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环境类专业有机化学课程思政探索与实践论文

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2025-01-03 11:48:03    来源:    作者:liziwei

摘要:大学有机化学是一门基础课,除化学相关专业学生外,医学、药学、生物、材料、环境、石油与天然气乃至刑侦专业的学生都会学习有机化学。经过数百年的积累加上近代科学技术的突飞猛进的发展,有机化学内涵极为丰富,为开展课程思政提供了大量的案例。对环境类专业学生来说,有机化学是学习后续专业课的基础。开展环境类专业学生的课程思政时,要充分考虑学生的专业背景,深入挖掘有机化学课程中与环境类专业相关的思政元素,实现思政元素的专业化和特色化。在教授知识的同时润物细无声地融入思政元素,让学生意识到有机化学在今后学习和工作中的基础性

  摘要:大学有机化学是一门基础课,除化学相关专业学生外,医学、药学、生物、材料、环境、石油与天然气乃至刑侦专业的学生都会学习有机化学。经过数百年的积累加上近代科学技术的突飞猛进的发展,有机化学内涵极为丰富,为开展课程思政提供了大量的案例。对环境类专业学生来说,有机化学是学习后续专业课的基础。开展环境类专业学生的课程思政时,要充分考虑学生的专业背景,深入挖掘有机化学课程中与环境类专业相关的思政元素,实现思政元素的专业化和特色化。在教授知识的同时润物细无声地融入思政元素,让学生意识到有机化学在今后学习和工作中的基础性作用。真正达到德育与智育的统一,落实立德树人根本任务。

  关键词:课程思政;有机化学;专业化;特色化;环境类专业

  0引言

  当今社会,高等教育扮演着培养人才和传播知识的重要角色。随着社会的发展和知识经济的快速崛起,高等教育在全球范围内变得越来越重要。2016年,习近平xxx在全国高校思想政治工作会议上指出:要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,努力开创我国高等教育事业发展新局面。高校教师应该将思想政治教育融入教学活动中,全面培养学生的理论水平、创新能力和综合素质。此外,还要注重价值引领和思想体系建设,帮助学生确立正确的理想信念、价值取向和政治信仰,把他们培养成为德才兼备、全面发展的人才。通过将思想政治教育与学科知识相结合,激发学生学习兴趣,帮助他们更好地理解所学知识的重要性和应用前景。在课程中体现思想政治教育的重要价值,牢记初心使命,培养符合社会主义建设需要的接班人。

  1有机化学的特点和环境类专业课程思政的育人目标

  对于环境类专业学生来说,大学有机化学是进一步学习水处理、大气污染控制、固体废弃物污染、污染物检测、资源循环利用等的基础性、前置性学科。学好有机化学基础知识,有利于学生更好地理解和分析环境相关课程的基本原理、基本方法,将有机化学与环境类课程紧密联系,实现不同学科之间的交叉融通,为未来择业、就业以及科学研究打下良好的基础。另外,该课程同时具备科普性和专业性,教学过程中应融入学校重德重能、求实求新的校训,潜移默化地培养学生的创新意识和科学精神,在提高专业技能的同时更加注重培养高尚的道德情操、厚植家国情怀,落实立德树人的根本任务。

  2有机化学课程思政实施过程中存在的问题

  2.1课程内容繁杂、难度较大

  针对环境类专业学生开设的有机化学虽然经过了一定程度的精简,但有机化学本身内容繁多、机理深奥、反应类型众多、合成路线复杂。再加上专业培养方案改革,课堂教学学时数一再压缩,导致思政内容没有时间充分展开。要想真正学好有机化学,学生还要参考其他专著深入学习,在理解反应机理的基础上对各种反应类型反复领会。然而,作为环境类专业学生的基础课,学生对该课程在学习后续课程将发挥的基础性作用没有引起足够重视。另外,来自全国各地的学生有机化学基础参差不齐。有的学生高中所用教材已经涉及了大学有机的部分内容,老师讲解得较深,学习起来较为轻松;但有些省份高考时把有机化学作为选修课程,基础十分薄弱,学习起来非常吃力。课程内容是课程思政的载体和媒介,课程思政的建设同时也是课程的建设。在每学期的前几次课,学生的学习积极性较好,但随着学习内容的深入和难度的增加,有的学生课堂上变得听不懂、跟不上,逐渐失去了学习兴趣,课程思政的实施也慢慢失去了平台和土壤。

  2.2思政元素与学生专业结合不够紧密,缺乏专业特色

  近些年,全国各高校课程思政建设不断加强,有机化学课程思政案例建设也取得了巨大进步,基于有机化学知识的巧妙思政元素和设计不断涌现,极大丰富了有机化学课程思政案例库。但一个不容忽视的问题是,大部分课程思政元素的专业性较差。教师在给不同专业的学生开展思政教育时并没有充分考虑学生的专业背景和知识结构,生搬硬套基于有机化学课程内的课程思政元素,这些元素与学生本身的专业背景相差甚远,学生不感兴趣或者难以理解,导致开展课程思政的效果欠佳。针对不同专业的学生,应找准有机化学与学生所学专业的切入点,建立有机化学与环境类专业之间的联系,在实施课程思政过程中应具有鲜明的专业特色、学校特色,潜移默化地传递思政内容,这样才更容易引起学生的兴趣。

  3开展有机化学课程思政的探索及应用案例

  3.1夯实学生有机化学基础

  对高中有机化学知识较为薄弱的同学采取3种方法迅速把短板补齐:(1)在正式上课前拿出5分钟来温习高中有机化学基础知识。由于高中有机化学知识浅显易懂,课前复习可以帮助原来基础薄弱的同学更加从容、轻松地接受新知识;(2)利用课外时间对基础薄弱的同学单独辅导,把原高中的知识全部复习一遍;(3)鼓励有机化学基础较好的同学主动去帮助基础薄弱的同学。经过一段时间的努力,有机化学基础薄弱的问题得到了很大程度的解决,同时也形成了学习有机化学的良好氛围。

  3.2增强课程思政的趣味性,寓教于乐

  充分利用现有教学手段来最大程度地激发学生的积极性。在讲解前言时,涉及键长、键角等概念。而对一些复杂的有机化合物,用结构式来表达更为简单明了。这些都可以用Chemdraw软件轻松实现,学生对用电脑软件来画各种结构式也非常感兴趣。在讲授桥环和螺环化合物时,可以利用X射线单晶衍射来更直观地揭示分子的立体结构。对环己烷的椅式-船式构象转变问题,可以采用Chem3D软件来动态展示各种构象之间的转变以及能量变化,将复杂过程简单化,学生学习的积极性有了很大提高。另外,鼓励有兴趣的同学去实验室参观学习,让学生意识到高分子化学也是从有机化学衍生过来的,有机高分子材料不再是枯燥乏味的定义和繁琐的反应方程式,而是种类繁多、精彩纷呈的有机功能高分子材料,在航空航天、国防工业和生产生活中发挥着巨大作用。引导他们致力于新材料的合成和研发,进一步激发学生投身科研的勇气,为把我国尽快建设成为新材料强国而努力奋斗。

  3.3找准切入点,深入挖掘具有专业特色的思政元素

  教师在给环境类学生开展课程思政时应结合学生的专业背景巧妙融入思政元素,才能引人入胜,引起学生的共鸣。所引入的思政元素应与学生所关注的环境化学、环境安全、水污染与水处理、固体废弃物污染与防治、节能减排和资源循环利用等领域紧密关联。同时,教师也要发挥自身的专业优势做到学科间的交叉融通。

  3.3.1无私奉献,培养爱国主义精神

  法国科学家巴斯德曾说过:科学无国界,但科学家有自己的祖国。在讲授苯环的磺化反应时可引入离子交换树脂在水处理中的重要应用,其中,最核心的离子交换树脂是用苯乙烯母球经过磺化反应得到的,从而引出我国离子交换树脂之父何炳林先生,以一己之力在国内缔造了一个行业,奠定了两个领域,为我国原子弹的试爆成功作出了重大贡献。另外,大家熟知的链霉素、头孢菌素、纯净水、氯碱、合成樟脑、甜菊糖的重要有效成分萃取等都与何炳林的离子交换树脂有关。何炳林先生常说,国家的需要就是我们的奋斗目标。他将自己的一生都奉献给了科学事业,为南开乃至祖国的发展都作出了不可磨灭的贡献。因此,作为当代的大学生要珍惜来之不易的和平环境和日益强盛的祖国提供的优越科研条件,以舍我其谁的精神,奋力开创科研事业的新局面,尽早解决卡脖子技术难题,打破发达国家的技术封锁,为中国科学事业的腾飞打下坚实基础。

  3.3.2科技兴国,增强民族意识,激发民族自豪感

  粮食安全对维护国家安全、社会和谐稳定和人民安居乐业至关重要。在现代农业中,高效、低毒的绿色农药和除草剂在保证粮食丰收方面发挥了巨大作用。新中国成立以来,我国农药生产水平不断提高,但始终处于仿制阶段,研发实力薄弱。广泛使用的除草剂存在成本低廉、残留高、环境污染严重以及屡屡发生农药中毒等问题。在这种形势下,南开大学的李正名院士在2002年9月创造性地提出“绿色农药创制”的指导思想。他带领团队自主研发的单嘧磺隆,是我国第一个拥有自主知识产权的绿色超高效除草剂,打破了发达国家在创制新除草剂领域的长期垄断。他还时常叮嘱自己的学生农药创制必须与国情相符合,要主动下乡、深入田间地头调查研究,研制中国老百姓能买得起的农药。否则即使科研搞得再好,文章写得再有水平,也仍不能解决基层的实际问题。通过这样的思政案例,让学生深切感受老一辈科学家实事求是的科研精神,以及在促进粮食增产增收、保障国家粮食安全中作出的重大贡献和付出的辛勤和汗水。使学生感受到有机化学对农业农村发展、环境保护的重要作用,让学生意识到独立自主研发高端产品,打破国外技术垄断的重要性,增强科技兴国的信心和决心。要学习先辈科学家卓越的创新精神和吃苦耐劳精神,培养热爱祖国的深厚感情,增强民族意识,激发民族自豪感。

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  3.3.3创新思维,牢固树立可持续发展思想

  关于讲述烷烃的结构和物理、化学性质。烷烃最基本的反应类型是氧化反应,化石能源等不可再生资源推动人类社会不断向前发展。另外,绝大多数的有机化学原料也来源于石油资源。但是,化石资源是古生物经过上亿年的演化形成的,是不可再生能源。回顾历史上曾经发生的3次石油危机,启发学生在以后的学习工作中,要注意保护和合理利用石油资源,同时要开发新能源,走可持续发展之路。如陆地和海上风电、太阳能、水力发电、潮汐能等。此外,绝大多数的有机化学品和原料也来源于石油资源,采用绿色可再生的生物质化学品来替代石油基化学品是实现化学工业可持续发展的根本途径之一。美国能源部总结的12种生物基化学品包括葡萄糖酸、甘氨酸、衣康酸、乙酰丙酸、丁内酯、甘油、山梨醇、木糖醇、丁二酸、2,5-呋喃二甲酸、3-羟基丙酸和天冬氨酸。在进行化工生产和科研活动时,要优先使用这些生物基原料制备各种化学品和材料,逐渐形成绿色、可持续的新优势,在新能源和化学新材料赛道抢占先机。

  3.3.4精益求精,培养科学素养

  当今社会的竞争最根本的是创新能力的竞争,原始创新可以极大地发展人类生产力,创造新的社会财富,给人类社会的发展带来质的飞跃。在讲授羧酸的酯化反应时,可巧妙引入矿泉水瓶的大量使用导致的白色污染问题,让学生牢固树立环境保护的理念。用于食品和饮料包装的矿泉水瓶的原料为聚乙烯(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET),是由对苯二甲酸和乙二醇经酯化反应制备的,具有低成本、高强度、抗冲击性和高透明等特性。2021年PET全球年产量为8 100万吨,市场预测到2028年将达1.15亿吨。但是只有不到10%的PET被成功回收,由于PET是不可降解塑料,废弃的PET造成了严重的白色污染,每年大约有超过800万吨的PET流入海洋。预计到2050年,海洋中所有塑料废物的质量将超过鱼类,因此制备可降解的PET改性聚酯材料迫在眉睫。有机化学课本中曾经提到过邻基参与这一概念:即羧基邻位的羟基可以和酯羰基形成分子内氢键,这一作用可大大提高酯基的水解能力。利用这一原理,LEE等指出使用2,5-二羟基对苯二甲酸可制备出在海水中降解的PET共聚酯。除此之外,聚烯烃(如聚乙烯)也会引起固体废弃物污染。在讲解醛酮这一章时,提醒学生可通过化学转化在聚烯烃上引入羰基,利用羰基化合物的Norrish消除反应来实现聚烯烃的光降解。让他们意识到学好有机化学可以更好得理解水处理和固体废弃污染的操作原理,为将来做好本职工作打下坚实基础。

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  4结语

  新时代的思想政治教育被赋予了新的使命。通过挖掘有机化学课程中的思政元素,使课程思政与专业教学形成互补、从而实现“三全”育人的目标,也是实现立德树人的最有效途径之一。本文针对环境类专业课程思政存在的学生有机基础参差不齐、思政案例专业特色不强等问题,提出了3点改进策略:(1)夯实学生有机化学基础;(2)增强课程的趣味性、寓教于乐;(3)找准切入点,深入挖掘具有专业特色的思政元素。其中,深挖具有专业特色的思政元素是提高课程思政效果的关键一招。当今的大学生思想活跃、个性鲜明、接受新知识和新事物的能力强。在开展有机化学课程思政时,所引入的思政案例与他们的专业背景密切相关,才能引起学生的广泛兴趣从而引起情感共鸣。这一策略为有机化学教师为环境类专业学生开展课程思政提出了新的思路。通过使用全新的思政案例,能够从根本上激发学生对本专业的认同感,让学生认识到自己所学专业的巨大价值和应用前景。而只有充分学好有机化学这门专业基础课,才能更好地学习环境类专业的其他课程,支撑自己在环境工程、环境科学、水处理、资源循环利用等领域走得更远、取得更大的成就。这样才真正实现了知识传授和课程思政同向同行,真正实现德育与智育相统一,真正实现全员全过程全方位育人。

       参考文献:

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