嚴永新
(池州學院 材料與環(huán)境工程學院,安徽 池州 247000)
課程思政這種全新模式打破了傳統(tǒng)思想政治教育與各個專業(yè)學科之間的獨立性,擴大了思想政治教育面。學習專業(yè)知識及基本技能同時,提高學生思想道德素質(zhì),培育出高素質(zhì)高水平的人才[1-2]。最終成為社會主義德才兼?zhèn)洹⑷姘l(fā)展的合格建設者。
有機實驗作為一門重要的專業(yè)實踐性課程,主要目的是培養(yǎng)化學化工類相關專業(yè)學生的操作技能和動手能力。同時該課程思想政治教學資源豐富,包含有辯證唯物觀、安全教育、環(huán)保教育、科技創(chuàng)新教育和法制教育等。每個具體的實驗項目都蘊含著豐富而深刻的辯證唯物主義理論和哲學原理。開展課程思政具有得天獨厚的優(yōu)勢。將有機化學實驗教學與課程思政結合起來,發(fā)揮課堂教學主渠道多功能作用,同時完成專業(yè)知識傳授,思想政治教育及能力培養(yǎng)。實現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)、價值塑造“三位一體”[3-6]。
深入挖掘各個有機實驗項目中蘊含的思政元素,找準思政教育的切入點,修訂教學大綱,然后在課堂教學中潤物無聲完成思政教學。以正溴丁烷制備實驗為例闡述課程思政實施過程。
根據(jù)教學大綱,深入挖掘每個實驗項目的思政元素,設計好思政元素的切入點。有機實驗項目可分為三類,第一類是有機實驗的一般知識,可結合典型的實驗室安全事故進行安全教育;第二類是基本操作訓練實驗,實驗操作有嚴格的規(guī)范性,可培養(yǎng)學生科學嚴謹?shù)淖黠L;第三類是合成實驗,通過合成化學,讓學生充分感受化學的魅力,增加對學科的熱愛。還可以融合進與之相關的傳奇故事,化學家事跡等,增加社會責任感。同時針對目前合成化學環(huán)境的污染,進行綠色化學教育,實驗中遵循環(huán)保法規(guī),做好環(huán)保措施,形成科學實驗安全觀[7-9]。
有機化學實驗課程思政元素主要包含有辯證唯物觀、安全環(huán)保理念、法制觀念、科研新教精神等。
有機化學實驗每個項目都蘊含有辯證唯物主義觀和哲學原理。講解實驗原理時,一定要聯(lián)系相關的理論知識,理論指導實驗開展,同時實驗對理論加以檢驗。實驗過程中出現(xiàn)產(chǎn)率低下,實驗失敗等,要主動思考理論原因及解決措施,實驗過程中及時調(diào)整實驗方案并驗證,實現(xiàn)理論學習與實踐操作相輔相成,相互促進。引導學生將化學理論學習與實踐操作相結合,既能鞏固強化基礎理論知識,也能科學高效地完成實驗操作。這樣,有機實驗教學才能真正地成為理論與實踐的結合體。分餾實驗時候,加熱初期沒有餾出物,等加熱到一定程度才會有液滴出來,可以將此實驗現(xiàn)象與辯證唯物法中量變導致質(zhì)變規(guī)律相聯(lián)系,引導學生觀察分餾柱中蒸汽上升的位置,開始沒有餾出物是因為蒸汽還未到達柱頂,不能冷凝成液體,即量變還沒有達到質(zhì)變,加熱到蒸汽升至分餾柱頂,蒸汽就可以被冷凝成液滴。學生在此實驗過程中,切實感受到了由量變到質(zhì)變事物的發(fā)展變化規(guī)律??梢匝由斓綄W習生活中,持之以恒,必有成果。觀察實驗現(xiàn)象,一定要學會透過現(xiàn)象看本質(zhì)。合成實驗要求溫度適中,體現(xiàn)了凡事有度,適可而止,過猶不及的哲學原理。記錄實驗數(shù)據(jù),要堅持實事求是,如實記錄,杜絕造假,養(yǎng)成嚴謹?shù)目蒲袑W術作風。這與誠實守信社會主義核心價值觀要求一致。
在有機實驗一般知識教學中,結合實驗室安全事故,從大的宏觀方面進行安全教育。要求學生實驗前了解相關化學品標簽,知悉化學品易燃、易爆、易腐蝕、有毒、有害等特性,掌握相應的應急處置措施。小的方面,可結合以往實驗教學中常出現(xiàn)的不規(guī)范操作行為,培養(yǎng)學生安全意識。諸如,使用水銀溫度計時,盡量避免摔碎,不小心水銀灑出,要安全合理進行處置等。再如,講解玻璃儀器清洗,要求千萬不能用手直接洗儀器,不規(guī)范,更有安全隱患。據(jù)往年教學經(jīng)驗,在實驗前對這些強調(diào)到位,學生很快形成安全意識,很少打壞溫度計,不會用手直接洗儀器。有針對性規(guī)避了錯誤操作,逐步實現(xiàn)安全規(guī)范操作。實驗中使用的有機試劑多數(shù)是有毒的,實驗過程中也會產(chǎn)生廢棄物、有毒有害氣體等。如果直接倒入下水道,排放空氣中,會污染水體及大氣。應盡可能回收,循環(huán)利用或吸收。幫助學生樹立良好的環(huán)保理念和“綠水青山就是金山銀山”的正確價值觀。去掉化學污染環(huán)境的標簽,真正實現(xiàn)化學為人類美好生活服務。
環(huán)境保護已經(jīng)立法,培養(yǎng)學生環(huán)保意識,也是在遵守國家環(huán)保法規(guī)。有機實驗中會使用到?;罚字贫驹噭?,一定要符合相關規(guī)定。結合天然產(chǎn)物提取方法,告誡學生學習是為了造福人類,不能用于違法犯罪。合成原料藥“阿司匹林的制備”“乙酰苯胺的制備”等幾個實驗教學中,可以引入藥物的雙重性,如胺的衍生物麻黃堿等,不僅可作為藥治病救人,還可用于合成毒品危害社會,告誡學生要學法懂法守法,珍愛生命,自覺抵制毒品,引導學生樹立正確的人生觀和價值觀。結合實驗數(shù)據(jù)不能造假,延伸到不能學術造假。這些日常教學中的點滴滲透,都可以培養(yǎng)學生誠實守信及法制觀念。
有機實驗從操作到數(shù)據(jù)記錄,再到結果分析,都體現(xiàn)了嚴謹?shù)目蒲芯瘛?山Y合天然產(chǎn)物提取,引入諾貝爾獎成就——屠呦呦發(fā)現(xiàn)青蒿素,引導學生感知科學家求真求實的科學精神和追求真理的科學品質(zhì),培養(yǎng)學生探索未知、勇于創(chuàng)新的責任感和使命感。也能增強民族自尊心和自信心,激發(fā)學生積極上進的奮斗精神。
各個具體實驗項目思政元素見表1。
表1 各個具體實驗項目思政元素及切入點
(1)學習以濃硫酸、溴化鈉和正丁醇反應制備正溴丁烷的原理及方法。
(2)掌握回流反應及氣體吸收裝置的安裝和使用。
(3)培養(yǎng)學生專業(yè)自豪感、責任感和環(huán)保理念等。
(1)結合有機合成化學,進行學科情感、社會責任感等教育。
(2)結合有害氣體吸收,培養(yǎng)環(huán)境保護、綠色化學等理念。
(3)結合實驗中對反應條件要求,教育學生凡事要適度、過猶不及。
3.3.1 布置預習任務 結合課程思政元素,提前一周布置學生預習任務,并完成預習報告。要求學生查閱正溴丁烷及所用試劑的理化性質(zhì),正溴丁烷用途,合成方案,實驗裝置及操作要點,有毒有害氣體如何處理等??梢猿浞掷镁€上教學,將問題放到網(wǎng)絡教學平臺,使預習更有針對性,避免機械抄書。培養(yǎng)學生查閱文獻、獨立思考及解決問題能力。養(yǎng)成良好的科研行為及習慣,為畢業(yè)論文完成及進一步讀研打下良好的基礎。
3.3.2 講解實驗目的及原理 首先提問正溴丁烷的用途,讓學生感受到,化學合成在工業(yè)生產(chǎn)中重要作用,激發(fā)學生對化學專業(yè)的熱愛,培養(yǎng)學生專業(yè)自豪感和責任感。結合學生預習,分析正溴丁烷的合成方法,提出較為合適的實驗方案。本實驗由正丁醇與溴化氫反應制備正溴丁烷,溴化氫需現(xiàn)制現(xiàn)用,將溴化鈉,濃硫酸,正丁醇加到反應瓶,采用一鍋煮法合成。同時引導學生提出可能有的副反應,以便控制反應條件,盡量避免副反應,提高產(chǎn)率。從副反應中也能看出有哪些副產(chǎn)物生成,為后續(xù)提純除雜鋪墊。反應中有有害氣體溴化氫生成,很明顯尾氣不能直接排放,順其自然引入環(huán)境保護教育。讓學生懂得廢酸廢堿和有毒產(chǎn)物不要隨意丟棄排放,應置于指定容器,統(tǒng)一無害化處理,形成科學實驗安全觀念。
3.3.3 演示實驗裝置圖 溴化氫不能直接排放,需要吸收處理。本實驗采用帶尾氣吸收回流裝置,重點強調(diào)尾氣吸收裝置要點,倒扣漏斗,要控制好漏斗與液面的位置,才能防止倒吸,有效吸收尾氣,避免污染。對尾氣吸收試劑的選擇展開討論,學生首先想到的都是用堿吸收。堿可以吸收溴化氫,這里有更為簡便的方法,利用溴化氫易溶于水,可以直接用水作為吸收劑,既環(huán)保又節(jié)約能源。培養(yǎng)學生綠色化學、節(jié)能減排、可持續(xù)發(fā)展等科學理念。
3.3.4 講解實驗步驟及操作要點 通過實驗流程圖展示實驗操作步驟及關鍵點。反應條件的控制直接決定了合成實驗成敗及產(chǎn)率高低。硫酸濃度及溫度控制是本實驗成敗關鍵點。硫酸濃度過大,加熱過猛,容易發(fā)生氧化碳化;濃度小,加熱火力太小,反應不完全。結合這些,可以教育學生凡事有度,適可而止,過猶不及。原料加入順序也很關鍵,先將濃硫酸稍微稀釋,接著加入正丁醇,最后加溴化鈉,這樣可以盡量避免溴化鈉過早加入,遇到濃硫酸,發(fā)生氧化還原反應生成單質(zhì)溴和二氧化硫。這些屬于操作技術上的要求,如果操作不當,實驗失敗,或副產(chǎn)物多,產(chǎn)率低下,也給后續(xù)提純帶來難度。延伸到工業(yè)生產(chǎn)中對技術的高要求,激勵學生發(fā)奮努力學習,為提高祖國的科學技術水平,實現(xiàn)中華民族的偉大復興,貢獻自己力量。
3.3.5 指導學生開展實驗 這個環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學生動手能力和實驗操作技能。既要充分調(diào)動學生主觀能動性,也要充分發(fā)揮教師的指導作用,關注學生組建帶尾氣吸收回流裝置、回流操作等,及時糾正錯誤操作,同時要求學生堅持實事求是,如實、準確、及時記錄好實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù),培養(yǎng)學生科研嚴謹學術作風。通過仔細觀察實驗現(xiàn)象,可以看到上層油狀粗產(chǎn)品生成,引導學生體驗實驗樂趣,感受實驗成就感,增加對化學學科的熱愛。若實驗失敗,或產(chǎn)率低下,引導學生分析原因進行改進,教學生如何積極面對挫折。
3.3.6 數(shù)據(jù)處理及實驗總結 實驗結束,計算產(chǎn)率。結合實驗過程出現(xiàn)的問題和產(chǎn)率高低,總結實驗成敗關鍵點。加深學生對正溴丁烷制備實驗整個過程認識及相關專業(yè)知識理解。督促學生完成儀器清洗,分類整理,實驗室清潔等,并將這些計入平時成績。有利于學生養(yǎng)成良好的實驗習慣并在生活中受益。
初步嘗試在18材料化學有機實驗教學中進行課程思政實踐,教學效果良好。體現(xiàn)在以下幾個方面。首先,學生學習積極性提高,提前準備實驗,認真書寫預習及實驗報告,課堂上展現(xiàn)良好精神面貌。其次,學生實驗操作更為規(guī)范,儀器損壞率降低較多。最后,學生環(huán)保意識明顯增強,處理廢棄物時不再是隨手丟棄,能做到按照要求分類合理處理。
有機實驗教學中進行課程思政實踐,在原有的教學內(nèi)容中,增加課程思政育人目標,深入挖掘思政元素,并與實驗教學有機結合。鍛煉學生動手能力同時,培養(yǎng)學生遵循客觀規(guī)律,實事求是。激勵學生學習熱情,積極向上,也能增加學生家國情懷,民族自豪感等。實現(xiàn)思想品德素養(yǎng)與專業(yè)知識功底齊頭并進。