于 靜,黃麗君,劉澳旗,馬獻(xiàn)濤
(信陽師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院 信陽市綠色催化與合成重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南 信陽 464000)
2019年,中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于深化新時代學(xué)校思想政治理論課改革創(chuàng)新的若干意見》,提出要“建成一批課程思政示范高校,推出一批課程思政示范課程,選樹一批課程思政教學(xué)名師和團(tuán)隊,建設(shè)一批高校課程思政教學(xué)研究示范中心”[1]。如何實(shí)施課程思政,成為每一位大學(xué)專業(yè)課(非思政課)任課教師的研究課題。
有機(jī)化學(xué)與我們的日常生活息息相關(guān),廣泛滲透在化工、制藥、生物、環(huán)保、材料、化妝品、食品、印染等各個領(lǐng)域。有機(jī)化學(xué)是高等院?;瘜W(xué)體系的必修課程,因此,對有機(jī)化學(xué)課程體系的“思政元素”挖掘,有利于為我國培養(yǎng)合格的化學(xué)類社會主義現(xiàn)代化接班人,受益面廣,意義重大。
傳統(tǒng)的有機(jī)化工生產(chǎn)極大地豐富了我們的物質(zhì)生活,同時也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。據(jù)不完全統(tǒng)計,全世界每年產(chǎn)生的有害廢物高達(dá)3億~4億噸,其中很大比例是廢棄的有機(jī)溶劑和反應(yīng)廢物[2]。筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)盡管向?qū)W生介紹了有機(jī)化學(xué)的實(shí)用性和社會應(yīng)用性,但是現(xiàn)存的眾多環(huán)境問題也在同學(xué)們的腦海里留下了深刻的印象,以至于近年來竟出現(xiàn)了《我們不需要化學(xué)》之類的廣告宣傳。因此,充分挖掘有機(jī)化學(xué)有關(guān)的“思政元素”,有利于培養(yǎng)學(xué)生正確的人生觀、世界觀與價值觀。目前,有機(jī)化學(xué)的思政教育發(fā)展地如火如荼,大量的“思政元素”被設(shè)計或挖掘出來[3-8],但是專注于某一具體章節(jié)或知識點(diǎn)的“思政元素”挖掘鮮有報道[9]。章節(jié)、知識點(diǎn)是課程學(xué)習(xí)的細(xì)胞,因此,對于具體章節(jié)或知識點(diǎn)的“思政元素”挖掘?qū)τ趯W(xué)生學(xué)習(xí)而言更具有鮮明的針對性和情境性。本文以醇的性質(zhì)為例,以教材為綱,結(jié)合當(dāng)前的最新研究進(jìn)展,設(shè)計挖掘“環(huán)保”、“綠色發(fā)展”、“熱愛科學(xué)”等思政元素,使同學(xué)們經(jīng)過“醇的章節(jié)”學(xué)習(xí)之后能夠加深對綠色化學(xué)的認(rèn)識,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)有的使命感與社會責(zé)任感,培養(yǎng)學(xué)生具有正確的人生追求。
有機(jī)化學(xué)課程一般按照官能團(tuán)進(jìn)行編寫教材,主要內(nèi)容包括烷烴,烯烴,炔烴,鹵代烴,芳香烴,醇,酚,醚,醛,酮,羧酸,羧酸衍生物,胺類,硝基化合物,含硫、磷有機(jī)化合物,雜環(huán)化合物等有機(jī)化合物[10]。醇的教學(xué)內(nèi)容一般在鹵代烴章節(jié)之后,醛、酮章節(jié)之前。醇與鹵代烴、醛、酮等官能團(tuán)之間可以相互轉(zhuǎn)化,因此,醇是承上啟下的一個重要章節(jié)。
醇具有綠色易得、低毒穩(wěn)定等諸多優(yōu)點(diǎn),可以取代傳統(tǒng)上廣為使用的鹵代烴,是一種較為理想的烷基化試劑[11]。近年來,化學(xué)家們對醇類化合物開展了較為深入的研究,該領(lǐng)域已發(fā)展成為有機(jī)合成領(lǐng)域的重要研究熱點(diǎn)之一[11]。因此,在課程實(shí)施過程中,很有必要將鹵代烴與醇的章節(jié)內(nèi)容對比學(xué)習(xí),再適當(dāng)?shù)卦黾幼钚碌目蒲羞M(jìn)展,使同學(xué)們更加深刻地理解科學(xué)的發(fā)展過程以及當(dāng)前綠色發(fā)展的理念,培養(yǎng)學(xué)生端正科學(xué)態(tài)度,熱愛科學(xué)、尊重科學(xué)、正確地利用科學(xué)為人類造福的品格。
對常見的鹵代烴-溴化芐與常見的醇-苯甲醇的各項性質(zhì)指標(biāo)對比,很容易發(fā)現(xiàn)醇具有廉價易得、低毒綠色等優(yōu)點(diǎn),和鹵代烴相比是較為理想的烷基化試劑(表1)[12-13]。教學(xué)過程中,可以結(jié)合一戰(zhàn)期間法西斯利用溴化芐具有刺激性氣味的特性,將其作為一種催淚劑投入戰(zhàn)爭使用的故事,培養(yǎng)學(xué)生端正科學(xué)態(tài)度,正確地利用科學(xué)為人類造福的理念[12]。根據(jù)反應(yīng)通式可以發(fā)現(xiàn)溴化芐參與反應(yīng)時會產(chǎn)生化學(xué)計量的HBr,會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染與化學(xué)腐蝕,而采用苯甲醇代替溴化芐時,反應(yīng)的副產(chǎn)物是水,無毒無害(表1),這既符合綠色化學(xué)的理念也符合我們國家提倡的“既要金山銀山,也要綠水青山”的綠色發(fā)展理念。期間,可以結(jié)合綠色化學(xué)的基本要求,進(jìn)一步向同學(xué)們闡述綠色發(fā)展的理念,即從源頭上采用綠色、低毒易得的原料,并使原料的原子盡量多的轉(zhuǎn)化到產(chǎn)物分子中,提高反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性[2]。在對比聯(lián)系的學(xué)習(xí)過程中,提高學(xué)生自身的使命感與社會責(zé)任感,使同學(xué)們認(rèn)識到將來走到與化學(xué)有關(guān)的各行各業(yè)崗位上時,牢固樹立綠色發(fā)展的理念,不要走先污染再治理的老路。
表1 鹵代烴與醇的性質(zhì)指標(biāo)的對比聯(lián)系中挖掘“思政元素”
雖然,理論上分析醇參與反應(yīng)時副產(chǎn)物是水,綠色環(huán)保。但是,同學(xué)們會發(fā)現(xiàn)教材中醇羥基的取代反應(yīng)部分主要介紹了醇向鹵代烴的轉(zhuǎn)化,并沒有鹵代烴的親核取代反應(yīng)章節(jié)的內(nèi)容豐富多彩。因?yàn)?,有機(jī)化學(xué)教材上的知識都屬于經(jīng)典內(nèi)容,多為1950年之前的研究成果。在當(dāng)時,醇的直接取代并不是一件很容易的事情,一般需要先轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的鹵代烴,然后才能參與反應(yīng)[11]。因此,醇的取代反應(yīng)一般需要多步轉(zhuǎn)化才能實(shí)現(xiàn),這樣分析來看用醇取代鹵代烴作為烷基化試劑并不是很好的選擇,也會產(chǎn)生很多的副產(chǎn)物,也會造成很大的污染。但是,有機(jī)化學(xué)經(jīng)過近幾十年的發(fā)展,取得了輝煌的成績,許多難題都得以解決。因此,如果僅僅是把這些課本知識傳授給學(xué)生,同學(xué)們難免會認(rèn)為綠色化學(xué)的理念流于表面,并沒有從根本上解決“污染重、廢物多”的問題,進(jìn)而會影響學(xué)生對科學(xué)的正確認(rèn)識以及樹立不正確的人生觀、價值觀與世界觀。這時,可以適當(dāng)給同學(xué)們介紹一些醇的研究前沿知識,以芐基磺酰胺的合成為例。按照教材上的合成方法,苯甲醇需預(yù)先和二氯亞砜反應(yīng)轉(zhuǎn)化為芐基氯,然后和苯基磺酰胺發(fā)生SN2取代反應(yīng),這樣下來需要兩步反應(yīng),會產(chǎn)生HCl、SO2等廢物,污染較大(表2)。文獻(xiàn)調(diào)研表明,醇可以實(shí)現(xiàn)一步、催化條件下向磺酰胺的綠色轉(zhuǎn)化。如:溫州大學(xué)徐清教授課題組報道了苯甲醛/碳酸鉀共同催化下苯甲醇一步轉(zhuǎn)化為芐基磺酰胺產(chǎn)物,反應(yīng)的副產(chǎn)物是水,綠色環(huán)保(表2)[14]。通過這樣適當(dāng)?shù)耐卣箤W(xué)習(xí)可以讓同學(xué)們認(rèn)識到科學(xué)處于不斷發(fā)展和完善的過程,科學(xué)使生活更美好!但是科學(xué)不是一蹴而就的,需要一代代科學(xué)家的不斷努力探索,因此,同學(xué)們要努力學(xué)習(xí),樹立熱愛科學(xué),將來為科學(xué)獻(xiàn)身,為祖國的發(fā)展進(jìn)步添磚加瓦的正確理念。
表2 拓展學(xué)習(xí)中挖掘“思政元素”
有機(jī)化學(xué)由于其創(chuàng)造性、實(shí)用性的特征,有機(jī)化學(xué)課程的“思政元素”挖掘尤為重要。本文以醇的教學(xué)這一具體章節(jié)、知識點(diǎn)作為著力點(diǎn),以醇與鹵代烴的對比分析、醇的研究進(jìn)展為切入點(diǎn),在對比聯(lián)系中提高學(xué)生自身的使命感與責(zé)任感,在拓展學(xué)習(xí)中把握正確的人生追求,對調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、對培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)、尊重科學(xué)的理念有著重要的意義。