“药物结构解析”课程思政建设探索

姜 华 李 军 段文录 马军营 李珊珊

(河南科技大学 化学化工学院,河南 洛阳 471000)

在全国高校思想政治工作会议上,习近平总书记提出了提高学生思想政治素质的明确要求,即“四个正确认识”,其要义就在于要学会用正确的立场、观点和方法分析问题,把学习、观察、实践同思考紧密结合起来,善于把握历史和时代的发展方向、把握社会的主流和支流、现象和本质,养成历史思维、辩证思维、系统思维和创新思维。因此,必须构建全员、全程、全课程育人格局的形式,将各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应[1,2]。将“立德树人”作为教育的根本任务,即以德立身、以德立学、以德施教,注重加强对学生的世界观、人生观和价值观的教育,传承和创新中华优秀传统文化,积极引导当代学生树立正确的国家观、民族观、历史观、文化观,从而为社会培养更多德智体美劳全面发展的人才,为中国特色社会主义事业培养合格的建设者和可靠的接班人[3]。

课程思政教学需要将知识传授、价值塑造和能力培养进行多元的统一。但是,现实的课程教学中多注重知识的传授,而忽视了后两者,造成了这三者的割裂。

“药物结构解析”课程于2019年7月入选首批河南科技大学精品在线课程建设,并于2021年5月获批河南省第二批一流本科课程线上线下类课程建设项目。该课程原教学内容的安排注重知识的传授,忽视了对学生价值观的塑造和能力的培养。根据教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》(教高〔2020〕3号)和中共河南省委高校工委河南省教育厅《关于推进本科高校课程思政建设的指导意见》(教高〔2020〕314号)精神,落实立德树人根本任务,我们对原有教学内容中的思政元素进行了深入的挖掘,为该课程的进一步完善奠定基础,现详述如下。

1 课程的教学目标

“药物结构解析”课程通过对紫外光谱、红外光谱、核磁共振光谱、质谱的图谱特征、形成原理,谱峰的影响因素以及有机药物的图谱特征的讲授,使学生掌握从各类图谱中挖掘化学结构信息的方法和从中推导药物结构的基本思路,同时培养学生的爱国情怀,正确的理想信念、价值理念、道德情操,良好的科学思维、创新意识和工匠精神。

2 课程的思政元素

2.1 爱国情怀

2019年4月30日,习近平总书记在纪念五四运动100周年大会上的讲话指出,爱国主义是我们民族精神的核心,是中华民族团结奋斗、自强不息的精神纽带[4]。爱国主义是个人或集体对祖国的一种积极态度,集中表现为民族自尊心和民族自信心[5]。

在该课程中核磁共振氢谱章节的氢谱解析部分,将爱国情怀教育与授课内容进行融合。我们通过一道综合习题的练习和讲解增强学生的爱国情怀。该习题是“根据抗疟药青蒿素的化学结构,推测其核磁共振氢谱图的特征。”该习题在知识方面考查了学生对氢谱知识的综合运用能力。由于习题不要求学生提供青蒿素的全部氢谱特征,只要能够结合自身的认识,指出部分即可,因此不同的同学会针对不同的结构片段给出不同的答案,这样可以有效避免抄袭,达到综合训练的目的。在爱国情怀融入方面,该习题通过对青蒿素的背景介绍,增强学生的民族自尊心和自信心。青蒿素是以我国女性科学家屠呦呦为核心的科研团队,经过大量艰苦的试验,从中药中发现的对疟疾具有极强治愈作用的药物。青蒿素联合疗法已经显著降低了全球疟疾发病率和死亡率。为此,屠呦呦于2015年获得了诺贝尔生理学或医学奖。

2.2 道德情操

该课程主要涉及药物结构的解析,基于药物特殊商品的属性,要求今后从事药品研发、生产的学生具有较高的职业道德,远离假药劣药,确保药品“安全,有效”。通过以下两个实例将制药职业道德与授课内容有机融合。

第一个在红外光谱应用部分,以中国药典中丁溴东莨菪碱的红外光谱鉴别内容为例开展。如何考查从制药厂家购进的丁溴东莨菪碱原料的真伪呢?药典要求待测品的红外吸收图谱应与对照图谱一致[6]。该物质红外光谱在400～1 000 cm-1区间具有唯一性,是确认药品原料真伪的有效方法。药品生产企业所涉及的一切原辅料都要保证其质量,这样才能生产出合格的药品,对人民的健康负责。同时,在授课中鼓励学生利用所学知识,去完善和创新药品生产过程中的质量保证措施,确保生产药品的安全有效。

第二个在核磁共振碳谱章节的碳谱解析部分。让学生根据已学到的知识推测萘、双酚A、果糖的核磁共振碳谱图的特征。通过这样的练习,一方面使学生的知识得到运用,另一方面通过这些实例向学生传递应当具备的职业道德。例如通过萘的实例,向学生介绍萘对人体的危害,接着进一步介绍多环芳烃类环境污染物,而药品的生产过程中,容易产生对环境有危害的各种废物,俗称“三废”,对此应当引导学生关注对“三废”的无害化处理,鼓励学生投身于绿色制药工艺的开发。通过双酚A的实例,向学生介绍其对人体的危害,引导学生在制药过程中避免由含双酚A的塑料制品对人体带来的潜在危害,如液体制剂塑料包装容器、固体制剂的内包材料的选择等。通过果糖的实例,让学生认识到果糖对人体的潜在危害,引导学生在制药过程中避免因果糖的不当使用产生的危害,如在制剂辅料的选择方面等等。总之,通过这些实例使学生建立药品安全的意识,树立良好的职业道德。

2.3 科学思维

通过三个教学实例将科学思维与授课内容有机融合。

第一个在绪论部分。绪论部分以阿司匹林为例,从其疗效的介绍引出认识其结构的重要性。在介绍阿司匹林的疗效时,除了介绍其主要的解热镇痛作用之外,还特别介绍其副作用,即长期服用会对胃黏膜造成损伤,严重的会出现胃溃疡、胃出血。借此向学生着重说明任何药物都是具有疗效和副作用的,这体现了药物的两面性。进而引申,任何一个事物都要从正反两个方面去认识它,因为任何事物都是矛盾的统一体。进一步,向学生介绍失败是成功之母的哲学内涵,引导学生正确看待成功与失败,为学生走向更高的成功提供思想准备。通过这个实例从事物的两面性的介绍,塑造学生正确的世界观和方法论,培养科学思维[7,8]。

第二个在紫外光谱形成机理部分。紫外光谱形成的基本原理是当某波长下紫外光的能量与价电子的跃迁所需的能量相等时,处于基态的价电子吸收该波长紫外光的能量,由基态跃迁到激发态,将不同紫外波长下光的吸收情况对波长作图,就得到紫外吸收光谱。将该原理抽象化,即某一波长光的能量与物质的某种运动形式从基态到激发态的能量相等时,该波长的光就会被物质吸收,将不同波长下光吸收的情况与波长作图,就得到相应的光谱图。将这种认识应用到其他不同的光谱学习中,如红外光谱(对应分子的振动和转动形式)、核磁共振氢谱(对应磁性分子的转动形式),构成了一个具体-抽象-具体的过程。从对具体和抽象辩证关系的学习中,塑造辩证的思维方式,培养认识事物的方法。

第三个是在核磁共振氢谱章节化学位移形成部分。在学习核磁共振原理后,通过分析溴乙烷的实际氢谱图与利用核磁共振方程推测的氢谱的差异,引导学生认识影响氢原子化学位移的因素除了外磁场外,还有氢原子的核外电子产生的感应磁场。通过分析理论与实践的辩证统一完成思政教学,即在学习当中出现这种理论上的推导和实际的测定结果不一致的时候,通常情况是理论的推导存在不足。因为在哲学上,理论和实践是辩证统一的关系,正确的科学理论对实践具有积极的指导作用,但是错误的理论则有阻碍作用,其具体体现为实践与理论的推导不一致。这个时候,我们要会分析理论的不足,去完善理论,以便更好地发挥理论对实践的指导作用。

2.4 创新意识

在该课程中核磁共振碳谱章节的前言部分,将创新意识与授课内容进行融合。在向学生介绍碳谱的发展历程时,提到因计算机技术的进步,使得天然丰度低、磁旋比小的13C核磁共振信号可以多次地有效累加,使得碳谱的测定成为可能。为了凸显技术进步的重要性,鼓励学生利用所学投身技术创新,以“铝塑分离”技术为例进行强化。该技术回收含有铝箔内衬的包装材料[9],是我国企业研制的符合我国国情的技术,并已经投入实际使用,产生社会效益和经济效益。“铝塑分离”技术贴近日常生活,使学生认识到技术创新就在身边,而不是那种摸不着的东西,鼓励学生利用所学知识进行技术创新[10,11]。

2.5 工匠精神

通过两个教学实例将工匠精神与授课内容有机融合。

第一个在核磁共振氢谱章节的氢谱解析部分,将工匠精神与授课内容进行融合。利用的依然是我国科学家屠呦呦发现抗疟药青蒿素的例子。以屠呦呦科学家为核心的科研团队经过无数次的失败,通过对实验数据的严谨分析才发现了青蒿素。

第二个在质谱章节中基质辅助激光解析电离方式的发现部分。2002年的诺贝尔化学奖得主田中耕一在一次工作中,误把甘油倒入钴试剂中,然而他通过对实验结果的认真分析,发现这种操作竟然使生物大分子完整地相互分离了。这是很多科学家没有实现的,并由此拉开了利用质谱研究大分子蛋白的序幕。据此,鼓励学生勇于尝试,培养学生严谨细致的工作作风和坚韧不拔的科学品质。

3 总结

课程目前在思政元素的挖掘方面,相较于“政治信仰、理想信念、价值理念、道德情操、精神追求、科学思维、工匠精神”七个维度的德育元素标准还存在一定的差距[12]。因此,在今后的教学中结合授课内容,我们将继续深入挖掘其中的思政元素。同时还应注意与其他的课程,包括专业课程和通识课中的思政元素相互配合,取长补短, 发挥各自的优势,完善学生的思政教育体系,助力学生健康成长。