有机化学教学中“思政育人”的探索与实践

发表时间:2021/5/26   来源:《教育学文摘》2021年第5期   作者:琚海燕, 李明 薛志勇
[导读] 本文从课程思政的内涵出发,结合生活实例,通过拟人化的教学设计与方法
        琚海燕,  李明  薛志勇*
        生物质纤维与生态染整湖北省重点实验室,武汉纺织大学化学与化工学院
        湖北 武汉 430200
        摘要:本文从课程思政的内涵出发,结合生活实例,通过拟人化的教学设计与方法,解读有机化学教学中二烯烃的共轭效应、烯烃的氧化反应规律及苯环的亲电取代反应机理,融入民族抗疫精神、社会规则意识及情商思维培养,以此加深学生对专业知识的理解,激发学生的学习兴趣,也从思政育人的角度培养了大学生遵守规则、不畏困难、团结奋进的科学探索精神,最终实现有机化学课程“知识传授”与“价值引领”的双赢。
关键词:思政育人;有机化学;抗疫精神;规则意识;情商思维
Exploration and Practice of Ideological and Political Education in Organic Chemistry
Haiyan Ju, Ming Li, Xiuying Liu, Zhiyong Xue*
School of Chemistry and Chemical Engineering, Hubei Key Laboratory of Biomass Fibers and
Eco-dyeing and Finishing, Wuhan Textile University, Wuhan 430073, China
Abstract: In the view of curriculum ideology and politics, the conjugative effect of the conjugated dienes, alkene oxidation rules and electrophilic substitution mechanism of benzene in the organic chemistry teaching were interpreted by combining with practical examples. Correspondingly, the great spirit of combating the COVID-19 epidemic, social rule consciousness and emotional intelligence thinking were developed in the teaching processes. In this way, the understanding of students' professional knowledge was further deepened and college students' interest in studying organic chemistry was greatly increased. In addition, the college students’ scientific exploration spirit, which is involved with following social rules, advancing bravely despite hardships and forging ahead in unity, were cultivated with emphasis. Thus a win-win result of knowledge-transference and value-guidance for college students was well achieved by ideological and political education.
Keywords: Ideological and political education; Spirit of combating the COVID-19 epidemic; Organic chemistry; Rule consciousness; Emotional intelligence
*通讯作者:
基金资助:湖北省高等学校省级教学研究项目(2017JY020),(2016315)  

        习总书记在全国高校思想政治工作会议上指出,高校要从“教”走向“育”,就要聚焦学生,坚持把思想政治工作贯穿教育教学全过程,构建“思政育人”的新模式与新生态[1]。教师在传授专业知识的同时融入思政理念及其内涵,对塑造学生的人生观、价值观及世界观具有重要的意义,为学生的专业素养、职业素养、人格素养等一体化发展添砖加瓦[2-4]。
        有机化学是化学学科的重要分支,其涉及的专业知识、反应类型及其机理多而杂,采用传统的讲解方式授课较为枯燥,学生主动学习的积极性不高。针对我校以纺织为特色的化学类专业背景及有机化学专业基础课的教学现状,在培养学生专业能力、创新能力和批判性思维能力的同时,教师通过课程讲授与思政育人相结合,在课堂教学中融入抗疫精神,注入品格、情商、规则意识等核心要素,将教学课堂转化为教与学的强磁场,既增强教学趣味,激发学生学习热情,又能更好地培养三观正、情商高和具有高度社会责任感的化学专业人才,为民族的复兴提供人才支撑。本文以烯烃化学性质的课堂教学为例,采用拟人的手法讲授烯烃的结构与性能的关系,融入有机思政点,将枯燥的反应机理和反应规律分析转换成人性化解读,从人性本质的角度更亲和力地进行有机化学课程“思政育人”的探索与实践[5-8]。
1 凝聚复兴力量,发扬民族抗疫精神
        人无精神则不立,国无精神则不强。在突如其来的疫情面前,个人的力量微不足道,只有在举国同心、步调一致、攻难克坚的抗疫精神指引下,才能彻底地战胜疫情。以1,3-丁二烯烃的共轭效应为例,融入中华民族伟大的抗疫精神,感同身受地解析共轭效应及其特点。
        1,3-丁二烯分子中两个双键之间间隔一根碳碳单键,碳原子均为sp2杂化且共平面。由于每个碳原子均有一个相互平行的、未参与杂化的p轨道,相邻的p轨道之间形成侧面交盖,使得相邻碳原子上的电子云一定程度上发生了肩并肩重叠(如图1)[9]。这样,原来“定域”在C1-C2和C3-C4之间的π电子云也就可以在C1—C4之间自由地“离域”,即“电子离域”[10]。电子离域是分子内原子间相互影响的结果,具有电子离域现象的分子称为共轭分子。在共轭分子中,由于π电子在整个共轭体系中自由地离域,故任何一个原子受到外界的影响,则分子的其余部分也会随之影响。这种由电子离域引起的、通过共轭体系传递的现象称为共轭效应,亦即“共轭者,电子离域也”。

        现代分析测试结果表明,共轭体系中各原子共平面性、单双键的键长趋于平均化,且体系能量较低、稳定性增大。社会生活中,国家犹如共轭体系,我们自己仿佛共轭体系的原子或基团,作为中华民族大家庭的一员,虽来自全国各地,但面对突如其来的疫情,整个国家同呼吸共命运、凝聚力强(“稳定性更高”),尊重生命至上、人人平等(“单双键键长区域平均化”),一方有难八方支援(“电子离域”),亿万人民伟大的抗疫精神铸就了抗疫决胜的硬核支撑。
        在烯烃共轭效应的教学中,教师与学生一起回顾新冠战“疫”的感人事件,激发学生的精神力量,鼓励学生在社会中形成稳定而强大的“共轭体系”。在困难和风险面前,引导学生用抗疫精神勉励自己,不放弃、不退缩、齐心协力,不仅为个人的前途而奋斗,更要为中华民族的伟大复兴砥砺前行。
2 树立规则意识,提升现代社会文明
        随着我国法治建设的日趋完善,社会规则俨然成为现代文明的“筋”和“骨”。习总书记指出,要注重培育人们的法律信仰、法治观念、规则意识,引导人们自觉履行法定义务、社会责任、家庭责任,营造全社会都讲法治、守法治的文化环境。因此,如何培育具有深入人心的规则意识和精神文明的大学生,是当前高校在道德教育中急需思考的重要课题。以烯烃的氧化反应为例,选用生活实例融入规则意识,深入浅出地解读碳碳双键与氧化剂的反应规律。
        碳碳双键是烯烃的主要官能团,由一根σ键和一根π键组成。由于π键的稳定性较差,烯烃在高锰酸钾的作用下易氧化得到醇、酮及羧酸等烃类含氧衍生物。在酸性或加热的浓高锰酸钾水溶液中,烯烃的碳碳双键断裂,其链端的=CH2基团被氧化成二氧化碳,而烯烃的=CHR基团被氧化后则生成羧酸,=CR2被氧化后主要生成酮[11],如图2所示。在碱性或中性的稀高锰酸钾水溶液中,烯烃的双键被被氧化打开,双键碳原子将各引入一个羟基,生成顺式邻二醇[12](如图3)。这就如同现实生活中城中村的“拆迁规则”,同样是高锰酸钾为氧化剂(“拆迁主体”),在不同的氧化条件下,烯烃氧化的产物(“拆迁赔偿”)也各异。在冷的、稀的、碱性或中性等弱氧化条件下(类似“偏远郊区”),常常拆开烯烃的碳碳双键(“拆迁住房”),每个烯碳原子都将获得“一个羟基的赔偿”,得到新的产物顺式邻二醇;然而,在加热的或酸性的浓高锰酸钾水溶液中(类似“繁荣市区”),赔付力度剧增,烯烃的碳碳双键完全被打开,各烯碳原子均将获得“一个羰基的赔偿”,如果烯碳原子上连接有烯氢,则每个烯氢也会额外收获“一个羟基的赔偿”,生成酮或羧酸。

3 注意情商思维,培养科学探索精神
        情商是运用情感能力实现人生理想和提升生活质量的关键品质要素。培养大学生的情商意识,对学生忍受挫折、控制自身情绪和遇事应变的能力及驾驭他人情绪的能力等方面具有重要的作用。下面以苯环的亲电取代反应为例,采用拟人化手法融入情商思维,生地形象地讲授苯环与亲电试剂的作用原理,让学生轻松而深入地掌握亲电取代反应机理。
        根据鲍林的杂化理论,苯分子中每个碳原子均为sp2杂化,分别与其相邻的C和一个H形成3根σ键,余下的一个纺锤形的、未参与杂化的p轨道,均垂直于苯环分子;p轨道间相互平行,电子云肩并肩重叠,形成闭合的环状p-π共轭体系,π电子在共轭体系中自由运动。由此可见,苯环的结构具有两个重要的特点,一方面苯环上的6个C原子手牵手彼此连接,形成较为稳定的共轭结构,使得苯环不易开环;另一方面,在苯环平面的上、下方,聚集着两块流动性的轮胎状π电子云(如图4),它对苯环上的碳原子具有一定的屏蔽和保护作用,又因其富电子云,使得它具有吸引外来缺电子的正离子或分子中缺电子基团的资本。  
丈,易吸引缺电子性的“杉菜”(亲电试剂)粉丝围观。当粉丝团纷至沓来之时,发现苯环因共轭体系坚不可摧,于是亲电加成困难重重。此时聪明的“杉菜”们不甘放弃,锲而不舍地进攻苯环,并以键能较低的C-H键为突破口,最终圆满地完成亲电取代反应历程。从人性化角度来看,分子如同人类的智慧和心理,当“高富帅”的电子云密度越高,“杉菜”的缺电子性越强,则二者之间的吸引力就越大,反应就越容易进行,即苯环亲电取代的反应活性就越大。
        通过拟人化手法讲解苯环亲电取代反应机理及其反应活性规律,不仅提高了学生的学习兴趣,还能贴切地融入“向苯环一样,不断提升自身的内在魅力;像亲电试剂一样,不畏挫折、锲而不舍地追求梦想,大家终将守得云开见月明。”的科学探索精神。
4 结 语
        大学教育肩负着教书育人、立才树德的重任。高校教师有责任深入挖掘所授课程中蕴含的思政点,并采用与之相适合的教学设计与方法,实现教与学中“知识传授”与“价值引领”的双赢效果。本文主要从人性化角度出发,结合生活实例,将有机分子拟人化,在二烯烃共轭效应的讲授中,融入中华民族伟大的抗疫精神;在烯烃氧化反应规律的分析中,注入规则意识,提升现代社会文明;在苯的亲电取代反应机理解读中,培养学生的情商思维。经过多年的教学实践发现,恰到好处的思政点及其柔和的切入手法,对提升教学效果和增强学习趣味性都具有明显的促进作用,是实现新时代全方位育人的重要途径。以上仅为抛砖引玉,探讨的只是有机化学教学中课程思政的冰山一角,基于有机化合物、有机反应机理及规律的思政点及教学方法仍需进一步挖掘和创新。
参   考   文   献
[1] 新华社. 习近平总书记在全国高校思想政治工作会议重要讲话. [2016-12-08].
http://www.xinhuanet.com//politics/2016-12/08/c_1120083340.htm
[2] 那行, 朱亚先. 大学化学, 2019, 34 (8), 25.  
[3] 张树永. 大学化学, 2019, 34 (11), 4.
[4] 教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知. [2020-05-28].
http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html
[5] 郭今心, 朱荣秀, 赵全芹, 李明霞, 张树永. 大学化学, 2019, 34 (11), 51.
[6] 韩国志, 刘睿, 关建宁. 大学化学, 2019, 34 (11), 56.
[7] 王朝霞, 罗千福, 徐首红. 大学化学, 2019, 34 (11), 45.
[8] 刘刚, 张恒, 马莹, 宋其圣, 苑世领, 孙国翠. 大学化学, 2020, 35 (7), 53.
[9] 高鸿宾. 有机化学. 北京: 高等教育出版社, 2005.
[10] Baraban, J. H.; Drumel, M.-A.; Changala, P. B.; Eibenberger, S.; Nava, M.; Patterson, D.; Stanton, J. F.; Ellison, G. B.; McCarthy, M.C. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57 (7), 1821.
[11] 胡宏纹. 有机化学. 北京: 高等教育出版社, 2013.
[12] 黄涛, 张治民. 有机化学实验[M]. 2 版. 北京: 高等教育出版社, 1998.
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