有機化學實驗教學中融入思政教育的研究與實踐

　　摘 要：文章以有機化學實驗課程教學為載體，以具體實驗項目為例，挖掘實驗教學中的思政元素，通過實驗內容、實驗方法、實驗手段的改革，找準切入點，將思政元素“潤物細無聲”地融入到日常教學中，教育學生要有高度的社會責任感、知行合一的高尚品德、銳意創新的精神風貌和辯證唯物主義的思維方式，有助于學生在專業知識學習、實踐能力培養的同時，塑造正確的人生觀、世界觀和價值觀。

　　關鍵詞：課程思政;人才培養;教學改革;有機化學實驗

　　強根榮; 施仁信; 王海濱; 楊振平; 王紅， 實驗技術與管理 發表時間：2021-11-25

　　教育部《高等學校課程思政建設指導綱要》指出，高等學校人才培養是育人和育才相統一的過程。建設高水平人才培養體系，必須將思想政治工作體系貫通其中，必須抓好課程思政建設，解決好專業教育和思政教育“兩張皮”的問題[1]。大連理工大學在基礎化學實驗課程中以“統籌規劃、共建共享”為原則，凝練化學實驗思政案例庫，并結合多形態呈現的“智能+ 教學”實驗教學模式，多途徑強化教師“育德”能力，充分發揮化學實驗課程育人功能[2]。湖南大學教學團隊經過“研討–教學–再研討”反復實踐，構建了系統的課程思政教學案例庫，融知識于案例之中，同時實現了知識傳授和思政教育的雙重功能，創新了分析化學課程的課堂教學模式，激發了學生的學習興趣和愛國熱情[3]。

　　“有機化學實驗”是化學、化工、制藥及其他近化類專業必修的基礎課程，專業跨度大，覆蓋面廣，學習時間跨度較長，教師在實驗室中與學生“密切接觸”的機會較多，在此過程中手把手地教導學生基本操作，面對面地教導學生思考問題、解決問題的方法，心碰心地啟迪學生實驗創新的思維，教師的一言一行通過學生的耳濡目染，將對學生的長遠發展留下深刻的烙印。只有牢牢抓住實驗室主陣地，形成思想修養與知識學習、能力提高齊頭并進的良好氛圍，潛移默化地將思政教育融入到實驗教學過程中，才能培養出堪當中華民族偉大復興重任的優秀人才[4-6]。

　　1 有機化學實驗課程概述

　　我校的“基礎化學實驗Ⅱ——有機化學實驗”教學面向全校 20 個本科專業，每屆 36 個班級約 1100 名學生，基礎性實驗教學總計 64 學時，2 學分，在大二年級的兩個學期開設。課程內容以實驗為基礎，理論性和實踐性并重，包括典型的有機化學合成反應和產物分離、提純、鑒定等各種基本操作。

　　1.1 課程發展歷程

　　該課程主要經歷了三個發展階段：1953 年建校開課的“四大”化學實驗課程階段;2006—2013 年的國家精品課程階段;2013 年至今的國家級精品資源共享課程階段。2020 年，《新編基礎化學實驗Ⅱ——有機化學實驗(第三版)》教材被批準為浙江省高校“十三五”新形態教材，該課程 2021 年被評為浙江省一流課程。課程內容從依附于有機化學理論課程的驗證性、操作性實驗，發展為現有的“基礎規范性實驗—綜合設計性實驗—研究探索性實驗”三個層次的實驗。實驗目的從以學習基本技能和驗證、鞏固課堂所學有機化學理論為主，轉變為既要培養學生扎實的基本技能，又要培養學生有創新研究的初步能力。

　　1.2 課程教學目標

　　(1)知識學習。基本操作實驗：①正確掌握常用實驗裝置安裝和拆卸要點，熟悉加熱、冷卻、回流、蒸餾(常壓蒸餾/減壓蒸餾/水蒸氣蒸餾)、分餾、萃取和洗滌、重結晶、過濾(熱過濾/冷過濾)、有機物的干燥等基本知識;②熟練掌握微量(半微量)操作、微波加熱、機械攪拌、氣體吸收等基本技術;③掌握折射率、沸點、熔點的測定以及柱色譜、薄層色譜、紅外光譜等鑒定有機化合物的方法。合成實驗：熟悉重要的、有代表性的有機合成反應原理，如 Grignard、 Cannizzaro、Perkin、取代、氧化、加成、鹵化、酯化、酰化、烷基化等，使基本操作技能得到較全面的、綜合的訓練。

　　(2)能力培養。①具有通過查閱文獻了解在合成實驗中所涉及的原料、產品及主要副產物的物理化學數據，如熔點、沸點、溶解度等，提出有機化合物合成路線、提純、鑒定方法的能力;②具備提出實驗關鍵點、注意事項，設計實驗方案和實驗裝置，撰寫科學實驗報告、論文的能力;③具備科學研究的基本方法和創新探索意識及創新研究初步能力，能從科學原理上解釋相應的工程問題。

　　(3)素質目標。①具備實事求是的科學態度、嚴謹的工作作風，以及良好的實驗室工作習慣;②具有高度的社會責任感，以及就實際問題與業界同行、社會公眾進行有效溝通、交流和處理的能力;③具備嚴密的思維方式，包括組織撰寫報告、陳述發言、清晰表達或回應指令的能力;④具備較深的專業背景，有不斷學習和適應發展的潛力。

　　2 有機化學實驗課程思政元素的發掘與教育實施

　　2.1 思政元素的發掘

　　首先是挖掘實驗項目中的思政元素，再通過實驗內容、實驗方法、實驗手段改革，找準切入點，將思政元素“潤物細無聲”地融入到具體的實驗中[7-10]。

　　(1)以人為本。有機化學實驗中要用到許多易燃、易爆、易制毒、有氣味的實驗藥品，有對師生的身心健康造成傷害的危險。因此，應積極改進實驗方案，避免采用高毒、高危藥品，并努力創造良好的實驗環境，改善實驗室條件。同時，應引導學生逐漸養成良好的實驗習慣，不亂倒、亂扔溶劑和實驗產品等，潛移默化地建立生命至上的觀念。

　　(2)知行合一。實驗過程中，每位學生的儀器設備、試劑、實驗方法相同，但可能得到不同的實驗結果，產品的收率有高低、外觀有好壞、性狀有差異，必須引導學生要有嚴謹的科學態度、實事求是的思想，真實記錄實驗數據，分析實驗結果，反思實驗過程，找出原因并解決之，絕不允許弄虛作假的行為發生，為學生樹立正確的人生觀和世界觀奠定基礎。

　　(3)社會責任。在有機化學實驗中，有些藥品是易制毒的，有些更是制造毒品的直接原料，且大多數學校常開設的實驗項目，如“乙酰苯胺的制備”“阿司匹林的制備”等，其實驗產品本身就是合成原料藥，還是制備毒品的原料。教學中應教育學生知法守法，敬畏法律，遠離毒品，珍愛生命，增強社會責任感。

　　(4)創新意識。應積極進行教學改革，淘汰純操作性實驗，融基本操作實驗于有機合成實驗中，增強實驗的綜合性、設計性，引入適合本科教學的最新科研成果，讓學生更多地接觸新的實驗方案、實驗方法、實驗手段，逐漸培養學生的創新意識和創新能力。

　　2.2 思政元素融入課程教學的設計思路

　　首先要精選實驗教學項目，再分別從以下五方面把思政元素融入到有機化學實驗教學中，使知識傳授、能力培養與立德樹人的思想教育緊密結合起來[11-13]。

　　(1)融辯證唯物主義觀點于有機化學實驗教學中，引導學生全面評判化學實驗的現象、本質，透過現象看本質，更加有效地掌控實驗中出現的問題，正確地分析問題、解決問題，同時通過實驗得出第一手數據，不唯書本、不唯教師。如在蒸餾與分餾實驗中，對液體物質加熱，溫度不斷上升，表面看似沒有變化，但分子運動加劇，當能量積聚到一定程度時，分子從表面逸出，液體開始沸騰。雖然物質從液體變成了氣體，形態發生了變化，但物質的結構沒有變化，化學性質沒有變化，從而使學生正確理解蒸餾的原理，掌握物質形態發生變化的條件等。

　　(2)將化學家的優秀事跡運用到有機化學實驗教學中，并通過典型的有機人名反應，一方面加深對有機反應機理的理解，另一方面在學習有機化學專業知識的同時，激發學生刻苦鉆研、不怕困難、勇于戰勝困難的精神。例如：介紹各種有機人名反應，學習屠呦呦提取青蒿素的精神，研究開設青蒿素的提取及含量測定實驗，采用熱提-柱層析法提取青蒿素等。

　　(3)秉持綠色發展、可持續發展理念，增強環保意識，不斷改進實驗方案，減少實驗產品的存放或排放，研發一批系列化實驗，既增強實驗的綜合性，又增強學生的社會責任感。如在改進有機合成實驗方面： ①開設原子利用率高的實驗(大于 99%);②用低毒、無害的溶劑代替毒性較大的溶劑;③開設連續性實驗，前一實驗產品為后一實驗的原料，減少廢棄物;④常量實驗改為半微量實驗，減少廢水排放;⑤電爐加熱改用微波加熱，節省能耗。

　　(4)研發與日常生活密切相關的實驗內容，使實驗“更接地氣”，讓學生深刻認識和理解生活中的化學原理，消除“談化色變”的恐懼感，了解化學對人類衣食住行的重要性，提高學習有機化學實驗的主動性和積極性。例如：胺的?；磻谟袡C合成中有重要用途，一級和二級芳胺通常在合成過程中先轉化為乙酰基衍生物，從而降低胺對氧化降解的敏感性，這樣作為一種保護措施，使其在反應過程中不易被破壞。我們還在原有的有機化學基礎實驗基礎上開設了“乙酰苯胺的制備及重結晶”實驗，將“氨基保護”這一技術應用到有機化學綜合性實驗“胃復安藥物的制備” 過程中，使學生對這一知識點和制備技術有了更深刻的認識，增強了專業自豪感。

　　(5)使學生形成良好的科研素養、實事求是的工作態度、嚴謹的工作作風，尊重科學，堅決抵制學術不端行為，真實地記錄實驗結果，包括實驗產品的外觀、產量、物性常數等。

　　3 有機化學實驗課程思政教育的教學案例

　　下面以“苯甲酸的微波合成與苯甲酸乙酯的制備” 實驗為例，介紹根據課程教學目標要求，將思政元素融入到實驗過程的具體做法[14-15]。

　　3.1 教學目標

　　(1)知識學習。學習苯甲酸的微波氧化合成方法;掌握酯化反應的原理和實驗方法;掌握共沸脫水的原理和方法;掌握減壓蒸餾的原理、注意事項。

　　(2)能力培養。掌握微波合成技術;掌握分水器的使用、減壓蒸餾操作等基本技術;鞏固固液分離、洗滌、萃取、干燥、蒸餾等基本技術。

　　(3)素質目標。科學素養：了解微波輻射反應的原理、研究進展、發展方向，了解苯甲酸乙酯的性質、用途、合成方法;人文素養：以微波加熱代替普通電爐加熱，節能高效，以低毒無害的環己烷替代苯作脫水劑，建設“綠色化”的有機實驗，體現人文關懷，開設實驗產品原子利用率較高的實驗，減少污染，樹立“綠色化”的教學理念。

　　3.2 教學素材

　　微波輻射化學是研究在化學中應用微波的一門新興前沿交叉學科，它具有清潔、高效、能耗低、污染少等優點。在有機化學反應中，微波輻射使分子極化，還可促進一些用常規手段加熱難以進行的反應，因此微波輻射具有縮短反應時間、提高反應選擇性、減少溶劑用量甚至無溶劑反應等優點。

　　苯甲酸乙酯是我國《食品添加劑使用衛生標準》規定允許使用的食品香料，是一種無色澄清液體，有芳香氣味。微溶于熱水，溶于乙醇和乙醚。常用于較重花香型(尤其是依蘭型)中的香型香精，亦適用于配制新刈草、香薇等非花香精。可與巖薔薇制品共用于革香型香精，也適用于食用香料和鮮果、漿果、堅果的香精，如香蕉、櫻桃、梅子、葡萄等的香精。實驗室合成苯甲酸乙酯，常用共沸回流脫水方法促進酯化反應的進行。傳統的脫水劑采用有毒有害的苯，對師生的身心健康造成危險。本實驗經過改進，采用低毒無害的環己烷作脫水劑，極大地促進了化學實驗的綠色化。

　　3.3 教學素材與有機化學實驗的結合

　　(1)采用微波輻射合成苯甲酸，反應時間從 4~5 h 降低到 20 min，效率大大提高。原料苯甲醇采用另一學生實驗的產品，從而減少了實驗室化學品的存放，減少了廢液處理量。

　　(2)苯甲酸產品經提純干燥后，用于合成苯甲酸乙酯，實驗中采用環己烷作帶水劑。

　　(3)苯甲酸乙酯采用減壓蒸餾方法精制、提純。

　　(4)最終實驗產品苯甲酸乙酯可以提供給有關試劑商店、企業。

　　本實驗從頭至尾滲透了綠色化學的理念，同時與生產、生活密切相關，有效地激發了學生的學習積極性。

　　3.4 思政目標

　　(1)有助于學生建立“新能源、新材料”的實驗理念，淘汰落后方法，提高生產力。

　　(2)有助于學生建立“綠色化學與化工”的可持續發展理念，促進生態文明建設。

　　(3)系列化實驗要求學生認真對待每一步操作，以保障實驗能連續進行下去，從而促進學生養成一絲不茍的科研精神，鍛煉綜合處理問題、解決問題的能力。

　　4 結語

　　在有機化學實驗課程教學中融入思政教育是一項系統工程，牽涉到方方面面的影響因素，比如教學時數、教師自身的政治理論水平、教學內容設計、教學方式轉變等。首先，要不斷提升教師的德育意識和育德能力，以教師隊伍為“主力軍”、課程建設為“主戰場”、課堂教學為“主渠道”，引導廣大教師將思政教育有機融入專業課程中。其次，要以學科專業為依托，用超越代際的科學方式、緊扣時代的德育內容，展現獨特的“課程思政”教學設計，將育人理念內化到課程內容、教學方法和考核評價中，使思政教育入腦、入心、入行。再次，要多角度、全方位研究建設內涵豐富的思政元素資源庫，在具備有機化學學科特色的基礎上，使之既包含馬克思主義基本原理，又具有新時代鮮明特色，同時又要取自于生產、生活實際，形式靈活多樣，有利于因人、因班施教，這樣才易于學生的接受和消化，保證思政教育落地生根、開花結果。