朱文娟
(1.新疆科技学院化学化工学院,新疆 库尔勒 841000;2.新疆工程学院 化学与环境工程学院,新疆 乌鲁木齐 830026)
习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调,“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,实现全程育人、全方位育人,努力开创我国高等教育事业发展新局面”“用好课堂教学这个主渠道,其他各门课都要守好一段渠、种好责任田,使各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应”[1]。如何充分发挥课堂育人主渠道作用,构建思政课与其他课程协同育人的工作机制,实现知识传授和价值引领有机统一,推动“思政课程”向“课程思政”的立体化育人转型,正在成为诸多高校的实践与探索课题[2]。
作为一门基础自然科学课程,无机化学培养学生的科学知识,传递的是科学精神。无机化学的授课对象是大一本科生,正是他们形成人生观和世界观的关键时期。在课程思政的建设过程中,教师在授课过程中找准切入点,将课程思政与教学内容巧妙结合,在潜移默化中开展课程思政教育,做到“润物细无声”,引导学生建立唯物史观,树立共产主义理想信念,可以培养他们的社会责任感和使命感,培养爱国情操,实现课程思政教育目标[3]。通过教学一线的实践和积累,笔者挖掘了无机化学教学中几个典型的课程思政案例。在教学过程中,这些案例的引入可以使课堂教学内容更加立体直观,在实现充分调动学生学习积极性的同时还能拉近自然科学和日常生产生活的距离,让无机化学变成有温度,接地气的课程。
近年来,以天津港化学品爆炸为典型代表的一些事故使人们对化学相关学科产生了偏见和误解。人们往往谈化学色变,每每提及化学,想到的都是易燃易爆危险品[4]。不得不说,这在一定程度上对整个社会起到了教育和警醒的作用,但另一方面,也制造了一些不必要的不安和恐慌,尤其是对相关专业刚步入大学阶段的大一新生。许多学生因此变得迷茫和焦虑,认为从事化学、化工等专业没有前途且危险系数高,在学习过程中不能专心致志地投入学习,更谈不上职业生涯规划,给部分学生的学习生活带来了极大的不便。此时,教师可以通过引入一些和生产生活息息相关的知识点,让学生认识到生活离不开化学,化学也离不开生活。
例如,酒精是日常生活中常见的一种温和良好的消毒介质,应用于一些生活日常中时,很便捷,也很高效。在课堂上可以跟学生讲解酒精之所以具有消毒杀菌的作用,是因为皮肤表面的很多病毒和细菌适宜存活和繁殖的环境是水性的。病毒和细菌严格意义上说属于大蛋白,当把酒精涂到皮肤表面以后,由于乙醇分子极性小于水分子极性,环境极性的改变导致蛋白变性,从而严重干扰其代谢和繁殖[5]。此时可能会有学生想到,那按照这个道理的话,岂不是甲醇也可以用于消毒?那我们就可以水到渠成地提出甲醇的来源及其危害等知识点。甲醇的来源不如乙醇丰富,且毒性较大,尤其是对眼睛刺激性大,误饮甲醇会导致失明。有些不法分子制造假酒进行贩卖,其中有些为了节省成本会加入工业酒精,而工业酒精中有些甲醇含量高达85.3%[6]。误饮这样的假酒,非常容易引起失明,严重者甚至死亡。通过这样的知识点穿插和讲解,让学生把书本上抽象的知识点和具体生活联系起来,达到了“知其然,知其所以然”的目的。另外,还可以把该部分知识引申到适量饮酒,保障健康上来。俗话说“美酒虽好,请勿贪杯”,在这句朴实无华的俗语中蕴含的其实是乙醇进入人体后的分解和代谢。站在专业的角度讲,就是乙醇的氧化过程。乙醇的分子式为C2H5OH,可以看到它的官能团是羟基,乙醇进入人体后,首先在酒精分解酶的作用下被氧化成乙醛;乙醛在乙醛分解酶的作用下继续被氧化成乙酸,乙酸最后被氧化成二氧化碳和水排出体外,这就是乙醇的整个代谢过程。在实际生活中,每个人根据自身先天因素和身体状况,会呈现出个体差异,所以有些人酒量很好,有些人则不胜酒力。这其实就是因为每个人的肝脏分泌酒精分解酶的能力不同,同样量的酒精,肝脏功能好的人可以顺利完成代谢,体内酒精分解酶量较少的人则无法消化。没办法彻底代谢的人长期过量饮酒就会导致大量的乙醛停留在肝脏内,时间一长就会引起肝硬化,最终导致肝癌[7]。这些和生活密不可分的案例都鲜活地呈现在我们的日常生活中。相关案例的讲解,可以让学生认识到化学在生产生活中的重要作用,培养学生的专业自信。
在讲到元素和化合物部分的时候,可以把一些与人们的衣食住行密切相关的知识点穿插进课堂教学[8]。如84消毒液和洁厕灵在单独使用时,各自的消毒和清洁能力都很强,但在清洁马桶时,把二者掺到一起使用,消毒过程立即变成投毒过程。这是因为84消毒液的主要成分是次氯酸钠NaClO,其非常出众的消毒杀菌能力来自于NaClO中+1价Cl元素的强氧化性;而洁厕灵的主要成分是盐酸。两者如果混合使用,则会因为发生如下的氧化还原反应而瞬间产生大量的剧毒气体氯气。这些氯气会使人在短时间内昏迷,甚至死亡。
84消毒液光谱高效的消杀能力使其得到了大面积的应用,尤其是在当前疫情防控仍需严防死守的局面下,公共场合每天三次的84消杀仍然是防控的重要手段。如果说爱它是由于它的氧化性强,那么怕它则是因为它的氧化性太强。也因为氯元素的氧化性太强,即使是浓度极低的情况下,与皮肤接触后也会造成化学灼伤,所以它不能用于和皮肤直接接触的消毒。那么皮肤表面较为彻底高效的消毒用什么呢?马上引导学生同族元素因最外层电子数相同而具有相似的化学性质,只是随着电子层数的增加,得电子能力越来越弱,失电子能力越来越强,即电负性减弱。卤族元素的最外层电子数是7,普遍具有较强的得电子能力,从氟元素到氯元素,到碘元素,再到砹元素,其都保持了失电子能力,只是失电子能力越来越弱。经过此番引导,顺理成章地引出碘单质,向学生介绍在手术和注射等对消毒有较高要求的场合,皮肤消毒都用碘酒。这是因为碘单质恰到好处的氧化性,能够达到皮肤表面消毒的目的又不产生化学灼伤。那为什么不是“碘水”,而是“碘酒”呢?马上引入“相似相溶”原理,因为卤素单质都是非极性的,所以在强极性的水中溶解度小,在弱极性的酒精中溶解度更大一些。故而一般将碘单质溶解于酒精中,制成碘酒使用。类似这样贴近生活实例的引入,可以让学生对书本所学理论知识的接受程度得以升华,培养学生良好的学科素养。
英国科学史家李约瑟说:“整个化学最重要的根源之一(即使不是最重要的唯一根源)就是地地道道从中国传出的”[9]。传至今日的司母戊鼎、越王勾践剑、铜奔马踏飞燕和沧州铁狮子,无一不向世人表明我国很早就掌握了高超卓越的冶金术。中国四大发明中,造纸和火药两大发明都离不开化学。汉武帝时期,东方朔的自荐书多达3000块竹简,必须由两个壮汉抬着进宫。公元105年,蔡伦在总结前人经验后发明了造纸术,大大节省了资源节约了成本,更为人类文明的记录和传播带来了革命性的变化。隋唐时期,许多道士热衷于追求炼制长生不老的丹药。事实表明,这些丹药不仅没能实现长生不老的梦想,甚至毒死了不少达官显贵,却阴差阳错地促成了火药的发明。考古家发现,新石器时代,我国就开始出现陶器,商代出现了瓷器。到了宋元时期,官窑瓷器和青花瓷器已十分精美。明清时期的瓷器制作工艺已登峰造极,西方更是把瓷器直接称作“china”。这些实例都可以作为好的案例,适时地穿插在课堂中,和相应章节的知识点结合起来讲解给学生,从而激发学生强烈的民族自豪感。
到了近代,为了从根本上解决国外对我国制碱行业进行技术封锁的问题,化学家侯德榜于1921年回国,经过5年的潜心研究,生产出了“红三角”牌纯碱,打破了我国纯碱市场被英国垄断的局面。1908年,日本化学家池田菊制得了味精,后进入中国,很快便迅速占领了中国市场。15年后,上海实业家吴蕴初看到巨大的味精需求后,经过一年的试验和研究,用面筋和盐酸成功合成出了具有我国自主知识产权的“天厨”味精。他将配方和工艺免费分享给中国同行,我国很快便生产出了大量的味精,并销往全世界,打破了日本味精对调味品市场的垄断,为祖国争得了荣誉和利益。屠呦呦经过多年的潜心研究,发现了目前治疗疟疾耐药性效果最好的青蒿素和双氢青蒿素,挽救了数以百万计的发展中国家人口,她也因此获得了2015年诺贝尔医学奖。在《无机化学》课程教学过程中,这些典型事例都是培养学生爱国主义情操的好例子。通过类似事例的引入,可以激励学生厚植家国情怀,勇担时代责任。不仅培养青年一代有“天将降大任于斯人”的觉悟和“天下兴亡,匹夫有责”的担当,还要能够以“马不扬鞭自奋蹄”的实际行动回馈社会,报效祖国。
自新冠疫情爆发以来,我国在疫情防控领域投入了大量的人力、物力和财力,国家面临了前所未有的挑战和压力。但是坚毅顽强的中国人民和高瞻远瞩的中国政府临危不乱,以一种大无畏的精神和疫情展开了一场持久战,向世人展现了什么是大国担当。正值国家危难之时,以钟南山院士和李兰娟院士为代表的仁人志士挺身而出,将自己多年的研究成果和临床经验贡献给了人类。2020年1月18日,钟南山在一边提醒公众没有什么特殊事项,不要去武汉,一边却挤在高铁餐车一角,选择成为逆行者。作为一名呼吸病学专家,他不顾自己84岁的年龄,四天奔走了北京,广州,武汉三个城市,紧锣密鼓地搞科研、远程开会研讨、会诊、研究治疗方案,甚至在飞机上争分夺秒地工作,寻找打倒病毒的良药。1月23日,在中国工程院院士传染病学专家李兰娟的建议下,国家以壮士断腕的豪情宣布武汉封城,有效控制了疫情的传播范围,为后来全国疫情局势的扭转奠定了坚实的基础[10]。可以结合这些实例,提倡学生向老一辈科学家学习,不仅要有过硬的专业基本功,更要有高涨的科研热情。
本文中仅列举了《无机化学》课程中一些典型的课程思政的例子。在实际教学过程中,可以和专业知识点有机结合的课程思政案例有很多,学生的科学素养和爱国热情孕育在每一堂充分准备的课堂中。课程思政无处不在,关键是要有发现良好素材和案例的双眼,用专业的眼光发现和归纳思政素材,是我们任课教师的美育任务,也是培养学生正确三观,爱国热情和民族自豪感,提升专业归属感的重要途径。