有机化学实验教学中融入思政教育的研究与实践
摘 要：文章以有机化学实验课程教学为载体，以具体实验项目为例，挖掘实验教学中的思政元素，通过实验内容、实验方法、实验手段的改革，找准切入点，将思政元素“润物细无声”地融入到日常教学中，教育学生要有高度的社会责任感、知行合一的高尚品德、锐意创新的精神风貌和辩证唯物主义的思维方式，有助于学生在专业知识学习、实践能力培养的同时，塑造正确的人生观、世界观和价值观。
关键词：课程思政;人才培养;教学改革;有机化学实验
强根荣; 施仁信; 王海滨; 杨振平; 王红， 实验技术与管理 发表时间：2021-11-25
教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》指出，高等学校人才培养是育人和育才相统一的过程。建设高水平人才培养体系，必须将思想政治工作体系贯通其中，必须抓好课程思政建设，解决好专业教育和思政教育“两张皮”的问题[1]。大连理工大学在基础化学实验课程中以“统筹规划、共建共享”为原则，凝练化学实验思政案例库，并结合多形态呈现的“智能+ 教学”实验教学模式，多途径强化教师“育德”能力，充分发挥化学实验课程育人功能[2]。湖南大学教学团队经过“研讨–教学–再研讨”反复实践，构建了系统的课程思政教学案例库，融知识于案例之中，同时实现了知识传授和思政教育的双重功能，创新了分析化学课程的课堂教学模式，激发了学生的学习兴趣和爱国热情[3]。
“有机化学实验”是化学、化工、制药及其他近化类专业必修的基础课程，专业跨度大，覆盖面广，学习时间跨度较长，教师在实验室中与学生“密切接触”的机会较多，在此过程中手把手地教导学生基本操作，面对面地教导学生思考问题、解决问题的方法，心碰心地启迪学生实验创新的思维，教师的一言一行通过学生的耳濡目染，将对学生的长远发展留下深刻的烙印。只有牢牢抓住实验室主阵地，形成思想修养与知识学习、能力提高齐头并进的良好氛围，潜移默化地将思政教育融入到实验教学过程中，才能培养出堪当中华民族伟大复兴重任的优秀人才[4-6]。
1 有机化学实验课程概述
我校的“基础化学实验Ⅱ——有机化学实验”教学面向全校 20 个本科专业，每届 36 个班级约 1100 名学生，基础性实验教学总计 64 学时，2 学分，在大二年级的两个学期开设。课程内容以实验为基础，理论性和实践性并重，包括典型的有机化学合成反应和产物分离、提纯、鉴定等各种基本操作。
1.1 课程发展历程
该课程主要经历了三个发展阶段：1953 年建校开课的“四大”化学实验课程阶段;2006—2013 年的国家精品课程阶段;2013 年至今的国家级精品资源共享课程阶段。2020 年，《新编基础化学实验Ⅱ——有机化学实验(第三版)》教材被批准为浙江省高校“十三五”新形态教材，该课程 2021 年被评为浙江省一流课程。课程内容从依附于有机化学理论课程的验证性、操作性实验，发展为现有的“基础规范性实验—综合设计性实验—研究探索性实验”三个层次的实验。实验目的从以学习基本技能和验证、巩固课堂所学有机化学理论为主，转变为既要培养学生扎实的基本技能，又要培养学生有创新研究的初步能力。
1.2 课程教学目标
(1)知识学习。基本操作实验：①正确掌握常用实验装置安装和拆卸要点，熟悉加热、冷却、回流、蒸馏(常压蒸馏/减压蒸馏/水蒸气蒸馏)、分馏、萃取和洗涤、重结晶、过滤(热过滤/冷过滤)、有机物的干燥等基本知识;②熟练掌握微量(半微量)操作、微波加热、机械搅拌、气体吸收等基本技术;③掌握折射率、沸点、熔点的测定以及柱色谱、薄层色谱、红外光谱等鉴定有机化合物的方法。合成实验：熟悉重要的、有代表性的有机合成反应原理，如 Grignard、 Cannizzaro、Perkin、取代、氧化、加成、卤化、酯化、酰化、烷基化等，使基本操作技能得到较全面的、综合的训练。
(2)能力培养。①具有通过查阅文献了解在合成实验中所涉及的原料、产品及主要副产物的物理化学数据，如熔点、沸点、溶解度等，提出有机化合物合成路线、提纯、鉴定方法的能力;②具备提出实验关键点、注意事项，设计实验方案和实验装置，撰写科学实验报告、论文的能力;③具备科学研究的基本方法和创新探索意识及创新研究初步能力，能从科学原理上解释相应的工程问题。
(3)素质目标。①具备实事求是的科学态度、严谨的工作作风，以及良好的实验室工作习惯;②具有高度的社会责任感，以及就实际问题与业界同行、社会公众进行有效沟通、交流和处理的能力;③具备严密的思维方式，包括组织撰写报告、陈述发言、清晰表达或回应指令的能力;④具备较深的专业背景，有不断学习和适应发展的潜力。
2 有机化学实验课程思政元素的发掘与教育实施
2.1 思政元素的发掘
首先是挖掘实验项目中的思政元素，再通过实验内容、实验方法、实验手段改革，找准切入点，将思政元素“润物细无声”地融入到具体的实验中[7-10]。
(1)以人为本。有机化学实验中要用到许多易燃、易爆、易制毒、有气味的实验药品，有对师生的身心健康造成伤害的危险。因此，应积极改进实验方案，避免采用高毒、高危药品，并努力创造良好的实验环境，改善实验室条件。同时，应引导学生逐渐养成良好的实验习惯，不乱倒、乱扔溶剂和实验产品等，潜移默化地建立生命至上的观念。
(2)知行合一。实验过程中，每位学生的仪器设备、试剂、实验方法相同，但可能得到不同的实验结果，产品的收率有高低、外观有好坏、性状有差异，必须引导学生要有严谨的科学态度、实事求是的思想，真实记录实验数据，分析实验结果，反思实验过程，找出原因并解决之，绝不允许弄虚作假的行为发生，为学生树立正确的人生观和世界观奠定基础。
(3)社会责任。在有机化学实验中，有些药品是易制毒的，有些更是制造毒品的直接原料，且大多数学校常开设的实验项目，如“乙酰苯胺的制备”“阿司匹林的制备”等，其实验产品本身就是合成原料药，还是制备毒品的原料。教学中应教育学生知法守法，敬畏法律，远离毒品，珍爱生命，增强社会责任感。
(4)创新意识。应积极进行教学改革，淘汰纯操作性实验，融基本操作实验于有机合成实验中，增强实验的综合性、设计性，引入适合本科教学的最新科研成果，让学生更多地接触新的实验方案、实验方法、实验手段，逐渐培养学生的创新意识和创新能力。
2.2 思政元素融入课程教学的设计思路
首先要精选实验教学项目，再分别从以下五方面把思政元素融入到有机化学实验教学中，使知识传授、能力培养与立德树人的思想教育紧密结合起来[11-13]。
(1)融辩证唯物主义观点于有机化学实验教学中，引导学生全面评判化学实验的现象、本质，透过现象看本质，更加有效地掌控实验中出现的问题，正确地分析问题、解决问题，同时通过实验得出第一手数据，不唯书本、不唯教师。如在蒸馏与分馏实验中，对液体物质加热，温度不断上升，表面看似没有变化，但分子运动加剧，当能量积聚到一定程度时，分子从表面逸出，液体开始沸腾。虽然物质从液体变成了气体，形态发生了变化，但物质的结构没有变化，化学性质没有变化，从而使学生正确理解蒸馏的原理，掌握物质形态发生变化的条件等。
(2)将化学家的优秀事迹运用到有机化学实验教学中，并通过典型的有机人名反应，一方面加深对有机反应机理的理解，另一方面在学习有机化学专业知识的同时，激发学生刻苦钻研、不怕困难、勇于战胜困难的精神。例如：介绍各种有机人名反应，学习屠呦呦提取青蒿素的精神，研究开设青蒿素的提取及含量测定实验，采用热提-柱层析法提取青蒿素等。
(3)秉持绿色发展、可持续发展理念，增强环保意识，不断改进实验方案，减少实验产品的存放或排放，研发一批系列化实验，既增强实验的综合性，又增强学生的社会责任感。如在改进有机合成实验方面： ①开设原子利用率高的实验(大于 99%);②用低毒、无害的溶剂代替毒性较大的溶剂;③开设连续性实验，前一实验产品为后一实验的原料，减少废弃物;④常量实验改为半微量实验，减少废水排放;⑤电炉加热改用微波加热，节省能耗。
(4)研发与日常生活密切相关的实验内容，使实验“更接地气”，让学生深刻认识和理解生活中的化学原理，消除“谈化色变”的恐惧感，了解化学对人类衣食住行的重要性，提高学习有机化学实验的主动性和积极性。例如：胺的酰化反应在有机合成中有重要用途，一级和二级芳胺通常在合成过程中先转化为乙酰基衍生物，从而降低胺对氧化降解的敏感性，这样作为一种保护措施，使其在反应过程中不易被破坏。我们还在原有的有机化学基础实验基础上开设了“乙酰苯胺的制备及重结晶”实验，将“氨基保护”这一技术应用到有机化学综合性实验“胃复安药物的制备” 过程中，使学生对这一知识点和制备技术有了更深刻的认识，增强了专业自豪感。
(5)使学生形成良好的科研素养、实事求是的工作态度、严谨的工作作风，尊重科学，坚决抵制学术不端行为，真实地记录实验结果，包括实验产品的外观、产量、物性常数等。
3 有机化学实验课程思政教育的教学案例
下面以“苯甲酸的微波合成与苯甲酸乙酯的制备” 实验为例，介绍根据课程教学目标要求，将思政元素融入到实验过程的具体做法[14-15]。
3.1 教学目标
(1)知识学习。学习苯甲酸的微波氧化合成方法;掌握酯化反应的原理和实验方法;掌握共沸脱水的原理和方法;掌握减压蒸馏的原理、注意事项。
(2)能力培养。掌握微波合成技术;掌握分水器的使用、减压蒸馏操作等基本技术;巩固固液分离、洗涤、萃取、干燥、蒸馏等基本技术。
(3)素质目标。科学素养：了解微波辐射反应的原理、研究进展、发展方向，了解苯甲酸乙酯的性质、用途、合成方法;人文素养：以微波加热代替普通电炉加热，节能高效，以低毒无害的环己烷替代苯作脱水剂，建设“绿色化”的有机实验，体现人文关怀，开设实验产品原子利用率较高的实验，减少污染，树立“绿色化”的教学理念。
3.2 教学素材
微波辐射化学是研究在化学中应用微波的一门新兴前沿交叉学科，它具有清洁、高效、能耗低、污染少等优点。在有机化学反应中，微波辐射使分子极化，还可促进一些用常规手段加热难以进行的反应，因此微波辐射具有缩短反应时间、提高反应选择性、减少溶剂用量甚至无溶剂反应等优点。
苯甲酸乙酯是我国《食品添加剂使用卫生标准》规定允许使用的食品香料，是一种无色澄清液体，有芳香气味。微溶于热水，溶于乙醇和乙醚。常用于较重花香型(尤其是依兰型)中的香型香精，亦适用于配制新刈草、香薇等非花香精。可与岩蔷薇制品共用于革香型香精，也适用于食用香料和鲜果、浆果、坚果的香精，如香蕉、樱桃、梅子、葡萄等的香精。实验室合成苯甲酸乙酯，常用共沸回流脱水方法促进酯化反应的进行。传统的脱水剂采用有毒有害的苯，对师生的身心健康造成危险。本实验经过改进，采用低毒无害的环己烷作脱水剂，极大地促进了化学实验的绿色化。
3.3 教学素材与有机化学实验的结合
(1)采用微波辐射合成苯甲酸，反应时间从 4~5 h 降低到 20 min，效率大大提高。原料苯甲醇采用另一学生实验的产品，从而减少了实验室化学品的存放，减少了废液处理量。
(2)苯甲酸产品经提纯干燥后，用于合成苯甲酸乙酯，实验中采用环己烷作带水剂。
(3)苯甲酸乙酯采用减压蒸馏方法精制、提纯。
(4)最终实验产品苯甲酸乙酯可以提供给有关试剂商店、企业。
本实验从头至尾渗透了绿色化学的理念，同时与生产、生活密切相关，有效地激发了学生的学习积极性。
3.4 思政目标
(1)有助于学生建立“新能源、新材料”的实验理念，淘汰落后方法，提高生产力。
(2)有助于学生建立“绿色化学与化工”的可持续发展理念，促进生态文明建设。
(3)系列化实验要求学生认真对待每一步操作，以保障实验能连续进行下去，从而促进学生养成一丝不苟的科研精神，锻炼综合处理问题、解决问题的能力。
4 结语
在有机化学实验课程教学中融入思政教育是一项系统工程，牵涉到方方面面的影响因素，比如教学时数、教师自身的政治理论水平、教学内容设计、教学方式转变等。首先，要不断提升教师的德育意识和育德能力，以教师队伍为“主力军”、课程建设为“主战场”、课堂教学为“主渠道”，引导广大教师将思政教育有机融入专业课程中。其次，要以学科专业为依托，用超越代际的科学方式、紧扣时代的德育内容，展现独特的“课程思政”教学设计，将育人理念内化到课程内容、教学方法和考核评价中，使思政教育入脑、入心、入行。再次，要多角度、全方位研究建设内涵丰富的思政元素资源库，在具备有机化学学科特色的基础上，使之既包含马克思主义基本原理，又具有新时代鲜明特色，同时又要取自于生产、生活实际，形式灵活多样，有利于因人、因班施教，这样才易于学生的接受和消化，保证思政教育落地生根、开花结果。