“物理化學(xué)”課程思政教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

邊紹偉，沈 麗，張 健，趙亞萍，咸春穎

(東華大學(xué) 化學(xué)化工與生物工程學(xué)院，上海 201620)

黨的十九大報(bào)告明確指出，要全面貫徹落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，發(fā)展素質(zhì)教育，推進(jìn)教育公平，培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人的教育方針，解決好培養(yǎng)什么人、怎么培養(yǎng)人、為誰(shuí)培養(yǎng)人這個(gè)根本問(wèn)題。教育部高等學(xué)?；瘜W(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的《高等學(xué)校化學(xué)類專業(yè)指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》中，針對(duì)化學(xué)類本科專業(yè)人才的素質(zhì)培養(yǎng)也提出了具體要求[1]。目前國(guó)內(nèi)各高校的理工類專業(yè)教學(xué)課程體系主要包括思想政治理論課、綜合素質(zhì)課和專業(yè)課三個(gè)模塊，各自分別進(jìn)行教學(xué)。在人才培養(yǎng)過(guò)程中，思想政治理論課與專業(yè)課相互獨(dú)立，難以有效協(xié)同形成合力。在教學(xué)中，傳統(tǒng)思想政治理論課對(duì)于大學(xué)生思想價(jià)值引領(lǐng)作用的局限性日益顯著。課程思政是高校將思想政治教育與專業(yè)知識(shí)教育相融合的一種全新育人模式。通過(guò)以課堂為主渠道、專業(yè)知識(shí)為載體，對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想價(jià)值引領(lǐng)，不僅能夠豐富學(xué)科專業(yè)教學(xué)的內(nèi)容，增加學(xué)科專業(yè)內(nèi)容的深度，同時(shí)也有助于增強(qiáng)思政教育的說(shuō)服力和感染力，提高育人效果[2]。

一、 “物理化學(xué)”課程思政的意義

“物理化學(xué)”是我國(guó)高?；瘜W(xué)、化工、生物、醫(yī)藥、農(nóng)林、環(huán)境和材料等眾多本科專業(yè)的必修基礎(chǔ)課程。該課程將豐富的化學(xué)體系作為研究對(duì)象，從化學(xué)現(xiàn)象與物理現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系入手，運(yùn)用物理學(xué)的研究方法與實(shí)驗(yàn)技術(shù)，探知化學(xué)體系中存在的最普遍、最基本的規(guī)律和理論，是化學(xué)科學(xué)體系最為重要的理論基礎(chǔ)[2-3]。在課程教學(xué)內(nèi)容中，“物理化學(xué)”知識(shí)體系中的各個(gè)概念、定律和定理均是哲學(xué)原理的鮮活例證，蘊(yùn)含著極為豐富的哲學(xué)思想和思政元素。因此在本科人才培養(yǎng)過(guò)程中，要充分發(fā)揮“物理化學(xué)”課程教學(xué)的主渠道作用，以涉及的物理化學(xué)知識(shí)作為切入點(diǎn)，將思政教育與物理化學(xué)專業(yè)知識(shí)教育有機(jī)結(jié)合，并融入到日常的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生正確的人生觀、世界觀和價(jià)值觀，以及樹立科學(xué)方法運(yùn)用的意識(shí)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授與思想價(jià)值引領(lǐng)的同向而行。

在我校(東華大學(xué))“物理化學(xué)”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)承擔(dān)“物理化學(xué)”課程思政建設(shè)過(guò)程中，筆者結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)照人才培養(yǎng)規(guī)格，優(yōu)化教學(xué)案例，嵌入思政元素，突出新時(shí)代特點(diǎn)，深入探索了在專業(yè)課程中有效開展課程思政的具體形式和實(shí)施策略。實(shí)踐表明，“物理化學(xué)”課程思政對(duì)于學(xué)生思想道德素養(yǎng)和專業(yè)知識(shí)能力的提升具有重要的促進(jìn)作用。

二、 “物理化學(xué)”課程思政教學(xué)實(shí)踐

全面落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)，首先要堅(jiān)持將教師主導(dǎo)與學(xué)生主體相結(jié)合、將知識(shí)傳授與思想價(jià)值引領(lǐng)相結(jié)合，在專業(yè)知識(shí)的教育教學(xué)過(guò)程中，有目的、適當(dāng)?shù)匾哉n程內(nèi)容為切入點(diǎn)，融入思政教育內(nèi)容，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的馬克思辯證唯物主義、愛國(guó)主義、協(xié)作精神和生態(tài)文明等教育，全面提升學(xué)生的思想道德水平，增強(qiáng)其社會(huì)責(zé)任感，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神與能力。

1. 馬克思辯證唯物主義教育

“通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)真理，又通過(guò)實(shí)踐證實(shí)真理，從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，又從理性認(rèn)識(shí)指導(dǎo)實(shí)踐，為實(shí)踐服務(wù)”是馬克思辯證唯物主義認(rèn)識(shí)論的基本觀點(diǎn)[4]。在“物理化學(xué)”知識(shí)體系中，每個(gè)定理、定律和理論的發(fā)現(xiàn)、形成、修正和完善等過(guò)程都是辯證唯物主義認(rèn)識(shí)規(guī)律的生動(dòng)展示。

在講解物理化學(xué)定律、定理和理論內(nèi)容時(shí)，介紹相應(yīng)物理化學(xué)家探索自然科學(xué)規(guī)律的歷史，引導(dǎo)學(xué)生用辯證唯物主義認(rèn)識(shí)規(guī)律分析物理化學(xué)理論，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行馬克思主義唯物論和辯證法教育。例如在講解“物理化學(xué)”課程緒論時(shí)，我們以燃燒素學(xué)說(shuō)為切入點(diǎn)，簡(jiǎn)要介紹物理化學(xué)家通過(guò)提出新理論去認(rèn)知自然，然后再通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)理論的真理性。以物理化學(xué)理論的發(fā)展歷史作為鮮活例證，幫助學(xué)生理解實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。在講解熱力學(xué)第一定律和第二定律時(shí)，指出其是唯象理論，是人類長(zhǎng)期對(duì)大量經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的歸納和總結(jié)，不能利用已有的原理演繹推導(dǎo)得出，但迄今為止人們還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)與之相矛盾的事實(shí)，大量的實(shí)踐驗(yàn)證充分證明了它們的正確性[3,5]。在講解化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)內(nèi)容時(shí)，在碰撞理論和過(guò)渡態(tài)理論內(nèi)容中補(bǔ)充介紹其發(fā)展過(guò)程，并以此作為思政教育的切入點(diǎn)。1918年物理化學(xué)家路易斯建立了碰撞理論，認(rèn)為只要反應(yīng)物分子滿足相應(yīng)的能量和取向要求，通過(guò)簡(jiǎn)單的碰撞便可完成反應(yīng)。但該理論在實(shí)踐檢驗(yàn)中只能解釋部分實(shí)驗(yàn)事實(shí)。為了克服碰撞理論的不足，1935年艾林、埃文斯和波蘭尼等在統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)和量子力學(xué)的基礎(chǔ)上提出了過(guò)渡態(tài)理論，認(rèn)為化學(xué)反應(yīng)的分子并不是通過(guò)簡(jiǎn)單的碰撞直接生成產(chǎn)物分子，而是吸取一定的活化能后，經(jīng)過(guò)一個(gè)過(guò)渡態(tài)而完成化學(xué)反應(yīng)。實(shí)踐檢驗(yàn)表明，此理論是對(duì)碰撞理論的深化，能夠較好地解釋化學(xué)反應(yīng)需要活化能以及反應(yīng)遵循的能量最低原理，對(duì)阿累尼烏斯經(jīng)驗(yàn)式的指前因子做了理論說(shuō)明，認(rèn)為它與反應(yīng)的活化熵有關(guān)。但過(guò)渡態(tài)理論也難以解釋所有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，需在實(shí)踐基礎(chǔ)上繼續(xù)完善與發(fā)展[5]。

2. 愛國(guó)主義教育

法國(guó)生物學(xué)家巴斯德曾說(shuō)過(guò)：“科學(xué)無(wú)國(guó)界，但科學(xué)家有祖國(guó)。”愛國(guó)主義是中華民族在悠久歷史文化的基礎(chǔ)上產(chǎn)生和發(fā)展起來(lái)的一種對(duì)祖國(guó)的深厚感情，是中華民族的精神支柱，是推動(dòng)歷史前進(jìn)的重要力量。愛國(guó)主義是社會(huì)主義核心價(jià)值觀的重要內(nèi)容之一。在愛國(guó)主義精神的感召下，無(wú)數(shù)海內(nèi)外炎黃子孫胸懷國(guó)家安危與發(fā)展，將自己的一腔熱血融入到中華民族的崛起和偉大復(fù)興中[6-9]。

在“物理化學(xué)”課程教學(xué)中，介紹我國(guó)眾多物理化學(xué)家的光輝事跡及對(duì)物理化學(xué)學(xué)科發(fā)展的貢獻(xiàn)，有助于增強(qiáng)學(xué)生的民族自信心和自豪感，激發(fā)愛國(guó)熱情。例如在相平衡的教學(xué)中，對(duì)于水的三相點(diǎn)測(cè)定，我國(guó)著名物理化學(xué)家黃子卿作出了突出貢獻(xiàn)，其測(cè)量結(jié)果被國(guó)際溫標(biāo)組織采納，被公認(rèn)為國(guó)際上通用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)[7]。在化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究領(lǐng)域，物理化學(xué)家孫承諤于1935年與艾林、格希諾維茨共同發(fā)表了著名論文《均相原子反應(yīng)的絕對(duì)速率》，為過(guò)渡態(tài)理論的確立作出了重大貢獻(xiàn)[8]。物理化學(xué)家傅鷹是我國(guó)膠體和表面化學(xué)的主要奠基人，1954年他在北京大學(xué)創(chuàng)建了我國(guó)第一個(gè)膠體化學(xué)教研室，極大地推動(dòng)了我國(guó)膠體與表面化學(xué)領(lǐng)域研究的發(fā)展，其在吸附理論研究方面的工作具有國(guó)際水平[9]。在催化研究領(lǐng)域，物理化學(xué)家盧嘉錫開展了化學(xué)模擬生物固氮的研究，提出了固氮酶活性中心結(jié)構(gòu)模型，被國(guó)際上稱為“福州模型”[10]。實(shí)踐表明，在“物理化學(xué)”課程教學(xué)中，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容融入上述思政元素，借助學(xué)生對(duì)科學(xué)家的崇敬心理可以產(chǎn)生強(qiáng)大的感染力，使學(xué)生了解過(guò)去我國(guó)科技的落后情況以及現(xiàn)在的快速發(fā)展，極大地激發(fā)了學(xué)生投身科學(xué)、振興中華的歷史責(zé)任感[6]。

3. 協(xié)作精神教育

2015年我國(guó)藥學(xué)家屠呦呦在諾貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮上的演講中提到，“沒(méi)有大家無(wú)私合作的團(tuán)隊(duì)精神，我們不可能在短期內(nèi)將青蒿素貢獻(xiàn)給世界”[1]?，F(xiàn)今科學(xué)研究日益呈現(xiàn)出綜合化、整體化、社會(huì)化發(fā)展的態(tài)勢(shì)，多學(xué)科、多層次廣泛的智力協(xié)作攻關(guān)已經(jīng)成為科學(xué)研究活動(dòng)的主要形式[11]。為了培養(yǎng)滿足社會(huì)需求的創(chuàng)新型人才，必須加強(qiáng)學(xué)生協(xié)作精神教育?！拔锢砘瘜W(xué)”課程傳統(tǒng)理論教學(xué)常采用“教師講—學(xué)生記—教師布置作業(yè)—學(xué)生完成作業(yè)”的模式，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，降低了學(xué)生的參與度，難以發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用。

筆者在理論教學(xué)過(guò)程中，選取適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容，設(shè)置討論課題，引入翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)模式。將學(xué)生分為若干小組，組內(nèi)任務(wù)分工，小組成員共同完成課題任務(wù)，并在課堂上進(jìn)行匯報(bào)和組間點(diǎn)評(píng)討論，有目的地培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，并將學(xué)生參與情況作為課程成績(jī)的一部分。傳統(tǒng)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)一般在相關(guān)物理化學(xué)理論知識(shí)講完后，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，教師講解實(shí)驗(yàn)基本原理、具體操作、實(shí)驗(yàn)注意問(wèn)題和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法，然后學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中也注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，將學(xué)生分組，每組學(xué)生使用同一套儀器開展實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理。這種方式不僅解決了實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足的問(wèn)題，也促使小組成員合理分工，各盡其才，所有學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)操作，大大增強(qiáng)了學(xué)生的協(xié)作意識(shí)。實(shí)踐結(jié)果表明，在理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入思政教育，不但提高了學(xué)生的課程參與度和學(xué)習(xí)主動(dòng)性，也培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和集體榮譽(yù)感。

4. 生態(tài)文明教育

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人類改造自然界的能力得到了極大的提高。但是工業(yè)的高速發(fā)展導(dǎo)致了自然資源的過(guò)度開發(fā)和巨大消耗以及污染物的大量隨意排放。這已經(jīng)引發(fā)了全球性的能源危機(jī)和生態(tài)危機(jī)，嚴(yán)重威脅到了人類的生存。習(xí)近平總書記高度重視生態(tài)文明，明確指出“綠水青山就是金山銀山”，建設(shè)生態(tài)文明是關(guān)系人民福祉、關(guān)乎民族未來(lái)的千年大計(jì)，是實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的重要戰(zhàn)略任務(wù)[12]。降低對(duì)化石能源的需求，減少污染物排放，開發(fā)綠色清潔生產(chǎn)工藝和技術(shù)，探索清潔能源，已經(jīng)成為各國(guó)面臨的共同問(wèn)題。

在“物理化學(xué)”課程的熱力學(xué)、相平衡和電化學(xué)等內(nèi)容中蘊(yùn)含著大量與能源相關(guān)的知識(shí)，教學(xué)時(shí)通過(guò)介紹綠色新能源知識(shí)及其最新研究進(jìn)展，利用專業(yè)數(shù)據(jù)說(shuō)話，有助于加深學(xué)生對(duì)生態(tài)文明建設(shè)內(nèi)涵的理解。如在講解熱力學(xué)第一定律的熱化學(xué)知識(shí)時(shí)，筆者引導(dǎo)學(xué)生思考和計(jì)算各類能源的熱值并進(jìn)行比較，指出以煤炭和石油為代表的傳統(tǒng)化石能源的熱值遠(yuǎn)低于氫能和核能等新能源，同時(shí)化石能源在使用中也會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題[13]，開發(fā)綠色新能源是實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。在講授電化學(xué)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的原因和相平衡知識(shí)時(shí)，適當(dāng)增加介紹太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能、相變能等綠色可再生能源的發(fā)展動(dòng)態(tài)等內(nèi)容，使學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)國(guó)家大力發(fā)展新能源汽車政策的內(nèi)在動(dòng)因。生態(tài)文明教育使學(xué)生在掌握專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，也培養(yǎng)了其綠色生活方式，使他們樹立低碳發(fā)展的理念。

三、 結(jié)語(yǔ)

在高校人才培養(yǎng)過(guò)程中，課程思政作為全新的育人模式，有利于加強(qiáng)思政教育與相關(guān)專業(yè)課程的交叉與協(xié)同。我們?cè)凇拔锢砘瘜W(xué)”課程思政建設(shè)中，充分挖掘“物理化學(xué)”課程教學(xué)中的思政元素，清楚地認(rèn)識(shí)到思政教育和智育之間不可分割的關(guān)系，重視思政教育對(duì)智育的促進(jìn)作用。教師應(yīng)從更高的角度修訂課程大綱，合理優(yōu)化課程內(nèi)容，精心組織與合理設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，認(rèn)真發(fā)掘?qū)I(yè)知識(shí)中蘊(yùn)含的豐富思政教育和科學(xué)素養(yǎng)教育素材，體現(xiàn)思政教育目標(biāo)，形成長(zhǎng)效機(jī)制，更好地促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)和人文素養(yǎng)的提高，以培養(yǎng)合格的創(chuàng)新型人才。