课程思政融入《有机化学》课程建设的探索.pdf

继续医学教育 2023年7月 第37卷 第7期 169课程思政融入有机化学课程建设的探索基金项目：上海高校青年教师培养资助计划（ZZSHJKYXY 20017）作者单位：1 上海健康医学院上海市分子影像学重点实验室，上海 201318；2 上海健康医学院药学院，上海 201318通信作者：陆秀宏，E-mail：陆秀宏1 江春豪2 彭世林2 吴慧2 曾婷2【摘要】现代社会快速发展，对于知识获取的形式和方式也发生了巨大的变化，大学教学模式需要不断地发展创新。思想政治教育是生态文明建设的核心，是新时代背景下教学改革和创新的方向。有机化学作为化学相关专业的基础课，“课程思政”的质量与“思政课程”的实效性很大程度上取决于思政元素的挖掘，课程思政实际上是专业知识的升华。文章对有机化学课程思政元素的挖掘就典型章节进行总结，对有机化学课程思政的融入提供教学方法思考，并引导学生自身挖掘思政元素，发挥学生的学习主动性，达到专业知识培育和信仰培育双重目的。课程思政融入 有机化学课程建设，有利于提高教学质量，深化教学改革。【关键词】课程思政；有机化学；青蒿素；牛胰岛素；乙醚灭菌；反应停【中图分类号】G641 【文献标志码】A【文章编号】1004-6763（2023）07-0169-04doi:10.3969/j.issn.1004-6763.2023.07.043有机化学是医药院校药学专业的必修课，同时对医学、护理、营养学也有广泛的渗透1。习近平总书记在全国教育大会上指出：要把立德树人融入思想道德教育、文化知识教育、社会实践教育各环节，贯穿基础教育、职业教育、高等教育各领域，学科体系、教学体系、教材体系、管理体系要围绕这个目标来设计，教师要围绕这个目标来教，学生要围绕这个目标来学2。医药类高等学校有机化学教学通常以专业技能和基础知识的掌握作为学生培养的重点，对学生价值观的培养往往忽视。基于立德树人的理念，有机化学课程通过课程思政实现“知识传授”与“价值观培养”并行，对提高学生的专业素养和道德修养具有重要的意义。党的十九大提出“人民有信仰，国家有力量，民族有希望。“人民的信仰当然不会自然而然产生，只有通过正确的教育和学习才能逐渐树立起来3。“课程思政”的质量与“思政课程”的实效性取决于思政元素的挖掘，名为课程思政，实为专业知识的升华。本文对有机化学的课程思政元素进行挖掘，激发学生挖掘思政元素的兴趣，达到专业知识培育和信仰培育双重目的，为国家和社会培养高素质的专业型人才。1 有机化学课程思政元素设置以中国医药科技出版社出版的有机化学2016版 为 教 材 阐 述4，主 编 赵 正 保、项 光 亚，ISBN 号：9787506779067，教材分为十八章节，药学本科教学计划 80课时。每个章节都可以挖掘课程思政元素并融入课堂，通过课程思政元素提高学生的积极性和主动性，思政元素设置见（表 1）。2 有机化学典型课程思政元素阐述举例本文选择第三章立体化学基础，第八章波谱知识基础，第九章醇、酚、醚和第十七章氨基酸、多肽、蛋白质四个章节举例课程思政元素的挖掘。2.1 “反应停”事件2.1.1 “反应停”作为手性药物的代表案例与本章节专业知识的关系及思政切入点“反应停”事件是有机化学或药物化学必讲药物案例。在本课程中第三章立体化学基础中讲解。由于其伤害之大影响之深远，在这里作为重点例子阐述。“反应停”药物通用名沙利度胺（Thalidomide），20 世纪 50 年代上市销售，是一种手性药物，20 世纪 50 年代的科学界尚不知由手性所产生的异构化合物在生物体内会有如此大的活性差异，所以上市销售的是外消旋混合物。后来的研究证明这一对消旋混合物右旋异构体具有治疗作用，可以减轻孕妇的早期妊娠反应，但是它的左旋异构体却具有致畸性，这也正是导致反应停事件海豹儿的罪魁祸首。170 Continuing Medical Education,July 2023,Vol.37,No.7“反应停”事件使人们意识到立体化学对生理活性、代谢和毒理的影响，推动了创新药物开发的转变和对老药的重新认识。2.1.2 事件始末20 世纪 50 年代，沙利度胺由瑞士诺华制药（Novatis）的前身 Ciba 药厂合成用于抗菌，但是抗菌作用并没有预期的理想。随后，德国的格兰泰公司（Grunenthal）将此药用于镇静催眠并发现其对孕妇晨吐有较好的抑制作用。1957年，格兰泰公司就将沙利度胺推入欧洲市场用于孕妇晨吐的缓解，名为“反应停”。该药物推向市场后，欧洲的医生开始发现新生儿的畸形比率异常升高，这些畸形儿多表现为四肢畸形，手和脚直接长在躯干上，形似海豹，故称为“海豹儿（seals children）”。不久，“海豹儿”相继在英国、澳大利亚、加拿大、日本以及巴西等其他国家出现，1961 年，澳大利亚产科医生威廉麦克布里德在柳叶刀杂志上发表文章，指出“反应停”可致婴儿畸形，造成婴儿四肢短小，形如海豹5。“反应停”的副作用也逐渐进入人们的视野，“反应停”随即被停止生产并召回。然而它给无数家庭带来的伤痛却无法挽回。2.2 青蒿素的结构鉴定2.2.1 青蒿素的结构鉴定与本章节专业知识的关系及思政切入点青蒿素的结构鉴定归属第八章，在波谱知识基础中讲解。青蒿素是从中国传统中药宝库中发现的抗疟疾特效药。青蒿素的提取、结构鉴定、结构改造无不凝结了我国早期科学家的智慧。青蒿素的结构鉴定运用到了红外、核磁共振（一维和二维）、质谱、元素分析等方法，与章节“波谱知识基础”有密切关系，教师可结合课本专业知识，讲述青蒿素结构鉴定过程来揭开青蒿素结构的面纱。2.2.2 青蒿素结构鉴定的经过1972 年，屠呦呦的小组采用乙醚在青蒿中提取到了一种分子式为 C15H22O5的活性成分，对该化合物进行元素分析、红外光谱、质谱、核磁和部分化学反应研究，表 1 有机化学章节课程思政元素设置表章节课程思政点主动学习思维构建第一章：绪论不含化学品产品目录既然化学品已经无法回避，如何帮助身边的人走出化学品认识的误区第二章：烷烃沼气、天然气、液化石油气、石油本质页岩气、石油如何从地底开采?第三章：立体化学基础“反应停”事件“反应停”事件波及的只有欧洲，为什么美国没有受到影响，中国呢？第四章：烯烃烯烃是塑料的基础聚合烯烃塑料的“功”已成为过去，不可降解的“过”已显现出来，可降解塑料是什么？第五章：炔烃和二烯烃含炔烃的药物和含二烯烃的食物足球烯、富勒烯、石墨烯都是什么烯？第六章：脂环烃链式和环式，烷烃的矛和盾如何从物质多样性的角度理解支链和环状烷烃第七章：芳烃芳香烃为什么不香？从用苯洗手到谈苯色变，认识是人类进步的基础第八章：波谱知识基础青蒿素的结构鉴定中医药的宝库，为何难以成果利用？第九章：卤代烃卤代烷灭火器：1211，1301当前灭火器有哪些种？主流应用的是哪些？为什么？第十章：醇、酚、醚乙醚灭菌：说说中国疫苗之父汤飞凡乙醚灭菌和环氧乙烷灭菌的原理一样吗？为何现在都是环氧乙烷灭菌而不见乙醚灭菌第十一章：醛、酮、醌黄鸣龙反应有机反应中国人的名字为何如此少见？第十二章：羧酸和取代羧酸中国是制羧酸（醋）历史最悠久的国家“吃醋”的由来第十三章：羧酸衍生物阿司匹林不只是神药我不是药神之神药伊马替尼的研发历程第十四章：有机含氮化合物远离毒品（冰毒、摇头丸）毒品的种类科普第十五章：杂环化合物生命的密码 DNA/RNA疫情下大热的 mRNA 疫苗本质是什么？生命将走向简单还是复杂第十六章：糖类新疆长绒棉棉：中国种子培育的杰作新疆棉为何被西方国家抵制？工业基础是什么？所有的工业化国家都是从哪一行业起步？第十七章：氨基酸、多肽、蛋白质中国首次人工合成结晶牛胰岛素虽然获得杨振宁先生的提名，中国当年首次合成结晶牛胰岛素为什么没有获诺奖？第十八章：萜类和甾族化合物兴奋剂与奥运会：魔高一尺道高一丈曾经举国之力才能合成一个五十一肽，到今天我们是全世界第一大原料药生产国和出口国，这份努力和拼搏需要传承继续医学教育 2023年7月 第37卷 第7期 171发现该分子没有氮原子，推测此化合物是一种具有倍半萜结构，但难以完成全部结构鉴定。科学家通过单晶衍射法证实了青蒿素的化学结构和相对构型，最后通过测定反常散射强度，确定了青蒿素的绝对构型，完成完整的结构鉴定6。1975 年 11 月 30 日，确立青蒿素的化学结构和绝对构型后，屠呦呦等人继续对青蒿素进行了一系列衍生化的研究，成果发表在化学学报6。屠呦呦在参加诺贝尔基金会举办的年度科学庆典时，特别提出协作单位同行们共同付出的努力才成就一个青蒿素，没有大家无私合作的团队精神，不可能在短期内将青蒿素贡献给世界，团队精神和无私合作加速了科学发现转化成药物的过程。2.3 乙醚灭菌与中国疫苗之父汤飞凡2.3.1 醚类化合物在消毒中的应用与本章节专业知识的关系及思政切入点乙醚灭菌与中国疫苗之父汤飞凡归属第九章，在醇、酚、醚中讲解。醚类化合物较少被大众所熟知，但是醚类化合物的应用却很广泛，尤其在医疗灭菌领域。众所周知灭菌需要高温，但是疫苗属于蛋白质不能承受高温，低温的灭菌剂乙醚发挥了它的神奇作用。新中国成立伊始，医疗卫生奇缺，各类疫苗技术更是为零。病毒学家汤飞凡领导的生物制品研究所通过研究使疫苗产量在 19491952 年间提高了近百倍，期间主要应用了汤飞凡研究出的乙醚杀菌法7。学生可通过章节“醇、酚、醚”结构和性质的学习，结合课本专业知识，了解乙醚和环氧乙烷灭菌在卫生工业中发挥的巨大作用。2.3.2 中国疫苗之父汤飞凡抗击鼠疫1949 年 10 月，新中国刚刚成立，河北境内出现了肺鼠疫患者并出现死亡病例。数日后鼠疫出现流行的趋势。鼠疫发生后，当地居民出现恐慌，这对新中国的疾病防控首次提出挑战。10 月 27 日，中央立即行动组成中央防疫委员会并向天坛防疫处处长汤飞凡下达了任务，要求尽快生产出 100 万人份的鼠疫疫苗。由于任务紧急，汤飞凡决定试验与生产同时进行，他让菌苗室主任陈正仁负责疫苗生产，自己和刘隽湘一起负责试验。到 11 月中旬时，天坛防疫处共生产出鼠疫无毒活疫苗 900 万人份。这期间正是因为使用了汤飞凡研究出来的乙醚杀菌法，在简陋的条件下迅速增加了疫苗产量，通过疫苗快速遏制住了鼠疫。1956年，汤飞凡成功分离出全世界第一株沙眼病原体，为收集最原始的研究成果，再次将病原体注射到自己眼里以身试药，与病毒抵抗进行研究收集实验数据，充分体现了为事业而献身的高贵精神7。2.4 中国首次人工合成结晶牛胰岛素2.4.1 结晶牛胰岛素的合成与本章节专业知识的关系以及思政切入点结晶牛胰岛素的人工合成归属第十七章，在氨基酸、多肽、蛋白质中讲解。蛋白质作为三大营养物质之一，在生命过程中发挥了巨大作用。1958 年，胰岛素化学结构的解析工作获得诺贝尔化学奖。自然发表评论文章说：合成胰岛素将是遥远的事情。然而我国科学家在同年立项人工合成胰岛素，并通过 7 年多的努力，于1965 年 9 月 17 日完成了该项工作，获得了人工合成牛胰岛素的结晶，并且通过小鼠惊厥实验证明了人工合成胰岛素拥有天然胰岛素的活性8。这个案例说明我国在刚起步阶段、实验条件落后的环境下仍然能攻克世界难题，能够激励学生发挥主动性，珍惜当下的学习条件，努力提高自己。2.4.2 事件始末1959 年牛胰岛素人工合成被列为国家科研计划，中国的科学家兵分五路，分别进行有机合成、天然胰岛素拆合、肽库及分离分析、酶激活和转肽研究。我国科学家们确定了先合成 A、B 两个肽链然后组合的全合成胰岛素合成路线9，这一方案比国际同行早了两年10。1965 年 9 月 17 日，经过一系列的检测证明，中国团队在世界上第一次人工全172 Continuing Medical Education,July 2023,Vol.37,No.7参考文献1 朱晓彤，路秋丽.医用有机化学课程中进行德育渗透 J.中国继续医学教育，2020，12（3）：35-37.2 张烁.习近平在全国高校思想政治工作会议上强调：把思想政治工作贯穿教育教学全过程，开创我国高等教育事业发展新局面N.人民日报，2016-12-09（01）.3 习近平.决胜全面建成小康社会 夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利在中国共产党第十九次全国代表大会上的报告 EB/OL.（2017-10-27）2022-12-26.http:/ 赵正保，项光亚.有机化学 M.中国医药科技出版社，2016：1-446.5 MCBRIDE W G.Thalidomide and congenital malformationsJ.Lancet，1961，2：1358.6 刘静明，倪慕云，屠呦呦，等.青蒿素（Arteannuin）结构和反应 J.化学学报，1979，37（2）：129-142.7 孙硕.汤飞凡：细菌学的拓荒者 J.科学中国人，2019（5）：77-79.8 张令仪，秦咏梅.学习中国生化发展史，培养学生的爱国情怀回顾中国科学家人工合成牛胰岛素的历程 J.生命的化学，2021，41（7）：1370-1374.9 陈一竹.胰岛素的故事纪念胰岛素发现 100 周年 J.人人健康，2021（14）：11-15.10 熊卫民.人工合成胰岛素 历经波折终登化学合成之巅 J.科学大观园，2021（13）：64-69.11 龚狱亭，杜雨苍，黄惟德，等.结晶胰岛素的全合成 J.生物化学与生物物理学报，1966，6（2）：87-102.12 MCELHENY V K.Total synthesis of insulin in red ChinaJ.Science，1966，153（3733）：281-283.13 黄庆桥.“推荐人工全合成胰岛素诺贝尔奖候选人”研究补正 J.自然辩证法通讯，2017，39（5）：72-76.收稿日期：2023-03-18合成了与天然牛胰岛素分子化学结构相同并具有完整生物活性的合成胰岛素11。后来的科学杂志登载了题为红色中国的胰岛素全人工合成 的评论文章12。1978 年 12 月，钱三强主持召开了人工合成胰岛素工作总结会议，并呈报关于向诺贝尔奖委员会推荐我国人工合成胰岛素研究成果的请示报告至国务院并获得批准13，虽然最后申报诺贝尔奖未能获奖，但人工合成结晶牛胰岛素确实是那个年代我国化学、生物科研最高水平。3 课程思政设置带来的学习效果课程思政内容的设置，对有机化学教学将带来以下效果：1）增强思想道德修养：有机化学是一门涉及理论和实践的学科，在学习过程中，通过课程思政的引导，学生可以培养道德品质，如诚信、责任和公正等，以及科学精神，如严谨和求真等。这些思想道德修养对于学生未来的学习和工作具有重要影响。2）拓宽思维视野：有机化学是一门较为复杂的学科，涉及分子结构、反应机制等方面的知识。课程思政可以引导学生对材料转化和反应机制进行理性思考，通过讨论和分析学术问题，拓展学生的思维视野，提高解决问题的能力，改变有机化学枯燥的课堂教学。3）强化法治意识：有机化学在工业生产和科学研究中有广泛应用，相关的实验和研究必须遵循法律法规和伦理规范。课程思政可以通过案例分析和讨论，加强学生的法治意识，使他们明确科研和实验活动的合法性，从而培养合规意识和规范行为。4）引导社会责任感：有机化学的应用与环境保护密切相关，如催化剂的设计和废水处理等。通过课程思政的教育，学生可以意识到自己在有机化学中的应用研究和工作对环境的影响，培养出社会责任感，鼓励他们积极参与可持续发展的实践，为社会和环境做出贡献。4 结语现代社会快速发展，对于知识获取的形式和方式也发生了巨大的变化，大学教学模式需要不断地发展创新。课程思政融入有机化学课程建设，有利于提高教学质量，深化教学改革。翻转课堂的设置，使得教师不再是知识唯一的传递者，学生也成为知识的源泉，教师应做好引导，给学生更多的空间，教会学生自主学习，充分发挥学生的主体性。通过课程思政案例的学习，学生既了解了学科的历史，同时也完成了价值观培育的任务，把党和国家要求的将立德树人融入思想道德教育、文化知识教育、社会实践教育各环节的伟大任务落到实处。