从中国近代史中挖掘有机化学爱国主义思政案例
The Ideological and Political Cases of Patriotism for Organic Chemistry from Modern History of China
通讯作者:
收稿日期: 2023-03-7 接受日期: 2023-04-19
| 基金资助: |
|
Received: 2023-03-7 Accepted: 2023-04-19
Modern Chinese History is a vivid textbook of patriotic education. This article uses the synchronicity of the development of the courses of Organic Chemistry and Modern Chinese History, and associates famous historical events with organic chemistry knowledge points, refining ideological and political cases. Taking the lesson "Phenol" as an example, the lesson design combines the excavated ideological and political cases with specific knowledge points, hoping to play a certain reference role for the ideological and political education of the Organic Chemistry course.
Keywords:
本文引用格式
刘兴华, 林苑, 杨建新, 肖开恩.
Liu Xinghua.
有机化学知识点繁杂,化学反应式众多,挖掘思政案例具有一定的难度。已报道的家国情怀和爱国主义方面的思政案例可归纳为中国传统文化、名人事迹、人名反应三大类。中国传统文化涉及酿酒、制糖、制醋、印染等。名人事迹包括屠呦呦与青蒿素、樊庆生与青霉素、周其林与手性螺环配体、杨震与紫杉醇、赵承嘏化草为药等[3]。人名反应主要有黄鸣龙改良还原法[4]、陆熙炎[3+2]环化[5]、Stork-赵康烯化[6]、卿凤翎氟化[7]、史一安不对称环氧化[8]、Roskamp-冯小明反应[9]、张绪穆烯炔环异构化[10]等。爱国主义思政案例还可从中国经典著作中挖掘,比如《本草纲目》《神农本草经》中均记载了大量的天然药材,至今仍是新药物的来源[11]。此外,时事热点也可为思政案例提供素材,例如中国科学家利用二氧化碳合成淀粉、神州系列飞船上的特殊有机合成材料等[12]。这些素材充分体现了我国在有机化学领域所做出的重要贡献,有助于激发学生的文化认同感和民族自信心。总之,以中国文化、中国故事、中国元素等作为切入点,从历史和现实两个层面对爱国主义思政案例进行挖掘,是当前主要的探索方向。近来有学者提出,以科学哲学与逻辑为基础,运用理论与实际相结合的原理及辩证思维,对有机化学知识点进行分析,这为挖掘思政案例提供了一个新思路[13]。爱国主义思政案例仍然存在多样性的问题,本文试图另辟切入点,对爱国主义思政案例进行挖掘。
爱国主义教育历来是我国教育工作中的重点之一[14]。不管是学校的课程设置,还是生活中的各种媒体资源,爱国主义教育都春风细雨般地存在着。如果把有机化学课程与现有爱国主义教育资源结合起来,并在此背景下讲述有机化学专业知识,则可能“润物无声”地实现爱国主义教育。有机化学从单独成为一门学科至今已有200多年的历史,而这一时间段正好与中国近代史重合。实际上,有机化学学科的发展,在一定程度上影响甚至决定了世界各国和中国近代历史的走向。所以,这两门课程具有内在的关联性。中国近代史是开展爱国主义教育的生动教材[15],在此框架内挖掘有机化学思政案例,必将加深学生的家国情怀和爱国热情。本文将分别以炸药、染料、医药三条主线为例,将中国近代史上的重大历史事件与有机化学具体专业知识点相关联,从而挖掘出更多思政案例。
1 炸药
表1 中国近代史中炸药相关思政案例
| 主线元素 | 主要成分 | 历史事件 | 知识点 |
| 黑火药 | 硫、碳、硝酸钾 | 第二次鸦片战争时期,八里桥之战清军大败 | 黑火药反应原理 |
| 黄火药 | 苦味酸 | 甲午中日海战,定远舰被苦味酸炸弹击沉 | 吸电子基团对酚酸性的影响 |
| 无烟炸药 | 硝化甘油 | 抗日战争时期,晋察冀根据地自制混合炸药 | 酸催化醇酯化反应 |
| 高能炸药 | 三硝基甲苯 | 抗日战争后期,中国远征军松山战役 | 给电子基团定位规则 |
由上式推算出的理论配比是:硝: 硫: 炭= 74.84 : 11.84 : 11.32。相关知识点包括化学反应式的配平及根据摩尔比计算质量比,属于化学基础知识范畴,可将此思政案例用于绪论。
图1
2 医药
表2 中国近代史中医药相关思政案例
| 主线元素 | 化学组成 | 历史事件 | 知识点 |
| 止痛药 | 鸦片,吗啡 | 第一次鸦片战争,虎门销烟 | 酚羟基和醇羟基性质差异 |
| 抗疟疾药 | 金鸡纳碱,奎宁 | 洋务运动时期,梁培基药厂生产“发冷丸” | 奎宁的碱性及奎宁硫酸盐 |
| 止痛消炎药 | 阿司匹林,乙酰水杨酸 | 抗日战争时期,南侨总会捐赠阿司匹林等医药物资救国 | 水杨苷水解、氧化、乙酰化 |
| 兴奋剂 | 冰毒,甲基苯丙胺 | 抗日战争时期,日军大量服用“觉醒剂” | 伪麻黄碱还原(醇还原) |
3 染料
表3 中国近代史中染料相关思政案例
| 主线元素 | 主要成分 | 历史事件 | 知识点 |
| 天然染料 | 茜草素,1, 2-二羟基蒽醌 | 太平天国运动,红头军起义 | 蒽氧化、磺化和碱熔 |
| 合成染料 | 靛蓝 | 清朝光绪时期,合成靛蓝倾销中国市场 | 吲哚酚制备方法及其酮式结构 |
| 合成染料中间体 | 2, 4-二硝基氯苯 | 北洋政府时期,中国第一家染料厂,大连染料厂 | 合成方法:苯卤代,卤代苯硝化 |
| 天然染料 | 芦丁,槲皮素芸香糖苷 | 抗日战争时期,八路军槐米军服染色 | 糖苷键的水解、芸香糖结构 |
北洋政府时期,民族企业开始兴起。中国第一家染料厂大连染料厂建立,主要生产染料中间体2, 4-二硝基氯苯和硫化黑染料。2, 4-二硝基氯苯结构如图 1j所示,属于多取代苯化合物,可由苯氯代和硝化制备。该思政案例适合在学习芳香烃一章中使用。知识点包括苯的氯代反应、硝化反应以及卤素的邻、对位定位作用规则。
4 课例设计——以“酚”一课为例
提出问题,激发学习兴趣。首先,以医药主线中的虎门销烟为例,在介绍事件背景的同时,让学生思考销烟背后的化学原理。可结合销烟现场的视频或图片,引导学生思考吗啡、生石灰和水会发生什么样的化学反应。
设定目标,明确知识点。主要知识点包括:(1) 酚的酸性;(2) 取代基对酸性的影响;(3) 酚的化学性质;(4) 酚的制备方法。
结合案例,详解知识点。对于知识点(1),首先重点讲解苯酚结构特点,以及它与醇在结构上的区别,让学生理解酚具有酸性的原因。再以虎门销烟为例,说明吗啡中酚羟基具有酸性,它能与生石灰和水反应,生成吗啡钙盐。吗啡钙盐溶于水,进而实现了销烟的目的。此外,通过分析吗啡钙盐的结构,发现只有酚羟基发生反应,而醇羟基保持不变,可说明酚类的酸性比醇要强。再给出常见酸性化合物pKa值表,通过对比pKa值,得出苯酚酸性大于碳酸氢根而小于碳酸的结论。接着,提出问题“所有的酚都是弱酸吗?”引出知识点(2)。根据pKa值表归纳出给/吸电子基团对酚类酸性的影响。然后引入炸药主线中的中日甲午海战案例,指出苦味酸炸弹在甲午海战中发挥了一定的作用,但后来因为安定性原因被淘汰。给出苦味酸结构,让同学们分析其安定性差的原因。苦味酸的酚环上含有三个硝基,所以它是一种强酸。苦味酸可以与炸弹的铁壳发生反应,进而对弹体造成破坏。苦味酸的制备过程涉及知识点(3)中酚环的硝化反应。医药主线中的华侨捐资救国案例也可用于讲解知识点(3)中的非酚环反应,水杨酸中酚羟基乙酰化是制备阿司匹林的最后一步。知识点(4)可利用染料主线中的红头军案例,茜草素的人工合成就是利用磺酸碱熔法制备萘酚的原理。知识点(3)和(4)中还涉及多个反应,若课堂时间允许,可利用其他思政案例进行关联,不在此赘述。
拓展知识,提高主动性。在课程结束前,将染料主线中的合成靛蓝倾销中国市场案例作为课后思考题,让同学们自主调研事件背景、靛蓝合成原理以及吲哚酚与(苯)酚在结构和化学性质上的异同。
5 结语
本文提出了一条挖掘有机化学爱国主义思政案例的新思路。利用中国近代史和有机化学学科发展的共时性,关联中国近代史和有机化学具体知识点,以炸药、医药和染料为主线,挖掘爱国主义思政案例。以生动的历史事件为背景,在讲授有机化学知识的同时,加深学生的民族认同感和爱国主义情怀。除上述三条主线外,还可以从油漆、香料、化妆品等相关主线中提炼思政素材,有效提升有机化学思政案例的多元性。最后,以“酚”一课为例,将思政案例与具体知识点相结合,进行了课程设计,以期为有机化学课程思政提供参考。
参考文献
DOI:10.1002/anie.200503312 [本文引用: 1]
DOI:10.1016/S0040-4039(00)99640-0 [本文引用: 1]
DOI:10.1021/ja102832f [本文引用: 1]
/
| 〈 |
|
〉 |

