面向新农科有机化学实验课程育人实践

洪昀，杨胜祥，张洪涛

浙江农林大学，杭州 311300

课程思政是指以构建全员、全程、全课程育人格局的理念，将各类课程与思想政治理论课程同向同行，形成协同效应。把“立德树人”作为教育根本任务的一种综合教育理念[1]。从2014年以来，习近平总书记对思政育人先后发表了5次重要讲话，对课程思政的内涵、意义、建设和发展进行了系统的论述，为课程思政的改革和发展指明了方向。2020年教育部印发了《高等学校课程思政建设指导纲要》，从战略意义、指导思想、建设内容、教学体系、课程分类、师资建设、政策激励、支持保障等方面，形成了全面覆盖、类型完整、层次递进、保障有力的体系性建设意见，对进一步深化推进高校课程思政改革创新明确了工作方向，具有十分重要的理论价值和实践意义。虽然近几年课程思政的观念逐渐深入到教师执教理念中，但是，依然还存在部分教师认为思政育人的主战场是思想政治课，这为专业课开展课程思政提出了新的挑战和难度。2018年高校师生思想政治状况滚动调查结果显示，影响大学生思想言行和成长的第一因素是专业课教师。因此，课程思政不是思想政治课的“专利”，专业课同样也需要“课程思政”的引领[2,3]。专业课教师运用学科和专业思维，提炼专业课中蕴含的思政元素，在潜移默化中转化为学生精神层面的指引，这是“课程思政”的重要体现。

有机化学实验是继有机化学理论课后独立开设的一门技术性课程，也是高等农林院校生物、农学、林学、动物科学（医学）、食品科学、园林(艺)、环境科学等农林类相关专业本科生开设的一门基础必修课。该课程分为基本操作、有机合成、提取分离、综合实验四大模块。通过课程教学培养学生良好的实验习惯、实事求是的科学态度、严谨细致的工作作风和精益求精的科研能力[4]。大类基础理论课如何跟农林人才培养目标相结合，如何在有机化学实验课程思政中融入新农科育人理念，培养德才兼备和知农爱农的新时代人才，是农林专业有机化学实验课程思政改革的主要方向。

1 农林院校有机化学实验课程思政开展存在的问题

长期以来，实验课与思政教育都是自成体系，呈现为两条平行线，相互之间不会融会贯通，使实验课蕴含的丰富思想政治教育资源和丰富的农林特质育人功能没能得到有效体现，形成的后果就是“三全育人”脱节脱轨[5]和新时代对新农科人才培养的要求有差距。

1.1 重大类培养，轻农林特色

有机化学实验作为一门大类公共基础课，涉及到我校农、林、理、工、医等不同专业类别。原有的教学大纲没有充分考虑到不同专业的属性，仅根据课时安排授课内容，存在所有专业教学体系千篇一律的问题，不符合新时代新农科建设对人才培养目标的要求。随着新农科建设的持续推进，在有机化学实验教学体系中融入农林特质，打造具有明显新农科烙印的新型教学内容体系是当下农林院校大类公共基础课改革和发展亟需解决的重要课题。

1.2 重理论验证，轻能力培养

作为构成涉农专业实验课程体系的核心组成部分——有机化学实验是农林院校农学、林学、生物、医药、环境等专业的重要专业基础实验课程之一。现有的教学体系以巩固有机化学基本理论知识和对有机化学理论的实验验证为主，缺乏综合能力和科学思维的培养。而新时代的课程建设要求紧紧抓住课堂主渠道，通过传递知识实现价值引领和能力培养。因此，有机化学实验课程更要培养学生独立思考、独立操作的实验技能，让学生熟悉有机合成、分离提纯、结构鉴定和性能测试等基本的实验技术，形成网状多维的科学思维，在实验过程中培养学生发现问题、分析问题和解决问题的综合能力[6]。

1.3 重成熟实验，轻创新实验

有机化学实验作为一门基础课，普及面广、授课学生人多、教学工作量大，每年在上有机化学实验课时就跟滚车轮一样，一个班刚刚结束，另外一个班就跟上来继续上课。老师们在选择教学项目的时候都偏向于技术成熟可行、结果简单直接的实验，整个教学过程可复制、可实施、可推广，虽然节省了教学精力，但是，几个实验做下来学生都摸清了教学套路，导致课程对学生的吸引力几乎降到了冰点。因此，有机化学实验内容体系中，综合性实验、自主设计实验、创新实验等这些能发挥学生主观能动性、激发学生创新潜能的实验应该合理设计、精心组织实施，培养学生的创新能力，增强学生的专业认同感。

1.4 重线下教学，轻线上教学

目前，有机化学实验教学大多数都沿袭传统的教学模式：实验教师先安排好本年度的实验内容以及上课时间；学生在实验前自主预习并写好实验预习报告；实验课由教师先讲解实验内容及注意事项，然后学生开始实验，指导教师巡视全场并进行指导[7]。伴随着信息技术的飞速发展，网络教学走进专业教学是大趋势所在，尤其是2020年一场突如其来的疫情，要求“停课不停教、停课不停学”，把有机化学实验课程教学推上了在线教学的第一线。因此，有机化学实验的教学要适应新形势的发展，化危机为新机、于变局中开新局，结合虚拟仿真实验技术，积极进行线上教学探索，建立线上线下相结合的混合式教学新模式。

1.5 重知识传授，轻思政教育

2 农林院校有机化学实验课程思政的育人体系和育人元素

农业乃立国之本，农林院校担负着培养知农爱农、强农兴农的新时代农业人才的重任。2019年，习近平总书记给全国涉农高校的书记校长和专家代表的回信，为农林院校课程思政的实施明确了立德树人的根本遵循。

2.1 农林院校有机化学实验课程思政的育人体系

针对现行有机化学实验教学中存在的不足，尤其是思政育人和专业课程育人脱节的现状，课程组通过深挖育人元素、做好顶层设计、强化科研素养、提升创新能力和搭建网络平台等方面开展全面的研究、改革和实践工作，将各个教学环节中“碎片化”的思政元素有机统一起来，形成系统的农林院校有机化学实验思政育人体系(图1)。

图1 农林院校有机化学实验课程思政育人体系

2.2 农林院校有机化学实验课程思政的育人元素

课程组全体教师秉持习近平总书记提出的“所有课堂都有育人功能，所有教师都有育人职责”的教育新理念，深入挖掘有机化学实验的德育内涵和德育元素，把思想引导和价值观塑造融入到教学环节中。课程组从家国情怀与人类关怀、职业素养与责任意识、竞争意识与创新精神三个方面梳理挖掘有机化学实验教学内容的思政元素，通过教师讲解、翻转课堂、视频播放、示范演示、操作体验、自主设计等实施方式灌输育人理念，全方位、立体式培养新时代的“新农人”。具体内容如表1所示。

表1 有机化学实验的思政育人元素

课程组在选择实验教学内容的时候，既要考虑到有机化学实验的共性要求，又要考虑到农林院校的培养特色。在常规性质测定分析实验中，把实验内容设置为农林特色化学成分分析测定，培植农林化学分析特色。在合成实验选择中，安排了一个经典的阿司匹林的合成和一个乙酰苯胺的合成，之所以选择这两个合成实验，是因为阿司匹林和乙酰苯胺可以从上游天然植物成分利用溯源，教师讲授时可以结合植物资源化学利用灌输知农爱农情怀。植物化学成分提取是我们实验教学的重点部分，从思政元素的全方位覆盖的角度考虑，安排了三个植物化学成分提取实验，培养学生自觉运用有机化学实验技能分离分析植物化学成分的跨学科思维，增强民族自信，树立兴农强农的家国情怀。

3 有机化学实验课程思政的实施路径

课程组将有机化学实验中具有农林特质的思政育人元素提炼后，进一步梳理整合成家国情怀与人类关怀、职业素养与责任意识、竞争意识与创新精神三大育人要素。按照新农科人才培养要求，通过编制育人大纲、挖掘育人素材、强化实践操作、凸显创新创意和打造线上线下相结合的教学模式等路径，让农林高校有机化学实验的思政实践真正成为传播新农科知识、塑造新农科新人的时代新课程。

3.1 强化顶层设计，引领学科育人

教学大纲是根据教学计划，以纲要形式规定一门课程的教学内容，是编写教科书和教师进行教学的主要依据，也是检查和评定学生学业成绩、衡量教师教学质量和育人成效的重要标准。围绕培养什么人、怎样培养人、为谁培养人这一根本问题，根据大思政的育人理念，课程组通过学习、研讨，形成思政育人的集体共识，组织编写了《有机化学实验课程思政教学大纲》，在原有的知识目标和能力目标的基础上，增设了育人目标，将思想政治教育作为课程的组成部分以纲要的形式加以明确。具体如下。

有机化学实验课程教学应该包括三个层次的目标：

知识目标：要求学生掌握有机化学实验的基本知识、思维方法与基本原理；

在坚持调解优先同时，诸暨市强调对调解工作法治化、规范化的要求。对不适宜调解或明显调解不成的案子，及时建议当事人采取诉讼方式解决。

能力目标：要求学生具有自主学习及知识迁移能力，分析、解决问题的探究能力及一定的实验操作技能；

育人目标：要求学生树立正确人生观、价值观和世界观，成为有社会责任感和使命感的人；培养学农知农爱农的新时代人才。

有机化学实验教学三个层次的目标是层层递进的关系，即在让学生掌握一定理论知识的基础上培养学生运用有机化学知识解决实际问题的能力，进而将学生培养成具有正确人生观、价值观、世界观和社会责任感和使命感的人。有机化学实验的教学应通过唯物主义辩证分析，结合中国古代的有机化学成就以及对新中国成立后中国有机化学的成果和有机化学家的介绍，对学生进行唯物主义、爱国主义教育，激发学生的民族自信心和自豪感，提升学生学习科学、投身科学研究的信心。

《有机化学实验课程思政教学大纲》为有机化学实验开展课程思政做好了顶层设计，为教师的教书育人指明了方向。

3.2 挖掘历史素材，精神文化育人

理工科课程实施“课程思政”，并不是简单机械地在授课过程中进行思想教育，而是要结合课程内容与特点，引入适当的德育因素，提升课堂的效率与品质，赋予普通的理工科课程更多的内涵，提升学生的世界观与方法论[2]。有机化学实验作为一门实践学科，每一个实验项目都凝结了科学家艰苦卓越的奋斗史，是一副生动的育人素材。

在有机化学实验课程进行过程中，课程组始终坚持融入课程思政元素，例如结合中国古诗词讲述有机化学知识，鼓励学生继承和发扬中华民族优秀文化，引导学生树立坚定的“文化自信”；结合有机化学实验发展的前沿领域，介绍中国科学家的突出贡献，激发学生树立民族自豪感，激励学生为国家富强主动学习。结合学科发展及前沿，引用“科学家”经典事迹，人生轨迹，渗透“坚持不懈、持之以恒、默默工作、淡泊名利”的科学精神，引导学生向科学家学习，树立优秀的科学素养和品德。例如，阿司匹林的合成实验，课程组从古埃及人利用杨柳树树皮治疗风湿性关节炎开篇，提示同学们杨柳树树皮里蕴含着治疗风湿性关节炎的活性成分，激发同学们的探究热情。进一步介绍古希腊的现代西方医学之父希波克拉底揭示了这一活性物质就是水杨酸！随后特别强调，人们在服用水杨酸的过程中呈现了很多的副作用，于是科学家又开始了艰辛的探索，直到19世纪末20世纪初，德国科学家霍夫曼和艾兴克林发现了乙酰水杨酸(阿司匹林)才极大地降低了水杨酸的副作用，使阿司匹林真正成为造福人类的“良药”。阿司匹林的合成是人类不断超越自我的历史典范，是科学家人类关怀的大爱情怀的结晶。通过化学史的引入不仅激发了学生的实验激情，又培养了人类关怀的大爱情操。此外，现代化学实验史很多都是来源于西方国家，课程组结合我国近现代史的实际，跟学生浓墨重彩地介绍建国后，我国科学家克服重重困难，第一次合成了人工牛胰岛素；我国天然药物化学家屠呦呦首次提取分离出青蒿素这些载入人类历史史册的丰功伟绩，激发了学生爱党、爱国、爱人民的家国情怀。

3.3 养成规范操作，强化实践育人

实践育人，是党和国家根据时代发展的需要，在准确把握教育本质和人才培养规律基础上提出的一种科学教育理念。实践教育在人才培养中具有独立的地位和作用，与教书育人、管理育人和服务育人共同构成高校教育体系。现代学习理论认为：“人的最佳学习状态不是静止被动的知识灌输，而是对人生的全身心投入和探究”。如何探究？最佳的方法自然是实践体验，只有切身的实践体验才可能全身心投入其中，否则只是坐而论道，永远难有深入之感。

课程组按照学术论文的规范要求，精心设计统一规范的预习报告、实验记录、总结报告等，培养学生严谨、严格、严肃的学术素养，增强学生的主体意识和责任意识。例如，在预习报告的设计中，我们安排了五个模块：实验原理、物性分析、起源与发展、方案对比、意见与建议。学生在撰写起源与发展、方案对比时，要广泛地查阅文献资料，熟悉相关的化学史，了解实验项目的国内外进展与近况，一方面扩充了学生的知识面，加深了对实验项目的理解；另一方面，通过课前的预习任务，引导学生珍惜学习时光，心无旁骛求知问学，增长见识，丰富学识，沿着求真理、悟道理、明事理的方向前进。再如，在实验课堂上，教师通过实验前讲授演示、实验中督查纠错、实验后核查指导，立足现场、关注细节、发现问题及时解决问题；对团队实验项目的实施过程加以控制、检查、跟踪和改进，明确各自的职责，关注实验的进展。监督、培养学生执行的自觉习惯，养成良好的职业素养和责任意识。同时课程组利用单周周四下午的业务研讨会，对每一个实验项目的“设计←→实施←→反思”进行闭环研讨，根据教学效果和育人效果及时调整教学计划和实施方案，确保育人成效落到实处。

3.4 加强创意设计，突出科研育人

当前，有机化学实验教学中存在一个突出的问题就是为了实验而实验，教师和学生机械性地重复着几个成熟的实验，主要的目的是用于操作技能的培训，很大程度上没有体现出对学生创新能力的培养目标，在内容安排上千篇一律，缺乏创新能力的培养载体。

在推进科研育人的实践中，课程组紧跟时代节拍，深化改革，全方位挖掘科研育人的要素，全面优化科研育人的环节。按照自主、探究和合作的原则，在有机化学实验教学内容中，课程组选择青蒿素的提取与鉴定、酮肟Beckmann重排反应在酰胺类化合物合成中的应用研究两个实验作为自主设计实验，把创新作为第一评判指标，安排每4个学生一个小组，每个小组通过组内分工协作，查阅资料、设计方案、自主实验，出现问题组内协商讨论解决。实验结束后，每个小组提交一篇学术小论文，课程组组织教师对这些论文进行集体评审，对其中新颖有创意有学术价值的论文要求学生进一步修改完善、补充数据，投稿到学术期刊发表。通过自主设计实验项目的实施，近年来，我校本科生的科研热情逐年高涨，科研能力明显提升，学生发表SCI论文和授权专利数量逐年上升。因此，通过自主设计实验的探究实施，使学生感受到真实的科学研究体验，激发学习兴趣，促进主动学习方式的养成，强化科学探究的能力，增强团队合作意识，培养学生的创新精神和实践能力。

3.5 搭建线上平台，发挥网络育人

近年来，虚拟仿真技术的快速发展为有机化学实验线上教学的开展和实施创造了条件。尤其是2020年以来受疫情的影响，学生不能返校开展课堂教学和实践，课程组积极响应“停课不停教和停课不停学”的要求，联系欧贝尔软件技术开发有限公司，合作开发有机化学实验虚拟仿真教学平台，让学生足不出户就能参与有机化学实验的课程实践。为了确保有机化学实验课程的网络教学效果，课程组同步在超星平台上开设有机化学实验网络在线课程，设置有预习模块、在线讨论模块、课程反思模块和扩展延伸模块四个部分，作为虚拟仿真实验的有效补充。课程组将每一个实验的内容、课件导入到预习模块，供学生课前预习使用。在虚拟仿真实验环节中，同步开展在线讨论，教师和学生针对实验中的问题开展实时线上交流互动。在课程反思模块主要设置实验报告，学生在线撰写实验报告和在线提交，教师在线批改和指导，确保教师清清楚楚地教，学生明明白白地学，使线上线下同质等效。在扩展延伸模块，教师通过超星平台推送《化学哲学新体系》《思想实验：当哲学遇见科学 保持理智，又可发挥想象力的思维方式》《判决性实验：拉瓦锡化学革命研究》《烧杯君和他的化学实验》《农业化学》等读本，激发学生的学习热情，增强学农爱农的家国情怀。

4 实施效果

有机化学实验课程组通过近两年的思政改革与实践，效果反馈良好。课程组从学习动力、思政映射点掌握状况和思政育人效果三个方面对农学两届共120名学生开展了调查问卷。97%的学生认为思政点的融入很自然，没有刻意的痕迹，能接受这种授课模式。98%的学生能较好地掌握理论知识和思政映射点之间的内在联系，能激发学农知农爱农的情怀。95%的学生认为思政元素的融入让抽象的有机化学知识更加立体化，有助于理论知识点的掌握。2%的学生表示没有什么不一样的感觉。1%的学生认为思政的加入挤压了理论知识课堂授课时间。问卷调查结果表明，课程思政融入理论教学效果较好，但还需进一步挖掘、精炼思政元素，提升专业和思政的融合度。

5 结语

“课程思政”是高校以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，以习近平总书记关于教育工作的重要论述为根本遵循，落实立德树人根本任务的重要举措，是构建德智体美劳全面培养的教育体系和高水平人才培养体系的有效切入，也是完善全员全程全方位“三全育人”的重要抓手。在有机化学实验的课程思政改革和实践中，课程组准确把握课程思政的总体要求和农林专业学科特点，坚持以立德树人为根本，以强农兴农为己任，把思政教育与专业教育有机统一，以课程思政教学大纲建设为保障，以课程思政教学体系建设为核心，以教师队伍建设为关键，从精神、实践、科研、网络等方面打造具有鲜明农林特色的有机化学实验课程思政“领航体系”，努力培养新时代知农爱农新型人才，取得了积极的育人成效。