有機化學實驗“阿司匹林的制備”教學中的思政設(shè)計

王亮，蔡少君，余凡，王長平，張玉敏，汪海平，李艾華，劉義慶

（1.江漢大學 光電材料與技術(shù)學院，湖北 武漢；2.江夏區(qū)第一中學，湖北 武漢)

一 引言

大學階段是人生發(fā)展的重要階段，是人生觀、世界觀、價值觀形成的關(guān)鍵時期。在面對比以往更加復雜的社會生態(tài)環(huán)境，大學生的思想觀念和價值理念受到極大的影響，也呈現(xiàn)一種多極化的發(fā)展趨勢。高校作為國家培養(yǎng)現(xiàn)代化建設(shè)人才的重要基地，擔負著大學生的思政教育工作。并且，所肩負的任務(wù)更加艱巨、承擔的責任更為重大。習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調(diào)：“高校立身之本在于立德樹人。要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教學全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育發(fā)展新局面”。因此，積極推進專業(yè)課程的思政建設(shè)，是守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思政課同向同行、形成協(xié)同效應(yīng)的重要舉措，也是實現(xiàn)德育與智育相統(tǒng)一，貫徹落實立德樹人根本任務(wù)的關(guān)鍵所在。

有機化學實驗是高等院?；瘜W類、化工與制藥類、材料類等相關(guān)專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程之一，它是有機化學學科的一個重要組成部分。這門課程是學習好其他實驗類課程的基礎(chǔ)，在學生的實驗類課程體系學習中占有相當重要的地位。在人才培養(yǎng)方案的課程體系設(shè)置中，有機化學實驗建議修讀學期是大學一年級。開設(shè)時間正好與人文素質(zhì)和思想政治課程同步進行。由此可見，大一開設(shè)的有機化學實驗課程所承載的教書育人的重擔和使命彰明昭著，不言而喻。

大學化學實驗課程體系中有很多門實驗課程，如有機化學實驗、無機化學實驗、分析化學實驗、物理化學實驗等，這些實驗課程的實踐性很強，而且是一些理工科專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程。面對這種實踐性強且專業(yè)特點明顯的課程，許多教師在教學過程中如何實施思政教育感到非常的困惑。甚至在教學過程中，生硬的套用其他理論課程的思政教學方式。那么，如何在有機化學實驗課堂中實現(xiàn)“潤物細無聲”的思政教育呢，筆者認為最重要的是搜集和整理好教學素材，通過“專業(yè)知識——教學素材——思政教育”的三者之間的緊密關(guān)聯(lián)，對教學過程中的思政教育進行設(shè)計。

二 教學素材

（一） 水楊酸的發(fā)現(xiàn)

柳樹皮含有天然的水楊苷，吸收后經(jīng)酵素的催化作用轉(zhuǎn)化成水楊酸，是一種天然的止痛藥。西方國家和古代中國，都有柳樹皮入藥的記錄。公元前400 年，古希臘醫(yī)師希波克拉底把柳樹皮磨成粉末，給病人服用可以緩解病人的疼痛。1758 年英國Edward Stone 教士發(fā)現(xiàn)曬干的柳樹皮對瘧疾的發(fā)熱、肌痛、頭痛等癥狀有療效。中國柳樹入藥的歷史，可追溯至3000 多年前。中國最早的藥學著作《神農(nóng)本草經(jīng)》中記載：“柳之根、皮、枝、葉均可入藥，有祛痰明目，清熱解毒，利尿防風之效，外敷可治牙痛”。

（二） 乙酰水楊酸的發(fā)現(xiàn)

早在1853 年，弗雷德里克·熱拉爾使用水楊酸與乙酸酐合成了乙酰水楊酸，但是在當時沒有引起人們的足夠重視。幾十年后， 1897 年德國化學家費利克斯· 霍夫曼為了治療父親的風濕關(guān)節(jié)炎，發(fā)明了乙酰水楊酸的合成，并且發(fā)現(xiàn)乙酰水楊酸對于治療風濕關(guān)節(jié)炎具有很好的效果。

（三） 霍夫曼簡介

費利克斯· 霍夫曼是德國著名的化學家，主要成就是發(fā)明了阿司匹林和海洛因。1897 年，霍夫曼與他的上司阿圖爾· 艾興格林合作研究，第一次通過乙酸酐和水楊酸的?；磻?yīng)制備乙酰水楊酸。隨后，拜耳公司給此藥注冊名為“阿司匹林”（Aspirin）。1897 年8 月，費利克斯· 霍夫曼在實驗室里合成了一種叫做二乙酰嗎啡的物質(zhì)，止痛效力遠高于嗎啡。拜耳公司給此藥注冊名為海洛因（Heroin）。后來發(fā)現(xiàn)海洛具有比嗎啡更強的藥物依賴性，成癮性更強，逐漸被視作惡魔般的毒品。

（四） 阿司匹林的功效

到目前為止，阿司匹林已有一百多年歷史，與安定、青霉素并稱為醫(yī)藥史上三大經(jīng)典藥物。在臨床應(yīng)用中，阿司匹林能夠緩解各種輕度或中度疼痛，如牙痛、頭痛、神經(jīng)痛等。還可以用于感冒、流感等發(fā)熱疾病的退熱。在治療風濕和類風濕關(guān)節(jié)炎方面也具有較好效果。近年來發(fā)現(xiàn)阿司匹林對血小板聚集有抑制作用，能有效阻止血栓形成。

（五） 阿司匹林的最新研究

2019 年，中國軍事醫(yī)學研究院的張學敏院士團隊，在人體細胞和小鼠模型實驗研究中發(fā)現(xiàn)，阿司匹林通過其乙酰化作用，能夠阻斷一條重要的免疫通路（cGAS-STING 通路）對干擾素反應(yīng)的激活，這意味著治療自身免疫疾病成為可能。相關(guān)研究發(fā)表在頂級學術(shù)期刊《細胞》上。阿司匹林從一款解熱鎮(zhèn)痛消炎藥，到發(fā)現(xiàn)能夠預防心血管疾病。隨后，被證明對癌癥具有一定的預防功能，已走過了120多個年頭。現(xiàn)如今，中國科學家張學敏院士又為阿司匹林續(xù)寫了新的傳奇。

（六） 實驗課程任務(wù)

眾所周知，2015 年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予了中國科學家屠呦呦，以表彰她在青蒿素及其抗瘧疾方面的重要發(fā)現(xiàn)。以“從屠呦呦團隊讀懂科學家精神”為主題，學分小組搜集著名科學家屠呦呦的傳奇故事，青蒿素的基本信息、青蒿素的發(fā)現(xiàn)歷史、青蒿素的人工合成等相關(guān)知識。

三 素材與專業(yè)知識的融合

融合點一：通過介紹水楊酸的發(fā)現(xiàn)歷史，柳樹皮在古代治療疾病的經(jīng)典案例，使學生對水楊酸有新的認識，引導學生了解水楊酸的重要作用，激發(fā)學生對水楊酸知識的濃厚興趣。

融合點二：通過介紹乙酰水楊酸的發(fā)現(xiàn)歷史，阿司匹林治療疾病的作用，使學生充分認識到水楊酸乙?；闹匾饔?，促進學生牢固掌握乙酰水楊酸的制備原理。

融合點三：通過“經(jīng)典藥物”“萬能藥物”“神奇功效”等美稱，以及“你真的了解阿司匹林嗎？”等問題。吸引學生進一步了解阿司匹林的應(yīng)用價值，從而激發(fā)學生內(nèi)心的求知欲望。

融合點四：從天然的柳酸到經(jīng)典的藥物，從天然產(chǎn)物到人工合成，使學生深刻感受到化學合成方法在醫(yī)藥生產(chǎn)中的重要作用。引導學生思考如何利用有機化學基本理論知識，結(jié)合化學合成技術(shù)實現(xiàn)水楊酸轉(zhuǎn)化為乙酰水楊酸。

四 素材與思政教育的融合

融合點一：許多天然產(chǎn)物具有非常好的藥效。但是，存在難以大規(guī)模提取或成本太高的問題。通過化學合成不僅可以大量獲取天然產(chǎn)物，解決產(chǎn)量不足的技術(shù)難題。而且，可以對天然產(chǎn)物進行結(jié)構(gòu)修飾，以獲得藥效更佳的藥物。通過素材中的實例“水楊酸經(jīng)過乙?；揎椂@得乙酰水楊酸”，結(jié)合布置的課程任務(wù)“屠呦呦及其青蒿素”，讓學生深刻明白“天然產(chǎn)物提取”和“合成化學”在社會生活中的重要作用，從而激發(fā)學生對所學專業(yè)的熱愛，增強對所學專業(yè)的自信心和自豪感。

融合點二：從天然的柳酸到經(jīng)典藥物，從天然的產(chǎn)物到人工的合成藥物，阿司匹林歷經(jīng)了120 多年的研究和發(fā)展，正是科學家們不斷的發(fā)現(xiàn)和積累，才形成了阿司匹林較為系統(tǒng)的信息。學生就能立刻體會到一個重要科學的發(fā)現(xiàn)不是一蹴而就的，需要長期的研究和積累。在科學研究過程中需要一代代的科研工作者們進行探索、不斷發(fā)現(xiàn)真理并累積科學知識。

融合點三：德國拜耳公司不僅研發(fā)生產(chǎn)了神奇藥物“阿司匹林”，而且也研發(fā)生產(chǎn)了魔鬼藥物“海洛因”。由于拜耳公司對海洛因沒有進行徹底的臨床試驗，忽略了海洛因強烈成癮性的毒副作用，使得海洛因上癮者成千上萬，成為了一種毒品。通過海洛因事件及其產(chǎn)生的重大影響，告誡學生從事科研工作者一定要尊重科學，實事求是。與此同時，培養(yǎng)學生作為未來化學工作者肩負研發(fā)各種藥物的重要使命感和責任感。

融合點四：古希臘醫(yī)師希波克拉底、德國化學家霍夫曼和艾興格林、中國科學家張學敏院士、諾貝爾獎獲得者屠呦呦等一系列的優(yōu)秀科學家的事跡及其感人故事，使學生能夠感受到科學家們在他們那個年代能夠克服各種困難環(huán)境，敢于創(chuàng)新和探索。從而鼓勵學生傳承科學家的高尚品格，激發(fā)學生追求科學的志趣，培養(yǎng)學生勇于探索的精神，激發(fā)學生的愛國主義情懷。

融合點五：全世界還有很多研究工作者從事阿司匹林這一古老而極具魅力的研究領(lǐng)域。張學敏院士團隊在阿司匹林的研究中取得了創(chuàng)新性的成果。這些最新的前言科學報道不僅能夠拓展學生的視野，啟發(fā)學生的思維，而且讓學生領(lǐng)會到中國的生命科學和醫(yī)學研究處于世界領(lǐng)先水平，能夠體會到中國科學家的使命、責任和擔當。從而增強學生的民族自豪感和民族自信心。

五 教學方法

在實際教學過程中，主要采取演示法、講授法和討論法實現(xiàn)思政教育。首先，課堂剛開始播放視頻和圖片等素材，學生會自然而然地被這些內(nèi)容吸引，從而喚起學生對阿司匹林的興趣。通過講解天然產(chǎn)物產(chǎn)量不足以及提取困難等問題，引導學生思考化學合成在藥物研發(fā)和制備中的必要性和重要性。其次，以講故事的方式，將霍夫曼等科學家及其阿司匹林的傳奇故事講給學生們聽，學生在一種輕松愉快的環(huán)境下，感受科學家們刻苦專研的精神，執(zhí)著的追求。并且，引導學生運用化學專業(yè)知識與優(yōu)秀的研究成果相結(jié)合，啟發(fā)學生從反應(yīng)原理角度去分析阿司匹林的制備原理。然后，通過分小組討論，情景問答等方式開展研討，如“水楊酸與乙酰水楊酸結(jié)構(gòu)上的相同點和不同點”“如何檢驗制備的乙酰水楊酸中是否含有水楊酸”等問題。學生就會思考“相同與不同”“是否含有”等矛盾問題，并開始討論，引導學生在解決這些矛盾問題過程中進行對比分析，培養(yǎng)科學研究過程中設(shè)置對照實驗的思維。最后，在教學過程中，合理的利用反面的教學素材，充分發(fā)揮反面教材的正面作用，給予學生教訓和警醒。德國拜耳公司生產(chǎn)和銷售的藥物海洛因作為一種反面的教學素材講解，學生對于“科學研究需要實事求是，堅持真理，來不得半點虛假”就會有非常深的體會。與此同時，教導學生在實驗過程中不能篡改實驗數(shù)據(jù)，捏造實驗現(xiàn)象，杜撰實驗過程，夸大實驗結(jié)論等，這種弄虛作假的行為無異于拜耳公司的“海洛因”事件。

六 教學反思

使用以上教學案例設(shè)計進行教學，學生的學習興趣大幅度提高，對于阿司匹林的故事及其拓展知識非常感興趣，并且普遍認為有機化學實驗課程的學習非常重要。學習的主動性明顯增強，對于“為什么產(chǎn)品收率低？”“產(chǎn)品顏色偏黃是什么原因呢？”“為什么我做出來的固體和其他同學的形狀不一樣呢？”等問題，主動請教老師。學生的學習態(tài)度也端正了很多，課堂上的刷微信、玩手游，聊天等現(xiàn)象明顯減少。學生學會了制定下一個實驗環(huán)節(jié)的計劃、有效的利用課堂時間，沒有以前課堂上懶散、磨蹭、無所事從的現(xiàn)象。學生的責任心明顯增強，認真對待每一個實驗操作，實驗失敗或者效果不好時會感到不好意思或者心存內(nèi)疚。與此同時，教師能夠發(fā)揮課堂主導作用，充分調(diào)動學生積極性和主動性。而且能夠輕松的營造一種有效、有趣、有序的課堂氛圍，讓課堂充滿活力、彰顯魅力。教師在設(shè)計實驗類課程的思政案例以及開展思政課堂教學方面獲得了一些經(jīng)驗和方法，能夠為其他課程思政設(shè)計提供思路。盡管上述的課程思政設(shè)計取得了一些較好的成效，但是仍然存在一些不足。在教學素材挖掘方面，缺少與實驗操作和實驗技能相關(guān)的思政素材，可以整理學生操作中的常見錯誤，將其錄制成視頻，通過反面教材以教育學生學會如何“做事”。在教學評價方面，缺少考評課程思政教學效果的評價體系，可以通過采取調(diào)查問卷、個別訪談、線上評價等方式評價教學效果。

七 結(jié)語

思政教育與知識傳授不是獨立的兩條教學路線，二者應(yīng)該相輔相成，相互促進、協(xié)同發(fā)展。并且，在思政教育過程中要將專業(yè)知識、能力培養(yǎng)和價值塑造三者融于一體。有機化學實驗課程與思想政治課程在同一學期開設(shè)，在實驗課程中進行思政教育才能更好地實現(xiàn)專業(yè)課程與思政課程的同向同行、同頻共振。實驗課程的思政教育不是在原有的課堂教學中簡單的引入幾個科學家事跡、發(fā)現(xiàn)歷史、典型案例等教學內(nèi)容，也不是講好幾個感人的故事，就能夠讓學生感悟家國情懷，傳承社會責任和擔當。而是進行精心搜集教學素材，深入挖掘思政元素，提煉升華素材與專業(yè)知識，素材與思政教育的融合，從而實現(xiàn)真正意義上的課程思政教育。