黃紅霞,鄒志明,蔣光彬,孔翔飛
(桂林理工大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院,廣西 桂林 541004)
有機化學(xué)課程與多門學(xué)科相互滲透,是培養(yǎng)化學(xué)、化工、制藥等專業(yè)人才的重要基礎(chǔ)課之一。在學(xué)習(xí)有機化學(xué)課程過程中如何潤物細無聲地引入思政元素,增強學(xué)生的環(huán)保精神、科研精神、創(chuàng)新精神、社會責(zé)任感等,切實提高課程的教學(xué)效果具有重要意義。有機化學(xué)屬于四大化學(xué)課程之一,作為化學(xué)工程與工藝、生物工程、應(yīng)用化學(xué)等專業(yè)學(xué)生必修的一門基礎(chǔ)課,其重要地位不言而喻[1]。在授課過程中如何將思政元素有機融入,以正確的思想、模范的行動影響學(xué)生,是教師需要思考的問題。
有機化學(xué)課程多設(shè)置在大一學(xué)期,對于大一新生來說,要在有限的學(xué)時里掌握繁多的有機化學(xué)知識,存在較大的學(xué)習(xí)難度。如果生搬硬套地將思政元素引入課程,不但達不到良好的育人效果,還會降低學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此,本課程遵循“以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念,根據(jù)課程本身的特點和思想政治教育的規(guī)律,找到二者的結(jié)合點,不僅活躍了課堂氛圍,還可以對學(xué)生進行理想信念教育,真正實現(xiàn)價值引領(lǐng)[2]。采用天津大學(xué)編寫的教材,在授課過程中從以下方面入手在多個章節(jié)中融入思政元素,如圖1所示。
Woodward RB合成了一系列結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜的天然有機物分子,他先后實現(xiàn)了奎寧、利血平、膽甾醇、馬錢子堿、羊毛甾醇、四環(huán)素、紅霉素、葉綠素、維生素B12等的全合成,是舉世公認的合成大師。在二烯烴一章中,有關(guān)共振論的理論,美國化學(xué)家萊納斯·鮑林1954年獲得諾貝爾化學(xué)獎,其貢獻在于闡釋化學(xué)鍵的本質(zhì),并將其應(yīng)用于解釋復(fù)雜物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。在緒論一章中,會介紹有機化學(xué)是一門獨特的學(xué)科,與人類的衣、食、住、行密切相關(guān)。組成人體器官的物質(zhì)、供給人體營養(yǎng)的食物以及人體中發(fā)生的反應(yīng),實質(zhì)上也是有機物質(zhì)和有機反應(yīng)。通過生活實例,使學(xué)生認識到有機化學(xué)的重要性,從而提高學(xué)習(xí)積極性。有機化學(xué)雖然存在知識點瑣碎繁多、化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜難記、反應(yīng)機理晦澀難懂的特點,但是通過結(jié)合生活實踐進行知識的講授,能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使其明晰知識點的規(guī)律。生活中我們會發(fā)現(xiàn)放在衣柜里的衛(wèi)生球總是不翼而飛,在芳香性中涉及的萘為白色片狀晶體,具有特殊氣味和滅菌性,常用的衛(wèi)生球即粗萘,衛(wèi)生球的消失是由于萘易升華造成的。立體化學(xué)中的對映異構(gòu)現(xiàn)象在生活中也有廣泛應(yīng)用,右旋葡萄糖會影響發(fā)酵工業(yè)以及動物體內(nèi)的代謝,但左旋葡萄糖沒有此作用;在增高血壓方面,左旋腎上腺素的效力遠高于右旋體[3]。利用酚與酸酐的親核取代反應(yīng)可以合成解熱鎮(zhèn)痛藥阿司匹林;酚的F-C 烷基化反應(yīng)合成有機物抗氧劑和食品防腐劑2,4,6-三叔丁基苯酚;利用酚的易氧化性,鄰苯二酚與對苯二酚常用作照相底片的顯影劑,將氧化銀還原成金屬銀;利用醛酮與維蒂希試劑的親核加成反應(yīng)合成對視力、生長、上皮組織及骨骼發(fā)育等必不可少的維生素A;利用醛的弱氧化反應(yīng),與氫氧化銀的氨溶液反應(yīng)生成光亮的銀鏡,利用此反應(yīng)可以制作鏡子以及在暖水瓶的夾層內(nèi)鍍銀。在授課中發(fā)現(xiàn),通過結(jié)合案例講解,學(xué)生更能意識到有機化學(xué)的重要性,明白復(fù)雜化合物也是通過基礎(chǔ)的有機化學(xué)反應(yīng)逐步合成的,只有打好基礎(chǔ),才能在以后的專業(yè)學(xué)習(xí)中順利解決涉及有機化學(xué)的問題,從而增強學(xué)好課程的信心。
圖1 有機化學(xué)課程思政設(shè)計Fig.1 Ideological and political design of organic chemistry course
緒論中介紹我國有機化學(xué)家邢其毅,放棄國外優(yōu)越的工作條件,回國進行生物堿研究。邢其毅提出了合成氯霉素的新方法,領(lǐng)導(dǎo)了牛胰島素的全合成,從事多肽合成及人參肽、花果頭香等天然產(chǎn)物的研究,且在有機反應(yīng)機理等方面進行了研究[4]。沃爾夫-吉日聶爾還原法提出堿性條件下將-C=O還原成甲叉基-CH2的實驗條件是高溫高壓、采用純肼作為還原劑,我國有機化學(xué)家黃鳴龍通過改進,使反應(yīng)可在常壓下進行,時間由原來的50~100 h縮短為3~5 h,且可以采用肼的水溶液,使成本大大降低,這種方法不僅可以在實驗室使用,還可以工業(yè)化,具有很大的實用價值。
利用烯烴的聚合反應(yīng)制備新型的乙烯-四氟乙烯共聚物,簡稱ETFE膜,它是水立方內(nèi)外層包裹物,水立方是完全由膜結(jié)構(gòu)進行全封閉的公共建筑,設(shè)計施工存在極大難度,對ETFE膜、通風(fēng)、消防、聲、光、電等方面提出了挑戰(zhàn),而我國自主完成了這一課題[5]。在芳烴中,“共和國的脊梁”系列公益廣告——高效環(huán)保芳烴,讓老百姓人人穿上“的確良”,鼓勵學(xué)生銳意進取,勇立潮頭。
要在教學(xué)中貫徹綠色化學(xué)理念,讓學(xué)生了解綠色化學(xué)。第三章中炔烴的水合反應(yīng),重點介紹炔烴水合反應(yīng)中采用非汞催化劑的必要性。人體中有一些具有重要生理活性的酶,其活性中心是巰基,而汞能與這些巰基結(jié)合成硫醇鹽,從而抑制了一系列含巰基的酶的生理功能,影響了正常細胞的代謝。日光燈管、溫度計、氣壓表等都用到了汞,必須重視汞的使用。在存放汞時,應(yīng)在其表面加水,以防汞蒸氣的揮發(fā)。一旦發(fā)生汞流失或泄漏,應(yīng)立即撒些硫黃粉,通過生成穩(wěn)定的硫化汞阻止其繼續(xù)揮發(fā)。醛、脂肪族甲基酮和C8以下的脂環(huán)酮與HCN作用,生成α-羥基腈,但HCN有毒,可以依次與飽和NaHSO3、NaCN反應(yīng)來制備,避免使用毒性大的氫氰酸。
通過學(xué)習(xí),學(xué)生明晰了在進行有機化學(xué)的研究過程中,必須樹立環(huán)保理念,倡導(dǎo)綠色化學(xué)。對反應(yīng)中產(chǎn)生的有害氣體和物質(zhì)應(yīng)按規(guī)定處理,廢液嚴禁排入水道,以免污染環(huán)境。設(shè)計對環(huán)境負作用盡可能少、原料和加工廠粗料都可再生的方案,控制污染源頭。
第六章立體化學(xué)中涉及的“反應(yīng)停”事件造成了歷史上巨大的藥物災(zāi)難。“反應(yīng)?!笔峭庀乃幬锷忱劝罚苡行Ь徑鈶言信栽缙诘膰I吐癥狀,但也影響了胎兒從母體的血液吸收,造成畸形胎兒誕生的悲劇。這一事件警示我們,切忌隨意濫服化學(xué)藥物。在醇和酚一章中,向?qū)W生介紹蘇丹紅事件以及近年來食品安全事件案例,如2008年“三聚氰胺奶粉”事件、2010年“地溝油”事件、2011年增塑劑超標事件、2013年含有甜蜜素鴨舌產(chǎn)品事件、2013年硫磺熏姜事件。這些事件告訴我們,民以食為天,沒有安全的食品,色香味、營養(yǎng)就無從談起。從事有關(guān)食品方面的工作,更要時刻將食品安全牢記心中,因為食品安全關(guān)乎千家萬戶的健康和生命[6]。
授課過程中,應(yīng)對學(xué)生進行實驗室安全教育。在第三章烯烴和炔烴中,對于端位炔烴的鑒定,可以采用Ag(NH3)2NO3或者Cu(NH3)2Cl,生成的白色炔銀或棕紅色的炔亞銅在潮濕時比較穩(wěn)定,干燥時在空氣中受到撞擊、振動、加熱容易爆炸。因此出于安全的角度,在檢驗完成后要用稀鹽酸或者稀硝酸處理以防止事故的發(fā)生。可以利用醇的弱酸性用來銷毀某些反應(yīng)中剩余的少量金屬鈉,而不能丟棄在水槽中,以免引起燃燒或爆炸。含有α-H的醚在空氣中久置,會慢慢發(fā)生自動氧化,生成有機過氧化物。含過氧化物的醚在較低溫度下(減壓)蒸餾或濃縮時易爆炸,因此醚要盡量避免暴露在空氣中,一般保存在深色玻璃瓶中或加入抗氧劑防止過氧化物的生成。
在胺與亞硝酸反應(yīng)中,列舉反面教材——上海某大學(xué)投毒案,通過以上案例,提醒學(xué)生要關(guān)注心理健康,守住道德和法律底線,社會、學(xué)校、家庭都應(yīng)深刻認識到思想品德和行為方式教育才是教育之本源。在第十一章中,利用RCHO、CH3COR(脂肪族甲基酮)以及C8以下的脂環(huán)酮與飽和NaHSO3反應(yīng)生成α-羥基磺酸鈉,可以進行胡椒醛的提純,用于香水、香料、櫻桃與香草味的調(diào)味劑,也可用于有機物的合成,但有不法分子進行非法勾當,因此國家將其列為第一類易制毒化學(xué)品進行管制。在有機雜環(huán)化合物一章中,介紹屬于有機雜環(huán)化合物的煙堿、嗎啡等,告誡學(xué)生生命的可貴,千萬不要觸碰毒品,吸毒者在自我毀滅的同時,也造成社會財富的巨大損失和浪費,此外毒品活動會誘發(fā)各種犯罪活動,擾亂社會治安。
大學(xué)生思想政治教育是高等教育的一項重要任務(wù)。全國高校思想政治工作會議中指出,作為教師,要把做人做世的道理、把實現(xiàn)民族偉大復(fù)興的理想和責(zé)任融入課程教學(xué)中[7]。在有機化學(xué)的授課中,教師要結(jié)合生活實例,堅持啟發(fā)式教學(xué)和案例教學(xué)相結(jié)合,在傳授專業(yè)知識的同時,積極從育人角度挖掘課程中蘊含的思政元素,致力于提高學(xué)生的道德品質(zhì)以及科學(xué)素養(yǎng),幫助學(xué)生樹立牢固的社會主義核心價值觀,真正將課程思政建設(shè)落到實處[8]。