有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的課程思政設(shè)計(jì)探析

嚴(yán)永新

（池州學(xué)院 材料與環(huán)境工程學(xué)院，安徽 池州 247000）

課程思政這種全新模式打破了傳統(tǒng)思想政治教育與各個(gè)專業(yè)學(xué)科之間的獨(dú)立性，擴(kuò)大了思想政治教育面。學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)及基本技能同時(shí)，提高學(xué)生思想道德素質(zhì)，培育出高素質(zhì)高水平的人才[1-2]。最終成為社會(huì)主義德才兼?zhèn)洹⑷姘l(fā)展的合格建設(shè)者。

有機(jī)實(shí)驗(yàn)作為一門(mén)重要的專業(yè)實(shí)踐性課程，主要目的是培養(yǎng)化學(xué)化工類相關(guān)專業(yè)學(xué)生的操作技能和動(dòng)手能力。同時(shí)該課程思想政治教學(xué)資源豐富，包含有辯證唯物觀、安全教育、環(huán)保教育、科技創(chuàng)新教育和法制教育等。每個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都蘊(yùn)含著豐富而深刻的辯證唯物主義理論和哲學(xué)原理。開(kāi)展課程思政具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。將有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課程思政結(jié)合起來(lái)，發(fā)揮課堂教學(xué)主渠道多功能作用，同時(shí)完成專業(yè)知識(shí)傳授，思想政治教育及能力培養(yǎng)。實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、價(jià)值塑造“三位一體”[3-6]。

深入挖掘各個(gè)有機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中蘊(yùn)含的思政元素，找準(zhǔn)思政教育的切入點(diǎn)，修訂教學(xué)大綱，然后在課堂教學(xué)中潤(rùn)物無(wú)聲完成思政教學(xué)。以正溴丁烷制備實(shí)驗(yàn)為例闡述課程思政實(shí)施過(guò)程。

1 設(shè)計(jì)理念

根據(jù)教學(xué)大綱，深入挖掘每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的思政元素，設(shè)計(jì)好思政元素的切入點(diǎn)。有機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可分為三類，第一類是有機(jī)實(shí)驗(yàn)的一般知識(shí)，可結(jié)合典型的實(shí)驗(yàn)室安全事故進(jìn)行安全教育；第二類是基本操作訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作有嚴(yán)格的規(guī)范性，可培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)；第三類是合成實(shí)驗(yàn)，通過(guò)合成化學(xué)，讓學(xué)生充分感受化學(xué)的魅力，增加對(duì)學(xué)科的熱愛(ài)。還可以融合進(jìn)與之相關(guān)的傳奇故事，化學(xué)家事跡等，增加社會(huì)責(zé)任感。同時(shí)針對(duì)目前合成化學(xué)環(huán)境的污染，進(jìn)行綠色化學(xué)教育，實(shí)驗(yàn)中遵循環(huán)保法規(guī)，做好環(huán)保措施，形成科學(xué)實(shí)驗(yàn)安全觀[7-9]。

2 思政元素

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程思政元素主要包含有辯證唯物觀、安全環(huán)保理念、法制觀念、科研新教精神等。

2.1 辯證唯物觀

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)每個(gè)項(xiàng)目都蘊(yùn)含有辯證唯物主義觀和哲學(xué)原理。講解實(shí)驗(yàn)原理時(shí)，一定要聯(lián)系相關(guān)的理論知識(shí)，理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)開(kāi)展，同時(shí)實(shí)驗(yàn)對(duì)理論加以檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)產(chǎn)率低下，實(shí)驗(yàn)失敗等，要主動(dòng)思考理論原因及解決措施，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案并驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作相輔相成，相互促進(jìn)。引導(dǎo)學(xué)生將化學(xué)理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作相結(jié)合，既能鞏固強(qiáng)化基礎(chǔ)理論知識(shí)，也能科學(xué)高效地完成實(shí)驗(yàn)操作。這樣，有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)才能真正地成為理論與實(shí)踐的結(jié)合體。分餾實(shí)驗(yàn)時(shí)候，加熱初期沒(méi)有餾出物，等加熱到一定程度才會(huì)有液滴出來(lái)，可以將此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與辯證唯物法中量變導(dǎo)致質(zhì)變規(guī)律相聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生觀察分餾柱中蒸汽上升的位置，開(kāi)始沒(méi)有餾出物是因?yàn)檎羝€未到達(dá)柱頂，不能冷凝成液體，即量變還沒(méi)有達(dá)到質(zhì)變，加熱到蒸汽升至分餾柱頂，蒸汽就可以被冷凝成液滴。學(xué)生在此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，切實(shí)感受到了由量變到質(zhì)變事物的發(fā)展變化規(guī)律。可以延伸到學(xué)習(xí)生活中，持之以恒，必有成果。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，一定要學(xué)會(huì)透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)。合成實(shí)驗(yàn)要求溫度適中，體現(xiàn)了凡事有度，適可而止，過(guò)猶不及的哲學(xué)原理。記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，要堅(jiān)持實(shí)事求是，如實(shí)記錄，杜絕造假，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袑W(xué)術(shù)作風(fēng)。這與誠(chéng)實(shí)守信社會(huì)主義核心價(jià)值觀要求一致。

2.2 安全環(huán)保理念

在有機(jī)實(shí)驗(yàn)一般知識(shí)教學(xué)中，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室安全事故，從大的宏觀方面進(jìn)行安全教育。要求學(xué)生實(shí)驗(yàn)前了解相關(guān)化學(xué)品標(biāo)簽，知悉化學(xué)品易燃、易爆、易腐蝕、有毒、有害等特性，掌握相應(yīng)的應(yīng)急處置措施。小的方面，可結(jié)合以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)中常出現(xiàn)的不規(guī)范操作行為，培養(yǎng)學(xué)生安全意識(shí)。諸如，使用水銀溫度計(jì)時(shí)，盡量避免摔碎，不小心水銀灑出，要安全合理進(jìn)行處置等。再如，講解玻璃儀器清洗，要求千萬(wàn)不能用手直接洗儀器，不規(guī)范，更有安全隱患。據(jù)往年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)前對(duì)這些強(qiáng)調(diào)到位，學(xué)生很快形成安全意識(shí)，很少打壞溫度計(jì)，不會(huì)用手直接洗儀器。有針對(duì)性規(guī)避了錯(cuò)誤操作，逐步實(shí)現(xiàn)安全規(guī)范操作。實(shí)驗(yàn)中使用的有機(jī)試劑多數(shù)是有毒的，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生廢棄物、有毒有害氣體等。如果直接倒入下水道，排放空氣中，會(huì)污染水體及大氣。應(yīng)盡可能回收，循環(huán)利用或吸收。幫助學(xué)生樹(shù)立良好的環(huán)保理念和“綠水青山就是金山銀山”的正確價(jià)值觀。去掉化學(xué)污染環(huán)境的標(biāo)簽，真正實(shí)現(xiàn)化學(xué)為人類美好生活服務(wù)。

2.3 法制觀念

環(huán)境保護(hù)已經(jīng)立法，培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識(shí)，也是在遵守國(guó)家環(huán)保法規(guī)。有機(jī)實(shí)驗(yàn)中會(huì)使用到危化品，易制毒試劑，一定要符合相關(guān)規(guī)定。結(jié)合天然產(chǎn)物提取方法，告誡學(xué)生學(xué)習(xí)是為了造福人類，不能用于違法犯罪。合成原料藥“阿司匹林的制備”“乙酰苯胺的制備”等幾個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以引入藥物的雙重性，如胺的衍生物麻黃堿等，不僅可作為藥治病救人，還可用于合成毒品危害社會(huì)，告誡學(xué)生要學(xué)法懂法守法，珍愛(ài)生命，自覺(jué)抵制毒品，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的人生觀和價(jià)值觀。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不能造假，延伸到不能學(xué)術(shù)造假。這些日常教學(xué)中的點(diǎn)滴滲透，都可以培養(yǎng)學(xué)生誠(chéng)實(shí)守信及法制觀念。

2.4 科研創(chuàng)新精神

有機(jī)實(shí)驗(yàn)從操作到數(shù)據(jù)記錄，再到結(jié)果分析，都體現(xiàn)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲芯瘛？山Y(jié)合天然產(chǎn)物提取，引入諾貝爾獎(jiǎng)成就——屠呦呦發(fā)現(xiàn)青蒿素，引導(dǎo)學(xué)生感知科學(xué)家求真求實(shí)的科學(xué)精神和追求真理的科學(xué)品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生探索未知、勇于創(chuàng)新的責(zé)任感和使命感。也能增強(qiáng)民族自尊心和自信心，激發(fā)學(xué)生積極上進(jìn)的奮斗精神。

各個(gè)具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目思政元素見(jiàn)表1。

表1 各個(gè)具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目思政元素及切入點(diǎn)

3 教學(xué)案例——正溴丁烷制備

3.1 目標(biāo)與要求

（1）學(xué)習(xí)以濃硫酸、溴化鈉和正丁醇反應(yīng)制備正溴丁烷的原理及方法。

（2）掌握回流反應(yīng)及氣體吸收裝置的安裝和使用。

（3）培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)自豪感、責(zé)任感和環(huán)保理念等。

3.2 課程思政元素

（1）結(jié)合有機(jī)合成化學(xué)，進(jìn)行學(xué)科情感、社會(huì)責(zé)任感等教育。

（2）結(jié)合有害氣體吸收，培養(yǎng)環(huán)境保護(hù)、綠色化學(xué)等理念。

（3）結(jié)合實(shí)驗(yàn)中對(duì)反應(yīng)條件要求，教育學(xué)生凡事要適度、過(guò)猶不及。

3.3 教學(xué)設(shè)計(jì)

3.3.1 布置預(yù)習(xí)任務(wù) 結(jié)合課程思政元素，提前一周布置學(xué)生預(yù)習(xí)任務(wù)，并完成預(yù)習(xí)報(bào)告。要求學(xué)生查閱正溴丁烷及所用試劑的理化性質(zhì)，正溴丁烷用途，合成方案，實(shí)驗(yàn)裝置及操作要點(diǎn)，有毒有害氣體如何處理等。可以充分利用線上教學(xué)，將問(wèn)題放到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，使預(yù)習(xí)更有針對(duì)性，避免機(jī)械抄書(shū)。培養(yǎng)學(xué)生查閱文獻(xiàn)、獨(dú)立思考及解決問(wèn)題能力。養(yǎng)成良好的科研行為及習(xí)慣，為畢業(yè)論文完成及進(jìn)一步讀研打下良好的基礎(chǔ)。

3.3.2 講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康募霸?首先提問(wèn)正溴丁烷的用途，讓學(xué)生感受到，化學(xué)合成在工業(yè)生產(chǎn)中重要作用，激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)專業(yè)的熱愛(ài)，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)自豪感和責(zé)任感。結(jié)合學(xué)生預(yù)習(xí)，分析正溴丁烷的合成方法，提出較為合適的實(shí)驗(yàn)方案。本實(shí)驗(yàn)由正丁醇與溴化氫反應(yīng)制備正溴丁烷，溴化氫需現(xiàn)制現(xiàn)用，將溴化鈉，濃硫酸，正丁醇加到反應(yīng)瓶，采用一鍋煮法合成。同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生提出可能有的副反應(yīng)，以便控制反應(yīng)條件，盡量避免副反應(yīng)，提高產(chǎn)率。從副反應(yīng)中也能看出有哪些副產(chǎn)物生成，為后續(xù)提純除雜鋪墊。反應(yīng)中有有害氣體溴化氫生成，很明顯尾氣不能直接排放，順其自然引入環(huán)境保護(hù)教育。讓學(xué)生懂得廢酸廢堿和有毒產(chǎn)物不要隨意丟棄排放，應(yīng)置于指定容器，統(tǒng)一無(wú)害化處理，形成科學(xué)實(shí)驗(yàn)安全觀念。

3.3.3 演示實(shí)驗(yàn)裝置圖 溴化氫不能直接排放，需要吸收處理。本實(shí)驗(yàn)采用帶尾氣吸收回流裝置，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)尾氣吸收裝置要點(diǎn)，倒扣漏斗，要控制好漏斗與液面的位置，才能防止倒吸，有效吸收尾氣，避免污染。對(duì)尾氣吸收試劑的選擇展開(kāi)討論，學(xué)生首先想到的都是用堿吸收。堿可以吸收溴化氫，這里有更為簡(jiǎn)便的方法，利用溴化氫易溶于水，可以直接用水作為吸收劑，既環(huán)保又節(jié)約能源。培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)、節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展等科學(xué)理念。

3.3.4 講解實(shí)驗(yàn)步驟及操作要點(diǎn) 通過(guò)實(shí)驗(yàn)流程圖展示實(shí)驗(yàn)操作步驟及關(guān)鍵點(diǎn)。反應(yīng)條件的控制直接決定了合成實(shí)驗(yàn)成敗及產(chǎn)率高低。硫酸濃度及溫度控制是本實(shí)驗(yàn)成敗關(guān)鍵點(diǎn)。硫酸濃度過(guò)大，加熱過(guò)猛，容易發(fā)生氧化碳化；濃度小，加熱火力太小，反應(yīng)不完全。結(jié)合這些，可以教育學(xué)生凡事有度，適可而止，過(guò)猶不及。原料加入順序也很關(guān)鍵，先將濃硫酸稍微稀釋，接著加入正丁醇，最后加溴化鈉，這樣可以盡量避免溴化鈉過(guò)早加入，遇到濃硫酸，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成單質(zhì)溴和二氧化硫。這些屬于操作技術(shù)上的要求，如果操作不當(dāng)，實(shí)驗(yàn)失敗，或副產(chǎn)物多，產(chǎn)率低下，也給后續(xù)提純帶來(lái)難度。延伸到工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)技術(shù)的高要求，激勵(lì)學(xué)生發(fā)奮努力學(xué)習(xí)，為提高祖國(guó)的科學(xué)技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興，貢獻(xiàn)自己力量。

3.3.5 指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn) 這個(gè)環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)操作技能。既要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性，也要充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用，關(guān)注學(xué)生組建帶尾氣吸收回流裝置、回流操作等，及時(shí)糾正錯(cuò)誤操作，同時(shí)要求學(xué)生堅(jiān)持實(shí)事求是，如實(shí)、準(zhǔn)確、及時(shí)記錄好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學(xué)生科研嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)術(shù)作風(fēng)。通過(guò)仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以看到上層油狀粗產(chǎn)品生成，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)樂(lè)趣，感受實(shí)驗(yàn)成就感，增加對(duì)化學(xué)學(xué)科的熱愛(ài)。若實(shí)驗(yàn)失敗，或產(chǎn)率低下，引導(dǎo)學(xué)生分析原因進(jìn)行改進(jìn)，教學(xué)生如何積極面對(duì)挫折。

3.3.6 數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)總結(jié) 實(shí)驗(yàn)結(jié)束，計(jì)算產(chǎn)率。結(jié)合實(shí)驗(yàn)過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題和產(chǎn)率高低，總結(jié)實(shí)驗(yàn)成敗關(guān)鍵點(diǎn)。加深學(xué)生對(duì)正溴丁烷制備實(shí)驗(yàn)整個(gè)過(guò)程認(rèn)識(shí)及相關(guān)專業(yè)知識(shí)理解。督促學(xué)生完成儀器清洗，分類整理，實(shí)驗(yàn)室清潔等，并將這些計(jì)入平時(shí)成績(jī)。有利于學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣并在生活中受益。

3.4 教學(xué)效果

初步嘗試在18材料化學(xué)有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行課程思政實(shí)踐，教學(xué)效果良好。體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。首先，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性提高，提前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真書(shū)寫(xiě)預(yù)習(xí)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告，課堂上展現(xiàn)良好精神面貌。其次，學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作更為規(guī)范，儀器損壞率降低較多。最后，學(xué)生環(huán)保意識(shí)明顯增強(qiáng)，處理廢棄物時(shí)不再是隨手丟棄，能做到按照要求分類合理處理。

4 結(jié)語(yǔ)

有機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行課程思政實(shí)踐，在原有的教學(xué)內(nèi)容中，增加課程思政育人目標(biāo)，深入挖掘思政元素，并與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合。鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生遵循客觀規(guī)律，實(shí)事求是。激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，積極向上，也能增加學(xué)生家國(guó)情懷，民族自豪感等。實(shí)現(xiàn)思想品德素養(yǎng)與專業(yè)知識(shí)功底齊頭并進(jìn)。