化学家肖莱马事迹融入有机化学课程思政的探索_陈震.pdf

化学史与化学史教育化学家肖莱马事迹融入有机化学课程思政的探索陈震王虹董建（山东第一医科大学（山东省医学科学院）化学与制药工程学院山东泰安 ）摘要肖莱马作为有机化学的创始人、著名的辩证唯物主义者、马克思和恩格斯的朋友，其相关事迹非常适合用于有机化学的课程思政教育。从肖莱马的科研经历、对辩证唯物主义的贡献和其在有机化学上的研究成果等方面，就如何融入课程思政教育进行了有益的探索。关键词肖莱马有机化学课程思政辩证法 ：年，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出：“做好高校思想政治工作，要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，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。”这是对“课程思政”的深层剖析和科学概括，为新形势下全面贯彻党的教育方针和加强大学生思想政治教育指明了方向。在化学学科的发展过程中，反应现象的发现、化学原理的发展、理论在实践中的应用都与“辩证唯物主义思想”“科学探索精神”“实践是检验真理的唯一标准”等思政元素密不可分，者存在紧密的联系。丁良喜等认为课堂是高校思想政治工作的主阵地、主渠道，化学教学可从科学精神、环保意识、安全操作和规范意识的培养，以及生命理念的渗透、学习兴趣的激发等个方面实施思政教育。笔者也曾经在文章中指出，有机化学的专业课程教育也可以进行“传道”（思政教育），这里的“道”不仅仅是指思想品德和政治思想教育，还应当有更广泛的内容，如法制观念、科学观念、环境意识、安全意识等方面的教育。专业课程中的思政教育目前已得到广泛关注，相关文献也发表了许多。就大学化学类课程而言，发表的论文主要涉及课程思政元素的挖掘、课程思政教学的设计、课程思政体系的构建方法、课程思政建设目标与实现途径、课程思政建设存在的不足及未来建设重点等方面。课程思政元素的挖掘是教师课程思政教学研究的重点，然而在对这些文献的调研中却发现有一个很好的思政素材 化学家肖莱马的事迹还没有被充分重视。中共中央编译局编译的 马克思恩格斯选集中对肖莱马介绍如下：卡尔肖莱马（）德国化学家，有机化学的创始人，辩证唯物主义者，曼彻斯特的教授（年起）；德国社会民主党党员，国际会员，世纪 年代初成为马克思和恩格斯的朋友。一些资料表明肖莱马帮助马克思和恩格斯了解了许多自然科学的最新发展。国内对于肖莱马的研究主要集中在 世纪 年代，中国科学技术史专家潘吉星发表了多篇研究肖莱马的论文，著有肖莱马的传记，同时还翻译了肖莱马的科学史著作 有机化学产生和发展 。从这些研究可以发现，肖莱马的大量事迹可以作为有机化学课程思政教育的素材。肖莱马的人生经历可以作为激励学生的教育素材在大学生思政教育工作中，树立榜样能够发挥正面的激励作用。肖莱马出生在德国的一个普通木匠家庭。早年就喜爱化学，因贫困只好一面当药剂师学徒，一面自学，考入吉森大学化学系后，只念了一学期就被迫辍学，在获得欧文斯学院化学教授罗斯科的私人实验助手职务后，通过自己的勤奋和努力取得很多重要的科研成果，被破格选为英国皇家学会会员，并成为英国第一个有机化学教 年第 卷第 期化学教育（中英文）（：）山东省本科教学改革研究重点项目（）：新工科背景下多学科交叉融合的制药工程应用型人才培养模式探索与实践；山东省教育科学规划办课题（）：“双一流”背景下高校青年教师职业素养及教学能力提升的探索和研究；山东第一医科大学教研课题（）：科教融合背景下化学类课程教学改革研究通信联系人，：授。肖莱马在 世纪 年代担任英国科学院化学部副主席，年当他获得格拉斯哥大学的荣誉博士学位时，主持人将他描述为“最伟大的在世作家和有机化学的权威之一”。肖莱马在德国和恩格斯相识，通过恩格斯又与马克思相识，成为了他们的亲密的朋友、科学上的顾问和革命事业上的支持者。肖莱马去世后，欧文斯学院花费 英镑（相当于今天的 多万美元）建造并装备了肖莱马纪念实验室，这是英国第一个专门研究有机化学的机构。恩格斯特意为他写了一篇传记性的悼文，对他的一生做出了全面的评价。并称赞他：“这位朋友既是一位优秀的共产主义者，又是一位优秀的化学家。”肖莱马这一丰富的人生经历可以很好地激励学生。这一素材可以安排在课程的阅读资料或新课讲授环节中的科学家事迹介绍里。肖莱马对马克思主义自然哲学的历史贡献可以作为唯物辩证法的教育素材唯物辩证法是马克思主义哲学的重要组成部分，认为物质世界是普遍联系和不断运动变化的统一整体。它包括三个基本规律（对立统一规律、质量互变规律和否定之否定规律）以及现象与本质、原因与结果、必然与偶然、可能与现实、形式与内容等一系列基本范畴，而对立统一规律为核心。肖莱马在有机化合物的结构理论中有着杰出的贡献，这与肖莱马对辩证法的认识有密切的关系。世纪 年代初，在有机化学领域，虽然已经积累了大量零星的实验结果，但人们对有机物的结构、性质，以及有机化学这门新兴学科的根本特征等还缺乏明确的认识，当时的一些理论假说也相互矛盾。起初贝采里乌斯、戴维等学者把无机化学中的理论应用于有机物，建立起所谓“二元论”，认为有机物像无机物一样，可分为带有正电与负电的个部分，并以此来解释一些反应现象，但这个理论与许多事实相矛盾。李比希继而又提出“基团理论”，认为有机化学是研究由一些原子构成的基团的化学，但同样存在着不足，无法推而广之。法国化学家安德烈杜马关于卤素对有机基团中的氢的取代反应的发现，给了以上种理论很大的冲击。为克服前人理论的缺陷并吸取最新的取代理论的成果，“类型论”又出现了。类型论认为有机物是从更简单的物质氢气、氯化氢、水、氨、甲烷中的氢被一个或多个有机基团取代后衍生出来的物质，并把有机物进而分成几种类型。用类型式曾成功地解释了有机物的一些典型反应，它在历史上一度起过进步作用，但因为它没有考虑到各原子在有机分子中的排列及结合方式，很快显得有些不足。世纪 年代末至 年代初，凯库勒和库帕在碳的化合价及碳原子结合成有机物方面提出了新的理论假说。凯库勒提出的碳原子以四价结合成有机物分子的假说，在理论上前进了一步。这是有机化学的一个重要进展，但凯库勒仍未摆脱类型论的束缚，其假说也是不完备的。凯库勒当时还认为乙烷有种，分别是二甲基和氢化乙基（图）。当时的学者还认为：二甲基与氢化乙基是不同的，世界上有个系列的烷烃，其成员互为异构，氢化乙基是沼气的真正同系物。这些观点在现在看来很显然是错误的。：图早期化学家设想中的种乙烷：二甲基和氢化乙基肖莱马以脂肪烃的研究为起点，首先对最简单的碳氢化合物进行了系统的实验分析和深入探讨，从而奠定了有机化学这门学科的基础，并确证和发展了新的有机结构理论。肖莱马认为，鉴别种有机物是否相同，应着重其化学性质的分析，不能只注意物理性质如沸点、密度等的差异。在这一点上肖莱马抓住了事物的本质。肖莱马经过大量精密的系统的实验研究，他指出，通式所反映的烷烃这个系列各成员之间的异构现象，根本不是什么碳原子价互异引起的，只能从碳、氢原子的不同排列方式中寻求解释。肖莱马的研究继承了前人理论中正确的部分，修正了错误的部分，对有机物的结构进行了合理的解释。肖莱马取得上述卓越成果，同他重视理论思维、懂得辩证法是分不开的。在分析有机化学理论发展的普遍历史规律时，他明确指出“化学的发展是按辩证法的规律进行的。”在肖莱马看来，有机化学结构理论的发展，是一个合乎否定之否定的辩证规律的过程。一种理论是在上一种理论的缺陷并吸取它们的成果的基础上提出的，这是一次否定，而新的理论又是在直接批判继承现有理论的基础上提出的，它在形式上似乎又回到了旧理论，但在本质上已经不同，这是否定之否定。肖莱马认为目前的理论也决不是终极真理，它仍然要遵循辩证法，化学教育（中英文）（：）年第 卷第 期有待于完善，还要继续发展。肖莱马以辩证唯物主义作指导，站在唯物辩证法的立场上，并将其用于有机化学的科学研究中，从而对有机结构理论和异构现象有了正确的认识。肖莱马还把唯物辩证法应用于化学史研究中，预见了复杂结构的药物和蛋白质的合成 。恩格斯在谈到缺乏辩证思维的经验主义化学家时着重指出“肖莱马例外，他懂得黑格尔”，言中之意就是说肖莱马懂得辩证法，能够自觉地运用和发展化学家的辩证思维。从 年月 日恩格斯自伦敦发给马克思的信中，可以更清楚地看到肖莱马的观点和马克思、恩格斯观点的一致。在这封信中，恩格斯把关于自然科学的辩证思想及时转告给马克思。这封重要的信是恩格斯日后写作 自然辩证法一书的最初大纲。马克思当时在曼彻斯特，把这封恩格斯要求对外保密的信转给肖莱马看，并请他提出意见。肖莱马看后，在信纸边上用德文、英文做了一些注语，表示他完全同意恩格斯的基本思想。由此可见，肖莱马从一开始就和马克思一道参与讨论恩格斯 自然辩证法的写作计划，可以说肖莱马为马克思主义哲学的诞生也提供了一些科学上的帮助。这一素材可以在课堂上先讲解一部分内容，再布置成学生的课后作业 通过查阅资料了解有机化合物的结构理论的发展与辩证法的关系。肖莱马的有机化学研究工作可以作为课程思政的化学史素材弗郎西斯培根在 论读书中说到：读史使人明智。在科学的教育中科学史的教育往往被忽视。教学实践表明，化学史可以极大地激发学生学习化学的兴趣，加深学生对相关知识的理解，有利于培养学生的科学精神，让学生掌握科学的研究方法和提高创新性。而肖莱马的很多研究工作都可以配合有机化学的课程教学，这些可以以相 关 知 识 的 化 学 史 甚 至 是 课 程 练 习 的 形 式出现。肖莱马对有机化合物和有机化学的定义最初人们把从生物体中分离出来的化合物称为有机物，后来把含有碳的化合物称为有机物，肖莱马在此基础上又发展了这一定义，把有机物定义为：有机物就是碳氢化合物及其衍生物，有机化学就是研究碳氢化合物及其衍生物的化学。可以说肖莱马对有机化合物和有机化学的定义是目前最为准确的一个，但是这样的定义仍然是不够理想的，只是从分析或合成的立场把它定义为几种元素的化合物，忽略了有机物本身的特性。正如凯库勒所说：这个定义没有表示出无机物与有机物的真正区别。怎样认识和定义有机物，仍然是一个需要探讨的课题。这一概念的发展是培养学生科学思维和辩证观念的极好素材，在有机化学绪论课的教学中应当给学生讲述上述内容，使学生真切地感受到人类对科学的认识是一个不断前进的过程。肖莱马对烷烃的研究烷烃是最简单的一类有机物，一般都安排在有机化学课程的第一章讲解。而肖莱马最主要的科学贡献就是从对烷烃的研究开始，这项工作不仅有很高的理论价值，还有实践意义。世纪后期，石油工业的兴起和内燃机的出现，使得对燃料的需求与日俱增。石油及其加工品如汽油等，都是由碳氢化合物组成的。但当时化学家对石油成分还缺乏系统研究，对脂肪烃的认识也只限于少数几种。为了扩大能源，开始试图从煤炭干馏产物中得到汽油。这时，在曼彻斯特附近一家工厂中工作的工程师把该市附近出产的煤干馏产物中的轻油样品送到欧文斯学院罗斯科实验室请求分析化验。罗斯科对此不感兴趣，可是却引起该实验室里的年青助手肖莱马的注意。肖莱马采用分馏净化法，仔细地逐一从煤焦油轻油馏分中分离出一系列单独的烃，这些烃在当时被当做所谓的“醇基的氢化物”（即烷烃）。接着肖莱马逐一测得这些新烃的沸点、元素组成，又通过测定其蒸气密度而求出其分子量。由他所分离出的纯脂肪烃中，有戊烷、己烷、庚烷和辛烷，这是当时非常重要的科学发现。虽然在这之前，也有人从石油和煤焦油中得到了类似的烃，但他们则将其视为游离的醇基。在脂肪烃系列中，肖莱马对甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷直到辛烷都做了研究。他通过卤化、水解、氧化、酯化等反应制备了这些烃的许多衍生物。肖莱马还在研究脂肪烃物理性质时发现了一条规律，即直链烃比其异构物有更高的沸点，从而揭示了有机物性质与结构之间的关系。他还指出，从壬烷起，每增加一个 基，则相应烃沸点的增加几乎是个常数。他接着指出，在烷烃中，正烃沸点最高，仲烃次之，叔烃沸点最低。这项研究引起马克思、恩格斯的注意。恩格斯在 年月 日致马克思的信中说：“肖莱马出色地发现了系碳氢化合物的沸点定律”。从简单的物质入手，进