被稱作“白色垃圾”的塑料袋，是如何變廢為寶轉變為燃油？護膚品為什么能讓你的皮膚保濕？我們日常的食物是如何實現保鮮的？在華東師大有這樣一門課，通過ChemGPT助力基礎知識的學習，推導復雜分子的合成路徑，揭示生活中的化學奧秘。今年1月入選2024年度上海高校市級一流本科課程，由化學與分子工程學院劉路教授和周劍教授領銜的《有機化學》，以AI賦能教學，將復雜的知識化繁為簡，吸引著廣大學子前來探索。
AI賦能+云端資源：思維訓練的無限可能
《有機化學》及其實驗課程均采用了“線上線下”混合式教學模式，學生利用“雨課堂”等線上平臺，完成課前的知識點學習；而線下的課堂則主要注重思維訓練，劉老師常常通過互動環節激發學生的思維，鼓勵他們提出問題并進行討論。在他的引導下，學生們不僅學習了有機化學的知識，還培養了獨立思考和解決問題的能力。這種以學生為中心的教學方式，深受學生們的喜愛。
《有機化學》線上實驗課
《有機化學》線上實驗課自2018年起，在中國大學MOOC平臺上線，至今選課人數已接近6萬人，覆蓋了化學、藥學、生物等多個專業。此外，該課程還被42所高校應用，開設為SPOC（小規模限制性在線課程），選課人數超過8000人。同時，該課程也被教育部選為融合式課程，為新疆、青海、云南、貴州等中西部地區的60多所院校提供同步授課，還收到了教育部在線教育研究中心的感謝信。
使用ChemGPT設計合成路徑
隨著AI時代的到來，劉路的《有機化學》課程也在探索以人工智能賦能教育教學。化學與分子工程學院開發的化學語言模型ChemGPT為課程的改造升級提供了平臺，在這里，劉路指導學生們通過ChemGPT進行知識的學習和復雜分子的反合成分析，提升對有機化學的理解和應用能力。
生活現象+前沿成果：有機化學的魅力課堂
“有機化學，是研究含有碳元素化合物的結構及其性質的一門學科，有很多深奧的理論和復雜的反應，是一門難度很大的課程。”在第一節課上，劉路就這樣告訴同學們，“但是，有機化學又是一門與我們生活息息相關的學科，在我們生活的方方面面，包括食品、醫藥、農藥、材料、能源、環境等等，有機化學都起到舉足輕重的作用。”
《有機化學》課件：生活中常見的有機化合物
課題組研究成果：綠色分子編輯技術之綠色氟編輯
課題組研究成果：綠色分子編輯技術之遠程手性編輯
在劉路的帶領下，《有機化學》這門課更像是一場探索生命、物質與自然之間關系的奇妙旅程，他喜歡用生活中的實例來引導學生思考，將復雜的化學原理融入到簡單的生活現象中，讓學生們在輕松愉快的氛圍中領悟到有機化學的精髓。
這些生動的例子背后，都是最前沿的科學研究。劉路常常將有機化學的科研成果與課堂教學相結合，帶領學生們了解學科前沿動態，激發他們的學術興趣。“我記得在講解《立體化學》這一章節的時候，老師為我們介紹了大量前沿的不對稱催化方面的成果，讓我大開眼界。”2022級本科生徐熙航表示，“尤其是劉老師團隊開發的‘綠色分子編輯’技術，能綠色、精準、快速地合成目標化合物，更是讓我對綠色合成化學領域的研究產生了濃厚的興趣。”
劉路教授團隊
在劉路的悉心指導下，很多本科生對有機化學的研究產生了濃厚的興趣，并開啟了有機化學的研究之旅。
近五年，劉路年均指導3項本科生國創、市創項目，共指導32名本科生在全國大學生化學實驗競賽、全國高等師范院校大學生化學實驗競賽等省部級以上賽事中獲獎，其中13人次獲得最高獎項（特等獎和一等獎）。
專業教學+思政引領：青年學子的使命擔當
劉路始終認為，青年學生應有遠大的志向和廣博的胸懷，學習科學文化的目的首先是要更好地造福祖國人民甚至全人類。他表示，“有機化學是國家很多產業的基礎，人才缺口大，專業需求高，培養周期長。堅持‘課程思政’和‘思政課程’同向同行的思政融合，提升學生的內生動力，引導學生扎根有機化學專業、潛心研究、不斷創新、投身國家需求的積極價值觀是我們這門課一直堅持的育人理念。”
《有機化學》課件：青蒿素的故事
在講授“醇類與醚類化合物”這個主題時，劉路總會講到青蒿素的例子。除了介紹青蒿素提取過程中的化學手段，他更是用“一株濟世草，一顆報國心”為題，講述了諾貝爾獎生理學或醫學獎獲得者屠呦呦幾十年如一日研發青蒿素的故事。他生動的介紹，不僅讓學生充分體會到了這位首獲諾貝爾科學類獎項的中國科學家對國家和民族的責任與擔當，更讓學生意識到，科學研究不僅需要知識和技能，還需要堅定的信念、嚴謹的態度、創新的思維和團隊的合作。
《有機化學》課件：有機化學可以變廢為寶
有機化學作為精細化工、生物制藥、農藥創制、高端材料、綠色能源等國家重大戰略產業的核心基礎，劉路在其課程教學中，不僅緊密結合學科前沿和產業發展歷程，更強調培養學生服務國家重大需求的責任感和使命感。他引導學生深入了解有機化學在尖端產業中的應用，并講述我國化學家如何攻克高端化學品、藥物、光刻膠等關鍵技術難題，推動我國技術水平從追趕到并行，直至國際領先地位，以此激發學生投身合成化學相關產業鏈的熱情和對國家發展的責任感。
隨著“雙碳”目標的提出，劉路進一步將習近平生態文明思想融入課堂教學，特別強調了何鳴元院士提出的“綠色碳科學”理念。他結合自己團隊在綠色合成領域的最新研究故事，讓學生深刻理解“綠色碳科學”在實現“雙碳”目標中的重要作用。
《有機化學》是一門公認難度較高的課程，但在劉路的精心設計下，卻吸引了無數學生。在每學期期末的評教中，總有同學表示“這門課讓我真正愛上了有機化學！它讓我意識到，有機化學能夠創造出新的物質，這真是太神奇了！”
“劉老師課堂里講科學家的例子總是讓我熱血沸騰。”校友夏童曾在華東師大就讀本科，畢業后在上海市市西中學擔任化學老師，“我在劉老師的影響下，成為了一名老師，現在我也經常用這些例子講給我的學生聽。”通過這門課程，劉路培養了一批又一批熱愛有機化學的優秀學子，幫助他們不僅學到知識，更在探索中找到自己的熱愛與夢想。
來源 | 教務處、化學與分子工程學院 文 | 董镕、曹美萍 圖｜受訪者提供 采訪、通聯 | 符哲琦 編輯 | 符哲琦、王盈、張新燁 編審｜郭文君
