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【课程思政 交大行动】

【课程思政 交大行动】

“小实验,大思政”——“医用有机化学实验”课程思政纪实

来源:交大新闻网 日期:2021-11-17 16:05 浏览量:

医生是一种光明神圣的事业,并非读书未成、生活未有着落而解决就业择业问题的一种渠道。它需要天资聪颖,刻苦学习,才华出众,胸怀大爱,而后才可谈得上行医。因此,在培育新时代优秀医学人才过程中,更应切实落实智育德育同向同行,引导学生形成正确的人生观、价值观,全面提高自我修养。

“医用有机化学实验”是西安交通大学面向医学大类(临床、规培、口腔、预防、法医、基础医学、护理等专业)学生开设、独立设置的必修基础课程,是医学化学教学中必不可少的重要环节之一,对学生加强有机化学实验基本操作技能的训练和后续相关课程学习及医学实践等具有重要支撑作用。

教学团队由学校化学实验教学中心主任白艳红教授、陕西省教学名师唐玉海教授牵头,由化学学院教师及5名实验中心技术人员组成,每年承担1200余名医学专业学生(含留学生120名),年均10万人时数的实践教学任务。多年来,团队秉承“长效性、基础性、系统性”原则,坚持团队集体备课、教学方法研讨、优化实验内容、创新教学模式,结合学校化学实验教学特点,从优秀文化融入、辩证思维培养、美学素养培育、理想信念根植等方面开展课程思政建设,初步构建了“医用有机化学实验”课程思政育人体系的基本框架,取得了良好的教学成效。

乙酰水杨酸,又名阿司匹林,是已有120岁高龄的“世纪神药”,其作用是抑制血小板凝集,主要用于心脑血管疾病,也广泛用于风湿、类风湿的解热止痛,是日常生活中解热镇痛药物的重要代表之一。

“乙酰水杨酸的制备”实验是“医用有机化学实验”课程中一个经典的、基础性水热合成实验项目,教学安排4学时。传统的三基(即基本原理、基本知识、基本操作)讲解、示教和实验合成过程等待,难免让学生觉得枯燥乏味。教学团队通过探索和实践,从实验背景、实验原理、实验操作、实验结果分析与鉴定等实验教学环节出发,以小见大,在传授知识技能的同时,向学生传递积极向上的生活态度,帮助学生建立文化自信,培养学生继往开来、勇于创新的创造思维、辩证思维以及良好的审美能力,实现价值观的引领。

实验背景:乙酰水杨酸(阿司匹林)的发现史——勇于创新

讲“柳树中走出的万能神药——阿司匹林的传奇故事”是“乙酰水杨酸的制备”课程思政的建设主线。

我国古代就有折柳相赠的习俗,用以表达依依惜别之情,其实柳树还有更重要的用途。公元前4世纪,“医学之父”希波克拉底用柳树叶煮汤治头痛,让孕妇咀嚼柳树皮以缓解生产时的疼痛并减轻后续发热症状。1763年,人们发现用柳树皮粉可以治疗疟疾引起的发热。直到1829年,活性成分水杨苷被成功提取,并被发现其在体外有很强的药理活性,为日后研发阿司匹林奠定基础。由于从柳树中提取水杨酸的过程比较复杂,1859年科学工作者第一次人工合成了水杨酸,并再次验证该药物具有良好的解热镇痛作用。但是,随着临床上的广泛应用,人们发现水杨酸可导致胃溃疡、呕吐等不良副作用。1897年,德国拜耳公司的科学家霍夫曼因其父亲身患风湿病,而长期服用水杨酸副作用非常大,故将化合物结构进行改良,合成了乙酰水杨酸。通过动物试验和临床试验,人们发现乙酰水杨酸的解热镇痛作用比水杨酸更好,而且副作用小。1899年,德国拜耳公司将乙酰水杨酸注册专利,并命名为阿司匹林。

勤劳智慧的中华民族在上古时期便有神农尝百草的传说,我国的医药学先贤也在中医四大经典著作之一《神农本草经》、东方药学巨典《本草纲目》中记载了柳树的药用价值,其活性成分即为水杨酸。在实验室条件下,让学生在水杨酸的基础上合成其衍生物——乙酰水杨酸,实现水杨酸化学结构的改进,能够培养学生从化学的视角出发,重新认识中医、中药的作用,增强学生的民族自信心和自豪感。

同时,也能让学生意识到科研创新的重要性。中医、中药是中华文明的瑰宝,是祖先留给我们的宝贵财富,切实把中医药这一宝贵财富继承好、发展好、利用好,推进中医药现代化,推动中医药走向世界,是我国医药学工作者的重要使命。教学团队借此鼓励同学们立足当下,努力学习、为实现中华民族伟大复兴而奋斗。

实验原理:事物的两面性——辩证思维

用哲学科学思维分析问题是课程思政与实验课程内容有机结合的有效探索路径。

阿司匹林是以乙酸酐为酰化试剂,在酸的催化下,得到了水杨酸的乙酰化产物。近年来,人们发现阿司匹林除了具有解热、镇痛、消炎的作用外,小剂量的阿司匹林还可以抑制血小板聚集,长期服用能够有效减少心脑血管疾病的发生,治疗神经性疾病,解决抗癌药物顺铂耐药性问题等。研究表明,长期服用阿司匹林的患者,罹患严重心血管疾病的风险降低了12%,但发生大出血的概率提高了29%。“祸兮,福之所倚;福兮,祸之所伏”。

同理,作为阿司匹林制备原料之一的水杨酸具有一定的护肤效果,被广泛添加于国内外知名护肤产品中,是治疗痘痘、粉刺的护肤品和药物中的一种重要成分。然而,水杨酸是有毒性的,过高的浓度是不适合使用在脸上的,有一定的浓度限制。浓度在3%~6%的水杨酸可以用来去角质,高于6%则对皮肤有腐蚀性,40%高浓度的水杨酸具有强烈的角质腐蚀性质,可能引起皮肤发红过敏等症状。

对实验反应物及产物的药理作用学习,正是课程思政教会学生辩证地看待事物两面性的过程。在教学中,特别要强调“对症”和“剂量”的重要性,引导学生学会权衡获益和风险,具体情况具体分析。人的身体是一个时时变化的动态个体,首先要对症下药,在身体的病痛为主要矛盾时,药物的副作用就不是考虑的重点,但随着身体的逐步康复,“副作用”也必须作为主要矛盾时,就要对“剂量”进行调整。教学团队希望通过实际案例,让学生在未来的医学实践中,能综合考虑疾病缓解的获益和治疗药物的风险,帮助病患做出符合个人偏好治疗的明智医疗决策。

实验操作:结晶微视频——美学素养培育

学习的本质,是“建立联接”——尤其是原有经验和外部信息的联接。其中一种最为重要且有效的方法就是类比。类比法是教学实践和科学研究中的常用方法,属于科学思维与方法论的范畴,是一种认知事物的哲学智慧,能帮助学生有效理解知识,快速掌握技能。

在讲述阿司匹林产品纯化时,重结晶的好坏决定产品的纯度及产率。在课程中引入《点水成冰》微视频,通过吸管类比玻璃棒,高脚杯类比烧杯、溶液类比实验体系,直观、生动地向学生展示介稳体系在受到搅动或加入溶质的“籽晶”时化学物质状态的变化,让学生深刻理解重结晶需要引入晶核、耐心等待晶体生长,在实操时通过玻璃棒摩擦烧杯壁促进晶核形成,并至少冰浴静置20分钟,以得到较好的晶体及产率。

基于微视频的类比教学法不仅能帮助学生提高实验的成功率、产率,更有助于培养学生信息类比的观察之美、操作过程的严谨之美、等待生长的耐性之美。通过一个完整的晶体生长实验,除了让学生体会结晶所需的必要条件外,还能感受化学之美,体会时间的魅力与力量。晶体生长需要合适的条件与时间,病人的康复也需要合适的药物与耐心等待。花若盛开,蝴蝶自来,条件满足了,一切都水到渠成。爱心与耐心对于医学生来说,是一辈子的必修课。

实验结果分析与鉴定:文化自信、科技自信、科研创新

在阿司匹林等有机化合物的红外光谱仪测定表征实验中,课程团队引入2019年度中国科学十大进展之一“探测到月幔物质出露的初步证据”的相关案例。

“探测到月幔物质出露的初步证据”由中国科学院国家天文台李春来研究组与合作者基于嫦娥四号搭载的红外光谱仪探测数据完成,数据揭示了古老月幔的矿物组成,分析发现了低钙(斜方)辉石和橄榄石的存在,为月球早期岩浆洋研究提供新的约束条件,加深对月球内部形成及演化的认识,相关研究结果发表在Nature上。这一伟大成就是基于中国自主研发的嫦娥四号探测器和中国科学家的创新研究实现的,教学团队通过“讲好中国故事”,激发学生的文化自信、科技自信和科研创新热情,培养学生的思辨能力。

杏林春暖,沁人心脾。小小的阿司匹林不仅能医治病患的心脑血管疾病,更为学生带去了沁人心脾的思政魅力。“医用有机化学实验”教学团队也在一次次的课程思政实践中积累经验,完善体系,为更好的培育新时代优秀医学人才默默耕耘。

文字:实践教学中心、化学省级实验教学示范中心(西安交通大学)、教务处
图片:化学省级实验教学示范中心(西安交通大学)
编辑:星火

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