改變了我國稀土資源豐富但生產(chǎn)水平落后的狀況，使中國實現(xiàn)從稀土資源大國向高純稀土生產(chǎn)大國的飛躍，是實至名歸的“中國稀土之父”。徐光憲院士也因為在稀土研究工作中的卓越貢獻榮獲2008年度“國家最高科學(xué)技術(shù)獎”。由于稀土資源的重要戰(zhàn)略地位，徐光憲院士在2005和2006年先后兩次上書國家總理，呼吁國家嚴(yán)控稀土開采量，建立稀土儲備制度[12-14]。像徐光憲院士這樣一心報國的科學(xué)家還有很多，他們崇高的人格魅力在讓學(xué)子們肅然起敬的同時，也能激發(fā)學(xué)生的科研熱情和家國情懷，樹立“愛國、敬業(yè)”的價值觀。

除了“愛國、敬業(yè)”，“誠信、友善”也是我們社會和諧的基石。頻頻曝光的論文造假和抄襲事件讓我們看到誠信教育的重要性和必要性。在無機化學(xué)實驗課的緒論部分，我們對學(xué)生提出具體的實驗規(guī)范要求，其中特別強調(diào)要如實記錄實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，并在每次實驗中反復(fù)強調(diào)。從筆者班上的學(xué)生情況看，學(xué)生確實做到了。記得在做“膽礬精制五水硫酸銅”的實驗中，有個學(xué)生在重結(jié)晶時不小心把燒杯摔碎了，結(jié)果沒有產(chǎn)品，實驗報告中學(xué)生如實填寫重結(jié)晶產(chǎn)量為 0，并對情況進行了說明。類似的情形還有多起，但學(xué)生都能照實記錄，讓我頗感欣慰。當(dāng)然，學(xué)生這種誠實的行為是與我們合理的過程評價機制分不開的。學(xué)生實驗分數(shù)不僅僅取決于實驗結(jié)果，而是綜合考慮學(xué)生在整個實驗過程中的表現(xiàn)，包括課前預(yù)習(xí)的情況、實驗過程的操作規(guī)范與時間統(tǒng)籌能力、實驗習(xí)慣、實驗報告等。只要我們的評價機制不會讓誠實的人吃虧，學(xué)生就不會冒險去弄虛作假，長此以往，誠信將成為人們自覺遵守的行為準(zhǔn)則。此外，在實驗過程中往往需要同學(xué)間相互幫助和合作，這有利于培養(yǎng)學(xué)生友善互助的品德。不限于實驗課，無機化學(xué)理論課中也有能與合作友善相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容。比如化學(xué)反應(yīng)中的正催化劑就是友善的最好例證，它無私地幫助反應(yīng)物加快反應(yīng)的步伐，要是濃度和溫度也一起來助力，則能進一步提高時效。

4 結(jié)語

以上僅是從幾個大的方面說明了無機化學(xué)及無機化學(xué)實驗課在育人中的作用。此外，這些課程中還有很多內(nèi)容可以用于教育學(xué)生自律、自省、自強等。而同樣的教學(xué)內(nèi)容，不同的教師也會有不同的思政教育觀點。只要教師用心挖掘課程中的思政資源并貫穿到教學(xué)實踐中，就能實現(xiàn)專業(yè)課程與思政課程同心同向的育人格局，有望達成“立德樹人”的目標(biāo)，培養(yǎng)出德才兼?zhèn)涞娜瞬拧?/p>