立德樹人視野下的本科有機化學教學

［摘 要］ 立德樹人作為高校的根本任務，要貫穿教育教學全過程。通過分析有機化學課程思政的含義，闡述了在有機化學課程中融入思政的意義，剖析若干典型案例中的思政元素，推薦以工作坊的形式讓學生共同參與課程思政，以此培養學生的愛國主義情懷，厚植文化自信，踐行生態優先的發展觀，教導學生科學地對待生活中的有機化學問題，并強化學生在有機化學研究和生產中嚴謹細致的安全意識，對學生科學素養的提升和科學精神的塑造有積極的作用。

［關鍵詞］ 立德樹人；課程思政；有機化學；教學

［基金項目］ 2020年度蘇州大學課程思政教學團隊“有機化學”（5810930122）；2021年度蘇州大學高等教育教改研究課題“化學類本科專業基礎化學‘一體化’實驗教學體系的構建”（5731500122）；2022年度蘇州大學拔尖創新人才培養改革項目“構建交叉融合下的雙學士學位本科生培養體系”（5031502622）

［作者簡介］ 趙 蓓（1970—），女，江蘇無錫人，博士，蘇州大學材料與化學化工學部教授，主要從事有機化學教學與研究；王藝璇（2002—），女，吉林吉林人，蘇州大學材料與化學化工學部2022級化學（師范）專業本科生，研究方向為化學教育；陸澄容（1973—），男，江蘇句容人，博士，蘇州大學材料與化學化工學部高級實驗師（通信作者），主要從事化學實驗教學與研究。

［中圖分類號］ G641 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）40-0023-06 ［收稿日期］ 2023-08-16

一、淺析有機化學課程思政之含義

習近平總書記指出，高校思想政治工作關系高校培養什么樣的人、如何培養人以及為誰培養人這個根本問題。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，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面［1］。這一概述具化了育人的主體是所有教師；育人的實質是各課程共同兼具價值塑造、能力培養和知識傳授的功能；育人過程的主陣地在課堂教學，貫穿于課前、課后等各個教學環節。這樣的育人觀更加鮮明地賦予高校教師立德樹人的使命，強調了立德樹人、鑄魂育人兩個中心環節中課程思政建設的重要性和系統性。“有機化學”課程就是習近平總書記所指的“其他各門課”之一，“有機化學”課程思政就是要求教師在課程中融入具有鮮明有機化學學科特色的思政元素，以實現有機化學專業課程與思政課程的同向同行。

二、實施有機化學課程思政的意義

赫爾巴特曾說：“我想不到有任何無教學的教育，正如在相反方面，我不承認有任何無教育的教學。”在專業教學中既要防止脫離專業知識只談思想品德教育，又要避免片面強調傳授專業知識而忽略思政教育，要努力做到“做人”和“做學問”一起教，把傳授知識與思想教育有機結合，全面提升學生發展核心素養，即學生應具備的、能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。

有機化學是一門歷史悠久的課程，經過近兩個世紀的發展，教學內容涵蓋了很多系統的理論知識、豐富的有機物性質及龐大復雜的有機反應體系等，而且新理論、新方法和新技術等不斷涌現。在此發展過程中，不乏愛國主義、文化自信、科技創新、生態優先和安全綠色發展等生動案例，能夠讓高深、枯燥的專業知識變得有情懷、有溫度，更加貼近生活。“教育必須與生產勞動相結合”。為此，教師在教授專業知識時應該立足于學生適應現代生活和未來發展的需要，做到教學貼近社會，既激發學生學習的熱情，提升學生學習的主觀能動性，又潛移默化地影響其思想，塑造正確的職業觀、價值觀和世界觀，培養其愛黨愛國、富有自信心和自豪感、優秀的職業素養和高度的社會責任感等，是科學素養和人文素養協同訓練的過程。

身正為師，學高為范。高校的化學專業師范生肩負著培養下一代接班人的重任。因此，課程思政于師范生而言更是培養其成為優秀化學教育工作者至關重要的過程。這些職前化學教師除了需要在課程學習中牢固掌握有機化學知識外，還要具備正確傳授科學知識的能力。

三、開展“有機化學”課程思政的形式和案例分享

2023年2月21日，習近平總書記在十九屆中共中央政治局就加強基礎研究進行第三次集體學習時強調：“加強基礎研究，是實現高水平科技自立自強的迫切要求”，“加強基礎研究，歸根結底要靠高水平人才”［2］。由此觀之，高校育人的重要性不言而喻，而課堂作為全過程育人的主陣地，教師是主導者，要精選恰當的教學案例展開課程思政，設計“如鹽入水”的融入方式，避免生硬刻板地植入。比如，教師可娓娓道來、循循善誘，逐漸凝練和升華，最終點明主題。這種形式是教師的“單程說教”，優點是課堂可控；缺點是學生被“灌輸”，處于被動地位，教學效果欠佳。因此，在教學過程中可采用工作坊的形式，以學生為主體，布置學生課前文獻閱讀或視頻觀察，再整理小論文、制作PPT，然后到課堂上進行展講，加上生生交流和師生互動，重現或補充有價值的資料、實例或影像。這種學生和教師全員參與的形式，雖然師生的工作量增大，但可達到事半功倍的育人效果。

（一）樹立文化自信，培養家國情懷，增強民族自豪感

當今，國內外很多“有機化學”課程所用教科書中都閃耀著一位東方學者——黃鳴龍的智慧。首個以中國人名字命名的化學反應——黃鳴龍還原反應，是黃鳴龍在國外訪學時的研究成果。他根據反應本質改進了方案，使反應可以常壓進行，時間大幅縮短，生產率高達95%［3］，至今該方法仍在使用（見圖1）。

黃鳴龍先生時刻心系祖國，為國家建設和科技人才的培養付出了畢生心血。他說，一個人不能為科學而科學，應該為人民為祖國做出貢獻。此案例可以激勵學生學習老一輩科學家的拳拳赤子心和深厚的家國情懷，學習他們科技報國和腳踏實地、勇于創新的科研精神。受到黃鳴龍還原反應的啟發，學生可去書本上尋找更多激勵青年化學工作者奮發的科學家史話。

19世紀末，逐步系統化的近代化學逐漸傳入我國，但那時并沒有專門從事科學教育的學校，徐壽憑借堅韌不拔的毅力堅持自學，翻譯了大量化學書籍，是近代化學的啟蒙者，也是我國化學的先驅（見圖2）。他曾在百余年前在英國《自然》雜志上撰文，堪稱我國科技領域“開眼看世界”的第一人［4］。

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。”（陸游《冬夜讀書示子聿》）徐壽邊譯書邊設計實驗，不僅加深了對化學知識的理解，還提高了化學實驗的技巧，終于成就了近代轟動一時的化學譯著——《化學鑒原》的問世，隨后完成專門介紹有機化學的《化學鑒原續編》的翻譯。學生應學習徐壽勤勉好學、孜孜不倦地追求科學，敢于探索未知領域的創新精神，學習以飽滿的熱情探索科學真理，勇于迎接挑戰。

按照“厚植文化自信，增強民族自豪感”的主題，學生在工作坊中又收集和整理了一些具有代表性的現代科學和科學家的事跡。例如，2015年10月，屠呦呦因發現治療瘧疾的青蒿素而榮獲諾貝爾生理學或醫學獎，這是我國本土科學家第一次獲得諾貝爾科學獎，意義非凡。“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之……”受東晉《肘后備急方》記載啟示，屠呦呦和她的團隊反復嘗試提取青蒿素，雖幾經失敗，但憑借為國解憂的決心、鍥而不舍的韌勁、嚴謹細致的態度和淡泊名利的精神，最終找到了用低沸點乙醚提取青蒿素的辦法，從傳統中藥青蒿（黃花蒿）中發現了倍半萜內酯［5］。獲獎時，屠呦呦教授說：“這不僅是授予我個人的榮譽，也是對全體中國科學家團隊的嘉獎和鼓勵。”

近幾年，青蒿素的人工合成經過中外有機化學家的不懈努力也取得了突破性的進展。2012年，經過七年磨一劍，上海交通大學張萬斌教授團隊首創“半合成青蒿素”催化劑技術，破解了青蒿素合成的世界級難題。人工全合成青蒿素的成功產業化使之不再受自然資源（黃花蒿）限制，可穩定生產、穩定市場價格，確保供應患者，為消滅瘧疾、造福人類做出重大貢獻［6］。

通過回顧科學家的研究歷程，學生形成了一些樸素的感悟。此時，教師要順勢而為，幫助學生將認識提升到一個新高度，即重大科技成果的取得都是集體智慧的結晶，體現了科研工作者響應祖國號召，聽黨指揮，堅定信念、攻堅克難的堅強決心和百折不撓、為民造福的科學精神。這是教師在課程思政中主導和引領作用的體現。

組織學生觀看2023年5月30日載人航天飛船神舟十六號圓滿發射的直播，由此聯想到神奇的控溫“外衣”——低吸收低發射型熱控涂層、火箭推進劑（燃料和氧化劑）、橡膠材料（通用橡膠、硅橡膠、氟橡膠等）和密封劑等是航空事業離不開的“一代材料，一代裝備”。大家深感綜合國力的增強促進了科技事業的蓬勃發展，國家的進步與強大要靠一代代人的努力奮斗，今天的努力學習是為了明天能夠勝任祖國建設的宏偉大業。將時事新聞作為“有機化學”課程教學中的思政元素，使課堂既充滿時效性，又生動而富有感召力。

（二）具有問題意識，嚴謹求實，學會辯證地科學思維

實踐的觀點是辯證唯物主義認識論第一的和基本的觀點。化學是以實驗為基礎的科學，很多理論都源于對實驗的總結和歸納。比如，苯環親電取代反應的區域選擇性。如圖3所示，一取代苯環上繼續進行親電取代，理論上按照鄰、間、對位上的氫原子個數比，親電取代產物的比例是2∶2∶1。但是實際情況并非如此。當G是甲基時，苯環硝化的鄰位產物有63%，對位有34%，而間位只有3%；如果G是三氟甲基，則苯環硝化的間位產物有91%，此時鄰位產物只有6%，對位有3%。通過分析大量的實驗數據發現，鄰、對位或間位取代反應是按照一定的規律進行的，親電試劑（E+）取代的位置由苯環上原有取代（G）基決定。這就是苯環親電取代反應的定位效應。于是，我們運用定位效應預測未知芳烴的親電取代反應結果，可以精準地進行有機合成。這是一個“認識來源于實踐，又為實踐服務”的很好例證。除此以外，親電加成的馬氏規則、消除反應的扎伊采夫規則等都是經驗規則。

在有機化學教學中，涉及唯物辯證法中關于“世界是物質的，任何事物都是一分為二的”觀點的案例也很常見。比如，格林尼亞試劑簡稱“格氏試劑”，是一種有機金屬鎂化合物，由法國化學家維克多·格林尼亞發現。它在有機合成中的最主要應用是與醛、酮、酯等反應，在構建新的C—C鍵的同時得到各級醇。然而，格林尼亞發現該試劑遇到帶有活潑氫的物質，比如醇、鹵化氫，甚至是炔氫都可以反應得到烴（見圖4）。一旦發生這樣的副反應，格氏試劑淬滅，就沒有機會再跟醛、酮、酯等反應生成目標產物。也就是說，從合成醇的角度而言，格氏試劑與活潑氫的反應是“不好的反應”。而用甲基碘化鎂（CH3MgI）與待測樣品反應，通過收集并測量釋放出的甲烷氣的量推測該樣品中活潑氫的含量，即將“不好的”格氏試劑與活潑氫的反應變成了“好”反應。由此指導學生能夠辯證思考。

再例如，植物中的洋蔥、大蒜，動物中的美洲臭鼬都能散發出惡臭。目前已經知道這種令人極不愉快的臭味就是硫醇的氣味，空氣中含五百億分之一的乙硫醇（0.000 19 mg/L）時，其臭味就可嗅到。將硫醇摻入煤氣和天然氣中，一旦氣體泄漏，就很容易檢測到險情。這一案例再次說明，任何事物都要一分為二地辯證對待，正如硫醇之臭也有用武之地。

隨著碳鏈的增長，硫醇的揮發性降低因而臭味逐漸減弱，甚至某些硫醇在很稀的情況下反而散發出各種香味，如2-對?烯-8-硫醇在極度稀釋下具有葡萄香，2-呋喃基甲硫醇類具有咖啡香，2-甲基-4、5-二氫呋喃-3-硫醇帶有烤肉香等（見圖5）。這是典型的由量變引起質變的案例。

（三）響應生態優先，開展綠色低碳的化學合成

有機合成是有機化學課程中的重要教學內容，通過學習，要求學生能夠解決較復雜的合成問題。有機化學反應是有機合成的基石，在介紹化學反應時可以融入綠色、低碳、生態優先等思政要素，在優選合成方案時將原子經濟、綠色化學、“雙碳”目標等概念納入其中。比如，課堂上教師都會介紹格氏試劑及其在羧化反應中的應用。在格氏試劑的C—Mg鍵之間插入CO2之后再酸化可以得到高一級的羧酸，所以這個反應在羧酸合成中占有一席之地（見圖6）。當前，全世界都非常關注溫室氣體對環境和生態的影響。2020年9月22日，我國提出了2030年前碳達峰和2060年前碳中和的“雙碳”目標，旨在減少和消滅碳排放對生命系統形成的威脅。這個目標的實現需要從植樹造林、節能減排、碳捕捉和碳轉化等多途徑展開。格氏試劑羧化法制備羧酸是100多年前開發的一個實用反應，正是把二氧化碳作為豐富的C1資源加以利用，實現了CO2向高附加值化學品的轉化。

在2020年設立“雙碳”目標之前，我國科學家在二氧化碳轉變為有機化工產品中已經有了重要突破，積極推動我國綠色低碳環保事業的發展。比如，2017—2019年間，中國科學院大連化物所、長春應化所和上海有機所等單位的科學家陸續實現了二氧化碳直接轉化制取高辛烷值汽油、工業化生產二氧化碳基生物降解塑料，以及世界首個由CO2合成純度超過99.5%的DMF的千噸級中試項目。近幾年，科學家又將CO2資源化利用向前推進了一大步。南開大學羅景山教授團隊與海螺集團共建“二氧化碳資源化綜合利用”聯合實驗室，共同探索水泥行業碳減排途徑和解決方案，助力水泥行業綠色低碳發展，把科學追求融入全面建設社會主義現代化國家的偉大事業中。

學生在工作坊中通過交流形成共識，表示“我國是一個負責任的大國，發展經濟不能以犧牲環境為代價，重視科技創新的同時要重視生態保護。”同時，大家也由衷地表示，“新時代賦予了年輕人新的任務，我們要在碳達峰和碳中和方面大有作為。”

苯胺和苯酚是兩個相當重要的有機化工原料。苯胺的合成方案中有很多是由硝基苯還原而來，而硝基苯是由苯硝化所得。此過程可能有多硝化引起爆炸的合成風險，也有可能因為三廢的排放等對環境造成傷害。苯酚也有多種合成工藝，其中國際多用的異丙苯法制備苯酚雖然原子經濟性較好，但過氧化物存在易爆炸的風險，磺化堿熔法不僅需要使用大量酸堿，且工藝落后，有設備腐蝕、廢液排放等問題的困擾。所以，教師在授課中就拋出相應的問題，引導學生遵循生態優先的理念尋找清潔綠色的苯胺和苯酚的化學生產新工藝。中國科學院佟振合院士和吳驪珠院士領導的科研團隊找到的光催化苯或苯的衍生物直接完成氨基化或羥基化的方法，可在惰性氣氛、室溫、光照條件下進一步將苯氨基化為苯胺或將苯羥基化為苯酚，唯一的副產物為氫氣（見圖7）。該方法經濟上可行，無有毒廢棄物產生，有較高的化學選擇性及反應條件溫和［7］。

上述課程思政的實例提示我們，教師在傳授有機合成方法時，不能僅滿足于把傳統反應的原理、原料、產物等專業知識講授清楚，更重要的是要教會學生以更加綠色低碳、環境友好的理念去創造性地解決合成化學的問題，讓學生在接受思維嚴密性和邏輯性訓練的同時，把為子孫后代留下碧水藍天作為化學工作者責無旁貸的義務。

（四）培養社會責任感，以人為本，樹立正確的職業觀

2022年，化學課程標準研制組對國內四家媒體中發布的化學信息做了調查和量化統計，得到了不同領域化學需求的頻次統計。結果表明，化學除了在科學技術中發揮很大作用（45%），在生活（25%）、社會（13%）和安全防護（17%）等領域也有廣泛的滲透［8］，因此，教師授課時必須結合學生的生活經驗和社會發展實際，反映公眾需求。唐有祺院士曾說，化學在國民經濟發展和人民生活中發揮的作用是別的學科不能取代的，當今人民生活所需的衣、食、住、行、用，以及醫藥等物資都很難離開化學所發揮的直接或間接的作用［9］。學生在工作坊中找到了相當多的身邊的有機化學，如衣服的主要原料——人造纖維、尼龍、的確良等大部分是通過石油提煉成的化學品制成；正確合規地使用食品添加劑可大大改善食物的色、香、味；水泥、瓷磚、塑膠等建筑材料也是化學工業的制成品；飛機、汽車、輪船等交通工具消耗的燃料同樣是石油化工的產品；絕大多數有機藥物，比如葡萄糖酸鈣作為有機鈣鹽，不同于無機藥物中的鈣片，可以更高效地補鈣；清潔劑等家居化學品、OLED和液晶電視等也來自有機化學工業等。教師的任務就是要在課程中引導學生把有機化學專業知識和生產、生活中的點滴實際建立起緊密關聯，符合STSE（即科學〔science〕、技術〔technology〕、社會〔society〕和環境〔environment〕）的教育理念［10］，不僅有利于加強學生的職業認同感，讓“有機合成來源于生活，服務于人民”的思想植根于心，而且能夠使學生在學習中有更濃的興趣和更強的動力鉆研，外化于行，確立清晰的人生目標，在未來的職業生涯中為國效力，扛起時代使命，努力實現自身的人生價值。

那么，有機化學課程的教學中該如何與現實關聯呢？學生可將新聞、廣告中的乙醇、過氧乙酸、新潔爾滅等與有機物醇、過氧酸和季銨鹽類消毒劑等關聯起來；或看到雜環類藥物時與雜環化合物的制備方法建立起聯系。但這些粗淺的認知并不是課程思政，教師應引導學生看到以鐘南山等院士為代表的科學家有著強烈的民族責任心、高度的國家使命感。面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，把握大勢、搶占先機，直面問題、迎難而上，肩負起時代賦予的重任，努力實現高水平科技自立自強！［11］

在工作坊中，學生還結合不對稱合成專題仔細還原了“反應停”事件。當前，不對稱有機合成正作為21世紀十大化學問題備受世人關注。但人們對于不對稱合成重要意義的認識并不是與生俱來的。20世紀五六十年代，西德各地發現大批“海豹肢畸形嬰兒”，經調查，是服用一種名叫“反應停”（沙利度胺）的藥物導致的。經深入研究之后，發現沙利度胺結構中有一個對映異構體可使嬰兒畸變（見圖8）。導致悲劇發生的原因是藥物上市之前并沒有人做過臨床副作用的研究，因此也沒有想到要進行不對稱合成或拆分對映體。這是缺乏科學認識、盲目用藥導致的惡果。悲劇已經不可逆轉，但研究人員及時糾正了錯誤，并且直接推動手性藥物的快速發展。這一悲劇事件也告誡大家科學研究首先要有社會責任感，要對人民負責任，還要嚴謹求實，這些都是專業的建設者與接班人最基本的職業素養。

教師要培養學生正確的職業觀，不要回避對一些反面案例的剖析。比如，帶領學生分析“鹽城天嘉宜化工廠爆炸事故”“天津港大爆炸”等慘烈事故，剖析事故的化學誘因和人員的失責，引導學生掌握緊急應對的措施等，讓學生在痛心之余理性地正視這些警示題材，“避其害，趨其利”，不能“因噎廢食”，抵觸化學化工，也要認清沒有化學、化工，社會不可能持續發展，要本著對自己負責，更是對全社會負責任的態度，時刻把安全生產記在心中，秉承安全第一，預防為主，綜合治理的基本方針，自覺實踐化學、化工行業的職業精神和職業規范，增強職業責任感。

結語

課程思政包含學科德育，但內容更豐富，是科學教育與價值引領同向同行，是系統化、長期化的工程，單靠教師簡單的說教收效甚少，要讓學生由內而外、自然而然才能水到渠成。高等教育為黨育人、為國育才，建構課程思政的育人大格局，發揮好“有機化學”課程科學和育人的雙重功能，任重而道遠。

參考文獻

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［2］習近平主持中共中央政治局第三次集體學習并發表重要講話［EB/OL］.（2023-02-22）［2023-07-12］.https：//www.gov.cn/xinwen/2023-02/22/content_5742718.htm.

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［9］唐有祺.化學是個怎樣的學科［J］.化學教育，2000（3）：7.

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［11］習近平：在中國科學院第二十次院士大會、中國工程院第十五次院士大會、中國科協第十次全國代表大會上的講話［EB/OL］.（2021-05-28）［2023-07-12］.http：//jhsjk.people.cn/article/32116652.

Undergraduate Organic Chemistry Teaching from the Perspective of Building Morality and

Cultivating Talents

ZHAO Bei， WANG Yi-xuan， LU Cheng-rong

（College of Chemistry， Chemical Engineering and Materials Science， Soochow University， Suzhou，

Jiangsu 215123， China）

Abstract： As the fundamental task of universities， building morality and cultivating talents should run through the whole process of education and teaching. The meaning and importance of moral education in organic chemistry curriculum is expounded. In the workshop of the curriculum， students， together with teachers， are encouraged to participate in the moral education， which is to cultivate the patriotic feelings， strengthen the cultural confidence， pursue ecological priority， treat with the organic problems from daily lives in scientific view and reinforce the safety awareness relevant to the organic chemistry research and production with some typical teaching cases. All these have positive roles on the improvement of students’ scientific literacy and the shaping of scientific spirit.

Key words： build morality and cultivate talents; curriculum ideology and politics; Organic Chemistry; teaching