吳璐璐,楊國玉,謝黎霞,曹占奇,徐翠蓮
(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 理學(xué)院,河南 鄭州 450002)
2016年12月9日,習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調(diào),堅持把“立德樹人”作為中心環(huán)節(jié),將思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程,實現(xiàn)全程育人、全方位育人,努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[1]。根據(jù)習(xí)近平總書記關(guān)于教育的重要論述和全國教育大會精神[2],參考2020年第17期《求是》雜志刊發(fā)的習(xí)近平總書記的重要文章《思政課是落實立德樹人根本任務(wù)的關(guān)鍵課程》和教育部2020年6月印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》[3]等重要文件指示,全面、系統(tǒng)、多層次、多維度地建設(shè)課程思政,將課程思政“潤物細(xì)無聲”地體現(xiàn)在課堂教學(xué)中是十分重要和必要的。
河南農(nóng)業(yè)大學(xué)是中華人民共和國農(nóng)業(yè)部、國家林業(yè)局、國家煙草專賣局和河南省人民政府共建高校,為河南省省屬重點大學(xué)。學(xué)校堅持科學(xué)發(fā)展,堅持規(guī)模與內(nèi)涵并重,以改革為動力,以學(xué)科建設(shè)為龍頭,突出辦學(xué)特色,正在努力建設(shè)一所以生命科學(xué)及其相關(guān)基礎(chǔ)學(xué)科為先導(dǎo)、以農(nóng)業(yè)科學(xué)為優(yōu)勢、特色明顯的教學(xué)研究型大學(xué)?!捌胀ɑ瘜W(xué)”“有機化學(xué)”和“分析化學(xué)”是各農(nóng)林相關(guān)專業(yè)(如農(nóng)學(xué)、中藥學(xué)、園林、林學(xué)、環(huán)境工程、動物醫(yī)學(xué)、動物科學(xué)、煙草、食品科學(xué)與工程、植物保護(hù)、生物工程等)的重要公共基礎(chǔ)課,與農(nóng)業(yè)、動醫(yī)、生命、環(huán)境、植保等學(xué)科關(guān)系緊密,在培養(yǎng)學(xué)生扎實的理論基礎(chǔ)、創(chuàng)新能力、綜合能力、綜合素質(zhì)等方面具有極其重要的作用。另外,大學(xué)化學(xué)課程分設(shè)在一年級上下兩個學(xué)期,大一正是學(xué)生形成系統(tǒng)的人生觀、世界觀和價值觀的關(guān)鍵時期。在課程思政的建設(shè)過程中,教學(xué)團隊成員在授課過程中通過對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精細(xì)地構(gòu)思與設(shè)計,找準(zhǔn)切入點,將大學(xué)化學(xué)課程思政教育案例與教學(xué)內(nèi)容巧妙結(jié)合,樹立課堂教學(xué)創(chuàng)新理念,將教材內(nèi)容與生活案例結(jié)合,在潛移默化中開展課程思政教育,做到“潤物細(xì)無聲”,將課程思政實現(xiàn)常態(tài)化,培養(yǎng)學(xué)生愛國主義、科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)的思維方式,實現(xiàn)課程思政教育目標(biāo)。
“有機化學(xué)”是河南農(nóng)業(yè)大學(xué)開設(shè)最早的基礎(chǔ)課之一,面向農(nóng)科所有專業(yè)大一的學(xué)生開設(shè)。2015年以來,“有機化學(xué)”先后獲批校級精品課程資源共享課、校級SPOC、省級精品MOOC建設(shè)課程。2019年“有機化學(xué)”基層教學(xué)組織被評為省級優(yōu)秀基層教學(xué)組織。2020年,“有機化學(xué)”先后獲批省級一流課程和國家一流課程。作為農(nóng)科“有機化學(xué)”課程的任課老師,我們要利用好“有機化學(xué)”的課程資源,緊扣新時代發(fā)展主題,將思政元素融入課程教學(xué)中,將我?!坝袡C化學(xué)”課程打造成一門真正的“金課”。
本文選取“有機化學(xué)”教學(xué)用書中第五章“旋光異構(gòu)”的教學(xué)內(nèi)容,重點對教學(xué)中思政案例的設(shè)計思路和實施過程進(jìn)行介紹。以化學(xué)發(fā)展史為基礎(chǔ),對“旋光異構(gòu)的基本概念”進(jìn)行設(shè)計。
知識目標(biāo):掌握手性分子、對映體、消旋體等旋光異構(gòu)的基本概念。
能力目標(biāo):通過對科學(xué)家事跡的了解,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神;通過“反應(yīng)停事件”的介紹,培養(yǎng)學(xué)生樹立科學(xué)雙刃劍的理念。
素質(zhì)目標(biāo):通過對科學(xué)家路易斯·巴斯德的經(jīng)歷介紹,讓學(xué)生了解科學(xué)家具備的不知疲倦的探索精神及敏銳的洞察力;通過“反應(yīng)停事件”的介紹,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求學(xué)的科學(xué)態(tài)度。
1822年路易斯·巴斯德出生于法國東部得多爾鎮(zhèn),是法國的化學(xué)家。雖然巴斯德是以倡導(dǎo)疾病細(xì)菌學(xué)說、發(fā)明預(yù)防接種方法而最為聞名,但他對化學(xué)學(xué)科的發(fā)展也有重要的貢獻(xiàn)。1848年,晶體的研究開始蓬勃發(fā)展,26歲的巴斯德開始對晶體產(chǎn)生興趣。巴斯德喜歡酒,他注意到在制酒的過程中酒石酸會在發(fā)酵過程中沉積,于是以酒石酸為研究目標(biāo)。后來發(fā)現(xiàn)其實沉積的不只是酒石酸,還有另一種當(dāng)時被稱為“類酒石酸”的晶體。當(dāng)時發(fā)現(xiàn)酒石酸和類酒石酸的分子式是相同的。但酒石酸溶液和類酒石酸溶液的光學(xué)性質(zhì)卻大不相同,“極化光”通過酒石酸溶液時會產(chǎn)生右旋光,通過類酒石酸溶液則不變。為什么分子式相同的化合物會有截然不同的光學(xué)特性?當(dāng)時很多化學(xué)家都解釋不了這一現(xiàn)象。巴斯德決定來研究這個課題,他認(rèn)為它們結(jié)晶的結(jié)構(gòu)可能不同。經(jīng)過細(xì)心的觀察發(fā)現(xiàn):酒石酸鹽類結(jié)晶有一面較長,不是完全對稱的,因此通過酒石酸溶液的極化光會產(chǎn)生右旋現(xiàn)象。他又假設(shè):類酒石酸鹽類晶體應(yīng)該是對稱的,所以通過類酒石酸溶液的極化光才不會改變。然而當(dāng)他將類酒石酸鹽類晶體挑出來觀察時,卻與自己設(shè)想的不同,類酒石酸鹽類結(jié)晶和酒石酸鹽類結(jié)晶是一樣。原以為解開謎底的巴斯德再次陷入困惑。為什么酒石酸鹽類結(jié)晶和類酒石酸鹽類結(jié)晶都有不對稱的晶面,但前者有光學(xué)活性,后者卻沒有?只能更大膽地假設(shè):某些結(jié)晶較長的晶面在左邊,某些結(jié)晶較長的晶面在右邊,只有這樣,才可能解釋為什么類酒石酸鹽類結(jié)晶具有不對稱的晶面,卻沒有光學(xué)活性。果然,他發(fā)現(xiàn)類酒石酸鹽類結(jié)晶有兩種,其中有些晶體較長的晶面在左邊,另外一些則在右邊,就像左手和右手。當(dāng)他把所有較長的晶面在左邊的晶體挑出、溶解,然后將溶液通過極化光,即產(chǎn)生左旋現(xiàn)象;反之將所有較長的晶面在右邊的晶體挑出、溶解,然后將溶液通過極化光后,即產(chǎn)生右旋現(xiàn)象。換句話說,類酒石酸溶液不具有光學(xué)活性,是因為它是兩種晶體的混合物,它同時具有左旋和右旋的光學(xué)特性,光學(xué)性質(zhì)互相抵消。巴斯德以他極其細(xì)微的觀察力,大膽假設(shè),發(fā)現(xiàn)酒石酸鹽、類酒石酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)不同。因?qū)剖岬溺R像同分異構(gòu)體的研究使年僅26歲的巴斯德一躍跨入著名化學(xué)家行列之中(圖1)。
圖1 路易斯·巴斯德(左);酒石酸異構(gòu)體(右)
二十世紀(jì)60年代初期,歐美多個國家的醫(yī)生都在使用沙利度胺治療婦女妊娠反應(yīng),很多孕婦吃了藥后就不吐了,惡心的癥狀得到了明顯緩解,于是該藥就成了“孕婦的理想選擇”。沙利度胺被大量生產(chǎn)、銷售,僅在聯(lián)邦德國就有近100萬人服用過沙利度胺,其每月銷量達(dá)到了1噸。但隨即而來的是,服用過該藥物的孕婦生下的嬰兒都是短肢畸形,形同海豹,被稱為“海豹肢畸形”。1961年,這種癥狀終于被證實是孕婦服用沙利度胺所導(dǎo)致的,受其影響的嬰兒已多達(dá)1.2萬名。沙利度胺造成的胎兒畸形成為二十世紀(jì)最大的藥物災(zāi)難事件,至今仍有法律糾紛(圖2)。不由讓我們產(chǎn)生疑問,為什么會造成這么大的傷害,為什么沙利度胺這種物質(zhì)既能起到鎮(zhèn)靜的作用,同時又使胎兒畸形呢?后來研究發(fā)現(xiàn),其實沙利度胺是旋光性物質(zhì),存在兩種結(jié)構(gòu)——左旋沙利度胺和右旋沙利度胺,這兩種結(jié)構(gòu)互為鏡面關(guān)系,看似結(jié)構(gòu)相似,但性質(zhì)卻有很大的差異,右旋的沙利度胺具有使孕婦鎮(zhèn)靜的作用,而左旋的沙利度胺卻使胎兒致畸??赡苡腥藭?,為什么當(dāng)時開發(fā)這個藥物時沒有發(fā)現(xiàn)這么嚴(yán)重的問題,有如下兩個原因:一是結(jié)構(gòu)上差異太小,當(dāng)時人們對旋光性物質(zhì)的認(rèn)識還不夠;二是當(dāng)時藥物開發(fā)的毒性測試不夠全面。因此,現(xiàn)在的藥物開發(fā)和申報流程越來越嚴(yán)格。
圖2 海豚肢畸形(左);沙利度胺的結(jié)構(gòu)(右)
在學(xué)習(xí)“旋光異構(gòu)”這章之前,首先以路易斯·巴斯德的生平和首次實現(xiàn)酒石酸外消旋體拆分為主線,介紹路易斯·巴斯德實現(xiàn)外消旋體拆分的過程,培養(yǎng)學(xué)生對未知事物的好奇心,讓學(xué)生明白科學(xué)研究要有不知疲倦的探索精神和敏銳的洞察力。同時,介紹路易斯·巴斯德不僅在化學(xué)領(lǐng)域有重大貢獻(xiàn),同時也是微生物學(xué)家,也正是由于路易斯·巴斯德的全面發(fā)展,才能讓他對酒石酸的結(jié)構(gòu)有全新的認(rèn)識,讓學(xué)生明白各個學(xué)科都是相通的,要把每個學(xué)科都學(xué)好,學(xué)會多學(xué)科知識的融會貫通。
隨后,我們播放沙利度胺事件的視頻,讓學(xué)生直觀地看到沙利度胺帶給人類的災(zāi)難,告訴學(xué)生當(dāng)時就是由于科學(xué)家的失誤以及對旋光異構(gòu)認(rèn)識不足,才釀成大錯。教育學(xué)生干任何事情都要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,特別是科學(xué)研究,容不得半點馬虎。之后,我們以沙利度胺為例,引出教學(xué)用書中旋光性物質(zhì)的定義、手性、手性分子、對映體、外消旋體等內(nèi)容。
我們在“立德樹人”理念下將課程思政融入到農(nóng)林院校公共基礎(chǔ)課的教學(xué)中,在確立課程新目標(biāo)、挖掘思政素材、將思政元素融入教學(xué)過程中等方面進(jìn)行了探索和實踐。實踐證明,將思政內(nèi)容和專業(yè)知識深度融合,可以達(dá)到在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時,“潤物細(xì)無聲”地培養(yǎng)學(xué)生的思想道德素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)。課程思政讓化學(xué)課程更加生動、有趣,也調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和興趣,同時也讓非化學(xué)專業(yè)的學(xué)生深入了解化學(xué)學(xué)科的發(fā)展及前沿知識。