有機化學“旋光異構” 課程思政教學案例設計*

陳曉培, 王川川, 馬志偉, 侯學會, 徐 軍

課程思政是當今中國高校思想政治工作的行動指針, 也是高校立德樹人的戰(zhàn)略舉措。 習近平總書記在2016 年出席全國高校思想政治工作會議時指出, 高校思想政治工作關系高校培養(yǎng)什么樣的人、 如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個根本問題[1]。因此, 可以說, 只要課程思政工作做好了, 高校的育才和育人、 一切工作都迎刃而解了。

化學是基礎學科, 是大學階段大部分理工科專業(yè)的必修課, 而有機化學是其中的重要分支。 在現代科技發(fā)展中, 有機化學的實踐性和社會應用性日益重要。 因此, 在有機化學教學中貫穿課程思政, 在全過程全方位育人途徑中起到推動作用[2]。 然而, 化學知識具有理工科知識的特點, 即邏輯性和專業(yè)性較高, 將思政教育融入有機化學教學中, 就需要教師將思政元素和教學設計的各個環(huán)節(jié)巧妙結合, 將有機化學中反應和實例隱藏的思政元素“潤物細無聲” 得融入教學過程, 實現教與學的互相貫通, 培養(yǎng)學生的科學精神以及社會主義核心價值觀的思想與理念。 本文選取農林專業(yè)有機化學中旋光異構章節(jié)作為教學設計案例, 從課程的目標設置、 導入設計、 教學過程設計以及學習效果評價和反饋四個方面進行討論[3]。

1 學習目標設置

通過本課程專業(yè)知識和課程思政的學習, 使學生能夠將有機化學的基本知識、 基本理論和方法理解牢固掌握, 培養(yǎng)學生能夠運用有機化學知識去分析和解決本專業(yè)相關問題的能力,逐步培養(yǎng)學生自我更新知識和獲取知識的能力、 進而提高學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力、 支撐專業(yè)學習中相應畢業(yè)要求指標點的達成。 將社會主義核心價值觀以課程思政的方式貫穿其中,同時提升學生的專業(yè)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)[4]。 以旋光異構為例, 學習目標主要包括以下三個層次:

1.1 認知目標

(1)理解分子的手性、 對映體;

(2)了解分子的四種對稱因素, 理解旋光性、 旋光度、 比旋光度、 外消旋體和內消旋體的涵義;

(3)掌握判斷分子是否具有手性的方法。

1.2 素質目標

(1)學生通過了解生活中植物的盤旋方式不同而呈現不同的生物狀態(tài), 培養(yǎng)學生觀察生活現象, 注重細節(jié);

(2)學生通知了解醫(yī)藥史上重大歷史事件, 能夠認識到旋光異構對人類生活的重要性;

(3)學生應用旋光異構的相關知識, 掌握異構體的分離方法。

1.3 思政教育目標

(1)學生通過了解反應停事件, 培養(yǎng)嚴謹科學認真的工作態(tài)度;

(2)通過了解沙利度胺的現代發(fā)展現狀, 樹立科學發(fā)展無邊界的意識, 培養(yǎng)鉆研科學的韌勁, 提高分析問題和解決問題的能力;

(3)學生通過了解學習沙利度胺背后的故事, 了解科學工作者應具備的基本素質, 提高學習熱情, 培養(yǎng)良好的科學素養(yǎng)。

2 課程導入設計

課程導入的設計能夠吸引學生的注意力, 除了傳授本領,教學藝術的魅力也在于激勵、 喚醒、 鼓舞。 別致新穎的課程導入藝術, 能夠使學生很快進入學習情景, 對本堂課產生濃厚的學習欲望和興趣, 使學生的學習動機強烈的激發(fā)出來, 起到事半功倍的效果。

以“旋光異構” 這堂課為例, 采取實例教學法導入課題。選取生活中學生熟知的生物現象進行課程導入。 教師先介紹幾種生活中現象[5], 例如第一個是太陽系的所有天體, 都是按照右旋方式旋轉的, 稱為右手定則。 第二個現象是藤蔓有兩種盤旋方式的的紫藤。 右手性的紫藤花較多, 花更紅一些。 而左手性的紫藤, 花序更長一些, 花的顏色較淺。 第三個現象是國家一級保護植物長瓣兜蘭, 長瓣兜蘭花兩側長瓣的螺旋是左右對稱的, 右側是左旋, 左側是右旋。 這些都是自然界的現象, 特別是后兩種是同一種生物展現出的不同狀態(tài)。 進而引出在有機化學中手性化合物, 即由于旋光方向不同導致的完全不同的性質的化合物。 接著, 介紹2001 年獲得諾比爾化學獎是三位在手性研究領域作出突出貢獻的科學家, 使學生認識到手性化合物普遍存在于生活中, 對人類生活具有重大作用, 由此激發(fā)學生強烈的科學探究精神。

3 教學過程設計

第一部分內容通過知識回顧同分異構現象引出立體異構中其中一種, 也就是本章的學習內容, 旋光異構。 以2-羥基丙酸(乳酸)球棍模型為例, 介紹從肌肉中提取出來的右旋乳酸和從葡萄糖發(fā)酵得到的左旋乳酸, 以此讓學生對旋光異構有個感性的認識。 接著介紹著名的反應停事件。 反應停是聯邦德國在20世紀50 年代研制出來的一種可以緩解婦女妊娠反應惡心嘔吐等癥狀的藥物。 曾經在歐美地區(qū)風靡一時。 很多孕婦都吃了這種藥, 但是之后發(fā)現, 有些孕婦生出來的小孩四肢短小, 形似海豹稱為海豹胎。 原因就是反應停也是兩種旋光異構體, 起鎮(zhèn)定的作用的只有R-異構體, 而另一種S-異構體則有致畸作用。通過介紹此事件, 讓學生認識到對藥物的研究必須謹慎, 對藥品安全規(guī)范要重視, 要秉持嚴謹的科學態(tài)度。

第二部分內容是手性分子和判斷手性分子的方法。 以簡單的分子乳酸為例, 介紹對映異構體和外消旋體的定義。 再以沙利度胺的具體分子結構來說明兩種對映異構體的區(qū)別。 很多同學對沙利度胺只知前世, 不知今生。 沙利度胺盡管在1961 年撤市, 但是1965 年發(fā)現其對麻風結節(jié)性紅斑很有效, 20 世紀90 年代進入研發(fā)高速期, 對抗炎、 抑制血管生成以及多發(fā)性骨髓瘤等都有很好的治療作用。 另外, 沙利度胺的相似結構來那度胺和泊馬度胺目前都是治療腫瘤方面的全球熱銷的藥品。 通過介紹沙利度胺的前世今生, 讓學生樹立不斷探索、 深入鉆研、 勇于創(chuàng)新、 鍥而不舍的精神。 在人生的發(fā)展中, 對任何事情不要有片面認識, 要樂觀地看待生活。

4 學習效果評價與反饋

在專業(yè)課講授的同時, 恰如其分的引入思政教學, 就需要對教學大綱重新審定。 系統設計教學環(huán)節(jié), 精選教學內容, 在保證專業(yè)課內容講授的基礎上, 做到思政教學與實際生活貼近, 走進學生心中、 接地氣、 樹立主流價值觀的教學效果。 大學課堂不應局限于教師授課, 應充分發(fā)揮信息技術下的網絡課程的便捷性, 教師應引導學生將課堂上的思政教學案例在科學進行深入思考, 以多種渠道表達自己觀點, 例如撰寫小論文、在微信群、 QQ 群、 學習通等平臺展開學習討論, 形成課上課下、 線上線下、 師生互動, 生生互動的學習氣氛。 引導學生提高獨立思考能力, 對與社會和科學問題相關的有機化學信息有個敏感的認識, 讓學生在課堂上感受到生動和充實, 課下對生活產生濃厚興趣, 樹立樂觀開朗的人生態(tài)度, 讓學生做一個具有遠大抱負和理想的人。

5 結 語

課堂思政教學重點依然是課程, 課程承載思政。 課程思政的教學, 應從最初的授之以“魚” 到授之以“漁”, 從“現成灌輸” 到“教給方法”, 教師最多是個“匠人” 或“經師”;而要從“經師” 過渡到“人師”, 則必須再到授之以“欲”,激發(fā)學生求知欲望、 內生動力, 帶動精氣神、 好學樂學, 最終達到授之以“育”, 既育才又育人, 學生全面發(fā)展, 教師自然也就在自己的“一段渠” 守好自己的“責任田” 了。