有機化學(xué)課程思政的探索與實踐

江俊，段文貴，周立亞

廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，南寧 530004

“立德樹人”是大學(xué)教育的根本任務(wù)。2016年12月，習(xí)總書記在全國高校思想政治工作會議上強調(diào)：“各門課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)[1]?！闭n程思政建設(shè)已成為當(dāng)前專業(yè)課程教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一[2-9]。有機化學(xué)是化學(xué)類專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)理論課[10-12]，其基本培養(yǎng)目標(biāo)是：掌握有機化學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本規(guī)律與反應(yīng)類型，認識有機化合物的結(jié)構(gòu)、物化性質(zhì)；靈活運用有機合成技術(shù)及各種分離、分析方法，科學(xué)合理地設(shè)計合成路線并實現(xiàn)有機化合物之間的相互轉(zhuǎn)化；解決化學(xué)、化工、材料、環(huán)境、生物、醫(yī)藥、食品和物理等領(lǐng)域的有機化學(xué)相關(guān)問題。因此，做好有機化學(xué)的課程思政建設(shè)，是更好地實現(xiàn)有機化學(xué)課程培養(yǎng)目標(biāo)的有效途徑，對教學(xué)質(zhì)量的提高和學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用，對于引導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)的世界觀與方法論，樹立遠大的理想信念等也是非常必要的[13-18]。

1 當(dāng)前有機化學(xué)課程思政建設(shè)存在的不足

隨著有機化學(xué)課程思政建設(shè)在高校的全面展開，近年來，課程思政研究也在不斷深化并取得了一定的成效。但是，當(dāng)前的有機化學(xué)課程思政建設(shè)還存在一些不足：(1) 有機化學(xué)課程思政教學(xué)缺少明確的思政教學(xué)目標(biāo)和系統(tǒng)的課程思政內(nèi)容設(shè)計，課程思政以單點或多點散發(fā)方式出現(xiàn)，任課教師各自為戰(zhàn)，案例重復(fù)使用，專業(yè)內(nèi)容與思政內(nèi)容存在較嚴重的“兩張皮”問題；(2) 課程思政教學(xué)模式大多以講授為主，學(xué)生參與度不高，思政教育效果難以保證；(3) 課程思政建設(shè)效果的考核評價缺乏標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)，有機化學(xué)的課程思政教育應(yīng)以產(chǎn)出為導(dǎo)向，考查學(xué)生專業(yè)知識與思政理念的綜合運用能力。

因此，如何從本課程的專業(yè)內(nèi)容與特點出發(fā)，深挖專業(yè)內(nèi)容與思政教育的內(nèi)在聯(lián)系，將思政元素有機地融入到教學(xué)的整個過程，探索思政課程的實施模式，建立科學(xué)完善的考核評價機制，從而更好地實現(xiàn)既“教書”又“育人”的目的，是每一位高校有機化學(xué)教師面臨的重大課題。

2 有機化學(xué)課程思政的教學(xué)探索與實踐

2.1 強化課程思政的系統(tǒng)設(shè)計

課程思政是一種教育理念，也是一種教學(xué)思維，而不是教條地、機械地將思政內(nèi)容安排進入課堂，更不是“課程”與“思政”的簡單加和。思政教育與課程教學(xué)教育目標(biāo)應(yīng)具有一致性。當(dāng)前專業(yè)課程開展思政教育的最大難點在于缺乏明確的思政教學(xué)目標(biāo)和系統(tǒng)的課程思政內(nèi)容設(shè)計。課程思政要啟智潤心，立德樹人，首先要講好專業(yè)知識的那個“事”，從“事”中提煉出一個“理”，從“理”中升華出一個可立的“德”，再通過“德”來啟智潤心，激勵學(xué)生成為合格的“人”。有機化學(xué)課程首先要基于培養(yǎng)目標(biāo)，科學(xué)合理地編制、修訂有機化學(xué)教學(xué)大綱，在大綱中對思政教育的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)步驟等進行具體的設(shè)計和安排，將創(chuàng)新精神、家國情懷，職業(yè)素養(yǎng)、社會責(zé)任感，正確的世界觀、人生觀和價值觀等思政元素融入到課程教學(xué)中，避免出現(xiàn)“兩張皮”現(xiàn)象。以院系、課程組為單位，集體備課，避免思政案例的多次重復(fù)使用，建立系統(tǒng)完整的課程思政教學(xué)體系。

此外，課程思政教學(xué)設(shè)計要將有機化學(xué)方法論與辯證思維方法的培養(yǎng)貫穿到整個教學(xué)過程中，有助于學(xué)生理解有機化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系、反應(yīng)機理以及化合物之間的相互轉(zhuǎn)化；靈活運用歸納與演繹、分析與綜合、抽象與具體等思維方法，理解有機化學(xué)知識的系統(tǒng)性與邏輯性，使學(xué)生逐步形成辯證唯物主義的世界觀和方法論，并運用正確的政治觀點、法律意識、倫理規(guī)范、可持續(xù)發(fā)展理念等分析、解決問題。

2.2 實施多樣化教學(xué)

在課程實施過程中，多樣化的教學(xué)方式、趣味性的思政內(nèi)容設(shè)計都將提升課程的教學(xué)效果和質(zhì)量。當(dāng)前有機化學(xué)課程思政的教學(xué)模式主要是教師講授。教師通過對專業(yè)知識和思政內(nèi)容的理解與把握，發(fā)揮自身的教學(xué)所長，將思政教育有機地融入到教學(xué)過程中，生動形象地展現(xiàn)在課堂上，讓學(xué)生喜聞樂見，讓課程思政教學(xué)更貼近學(xué)生、貼近實際、貼近生活，讓學(xué)生能夠用正確的立場、觀點和方法分析解決問題，從而提高教學(xué)效果。同時，鼓勵學(xué)生參與提問式、討論式教學(xué)，體現(xiàn)學(xué)生中心，強化學(xué)生的參與度，有效調(diào)動學(xué)生的主動性。通過案例分析、問題研討等教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在課堂上聚精會神、積極地參與討論，提出個人的見解，相互學(xué)習(xí)、相互促進，使學(xué)習(xí)過程變得變得生動有趣，理解起來也更為透徹。培養(yǎng)學(xué)生使用專業(yè)知識與思政理念，分析并解決問題，實現(xiàn)“知行合一”。

在談到我國首位獲得自然科學(xué)類諾貝爾獎的中國本土科學(xué)家屠呦呦時，介紹其創(chuàng)造性地使用低溫乙醚萃取方法從中草藥中分離提取了可以治療瘧疾的青蒿素。講述屠呦呦在自己平凡的崗位上不求名利、默默耕耘，開展長達近半個世紀(jì)的研究，最終發(fā)現(xiàn)了青蒿素，拯救了全世界數(shù)百萬瘧疾病人的生命，為全人類健康事業(yè)做出了卓越貢獻，培養(yǎng)學(xué)生不忘初心、砥礪前行的科研精神，增強學(xué)生的民族自豪感和奉獻精神。由于天然植物中青蒿素含量較低，青蒿素藥物的生產(chǎn)成本很高，有機化學(xué)科學(xué)家們經(jīng)過不懈的努力和探索，實現(xiàn)了青蒿素的高效人工合成。隨著臨床研究的深入，發(fā)現(xiàn)青蒿素具有水溶性、脂溶性、穩(wěn)定性較差，并且口服生物利用度低等缺點。為進一步改善青蒿素的臨床應(yīng)用，有機化學(xué)科學(xué)家們又對青蒿素分子的結(jié)構(gòu)改造進行了大量研究，合成了雙氫青蒿素、青蒿琥酯、蒿甲醚、蒿乙醚等衍生物，部分衍生物已顯示出比青蒿素更好的抗瘧效果與理化性質(zhì)。講述之后，讓學(xué)生主動思考并討論兩個問題：1) 合成蒿甲醚、蒿乙醚等衍生物的成醚反應(yīng)條件是什么？2) 從分子結(jié)構(gòu)(酯基、醚、過氧基等官能團類型)的角度來分析青蒿素為什么需要低溫提取？通過回答這兩個問題，學(xué)生能熟練掌握醚的制備方法及其實際應(yīng)用，學(xué)會運用學(xué)科方法論理解有機物的結(jié)構(gòu)(官能團)與性質(zhì)的關(guān)系，從而深刻理解青蒿素所含有的過氧橋?qū)岵环€(wěn)定性易導(dǎo)致青蒿素高溫分解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)有機化學(xué)的興趣和研究有機化學(xué)的熱情，探索未知、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感。

我們課程組成員絕大多數(shù)為教學(xué)科研崗教師，能夠準(zhǔn)確掌握本專業(yè)領(lǐng)域的先進成果和最新動態(tài)，能夠捕捉最新的思政元素并融入到教學(xué)中。以醛酮的不對稱還原反應(yīng)為例，手性試劑能使醛酮的還原反應(yīng)生成對映體不等量的產(chǎn)物，而不是對映體等量的外消旋產(chǎn)物。在該章節(jié)的講授過程中，介紹不對稱催化的合成方法，以及2001年諾貝爾化學(xué)獎授予了“不對稱催化反應(yīng)”研究領(lǐng)域；2021年，諾貝爾化學(xué)獎再次青睞不對稱催化領(lǐng)域——“不對稱有機催化反應(yīng)”。介紹“不對稱催化”與“不對稱有機催化”的區(qū)別，不對稱有機催化更符合綠色化學(xué)發(fā)展理念。教學(xué)科研崗教師課題組的最新研究成果也可以巧妙地融入到教學(xué)內(nèi)容中。以親核試劑與α,β-不飽和醛、酮的加成反應(yīng)為例，筆者引入了自己課題組發(fā)展的不對稱催化磷親核試劑的1,4-加成反應(yīng)[19]，不但加深了學(xué)生對共軛加成反應(yīng)以及不對稱催化概念的理解，還拓展了課本中加成反應(yīng)的親核試劑范圍(圖1)。對于共軛加成體系，還可以拓展到1,6-不飽和醛酮(圖2)，同時介紹1,6-不飽和醛酮與磷親核試劑的不對稱催化加成反應(yīng)目前只能通過手性金屬催化策略來實現(xiàn)，我們最近發(fā)展的手性脲催化磷親核試劑的不對稱1,6-加成反應(yīng)是首例不對稱有機催化的方法[20]，不需使用金屬催化劑。通過金屬催化與有機催化反應(yīng)條件的實例對比，啟發(fā)學(xué)生在設(shè)計合成路徑時盡量考慮反應(yīng)的原子經(jīng)濟性以及是否符合綠色化學(xué)發(fā)展理念等。在介紹這部分內(nèi)容后，還讓學(xué)生分析哪些有機反應(yīng)符合綠色化學(xué)理念。學(xué)生積極列舉了很多反應(yīng)類型，包括羥醛縮合反應(yīng)、氯仿反應(yīng)、Diels-Alder反應(yīng)、Friedel-Crafts反應(yīng)、Pinacol重排等，并能基于原子經(jīng)濟性、反應(yīng)條件的安全性、原料的可再生性、污染物排放等因素，分析各反應(yīng)是否符合綠色化學(xué)理念。通過有機化學(xué)科學(xué)前沿實例的講授，不僅可以讓學(xué)生加深對理論知識的理解，拓展專業(yè)知識面，還有利于激發(fā)學(xué)生對有機化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，顯著提高科研興趣，增強綠色環(huán)保意識，并且引導(dǎo)學(xué)生運用從個別到一般的辯證思維方法學(xué)習(xí)共軛加成反應(yīng)的類型與綠色化學(xué)理念。

圖1 不對稱催化磷親核試劑的1,4-加成反應(yīng)

圖2 不對稱催化磷親核試劑的1,6-加成反應(yīng)

在介紹首例以中國科學(xué)家命名的重要有機化學(xué)反應(yīng)——Wolff-Kishner-黃鳴龍還原反應(yīng)時，講述黃鳴龍先生沖破美國政府的重重阻撓，輾轉(zhuǎn)回國，成為我國甾體激素藥物工業(yè)的奠基人的事跡。先生常說“一個人不能為科學(xué)而科學(xué)，應(yīng)該為人民為祖國作出貢獻”。繼黃鳴龍先生的人名反應(yīng)之后，還有著名的陸熙炎[3+2]環(huán)化、史一安不對稱環(huán)氧化、Roskamp-馮小明反應(yīng)、張緒穆烯炔環(huán)異構(gòu)化等人名反應(yīng)，彰顯了我國科學(xué)家在國際化學(xué)領(lǐng)域的重要地位。此外，進一步介紹英國《自然》雜志在2019年12月12日發(fā)表的評估報告，2019年中國的“自然指數(shù)”為6183.75，首次超越美國成為“化學(xué)第一大國”，中國已成為化學(xué)領(lǐng)域一支強大的科研力量。通過講述人名反應(yīng)和中國化學(xué)的快速發(fā)展，不僅能讓學(xué)生加深對有機人名反應(yīng)的理解，更能激發(fā)學(xué)生的愛國熱情，增強學(xué)生的民族自信與文化自信，教導(dǎo)學(xué)生向有機化學(xué)家們學(xué)習(xí)其不畏艱難、潛心鉆研、鍥而不舍的精神。要求學(xué)生課后以小組為單位總結(jié)有機化學(xué)課本中的人名反應(yīng)，分別簡述人名反應(yīng)的起始原料、反應(yīng)條件及其合成應(yīng)用，并且進行分組展示，鍛煉學(xué)生自主協(xié)作與總結(jié)歸納的能力。學(xué)生通過自己總結(jié)(表1)，不僅熟悉了反應(yīng)原料、反應(yīng)條件，更能從應(yīng)用層面理解人名反應(yīng)的合成轉(zhuǎn)化，提高了學(xué)習(xí)效果。

表1 有機人名反應(yīng)節(jié)選

除課堂教學(xué)，還可以組織學(xué)生利用假期時間開展有機化學(xué)課程的“思政”素材征集工作，進一步促進學(xué)生自我教育，助力學(xué)?！罢n程思政”建設(shè)，大力營造思政育人的氛圍。學(xué)生們積極響應(yīng)，收集了大量的“思政”元素，收集的主題包括“化學(xué)家的故事”“生活中的有機化學(xué)”“碳達峰碳中和”“生態(tài)環(huán)境污染”等，材料的形式包括文字、圖片和影像。也可借助校內(nèi)外資源，開展專業(yè)競賽、講座或?qū)嵙?xí)等交流活動，讓學(xué)生相互交流、相互促進，了解科學(xué)家、企業(yè)家的科研、創(chuàng)業(yè)精神，培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)業(yè)能力，樹立榜樣效應(yīng)，提高學(xué)習(xí)興趣。

2.3 建立“產(chǎn)出導(dǎo)向”理念的考核評價機制

評價有機化學(xué)課程思政的實施效果不應(yīng)只停留在對教師講授水平以及學(xué)生專業(yè)知識的考核，而是學(xué)生能否基于所學(xué)的有機化學(xué)專業(yè)知識，結(jié)合思政教育形成的價值理念、世界觀與方法論，自主完成帶有課程思政教育要求的有機化學(xué)領(lǐng)域相關(guān)的問題、論文、報告等，充分考核學(xué)生專業(yè)知識與思政理念的綜合運用能力。例如，在期末考核環(huán)節(jié)中設(shè)置開放式的有機合成路線設(shè)計的題目，從自主選定的基礎(chǔ)原料出發(fā)，通過閱讀文獻、查閱相關(guān)資料，設(shè)計出最優(yōu)的合成路線。設(shè)計路線要求不僅考慮合成步驟簡短、理論產(chǎn)率高、產(chǎn)物容易分離等因素，還要考慮政策法規(guī)、綠色環(huán)保、原子經(jīng)濟性、成本與消耗、廢棄物的排放與再利用等問題，并且兼顧實際工業(yè)化生產(chǎn)的可行性。

環(huán)己烯酮的合成的方法很多，以下僅列出3種路線的逆合成分析(圖3)。路線1以環(huán)己酮為原料，合成路線簡單，原料廉價易得。但是α-溴代環(huán)己烯酮步驟需要使用溴素，屬于易制毒化學(xué)品，需要辦理第二類易制毒化學(xué)品購買備案證明；溴素價格較高，會增加生產(chǎn)成本；大規(guī)模生產(chǎn)時安全性較低；會產(chǎn)生嚴重的環(huán)境污染。路線2以由環(huán)己烯為原料，合成步驟較多；烯丙位溴代涉及自由基反應(yīng)，需要光照或較高溫度。路線3以廉價易得的甲醛、乙醛、丙酮為原料；各步反應(yīng)條件都是堿性水溶液，可以一鍋法完成，中間過程甚至不需要分離；產(chǎn)生的廢棄物少；生產(chǎn)成本較低，原子經(jīng)濟性相對較高。綜合各因素，學(xué)生能分析各路線的優(yōu)劣并選出最優(yōu)合成路線。

圖3 逆合成分析

還可以在考題中設(shè)置主觀論述題，例如，以“反應(yīng)?！北瘎∈录楸尘?，沙利度胺藥物有顯著的治療妊娠反應(yīng)的作用，但是因服用該藥物而誕生了12000多名形狀如海豹的嬰兒。雖然沙利度胺是這次悲劇事件的“元兇”，但是后來科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)沙利度胺對麻風(fēng)結(jié)節(jié)性紅斑、多種癌癥有較好的療效。請學(xué)生分析“反應(yīng)?！北瘎∈录澈蟮幕瘜W(xué)本質(zhì)原因，評價沙利度胺對人類健康的利弊，并解釋原因?？己藢W(xué)生從有機化學(xué)專業(yè)知識的角度分析對映異構(gòu)體與其生理活性的作用差異，通過社會熱點問題，讓學(xué)生主動挖掘深層次的“思政”價值。從回答的情況可以看出，大多數(shù)學(xué)生能辯證地看待沙利度胺藥物的利弊，認識到人們對事物的研究是逐漸深入、不斷探索的過程。我們應(yīng)該樹立嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和強烈的社會責(zé)任感，勇攀科學(xué)高峰、探索未知、追求真理，堅守科學(xué)倫理規(guī)范，準(zhǔn)確地分析事物的潛在危害，制定有效的預(yù)防和解決方案。

建立完善的考核評價機制是課程思政實施效果的重要保障。近年來，我們學(xué)校、學(xué)院建立了較完善的考核與評價體系，將課程思政實施效果納入職稱評定、評獎、評優(yōu)、評先范圍，把課程思政工作納入學(xué)校二層機構(gòu)的年度考核、黨建和思政工作考核，以及黨委、黨支部和黨員干部的考核中。比如，學(xué)校教學(xué)督導(dǎo)團對任課教師的教學(xué)水平評價明確了對課程思政實施效果的考核要求，且考核分占比不低于10%。

在有機化學(xué)課程思政開展的近幾年時間里，廣西大學(xué)化學(xué)類專業(yè)有機化學(xué)課程的期末成績也有了顯著的提升，學(xué)生普遍反映效果良好。以產(chǎn)出為導(dǎo)向，我們根據(jù)實施效果的考核與評價結(jié)果，進一步總結(jié)、分析、改進和完善有機化學(xué)課程思政的教學(xué)方式，提高教學(xué)效果，讓有機化學(xué)課程成為展現(xiàn)思政教育獨特魅力與優(yōu)勢的有效載體。

3 結(jié)語

課程思政建設(shè)是一項長期、系統(tǒng)性工程。我們通過強化課程思政教學(xué)的系統(tǒng)設(shè)計、實施多樣化的教學(xué)方式、建立“產(chǎn)出導(dǎo)向”理念的考核評價機制等具體措施，對有機化學(xué)課程思政的教學(xué)改革進行了探索與實踐，形成了較完善的有機化學(xué)課程思政教學(xué)體系，促進“課程”與“思政”的協(xié)同發(fā)展，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時，培養(yǎng)其內(nèi)在精神素養(yǎng)，真正實現(xiàn) “立德樹人”。