課程思政升華“有機化學”教學助力學生全面發(fā)展

盧金榮，芮玉蘭，劉利

（華北理工大學化學工程學院，河北 唐山 063210）

“有機化學”課程是化學化工、應(yīng)用化學等相關(guān)專業(yè)本科生的學科基礎(chǔ)課程。作為四大化學之一，“有機化學”是化學化工本科專業(yè)基礎(chǔ)理論知識體系的重要組成部分，是研究各類有機化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、相互轉(zhuǎn)化及規(guī)律的學科。本課程的主要任務(wù)是使學生掌握“有機化學”的基本知識、基礎(chǔ)理論、基本技能及學習“有機化學”的基本思想和方法；了解“有機化學”與其他學科的相互滲透，以及最新的研究成果和發(fā)展趨勢；在創(chuàng)造性思維、了解自然科學規(guī)律、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力方面獲得初步訓練，為后續(xù)課程的學習和進一步掌握新的科學技術(shù)，筑牢必要的“有機化學”知識基礎(chǔ)。

以知識介紹為主的傳統(tǒng)課堂，難以促進學生能力的全面發(fā)展，因此應(yīng)該探究能夠全面培養(yǎng)學生能力、激發(fā)學習動力和塑造學生價值觀的教學模式。經(jīng)過研究，以產(chǎn)出為導向探索構(gòu)建學生主動參與、團隊協(xié)作、探索與創(chuàng)新的教學模式。結(jié)合講授式、啟發(fā)-討論式，探究翻轉(zhuǎn)、案例式課堂教學方式，利用現(xiàn)代教學手段如多媒體資源、智慧課堂等開展以學生為主體的體驗式教學，達到夯實學生的“有機化學”基礎(chǔ)理論知識，建立結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的有機化學思維，擴展有機物在日常生活中的應(yīng)用知識等教學目標。以此門課程為窗口，使學生真正領(lǐng)略物質(zhì)世界蘊含的科學魅力和化學學科智慧，并圍繞建立知識體系、學科思維、價值觀塑造的課程總體目標，通過對學科知識體系以及專業(yè)特色的歸納總結(jié)，形成與教學內(nèi)容有機融合，實現(xiàn)社會主義核心價值觀具體化、生動化的課程思政目標。通過課程思政教學融入，全面助力學生能力培養(yǎng)，包括健全人格、知識能力、思維模式、責任擔當?shù)确矫妗?/p>

1 “有機化學”課程的思政目標

圍繞建立知識體系、學科思維、價值觀的課程總體目標，通過對學科知識體系以及專業(yè)特色的歸納總結(jié)，形成與教學內(nèi)容有機融合，實現(xiàn)社會主義核心價值觀具體化、生動化的課程思政目標。具體目標如下：

依據(jù)“有機化學”基礎(chǔ)理論，利用有機反應(yīng)性質(zhì)創(chuàng)造物質(zhì)的學科屬性，傳達科學使世界更美好、科技興國、嚴謹求實、敢于創(chuàng)造的科學精神；依據(jù)有機物體系系統(tǒng)性質(zhì)，利用專業(yè)知識以及創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展綠色化學、安全化工的學科目標；傳達利用創(chuàng)新科技參與生態(tài)文明建設(shè)，堅守職業(yè)道德的理想信念。依據(jù)“有機化學”發(fā)展過程線索，利用中國科學家在此領(lǐng)域的貢獻與有機化學工業(yè)對我國發(fā)展的貢獻案例，傳達責任與擔當、追求卓越、自我奉獻的愛國情懷。

2 特色“有機化學”教學設(shè)計

整個教學過程中，設(shè)計“知識介紹+啟發(fā)擴展+討論探究+案例融入+思政升華”的教學模式。如各類有機物知識介紹以“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”為主線，采用啟發(fā)-討論式方式完成各類有機物結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性質(zhì)內(nèi)容的教學；通過反應(yīng)性質(zhì)“共性-個性”的歸納簡化知識體系，促進學生對于知識的理解與應(yīng)用，構(gòu)建透過現(xiàn)象看本質(zhì)的學科思維，提高問題分析能力。通過“擴展探究—案例融入”方式將有機化學知識與社會生活、生產(chǎn)實際、前沿技術(shù)聯(lián)系，培養(yǎng)善于探究未知、崇尚科學的態(tài)度，促進知識、能力和課程思政目標的有效達成。

形成“一條主線+兩種思維+三種精神+四類案例+五個過程+六種能力”的特色閉環(huán)教學設(shè)計（見圖1）。

2.1 一條主線

踐行“以學為主”教學理念，除了讓學生掌握知識外，學習本學科的思維與智慧，獲得學習的方法能力是教學設(shè)計的主要目的。因此教學過程中始終把握學習“有機化學”的思維模式主線“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”，使學生養(yǎng)成自主分析、推斷有機物的性質(zhì)，并內(nèi)化為分析問題的能力。

2.2 兩種思維

通過在學習過程中“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的分析問題方法磨煉，構(gòu)建透過現(xiàn)象看本質(zhì)的科學思維，培養(yǎng)科學思辨、思考創(chuàng)新的思維習慣，使學生意識到，學習本門課程的目的不是簡單學習課本知識，而是學習本門課程蘊含的科學思維和智慧，以培養(yǎng)思維模式為目標的學習過程才能使學生得到學習能力的提高。

2.3 三種精神

依據(jù)有機化學基礎(chǔ)理論，利用有機反應(yīng)性質(zhì)創(chuàng)造物質(zhì)的學科屬性，使學生樹立敢于創(chuàng)造的科學精神。

依據(jù)有機物體系系統(tǒng)性質(zhì)，利用專業(yè)知識以及創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展綠色化學、安全化工的學科目標，使學生樹立利用創(chuàng)新科技參與生態(tài)文明建設(shè)的職業(yè)精神。

依據(jù)有機化學發(fā)展過程線索，利用中國科學家在此領(lǐng)域的貢獻與有機化學工業(yè)對我國發(fā)展的貢獻講述，使學生樹立責任與擔當?shù)膼蹏瘛?/p>

總體來講，使學生在學習過程中樹立科學精神、職業(yè)精神、愛國精神，達到思想升華。

2.4 四類案例

通過“擴展探究—案例融入”方式將有機化學知識與社會生活、生產(chǎn)實際、前沿技術(shù)相聯(lián)系，培養(yǎng)善于探究未知、崇尚科學的態(tài)度，促進知識、能力和課程思政目標的有效達成。建立四個類型的案例庫，包括基礎(chǔ)理論探究案例庫，學習過程中深化理論，感受頭腦風暴；前沿研究案例庫，感受科技創(chuàng)新力量；有機物生產(chǎn)生活應(yīng)用案例庫，感受化學使世界更美好；有機化學家的研究故事案例庫，感受科學精神。

2.5 五個過程

教學中包括五個教學實施過程，以學生為主體，以教師為主導，以體驗為關(guān)鍵，以線上平臺、智慧課堂為載體，通過“課前+課中+課后+探究討論+擴展應(yīng)用”五個實施環(huán)節(jié)完成教學，實現(xiàn)隱性教育與顯性教育相統(tǒng)一。

2.6 六種能力

通過以上五個教學設(shè)計，有機化學知識學習以及學習活動訓練，使學生獲得分析問題、解決問題、自主思考、學習、創(chuàng)新、價值判斷能力，實現(xiàn)閉環(huán)教學過程，回歸到學生的知識、能力、情感收獲，使學生獲得全面發(fā)展。

圖1 閉環(huán)教學設(shè)計示意圖

3 課程思政融入教學設(shè)計

3.1 課程思政元素

3.1.1 夯實理論，感受科學力量

有機反應(yīng)創(chuàng)造新物質(zhì)，使世界更美好。緒論通過介紹“有機化學”的發(fā)展歷史，“生命力學說”的破除以及“有機化學”的開端，通過著名化學家柏則里的學生維勒勒的研究實例，告訴學生在科學的研究中要有反抗唯心主義、反抗權(quán)威的意識，并且樹立“實踐是檢驗真理的唯一標準”的思想。通過簡單有機物尿素合成到伍德沃德天才有機合成科學家攻克有機合成的巔峰之作維生素B12的全合成，表達有機化學創(chuàng)造新物質(zhì)，新物質(zhì)撐起科技發(fā)展基礎(chǔ)的重要作用。在“有機化學”的各章節(jié)中，介紹重要的人名反應(yīng)以及反應(yīng)在實際物質(zhì)合成過程中的重要應(yīng)用，進而介紹相關(guān)科學家的突出事例與貢獻，科學進步對人類生存與發(fā)展的重要貢獻。

（1）基礎(chǔ)理論的創(chuàng)新與應(yīng)用成就新科技。理論知識如何與實踐相結(jié)合的案例突出“創(chuàng)新與發(fā)展”的目標，如在講授共軛理論及共軛效應(yīng)的特點，介紹2000 年諾貝爾化學獎的三位得主——日本的科學家白川英樹、美國科學家黑格和馬克迪爾米德，在導電聚材料的開創(chuàng)性工作及貢獻。導電聚合物的品種層出不窮，新應(yīng)用不斷拓展，已有部分技術(shù)實現(xiàn)了商業(yè)化。讓學生了解基礎(chǔ)知識如何應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)，如何在開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域時建立創(chuàng)新性思維，使學生感受到化學與時代發(fā)展的密切關(guān)系，體現(xiàn)以創(chuàng)新發(fā)展為核心的時代精神，加深對社會主義核心價值觀的理解。將科學技術(shù)的研究進展引入課堂，不僅激發(fā)了學生學習的積極性和主動性，點燃其對于科學研究的熱情和用知識報效祖國的愛國信念，而且?guī)椭鷮W生樹立正確的人生觀和價值觀，實現(xiàn)自己的人生價值。

（2）以各類有機物的應(yīng)用為擴展，感受生活中的有機化學。擴展介紹各類有機物的應(yīng)用，如保護人類健康的藥物分子、各類實用材料分子、染料分子等，使學生能夠充分感受到有機分子的廣泛應(yīng)用，感受到化學的學科魅力，進而崇尚科學，樹立利用專業(yè)知識為人類創(chuàng)造美好生活的信念。在介紹水楊酸時，引入化學藥物內(nèi)容，并提出抗疫過程中用到的藥物分子，學習科學家不斷探索、追求卓越的精神。

3.1.2 發(fā)展綠色化學理念，助力安全化工，承擔社會責任

（1）利用專業(yè)知識以及創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展綠色化學理念。在使學生了解有機合成實踐過程中的條件選擇知識時，引入綠色合成以及新的合成技術(shù)，介紹原子經(jīng)濟性反應(yīng)以及綠色合成方法內(nèi)容，使學生建立綠色化學理念，正視學科存在的客觀問題如環(huán)境污染以及健康損害等，激勵學生敢于創(chuàng)新發(fā)展，為國家生態(tài)建設(shè)貢獻力量，例如格氏試劑的應(yīng)用以及有機硼試劑的代替研究，碳酸二甲酯綠色無毒甲基化試劑等。

（2）利用專業(yè)知識助力安全化工，堅守職業(yè)責任。例如介紹芳環(huán)硝化反應(yīng)時，以重大事故為反面案例，通過“安全事故實例教訓”使學生產(chǎn)生用專業(yè)知識保護人民生命和財產(chǎn)安全的堅定信念和責任，遵守職業(yè)規(guī)范，敬畏生命，鼓勵學生認真學習“有機化學”理論知識，用專業(yè)知識造福人類社會。

（3）注重交叉應(yīng)用，嚴謹求實，責任擔當。通過有機分子在醫(yī)藥等生命健康領(lǐng)域的重要應(yīng)用介紹，強化“嚴謹求實，不斷探索”意識。在講授“立體化學”這部分內(nèi)容時，將“反應(yīng)?！币曨l播放給同學們觀看，通過觸目驚心的藥物致畸案例，使學生深刻理解化學藥物應(yīng)用的科學性與嚴謹性是每一位化學工作者的職業(yè)操守和科學態(tài)度。反應(yīng)停藥物沙利度胺的“卷土重來”，該藥品在改善肝癌患者肝功能及穩(wěn)定腫瘤細胞方面的新發(fā)現(xiàn)，使學生意識到科學的發(fā)展需要我們解放思想，不斷探索，才能有新的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新。

3.1.3 以有機化學發(fā)展過程為線索，講述中國成就

（1）追溯歷史，傳達責任與擔當、忘我奉獻的愛國情懷。講述中國科學家在此領(lǐng)域的貢獻與有機化學工業(yè)對我國發(fā)展的貢獻，講述合成化學家戴立信、黃鳴龍、莊長恭等老一輩化學家實現(xiàn)新中國醫(yī)藥化工從無到有的艱苦奮斗和創(chuàng)造精神，例如在雜環(huán)化合物介紹喹寧時引出青蒿素，并介紹獲得諾貝爾生物學獎的化學工作者屠呦呦不為名利，為科學奉獻一生的故事，突出“責任與擔當?shù)膼蹏髁x情懷”的思政目標。

（2）展望今朝，細數(shù)追求卓越、超越進取的中國發(fā)展。加強基礎(chǔ)研究、原始創(chuàng)新和自主創(chuàng)新的成果推動國家發(fā)展，通過引入與課程內(nèi)容相關(guān)的基礎(chǔ)研究動態(tài)，向?qū)W生講述在基礎(chǔ)研究方面中國化學家的重要成就，使學生能夠深入了解本學科的發(fā)展以及建立中國自信，為有機化學的發(fā)展貼上中國標簽而努力奮斗，例如周其林帶領(lǐng)的課題組主要從事金屬催化的有機合成反應(yīng)、不對稱催化、手性藥物合成等研究，正是由于在合成化學研究中作出了卓越貢獻，周其林在2012 年獲得首屆中國化學會手性化學獎，2018 年又獲得第3 屆未來科學大獎——“物質(zhì)科學獎”。這些中國科學家的成就是新時代中國發(fā)展的成果和縮影，通過講述這些內(nèi)容，全面增強學生文化自信、科技自信，鼓勵學生追求卓越。

3.2 課程思政教學助力學生全面發(fā)展

通過精心設(shè)計教學過程，達成與教學內(nèi)容有機融合，完成使社會主義的核心價值觀具體化、生動化的課程思政目標。在教學過程中，堅持教書與育人相統(tǒng)一，挖掘并積累思政元素，通過線上擴展資源以及線下課堂教學相結(jié)合，將思政元素以多種形式呈現(xiàn)并以“春風化雨，潤物無聲”的方式，隱性融入“有機化學”基礎(chǔ)課程教學全過程中。在傳授化學基礎(chǔ)知識的同時，構(gòu)建學生科學思維，引領(lǐng)時代思想，塑造價值觀，培養(yǎng)家國情懷。學生通過課程學習以及自主探究和擴展，構(gòu)建創(chuàng)造創(chuàng)新思維，感悟?qū)W科智慧與魅力，在有機化學發(fā)展過程中感受科學力量、中國力量、中國精神、中國故事，感受作為新一代青年人的責任與擔當，抒發(fā)積極向上的奮斗激情，建立民族自豪感、民族自信心，為國家發(fā)展發(fā)揮創(chuàng)造精神，完成教學內(nèi)容的升華，得到全面發(fā)展。

4 結(jié)論

“有機化學”課程思政設(shè)計依據(jù)課程內(nèi)容體系特點設(shè)置，將生動的教學案例融入整體教學設(shè)計，通過多種教學方式、豐富的教學資源建設(shè)升華“有機化學”教學效果，以此達到激發(fā)學生學好科學，用好科學的求知興趣，使學生對知識向往，對科學向往，樹立理想信念，立志成為祖國的棟梁之才。習近平總書記說“當代中國青年生逢盛世，肩負重任”，希望利用此課程特色教學設(shè)計和課程思政升華過程，全面提升學生能力，使其在知識能力、科學思維、品德素質(zhì)、理想信念等方面全面發(fā)展提高。