有機化學課程思政體系的構建方法與實踐

侯美靜，孫浩，劉杰，魏標，陳水生，武海，凡素華

阜陽師范大學化學與材料工程學院，安徽 阜陽 236037

2016年召開的全國高校思想政治工作會議上，習近平總書記強調，要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全過程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業新局面[1]。為落實立德樹人根本任務，踐行為黨育人、為國育才的使命，各高校正在全力推進和落實思政與專業課深度融合的工作，力爭實現“專業育人”和“思政育人”的同頻共振[2]。

有機化學是化學、化工、環境、生物類等專業的基礎課程，是各高校工科、醫藥、生物類專業都需開設的一門重要課程。而且有機化學與我們的社會生產生活密切相關，需要把有機化學這個“地基型”的課程學好、學牢固，所以有機化學是理工科類課程落實思政教育良好的課程載體[2-4]。如韓國志等從化學史與化學熱點問題等方面闡述了開展有機化學課程思政的具體方法舉措[2]；段戴平以生物堿為例闡述了有機化學“課程思政”教學設計案例[3]；黃玉梓等基于有機分子反應機理的課程思政教學案例為范例，論述了有機化學課程思政教學的原理、內容和方法[4]。

阜陽師范大學開設的有機化學課程始終以立德樹人為目標，在專業知識育人的同時創新課程教學模式，深度融入思政元素，將專業育人與思政育人有機結合，讓學生既能學到專業知識又能進行德育熏陶，幫助學生樹立正確的人生觀、世界觀和價值觀，深植家國情懷，培養民族自豪感和責任心。基于課程思政在有機化學課程教學中的引領價值和前期研究成果，有機化學教學團隊將思政元素以“三個載體+四種途徑”融入有機化學課程，努力培養出“有理想、有追求、有擔當、有作為、有品質、有修養”的“六有化學生”。如圖1所示，以“理論教學+實驗應用+卓越創新”三個教學模塊為載體；采用“顯性引導和隱性熏陶相結合、情景體驗式、任務驅動式、專題嵌入式”四種融入途徑，實現思政元素與課程知識的全方位融合，從而高效、高質量地培養出“六有化學生”，真正落實德育目標。

圖1 思政元素融入有機化學的載體與途徑

1 思政元素融入有機化學課程的三個載體

1.1 基于理論教學為載體的思政融入

蘇格拉底曾說“教育不是灌輸，而是點燃火焰”，靈感的出現需要啟發和激勵，教師精心設計活動激發學習興趣、啟發主動思考、提升創新思維，實現“以學生為中心”，才是大學課程應該有的教學模式。有機化學理論課知識體系復雜、機理及性質抽象難懂、空間構象虛無縹緲，再加上傳統的“灌輸式”教學，形成學生對知識難以理解，上課不愛聽、不抬頭、考試不及格、學習無激情的惡性循環。較高的考試不及格率，不僅讓學生望而生畏，德育培養更是難以實施，甚至會令一部分同學對有機化學失去興趣，對自己的能力產生懷疑。因此，我校對有機化學理論課進行教學方法改革，基于課前、課中與課后三個教學環節，設計不同教學活動，采用動畫、視頻、模型演示、線上線下、實驗操作、社會實踐、專業調查等多元化教學方法，將思政元素融入理論知識，將理論知識分解為各種專題教學活動，讓學生在完成任務的同時，實現知識的內化和素養的提升。

課前思政元素與理論知識融合。課前通過泛雅網絡教學平臺，發布預習任務清單，使學生對課堂知識提前預知。任務清單主要包括與課堂知識點密切相關的思政任務、理論知識、能力培養等任務。其中思政任務不僅僅局限于課本知識的預習，可以是與課程內容有關的資料查詢、社會調查、熱點分析、知識前沿技術的介紹等。例如：在學習雜環化合物的命名與合成時，課前發布任務：調查治療新冠肺炎的藥物、治療技術及我國防治新冠病毒的貢獻[5]。讓學生追蹤社會熱點，關注我國新冠疫情防治的成功經驗及對人類的重大貢獻，理論知識與科學難題緊密聯系，激發學生學習熱情，增強學生的民族自豪感。

課中思政教育的潛移默化。思政融入課堂，應做到融于無形、潤入無聲，不能為了思政而思政，防止適得其反。我們基于雨課堂智慧教學平臺，采用以問題為導向、研討式翻轉課堂為主的課堂教學方法，實現思政與理論知識的隱性融合。例如，在學習Minisci反應時，引入有機光化學原理，讓學生對光能源展開課堂討論，從而引起對清潔能源的關注，滲透“綠水青山就是金山銀山”的環保理念[6]。再如，在學習芳香烴性質應用時，讓學生討論芳香烴衍生物的實驗室合成條件及工業化生產條件的不同，演示江蘇省鹽城市某工業園區苯化學儲罐發生爆炸事故現場，討論合成條件及安全防護，學生既掌握理論知識，又間接理解化學安全的重要性，提高社會責任感。因此，利用課中討論的設計，不斷結合理論知識的傳授，可以把家國情懷、環保意識、科技創新、社會責任、科學態度等思想無形中融入課堂。

課后思政內化。課后結合知識點，設計融入思政元素的知識專題，讓學生采用專題總結、課后簡談、文獻閱讀、團隊經驗匯報等形式進行反思總結，完成課后布置的任務。例如，課后設計專題任務：基于“不對稱催化反應”的應用領域調查，闡述從中得到的啟發；結合新聞時事“13歲女孩喝百草枯”事件，介紹“奪命百草枯”的奪命機理及認識；催熟劑的使用原理及潛在危害分析等內容。這些知識專題均能有效拓寬學生的知識領域，促進知識前沿、文獻調研、創新意識等方面的培養，培養學生正確的人生觀、價值觀。

1.2 基于實驗應用為載體的思政融入

理論知識是實驗的基礎，實驗是理論知識的驗證和應用創新。基于實驗課為知識和思政元素融合的載體，結合實驗教學的操作性、實踐性和科學創新性的課程特點，培養學生嚴謹的科學態度、責任擔當、邏輯推理、創新意識與能力。因此，有機化學實驗課設置為基礎知識培訓、操作技能培養、能力素質提升三個階段，對學生進行系統培養。

有機化學實驗開課前采用課前安全意識及基礎知識專題講座、安全操作演示、找錯誤座談會、實驗室安全規范考試等形式，對學生進行安全意識、規范操作培訓。實驗室既是人、財、物集中的場所，也是易燃易爆品、劇毒藥品、放射性物品等眾多安全隱患扎堆的“火藥桶”。實驗安全事關廣大師生的人身安全，牽動校園及社會的穩定，是高校安全管理不可懈怠的一條“紅線”。這也是把嚴謹求實、規范操作、安全意識、尊重科學、愛惜生命、社會責任擔當等思政元素融入教學的良好載體。

操作技能培養以驗證性實驗為基礎，打牢根基，強化技能。有機化學實驗課也采用線上預習、課堂翻轉討論等形式，提升學生參與度。例如，有機化學實驗中設有蒸餾、分餾、萃取、重結晶、熔點的測定和環己烯的制備等基本操作實驗。設計融入我國釀酒的發展歷史、茶文化、綠色合成、化學與社會等思政元素，在驗證性實驗技能培養中不斷培養學生的民族自豪感與家國情懷。

能力素質提升作為實驗應用高層次的培養模塊，在信息檢索、對比歸納總結、分享匯報、實驗競賽等活動中融入思政元素。能力素質提升主要基于綜合性實驗和設計性實驗為載體。例如，綜合性實驗乙酰水楊酸的制備與表征，課前設計：(1) 阿司匹林“萬能藥物”的發展歷程；(2) 乙酰水楊酸的制備設計；(3) 乙酰水楊酸的現有表征技術。課中設計：實驗操作之前，采用分組專題匯報阿司匹林藥物的發展；研討水楊酸的制備條件與方法；知識搶答結構表征技術及原理；教師總結點撥，達到畫龍點睛、知識升華的目的。課后設計：寫出實驗論文報告及感悟，淺談合成化學在人類發展中的作用。基于此，引導學生感受有機化學合成在解決人類發展難題中的巨大貢獻，增強專業自豪感和責任感。另外，我們每學期定期舉辦有機實驗競賽，通過提供的合成題目，學生自行搜集資料、查閱文獻，設計最佳合成路線，以合成產物綠色高效經濟為宗旨，提高學生分析問題、解決問題以及綜合考慮問題的能力，增強學生科技創新意識。

1.3 基于卓越創新為載體的課程思政融入

為了進一步提高學生的綜合素質與創新能力，有機化學課程改變傳統的“理論課+基礎實驗課”的二維培養模式，不僅增加了設計實驗、綜合實驗，同時增加了“卓越創新”模塊。通過課程設計，基于科研協作探究、專業社會調研和科研創新拔高三個部分融入思政元素，進行人才的拔高培養，取得了良好的教學效果。

合作探究和團隊協作意識與能力是人才培養的重要目標之一。有機化學課程在理論教學和實驗課中均采用分組合作探究的方式完成預設任務，增強學生合作能力和探索意識，從而培養了團結協作精神。例如，在理論教學卓越部分，針對重要內容，設置專題任務：完成章節知識總結、知識點樹狀圖、視頻制作、專題講座等任務。在任務的驅動下，學生分組協作、攻堅克難，不斷突破自我。

社會專業調研是學生在學習基本知識之后，結合各方面的知識進行相關相近專業知識的拓展、融合。在專業調研題目設計中既可以隱性融入社會與生活、交叉學科、學科前沿、生態環保、衛生與安全等思政元素，又可以很好地拓寬學生的視野，增強專業自信。例如，在題目“有機化學在材料化學中的應用”中，學生可以了解到有機化學與材料化學的交叉應用，熟悉材料化學領域的前沿技術，感受我國科技的發展和壯大。在“有機化學與生活”一題中，更加切切實實感受到有機化學與生活息息相關，滲透在醫療、衛生、安全、環保生態等各個領域。

科技創新需要教育的引領，有機化學作為化工專業的基礎課程對于培養科技創新人才肩負重大責任。科技強國這一重要思政元素，需要大學教育培養學生的科技意識和創新精神，激發學生的科技報國志向。因此教師通過精心設計科研創新實驗，部分有能力的同學參與科研實踐，達到卓越培養目標。例如，我們設計的科研實驗有染料敏化太陽能電池的制備、絲網印刷和太陽能大棚、有毒物質熒光傳感器的制作與應用等科研創新實驗。絲網印刷中，普及傳統印刷工藝的發展歷程，使學生感受中國傳統技藝的魅力，感受工匠精神和中國傳統文化的博大精深、源遠流長。

2 思政元素融入有機化學課程的有效途徑

有機化學與思政元素融合的關鍵是采用何種途徑有效融合，既能將抽象復雜的理論知識講授好，又不會讓學生感覺思政元素就是講政治、灌雞湯[7]。我們在化學專業課教學實踐過程中，逐漸形成四種有效融入思政元素的途徑，達到“潤物無聲”的效果。

2.1 顯性引導和隱性熏陶相結合

顯性引導和隱性熏陶相結合是較簡便且易實施的途徑之一，雙管齊下將思政元素完美融入有機化學專業課的教學中。顯性引導是基于課前教學設計，制定蘊含思政元素的教學目標[8]，將思政元素與理論知識融合，提升教師的育人和思政意識[9]，建立有機化學課程素材庫，隨時為思政元素與有機化學的結合提供材料。隱性熏陶是讓學生在潛移默化的學習過程中不自覺地接受教育，也是顯性引導的有效補充。通常是在師生互動、生生互動中體現，也經常在學生的總結和學習反思中體現。

2.2 情境體驗式融入

情境體驗式教學是指根據學生的認知特點和規律，通過創設良好、生動的場景，讓學生在真實情境中結合理論知識學習有機化學。教師在采用情境體驗式教學方式的同時將思政元素融入其中，對抽象難懂的化學反應機理、有機化學分子結構與性質、有機物的實際應用等用實際場景呈現出來，讓學生感受機理與有機分子結構的奇妙，能有效激發學生學習興趣，同時又能促進思想素養的提升。

2.3 任務驅動式融入

任務驅動融入是在任務驅動教學方法的基礎上融入思政元素，任務驅動是建立在建構主義學習理論的基礎上的教學方法，最基本的特點是“以任務為主線，教師為主導、學生為主體”，促進學生通過建構獲得知識，而不是死記硬背去獲取知識[10]。將思政元素與預設任務相融合，在完成任務的同時，讓學生發散思維，感知任務點與世界觀、核心價值觀的聯系，實現思想素養的內化。

2.4 專題嵌入式融入

專題嵌入式融入是將課程中涉及的思政素材進行分類，分成不同專題，將其嵌入有機化學課程的全過程，使思政元素和專業課程融為自然的整體，既不顯突兀，又可以起到畫龍點睛的效果。專題嵌入的關鍵環節是如何設立思政專題，使其能有效融入相關知識點。例如社會熱點專題、傳統技藝專題、科技前沿專題、哲學專題等在基礎知識、實驗技能、化學性質與用途、機理反應等知識點中的融入，可以增強學生學習的主動性和學習熱情，對學生進行全方位的思想政治、社會主義核心價值觀的熏陶。

3 思政元素融入有機化學案例

基于有機化學教學方法改革與創新，我們以三個教學模塊為載體，利用四種途徑將思政元素融入教學過程，實現全員、全程、全方位的育人目標，培養出“六有”化學專業本科生。下面以有機化學第十四章“含氮有機化合物”的第三節“重氮化合物和偶氮化合物”為例[11]，呈現思政元素與有機化學的有效融合及教學實施過程。本節主要以重氮化合物和偶氮化合物為主要內容，包括芳香族重氮化反應、芳香族重氮鹽的性質及制備、重氮甲烷和偶氮染料。如圖2所示，通過理論教學、實驗應用和卓越創新三個教學模塊進行教學設計。

圖2 有機化學與思政結合實例

3.1 理論教學模塊

課前通過“學習通”網絡教學平臺發布任務：(1) 預習重氮和偶氮化合物的結構與性質；(2) 預習重氮鹽的典型反應機理；(3) 偶氮染料的應用及危害調研。學生進行相關理論知識預習的同時，通過搜集資料總結重氮鹽和偶氮染料的結構和性質，并總結偶氮染料的廣泛用途和危害。學生會從重氮和偶氮鹽的重要用途中體會到有機化學的重要性，提升專業自信；也會從其危險性和毒性，認識到該類物質的安全性，隱性增強思辨意識，正確使用化學藥品。以任務驅動方式，學生完成知識預習的同時，在預習環節樹立事物具兩面性的意識，以辯證的思維看待事物的存在[12]。將辯證思維融入本節課的教學。

為了在課中進一步深化重氮鹽的反應機理，講解重氮鹽的合成過程時，設計情境案例“江蘇聯化科技有限公司重氮鹽爆炸事故造成8人死亡，5人受傷，直接經濟損失約400萬元”的爆炸現場圖片，以翻轉課堂的形式，引導學生思考，促使學生對爆炸的起因、反應機理、安全保障進行討論、交流。以情境體驗式融入生產安全、生命至上的理念，顯性引導學生在進行化學實驗乃至以后從事化工生產工作時始終將規范操作和生命安全放在首位。

課后以小論文的形式對本節課知識的理解進行總結反饋。學生結合重氮鹽爆炸事故原因，思考有機合成工藝流程中需要注意的事項，或發生危險時采取何種補救措施。設置這一課后論文任務，目的是將所學知識與生產安全再次深化聯系，并讓規范操作、生產安全、新技術設備研發、科技創新意識隱性內化。

3.2 實驗應用模塊

針對偶氮染料相關知識設計一個綜合性實驗：染料敏化太陽能電池(DSSCs)的制備與封裝。DSSCs是一種基于偶氮染料與納米TiO2為光敏陽極的新型光電器件，具有操作簡便、光電轉換效率高、綠色環保等優勢。

實驗目的是通過該實驗了解偶氮染料在DSSCs中的工作原理、制備過程及光電性質測試方法，拓寬學生的知識領域，激發學生的科學研究興趣，并將團結協作、能源環保、傳統文化、民族自豪感等有效融入教學過程。該實驗每組5人，6-8組，共8學時。

實驗過程也采用課前、課中及課后三個教學環節。(1) 課前預習發布：列出新型能源與傳統能源的區別；DSSCs組裝及光電轉換機理；我國染料工業發展的現狀調查。(2) 針對課前預習任務，除了實驗涉及的理論知識點之外，課中翻轉討論：新型能源的優勢及發展概況；常用電池的制作及作用機理；我國染料工業的發展(包括傳統印染和印刷工藝)。(3) 課后反饋：以科研型論文形式書寫實驗報告，提交實驗體會與感悟。因此，通過一系列的實驗過程，不僅將偶氮染料的性質與實際應用相聯系，激發了學生的探究精神，而且利用任務驅動、專題嵌入、顯隱性結合等方式融入思政元素，培養團結協作精神、提升民族自豪感，踐行習近平總書記倡導的“綠水青山就是金山銀山”的理念。

3.3 卓越創新模塊

為進一步培養學生的創新精神，促進知識交叉，深化理論知識內容，培養卓越創新人才，我們設置了卓越創新模塊，分別設計了理論拓展、社會實踐、科研拔高三個環節。理論拓展環節是以任務驅動形式讓學生分組整理本章節知識點的樹狀圖、制作PPT課件，并拍攝授課視頻上傳泛雅網絡平臺。在教師的指導下，顯隱結合融入思政元素。例如，在講解偶氮染料知識時，學生提到了人類第一個合成染料——苯胺紫的發現，Perkin意外發現了苯胺紫，結束了植物染料的時代，推動了英國染料工業的發展，Perkin在實驗預期之外的發現和不懈探索的精神啟發學生細心觀察實驗現象，堅持不懈的探索將會是成功的動力。

社會實踐環節，組織學生到印刷企業進行實地體驗，體驗現代科學技術是如何將一卷卷紙、一桶桶油墨迅速變成人們手中的課本、宣傳單頁，學生感受我國傳統技藝的傳承與創新，感受我國傳統技藝與世界先進技術的碰撞，切身體會到理論與實際結合帶來的心靈震撼，培養學生的科技創新精神。

科研拔高是針對部分有余力的同學，進行高階培養。進入教師科研團隊，從事國家級和省級大學生科研創新創業項目和教師科研項目、“互聯網+”大學生創新創業大賽的研究，進行科研創新實驗。例如，教師的科研項目包括安徽省自然科學基金(具有額外受體的D-π-A卟啉染料的合成及其敏化太陽能電池性能的研究，1708085MB43)、安徽高校自然科學研究重大項目(新型金屬硒化物的設計、制備及其在準固態染料敏化太陽能電池中的應用，KJ2018ZD035)、國家自然科學基金(咔唑/噻吩基D-π-A卟啉敏化劑的設計、合成及染料敏化太陽能電池光電性質研究，21201037)等。指導學生發表SCI收錄論文11篇，獲國家和省級大學生創新項目8項，學生獲省級以上獎項12項。

4 實施效果評價

有機化學課程思政體系的構建，改變了傳統的專業課和思政教育分離的情況。通過問卷調查可以看出(圖3左圖)，學生在課程的學習過程中普遍了解和意識到課程思政的內涵和融入思政元素的必要性。通過課程改革和思政元素的融入大大激發了學生學習的興趣、增強了愛國意識、樹立正確的價值觀和人生觀、提高了學生的創新能力和意識等。同時，對思政體系構建實施前后四個學期的學生平均成績在不同分數段的百分比進行比較(圖3右圖)，實施后分數段分布在60-70分之間的百分比明顯減小，而80-90、90-100分的高分段的百分比明顯提高，這說明有機化學課程思政體系的構建不僅發揮了“德育”的引領功能而且有效提高了學生的成績。

圖3 有機化學實施課程思政問卷調查結果(左)和實施前后成績分布圖(右)

5 結語

基于持續不斷的教學方法改革，有機化學課程和思政元素的有效融合，促進了學生理論知識、科研探索、創新能力、團結協作、責任擔當、思想素養等方面的提升，力求把每一名大學生培養成“有理想、有追求、有擔當、有作為、有品質、有修養”的六有化學專業本科生。課程創新永無止境，全方位多途徑的思政教育也必將與時俱進、持之以恒。