有機化學課程人物思政元素教學融入方法探索
——以郵票上的“吉森學派”為例

張大偉，劉美含，任書樂，王川琪，程一倫，黃小仙，宋栩豪

1 吉林大學化學學院，長春 130012

2 吉林大學植物科學學院，長春 130062

有機化學課程是面向我校動物、植物等涉農專業本科生開設的重要公共基礎必修課，是各涉農專業全國考研必考專業課之一，對學生學習專業課程，如生物化學、藥物化學、農藥化學等起著重要作用。課程思政，是當前高等教育課程改革的熱點和發展方向。尤其是在2020年5月，教育部印發《高等學校課程思政建設指導綱要》，提出要構建公共基礎、專業教育、實踐類全面覆蓋的課程思政體系后，高校課程思政的開展更加廣泛、深入[1]。因此，全面理解“課程思政”的重大意義和內涵，深入挖掘課程及各教學環節中的思政元素，認真做好課程思政的教學設計與實施，就成為當前教學改革的重點研究內容。

基于有機化學課程自身的特點，教學中會涉及數量眾多的人名反應、人名試劑、人名規則等必講知識點。因此，在化學課程思政教學過程中，以化學史上重要人物為教學元素的課堂設計，是實現教書育人必不可少的重要環節，其中所蘊含的豐富育人內容是開展課程思政教學的創新切入點。在具體教學中，人物的講授方式通常有簡單直接導入式，或借助某一教學載體融入式(載體如模型教具、圖片視頻等)。在實踐中，二者產生的教學效果迥異。因此，課程中人物思政育人元素以哪種方式融入、講授，更有利于學生快速、清晰梳理出大量人物間關系，更利于知識掌握就成為教學設計中值得深入思考的問題。

依據農學類《有機化學》教材，我們梳理、歸納出課程各章節主要化學家簡稱導圖，見圖1。從圖中可以發現，課程涉及的很多重要化學人物都歸屬于近代化學史上做出突出貢獻的學術團體——“吉森學派”。它是由德國著名化學家、教育家、著作家、“有機化學之父”尤斯圖斯·馮·李比希(Justus von Liebig，1803-1873)創立的。1826年，李比希在吉森大學規劃創建了德國第一個用于大學化學實驗教學的公共實驗室。正式開始其德國化學教育改革和創建“吉森學派”之路，從而為現代大學化學教育體系構建奠定了制度基石。這一創舉不僅扭轉了德國大學教育中“重理論、輕實驗”的落后守舊教學思維，實現德國化學教育脫胎換骨式的巨大變化；同時也影響和改變了德國其他自然學科教育模式，為德國19世紀末和20世紀初的科技騰飛奠定了人才基礎。經過28年的發展建設，李比希使吉森大學從一所默默無聞的大學，成長為當時世界化學的學術中心，并成為世界各國有志于化學研究青年學者朝圣的“麥加”[2-6]。

圖1 課程章節主要化學家簡稱導圖

在近代化學史上，許多著名化學家都是在“吉森學派”培養和影響下，成長為各自領域的佼佼者，如人工合成染料之父、德國化學會首任會長奧古斯特·威廉·馮·霍夫曼(August Wilhelm von Hofmann，1818-1892)；苯環狀結構學說提出者、有機化學結構理論奠基人弗里德里希·奧古斯特·凱庫勒·馮·斯特拉多尼茨(Friedrich August Kekule von Stradonitz，1829-1896)；有機化學家查爾斯·阿道夫·武爾茲(Charles Adolphe Wurtz，1817-1884)；染料化學先驅者阿道夫·馮·拜爾(Adolf Von Baeyer，1835-1917)；被譽為“實驗室的明燈”“生物化學之父”“糖化學之父”的赫爾曼·埃米爾·費歇爾(Hermann Emil Fischer，1852-1919)等[7,8]。此外，為世人熟知，至今已有120多年歷史的諾貝爾獎，其前60年獲獎者中占比最多的是與李比希有著隔代或多代師承關系的學者，體現了在李比希引領下的“吉森學派”卓越的學術影響力[9-12]。因此，在課程中關于“吉森學派”這一化學領域重要學派組織就必然成為講授的重點之一。同時，對歸屬“吉森學派”成員這一內在主線的串聯也易于學生對有機化學課程中眾多人物關系的梳理，利于課程知識的學習和掌握。

本文結合大學非化學專業有機化學課程中人物思政元素內在特點之一的“吉森學派”，探索以化學人物主題郵票為載體融入教學實踐。對化學主題郵票用于教學簡要發展史的可行性和意義，化學人物主題郵票素材資源概況、教學融入實踐方式、教學效果和反思等進行介紹，希望能對當前大學化學類課程思政教學改革提供新思路。

1 化學主題郵票用于教學簡要發展史

郵票作為一種由政府發行、信息權威、流通廣泛，內容豐富的特色載體用于課程教學設計不失為一種很好的方式。郵票上與化學關聯的信息主要分為：人物、成就、分子結構、實驗儀器等，可為化學教學提供豐富的思政教學素材資源。

1934年，美國學者Harold F. Schaeffer首先提出將郵票應用于化學教育。自1979年后，越來越多的學者和組織開展了此類教學實踐。總結化學主題郵票教學簡明發展史如圖2所示[13-23]。

圖2 化學主題郵票教學簡明史

相較于國外對化學主題郵票的研究與應用，我國在此方面起步較晚。已有主要成果有：1991年，周開億等翻譯出版了美國匹茲堡大學米勒教授(Foil A. Miller)的《郵票上的化學史與光譜學》一書，書中收集了50多個國家和地區的176枚紀念郵票[24]。同年，張庶元出版了《郵票上的科學家》，書中單獨列出化學家章節，介紹了36位化學人物的主題郵票和相關故事[25]。2005年，由薛大德主編，趙軒偉編著的《世界文化名人郵票鑒賞大圖典——諾貝爾獎獲得者》一書中，收集了1901年到2000年諾貝爾化學獎獲得者的紀念郵票、首日封、實寄封等，并對相關知識進行了介紹，展示了郵票的收藏歷史和文化[26]。2005年，北京大學秦克誠教授出版了《郵票上的物理學史》一書，含有部分化學人物郵票[27]。此外，楊忠春、馬杰對化學主題郵票用于中學教學分別進行了研究和實踐[28-30]。華南師范大學王輝等人對化學集郵學歷史發展與教學實踐、“國際化學年”“國際化學元素周期表年”等化學主題紀念郵票進行了持續的研究和綜述，起到了非常好的宣傳推廣作用[21-23,31,32]。

2 化學主題郵票用于教學的可行性和意義

當今社會，新時代大學生平時雖已不再使用郵票進行通訊交流，但在中學化學教材或其他科目教材中，時常會看到郵票出現，甚至在個別年份高考化學試卷中，也曾有以郵票為載體的考題出現[33,34]。此外，學生在平時生活中、網絡上也多渠道聽過、看過郵票。學生對郵票既陌生又淺知。因此，使用郵票作為教具有很好的接受度。此外，應用化學主題郵票用于教學還有以下四個益處。

2.1 化學主題郵票用于教學利于提高課程思政教學效果

當前，在各門課程中主要科學人物的介紹不僅是必有的教學環節，更是課程思政育人的主要途徑之一。但千篇一律、形式固化的教學設計往往會使得學生產生認知疲勞，無法調動學習興趣，教學效果一般。將化學主題郵票這一特色載體融入教學活動，新穎的授課形式，會使學生有耳目一新、與眾不同之感，能有效調動學生的好奇心，激發學習熱情，加強學生記憶，進而顯著提高教學效果。

2.2 化學主題郵票用于教學利于培養學生綜合素質

在新時代高校教學改革的大背景下，學生在化學課程中不應只是學到化學知識和德育內容，更應得到多元化的綜合素質培養。2022年，北京冬奧會上谷愛凌、蘇翊鳴等人在賽場內、外的表現，不僅讓我們看到他們扎實的專業技能和多方面優秀綜合素質的展現，更堅定了我們全方位育人的信念。以化學主題郵票為基礎的交叉學科——“化學集郵學”，不僅蘊含著豐富的化學知識，還包含著集郵學、美學設計、染料化學等多學科內容[13,21]。以化學主題郵票為載體的課程教學，不僅可以讓學生從中學到化學知識，更培養提升學生個人的興趣愛好、藝術美感等多方面的綜合素質，起到全方位育人效果。

2.3 化學主題郵票用于教學利于化學史人物邏輯主線的建構

國內外已發行的化學主題郵票數量多、內容豐富，可緊密契合課程知識點的需要，利于在整門課程中形成一個以化學某一主題郵票為特色載體的教學體系。同時，有機化學課程人物眾多，以往我們雖然對各個人物的育人元素進行了深入的挖掘和介紹，但選用的教學載體多為大眾化的圖片、視頻等，學生對人物間的邏輯主線建構并不容易，常存在課程思政教學“兩張皮”“硬思政”現象。當我們選定以化學人物郵票為外顯載體，“吉森學派”為內在主線后，學生就可以通過對新穎的化學主題郵票的關注、分析，很容易把整門課程中主要人物加以回想、歸類、串聯，進而形成一個立體的人物關系圖，促進化學知識的學習和掌握，起到事半功倍的學習效果。

2.4 化學主題郵票用于教學利于教師開展豐富多樣的教學設計

化學主題郵票方寸間匯聚歷史，承載眾多信息。授課教師可結合票面或延伸的信息來設計、開展多種靈活教學，如設計以典型人物郵票、重大事件郵票、重要分子結構(或試劑)郵票為主線的特色思政教學，實現多樣化的育人目標，提高教書育人效果。

3 化學人物主題郵票教學資源概述

化學人物主題郵票教學資源不同于以往的常規教學素材，需要專門收集。此類素材以國外郵票居多。如瑞典政府從1961年起，每年都發行諾貝爾獎獲獎者系列郵票。1981年前，發行紀念1901-1981年間獲獎者，不分種類；1982年后，則按諾貝爾獎的種類分專題發行[35]。一些重要期刊也對化學主題郵票教學進行推廣、宣傳，如國際純粹與應用化學聯合會(International Union of Pure and Applied Chemistry，IUPAC)會刊開辟有“Stamps International”專欄[36]；美國化學會《化學教育》期刊開設有“Chemistry on stamps”專欄等[37]。此外，美國和日本學者分別建有“郵票上的化學和物理研究”和“科學主題郵票世界”網站[38,39]。國內衷明華采用多媒體網絡技術開發了郵票上的化學史網站[40]。這些資源都可以很好地用于教學素材的收集。

經過開課前的收集整理，我們建成了以課程各章節中“吉森學派”為內在主線之一的化學家郵票特色課程思政素材資源庫[41-43]，用于開展具體教學。部分化學人物主題郵票舉例見表1、表2和圖3、圖4。

表1 課程按章節主要化學人物(吉森學派)郵票匯總表

表2 課程按章節主要化學人物(非吉森學派)郵票匯總表

4 化學人物主題郵票用于課程教學融入實踐

化學人物主題郵票用于大學化學教學目前還鮮有開展。因此，在開課前我們充分結合授課學時、學生興趣、線上線下混合式教學特點等多方因素，細致分析、精心研討，在課程中采用特色導課、人物講授過程精略有別、個人主題任務小論文、團隊主題展示研討、線上拓展討論等方式開展教學，實現課程知識和德育目標的高效達成。

圖4 課程按章節主要化學人物(非吉森學派)郵票匯總

4.1 以化學人物主題郵票上豐富的信息為載體，實現特色導課融入

如在緒論課有機合成史中，我們從一張1982年德國發行的“尿素分子結構”郵票(圖5(a))入手，引出1824年，弗里德里希·維勒(Friedrich Wohler，1800-1882)首次實現了人工合成尿素案例。這是有機化學發展史上具有里程碑意義的事件，是以瓊斯·雅可比·貝采尼烏斯(Jons Jakob Berzelius，1779-1848)為代表人物的“生命力”學說衰落的開始。進一步引出維勒摯友李比希(圖5(b))的介紹，并讓同學們注意郵票右側的重要儀器——“李比希五球分析儀”(李比希稱其為“Kaliapparat”)。引出在19世紀初，有機化學作為新開拓的領域，研究之初面臨的最大難題是對有機物樣品分析周期長、效率低，這成為制約有機化學發展的關鍵“瓶頸”問題。李比希在研究之初就敏銳地注意到這個學科“卡脖子”難題，他和學生們在通過不斷總結經驗、探索創新的基礎上，對有機化學元素分析儀器做出了關鍵性技術創新，發明了“李比希五球分析儀”。有效解決了有機物碳、氫含量測定難題，并建立了一套精確而又快速的有機分析方法，顯著提高了實驗室的工作效率。正是由于李比希對實驗分析儀器的創新研制，使得李比希及其學生能夠在短時間內對大量的有機物組成進行系統分析，大量有機物分子式得以準確測定，進而明確了它們的化學式。為有機化合物的分類和有機化學理論的形成積累了豐富的實驗基礎，使得有機化學學科正式建立起來。充分體現創新在科學發展中的重要作用，也正因此，李比希被世人尊稱為“有機化學之父”。“李比希五球儀”圖案還被美國化學學會作為學會LOGO的組成部分[44]，見圖5(c)。

圖5 維勒和李比希相關紀念郵票

再如，在芳香烴章節教學中，我們選取1966年比利時發行的凱庫勒人物郵票(圖6(a))。首先，請學生仔細觀察郵票的票面特征，從化學視角找出票面信息錯誤之處。即準確的苯環結構并不是單雙鍵交替，而應是均勻等長分布，進而導出苯分子結構研究簡史、早期和現代苯環結構理論的主要差異、如何正確認識凱庫勒的苯環結構學說等系列育人內容。這樣的教學形式避免了單一直接的講授，使學生記憶更加深刻，不但記住了化學知識，而且還記住了一些郵票知識，啟發學生思路，提高學生的哲學思辨能力。課后，學生又舉一反三搜尋到其他含有苯環分子紀念郵票，見圖6(b-d)。

圖6 凱庫勒與苯環分子相關紀念郵票

4.2 以個人化學人物主題郵票專題小論文為途徑，鍛煉學生綜合能力

課程中，我們給學生布置了以化學人物主題郵票為任務的小論文。要求每名學生通過中、外文獻資料檢索，收集整理3-5位化學人物郵票，并以票面信息為依托，對相關人物生平、成就貢獻等進行深入挖掘，撰寫規范的學術小論文，巧妙進行隱性思政教育。

4.3 以團隊化學人物主題郵票展示研討為動力，促進學生建構知識框架

課程中，我們專門安排了1學時團隊化學人物主題郵票展示研討課。讓學生自由組隊，集中就某一與課程相關的選題進行中外人物系列郵票收集、總結、展示活動，給予評優加分和實物獎勵，以此鍛煉學生的團隊協作意識和創新意識。同時基于各團隊展示的多個化學人物主題郵票小主線、分導圖，有力促進學生自主對原來比較散、雜的有機化學課程知識點實現很好的知識框架建構。圖7和圖8為學生團隊基于興趣，通過課下自主挖掘、梳理出的兩個中外化學人物關系建構導圖。

圖7 吉森學派——俄國喀山大學學者

圖8 吉森學派——中國學者

4.4 以化學人物主題郵票線上討論為平臺，激發學生求知欲

為了便于課程思政教學主線的集中，我們對課程涉及的化學人物講授進行精講、略講區分。有些需略講或因學時所限沒有講全、講到的化學家，我們安排學生在學習通平臺線上的討論交流中進行研討。并適當拓展范圍，讓學生可自由展示資料收集過程中所得的各種化學類“寶藏”郵票、特色郵票。展現化學主題郵票多樣信息，增加知識容量，豐富學習內容，激發學生求知欲。

5 化學人物主題郵票用于教學的效果評價

通過一學期的教學實踐，我們可喜地發現，課程思政教學效果得到顯著提升，學生受益明顯增加，化學知識和德育目標達成效果更明顯。基于課中和課后的座談和評教，我們對教學效果評價匯總如下。

5.1 學生層面：教學形式新穎，體驗新鮮，學習興趣高，成就感強，過程受益多

化學人物主題郵票教學不同于以往的傳統教學，形式新穎有特色。在眾多趨同化、模式化的課程思政教學中，能夠有效激發學生好奇心，調動學生內在學習熱情。學習后記憶深刻，不易遺忘。此外，在學習過程中，學生資料檢索(尤其是外文文獻檢索)、小論文寫作、團隊合作、美學知識、集郵知識等多方面能力和素質都得到了提升。參與者深刻體會到“小郵票，大學問”，收獲感強，受益多。

在課程結束后，基于教師和學生的共同努力，我們已收集、建成了一個含有近800張中外化學主題郵票(人物為主)的特色課程思政素材庫(圖9)。部分農科學生興趣高漲，還利用假期收集、撰寫了化學主題郵票特色論文。

圖9 化學主題郵票特色素材庫

5.2 教師層面：教學方式更靈活，主題更突出，課程思政教學效果得到顯著提升

以化學人物主題郵票為載體進行的教學設計，特色突出，為教師提供了更新穎、更加靈活的教學方法，線上、線下學生參與度明顯提高。同時，以“吉森學派”人物為課程內在主線之一，團隊專題研討展示為小主線，學生個人小論文為補充的化學主題郵票課程思政教學方式，促進學生主動去探索、挖掘、梳理課程內容，易于建構知識框架。教學目標水到渠成，教學效果提升更顯著。同時，更好地解決課程思政“兩張皮”問題，實現“潤物無聲”“潛移默化”的隱性思政效果。

6 化學人物主題郵票用于教學的反思

6.1 更具吸引力的課程教學設計是現代大學教學的時代需求

隨著移動智能產品的普及和應用，學生獲得信息相對容易且多元化。在開課前，課程中一些常見知識點已被學生所熟知或了解，如再應用過時或大眾化素材教學，學生已無新鮮感；再加上思政育人目標的必要體現，使得現代大學教育對授課教師的教學方式和內容都提出了更高的要求。在這一過程中如何能夠有效調動學生內在學習熱情，激發學生主動學習興趣，真正實現以興趣為牽引，促進學生的能力提高，是當下課程教學改革中亟需思考的一個問題。因此，我們應在深入挖掘各種育人元素、設計更有吸引力的教學環節上多下功夫。一個好的、新穎的育人元素設計與實施，對師生的教與學都會起到極佳的促進作用。所以，我們應重視化學主題郵票這一特色載體的教學應用。同時也可以類推、拓展到各種化學人物主題紀念幣、紀念鈔、獎項、月球環形山等特色載體的教學應用，激發學生的好奇心、求知欲和成就感。

6.2 應充分做好化學主題郵票教學融入設計，發揮最優教學效果

“化學集郵學”這一交叉學科所蘊含的豐富內容，不僅能為學生提供化學知識，而且在學習過程中又提升和熏陶了學生的道德情操和科學素養，實現一舉多得。那么如何運用化學主題郵票這一特色教學載體值得我們深入思考和實踐。如課程中教學設計與實施應注重課程主線明晰、集中、效果突出的問題，以充分發揮好這一類教學資源的特點和優勢。此外，化學主題郵票資源多樣，票面信息豐富，可涉及無機化學、分析化學、儀器分析、生物化學等多門分支學科。如能更深入地實現此類教學資源在不同化學課程間，或與專業課程間的相互銜接，實現協同特色課程思政教學，將產生更優的教學效果，對學生綜合素質的培養起到倍增作用。例如，無機化學課中原子結構部分的典型人物郵票教學：歐內斯特·盧瑟福(Ernest Rutherford，1871-1937)和α粒子散射實驗紀念郵票(圖10(a))。通過特色郵票展示讓學生認識到所有電子都在各自的軌道繞原子核旋轉，這和太陽系里行星在各自的軌道上圍繞太陽運行非常相似，融入宏觀和微觀的和諧統一，培養哲學思辨、實事求是、勇于創新的科學態度。儀器分析課中重要分析方法發明人物郵票教學：氣相色譜法發明者阿徹·約翰·波特·馬丁(Archer John Porter Martin，1910-2002)紀念郵票(圖10(b))，展現化學家的創新精神和嚴謹的科學態度。專業課生物化學中典型人物郵票教學：DNA螺旋結構發現者弗朗西斯·哈利·康普頓·克里克(Francis Harry Compton Crick，1916-2004)和詹姆斯·杜威·沃森(James Dewey Watson，1928-至今)極限明信片(Maximum Card，縮寫為MC。最初起源于歐洲，是在一枚美術明信片圖畫一面貼一張同圖案郵票，并在郵票和明信片上加蓋相關郵戳制成)，即讓學生接觸到一類新的郵票形式，又從中學到團隊協作、勇于創新的科學態度(圖10(c))。

圖10 科學家紀念郵票

7 結語

目前，化學主題郵票用于國內大學化學課程教學實踐較少。這主要是由于國內化學主題郵票資源不多，教師重視程度不夠，應用案例缺乏等多種原因所致。因此，如何更好地應用此類教學方式，優化課程教學設計，仍需要我們不斷地探索和努力。期望我們以化學人物主題郵票為特色教學載體的有機化學課程思政教學實踐，能夠為此類課程教學開展提供有益的啟示。