《物理化學(xué)》教學(xué)中融入中華傳統(tǒng)文化的探究*

黃文恒，劉 勇，曹 琨，張霞忠，姬 丹，彭 明

(內(nèi)江師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，四川 內(nèi)江 641100)

2017年1月，中共中央辦公廳，國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于實施中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化大展工程的意見》明確指出，“文化是民族的血脈，是人民的精神家園。文化自信是更基本，更深層，更持久的力量，中華文化獨一無二的理念，智慧，氣度，神韻增添了中華人民和中華民族內(nèi)心深處的自信和自豪”，并要求把“中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化全方位融入思想道德教育，文化知識教育，藝術(shù)體育教育，社會實踐教育，各環(huán)節(jié)貫穿于啟蒙教育，基礎(chǔ)教育，職業(yè)教育，高等教育，繼續(xù)教育各領(lǐng)域”[1]。大學(xué)生是高等教育的中心，也是課堂教學(xué)的主體之一，將中華傳統(tǒng)文化融入進本科學(xué)科教學(xué)中，讓大學(xué)生在提高自身知識文化水品的同時，也讓優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化在課堂上傳承和發(fā)揚，這不僅是新時代的要求的也是高校教師自身的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。所以將優(yōu)秀傳統(tǒng)文化融入課堂之中勢在必行[2]。

《物理化學(xué)》主要綜合運用了數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)科學(xué)的理論和實驗方法來研究化學(xué)過程的普遍規(guī)律及其與微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系，是各大高校化學(xué)及相關(guān)專業(yè)必修的基礎(chǔ)課程。因此對物理化學(xué)知識體系的認知和理解對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和和實踐能力至關(guān)重要，同時讓學(xué)生學(xué)懂物理化學(xué)并運用學(xué)科理論解決實際問題也是教師的職責(zé)所在。但物理化學(xué)作為理工科學(xué)科，傳統(tǒng)的教學(xué)方法比較單一，主要以“填鴨式”的方式展開，學(xué)生對于學(xué)科知識的理解基本靠教師在課堂上的講解，學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)的狀態(tài)。課堂上教師處于主導(dǎo)地位，師生之間的交流及同學(xué)之間課堂上的交流頗為匱乏。像這樣灌輸式的教學(xué)不僅不會讓學(xué)生學(xué)到知識，甚至?xí)髿W(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，長此以往必定會造成學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性下降。為了讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理化學(xué)的過程中更加輕松對知識點的掌握更加牢固，也為了使學(xué)生對優(yōu)秀傳統(tǒng)文化有更好的繼承和發(fā)揚。教師可以以某些優(yōu)秀中華傳統(tǒng)文化的角度來設(shè)計教學(xué)方案，講解相關(guān)的知識點，以此來獲得更佳的教學(xué)效果。卡爾·雅思貝爾斯曾經(jīng)說過“教育是人的靈魂的教育，而非理智知識的堆積?！备叩冉逃A段學(xué)生在課堂上的時間有限，教師要在既定的課時內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)保證學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)效果，也要激發(fā)學(xué)生的求知欲使其在課后不斷地完善自身。因此，教師要引導(dǎo)學(xué)生在自己腦海中以格式化的定理和公式為基礎(chǔ)建立一個豐富多彩的世界。如果教師再從歷史文化，哲學(xué)等多維角度闡述知識點，相信學(xué)生對所學(xué)知識會有更深層次的掌握。

1 歷史意識與人文情懷

由于物理化學(xué)的學(xué)科性質(zhì)和發(fā)展史的限制，教材中絕大部分都是復(fù)雜多變的公式，關(guān)于優(yōu)秀中華傳統(tǒng)文化的內(nèi)容較少。這就需要教師具有相當(dāng)文化素養(yǎng)，能夠從有限的內(nèi)容中發(fā)掘素材，有意識地把相關(guān)資料合理加工，巧妙組織，在課堂上創(chuàng)立一個合適的情境，在時機恰當(dāng)時進行引入，讓中華傳統(tǒng)文化與所學(xué)習(xí)的內(nèi)容完美融合。教師在引用時要注意方法不能生搬硬套，顯得太過突兀，要引起大學(xué)生的共鳴激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，這樣才能達到最佳的教學(xué)效果。

每一個抽象的定律、公式都有其產(chǎn)生的歷史人文事件[3]?！拔锢砘瘜W(xué)”術(shù)語最早的提出是在圣彼得堡大學(xué)俄國科學(xué)家羅蒙諾索夫的一堂課上；1804年道爾頓在古希臘的哲學(xué)原子說的基礎(chǔ)上提出了原子論；1811年意大利化學(xué)家阿伏伽德羅由蓋呂薩克“氣體反應(yīng)體積定律”建立了分子論。在1887年，德國科學(xué)家奧斯瓦爾德和荷蘭科學(xué)家范特霍夫創(chuàng)辦了德文期刊《物理化學(xué)雜志》，這標志著物理化學(xué)成為一門獨立的學(xué)科。至此以后“物理化學(xué)”這一術(shù)語被大量引用，這代表物理化學(xué)發(fā)展的第一階段基本完成。而此時的中國還在清政府的統(tǒng)治之下，由于政府腐敗和科技落后導(dǎo)致第二次鴉片戰(zhàn)爭中連連失利，清政府在外國列強的欺壓之下已是強弩之末，并在1887年與葡萄牙政府簽訂了《中葡和好通商條約》這一喪權(quán)辱國的條約。列強通過諸多不平等條約一步步的蠶食中國，使中國逐漸陷入半殖民地半封建社會的深淵。就在同年，蓄謀已久的日本政府制定了《征討清國策》，目的在于進一步瓜分中國。教師在介紹物理化學(xué)發(fā)展進程的時候就可以向?qū)W生提問：在物理化學(xué)正式成為一門學(xué)科的時候，當(dāng)時的中國處于什么樣的境地？當(dāng)時的中國綜合國力處于世界那個層次？比起其他國家有哪些方面的差距？通過讓學(xué)生回答和師生討論讓學(xué)生們認識到弱國無外交，落后就要挨打的道理。教師借此教導(dǎo)學(xué)生一個國家強大與否跟其科學(xué)技術(shù)是否發(fā)達有直接關(guān)系，我國曾經(jīng)歷過衰落與屈辱，但現(xiàn)在我們可以在科技方面大有作為，重振中華民族的榮光。以此來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理化學(xué)的決心，同時也可以激發(fā)學(xué)生的愛國熱情。

物理化學(xué)發(fā)展的第二階段是在1920年到1960年，期間量子化學(xué)和結(jié)構(gòu)化學(xué)蓬勃發(fā)展。從20世紀初以來物理化學(xué)的諸多基本原理就已經(jīng)運用在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究當(dāng)中，特別是在原油分煉和石油相關(guān)的化工工業(yè)，物理化學(xué)的理論方法發(fā)揮著不可或缺的作用。也正是化工工業(yè)的發(fā)展催生了化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)和界面化學(xué)等物理化學(xué)的分支學(xué)科。在1960年以后物理化學(xué)的發(fā)展進入了第三階段，向著更深，更廣的維度發(fā)展。

在近代物理化學(xué)學(xué)科發(fā)展中，中國科學(xué)家也做出過杰出貢獻，教師可以通過各個時期不同仁人志士的事例激勵當(dāng)代大學(xué)生。例如，著名的物理化學(xué)家黃子卿教授提出了鹽效應(yīng)理論，闡明了鹽析與鹽溶液粒子性的關(guān)系：測定了水的三相點的精確數(shù)值(0.00980±0.00005)℃，這一數(shù)據(jù)成為了1984年國際使用溫標的基準之一[4]。例如，在講解膠體的制備方法的時候，可以介紹我國膠體化學(xué)的主要奠基人傅鷹先生[4]，在祖國急需人才時毅然拒絕國外的優(yōu)厚待遇選擇報效祖國，同時在膠體化學(xué)和表面化學(xué)做出巨大貢獻的研究成果得到各國科學(xué)家的高度評價，1945年布努諾的《氣體和蒸汽物理吸附》和1962年奧薩博著《表面化學(xué)》等都引用了傅鷹先生的科研成果。凡是歷史，都有傳統(tǒng)文化的影子，在課堂教學(xué)中融入中國近現(xiàn)代歷史，將歷史事件和物理化學(xué)巧妙結(jié)合，在無形之中滲透了愛國，自強，天下興、亡匹夫有責(zé)的優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，同時培養(yǎng)學(xué)生積極進取、勇攀高峰的人生態(tài)度。

2 中國古詩文

布爾韋爾·利頓說過：“在科學(xué)著作中，你最好讀最新的書，在文學(xué)著作中，你最好讀最老的書。古典文學(xué)作品永遠不會衰老”。中國作為四大文明古國之一，從古至今有許多的優(yōu)秀的文學(xué)作品，特別是中國的古詩詞和古文，作為中華傳統(tǒng)文化的精髓古詩文是中華民族文化的結(jié)晶。在課堂教學(xué)中如果單純的講解理論和公式推導(dǎo)，并不能達到最佳效果，如果在能夠把與知識點有關(guān)的古詩文融入到與物理化學(xué)教學(xué)中，將詩文中的字句釋義或是講解其意境，把科學(xué)規(guī)律還原在傳承古代文化的同時收獲隱藏于其中的化學(xué)知識。這樣在把抽象的知識具體化的同時也在課堂上達到了弘揚中華傳統(tǒng)文化的目的。

在剛進入物理化學(xué)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生就因熱力學(xué)的概念繁雜而困惑，對于體系和環(huán)境的能量交換的各種過程感到手足無措難以理解。教師在講解體積功與過程時可以將靜態(tài)過程與可逆過程與古詩結(jié)合，方便學(xué)生理解知識點?！盾髯印駥W(xué)篇》有云“不積跬步無以至千里，不積小流無以成江河”，這樣一個過程可以看成物理化學(xué)中的準靜態(tài)過程[5]。準靜態(tài)過程是在無限次微小外壓變化過程中，外壓和內(nèi)壓始終差一個無限小，以至于我們可以把體系每個瞬間都看作處于平衡狀態(tài)，在取任意選取的短時間Δt內(nèi)，狀態(tài)參量在整個體系各部分都有確定的值，整個過程可以看成是由一系列平衡的狀態(tài)所構(gòu)成的。有了一步半步距離的積累最終才能到達千里之外的遠方；有了細小流水的積累才能匯聚成廣闊的江河大海。雖然說一步的距離和一條細流都十分的微小，但是整個體系在不斷增長，最終變成了千里之遙和大江大河，可以說是準靜態(tài)過程的結(jié)果。如此一來不僅讓學(xué)生們對知識點的認識更加透徹還讓其明白了“羅馬不是一天建成的”的道理，有助于培養(yǎng)學(xué)生腳踏實地、刻苦專研學(xué)習(xí)態(tài)度。

另外很多同學(xué)對于熱力學(xué)的印象就是公式多，推導(dǎo)過程復(fù)雜對此頭疼不已[6]，若是教師運用古詩詞相信可以幫助學(xué)生理解記憶。近代享有國際聲譽的著名學(xué)者王國維在《人間詞話》所提到的人生三境界：“古今之成大事業(yè)、大學(xué)問者，必經(jīng)過三種之境界：‘昨夜西風(fēng)凋碧樹，獨上高樓，望盡天涯路’(宋·晏殊《蝶戀花》)；‘衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴’(宋·柳永《鳳棲梧》)；‘眾里尋他千百度，驀然回首，那人卻在，燈火闌珊處’(南宋·辛棄疾《青玉案》)?！边@三境界依次表達對人生的迷茫，孤獨不知前路幾何；有了目標在追逐的道路上無怨無悔；在足夠的積累之后豁然貫通領(lǐng)悟真諦。人生三境界用來描述學(xué)習(xí)物理化學(xué)的過程可謂是再合適不過，學(xué)生從最初的彷徨到確立目標全力追逐最后豁然開朗。在講授熱力學(xué)第二定律時，可以用相關(guān)知識來深度詮釋人生三境界[5],第一境界：A=U-TS或dA=dU-TdS希望拋棄雜念S(dS<0；昨夜西風(fēng)凋碧樹)，提高內(nèi)能U(dU>0；獨上高樓)，所以有功函A(dA>0；望斷天涯路)提高的非自發(fā)過程(dA>0；生命生長方向過程)；第二境界：dU-TdS=dA<0意為如果熵S增加(dS>0；衣帶漸寬)，內(nèi)能U減少(dU<0；為伊消得人憔悴)，故為功函A減少的自然自發(fā)過程(dA<0；生命價值實現(xiàn)過程)；第三境界：dU-TdS=dA=0代表消耗內(nèi)能U(dU<0；眾里尋他千百度)，熵S減少(驀然回首，那人卻在燈火闌珊處)，功函A不變(dA=0，生命生長與價值實現(xiàn)的過程統(tǒng)一)。通過把詩詞融入到物理化學(xué)的教學(xué)中的方法，既能使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中免于枯燥，也能提醒學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中并非是一帆風(fēng)順，點明可能會遇到的問題，教導(dǎo)學(xué)生從傳統(tǒng)文化中汲取營養(yǎng)擁有自強不息的堅定意志與頑強奮斗的控制能力，并用適當(dāng)?shù)姆椒ǔ种院阕罱K能勇攀學(xué)術(shù)的高峰。

化學(xué)平衡部分集中體現(xiàn)了物理化學(xué)學(xué)科中的辯證的對立統(tǒng)一關(guān)系，教師可以用“橫看成嶺側(cè)成峰，遠近高低各不同”來形容某一體系達到熱力學(xué)平衡后的宏觀表象和微觀實際。因為在體系達到熱力學(xué)平衡之后，反應(yīng)物、產(chǎn)物的濃度不會再變化，從宏觀上來看整個體系處于靜止狀態(tài)。但從微觀上來看，反應(yīng)體系中的正反應(yīng)和逆反應(yīng)沒有停止，一直在進行。只是體系在熱力學(xué)平衡時正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，使得產(chǎn)物的濃度和反應(yīng)物的濃度都保持不變。所以說在整個體系中靜止和變化同時存在，不過是以不同的角度出發(fā)觀察的到不同的結(jié)果罷了。教師可以通過這個例子教導(dǎo)學(xué)生在面對難題時不要從單一方面入手，要用問題的表征現(xiàn)象聯(lián)系微觀本質(zhì)，辯證的看待問題，宏觀與微觀結(jié)合攻克難關(guān)。

古詩文是我國五千年燦爛文化的精髓，古人在創(chuàng)作時無形中融入了許多化學(xué)知識，使其作品大放異彩，也為我們今天的化學(xué)學(xué)習(xí)提供了極為豐富的資源。以詩文作為物理化學(xué)學(xué)科材料也存在一些注意事項，首先，我們在教學(xué)中引入古詩文是為了更好地學(xué)習(xí)科學(xué)知識，最后應(yīng)當(dāng)落腳到物理化學(xué)中切不可將上課的重點轉(zhuǎn)移到詩詞的賞析上；其次使用的詩詞應(yīng)該是通俗易懂的，意境過于深奧晦澀的詩詞不適合用于教學(xué)；最后，作者創(chuàng)作詩詞時所處的時代和作者的心境都會表達在詩詞中，為防止學(xué)生產(chǎn)生負面情緒，教師選擇的詩詞具有積極向上、發(fā)人深省的教育作用。對于理工科教師來說要在浩瀚的文海中尋得符合要求的詩句注重加強自身道德修養(yǎng)，潛心問道。

3 傳統(tǒng)哲學(xué)思想

愛因斯坦曾如此評價哲學(xué)：“如果把科學(xué)理解為在最普遍和最廣泛的形式中對知識的最求，那么，哲學(xué)顯然就可以被認為是全部科學(xué)之母”?！蹲匀晦q證法》認為：“宏觀現(xiàn)象是微觀結(jié)構(gòu)的反映，事物規(guī)律是微觀結(jié)構(gòu)規(guī)律的集中表現(xiàn)形式”，生命物質(zhì)是由非生命物質(zhì)構(gòu)成，非生命物質(zhì)的規(guī)律應(yīng)該大部分適用于生命物質(zhì)，廣義物理化學(xué)就是將經(jīng)典物理化學(xué)的理論運用于整個自然界甚至意識形態(tài)領(lǐng)域。故此來說，物理化學(xué)作為一門理論性非常強的課程，相關(guān)理論中的也蘊含這深刻的哲學(xué)原理[7]，被譽為“化學(xué)中的哲學(xué)”。中國傳統(tǒng)哲學(xué)文化源遠流長、博大精深，傳統(tǒng)哲學(xué)的宇宙觀以《易經(jīng)》為代表，倫理社會觀以“孔孟之說”的儒家思想為代表。我們可以以物理化學(xué)和中國傳統(tǒng)哲學(xué)的共通的地方相互結(jié)合，以哲學(xué)的原理出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生建立正確的方法論證觀點，培養(yǎng)學(xué)生成為德才兼?zhèn)涞娜恕?/p>

在宏觀反應(yīng)動力學(xué)中，教師在講授反應(yīng)基元反應(yīng)時可以用老子《道德經(jīng)》：“道生一，一生二，二生三，三生萬物”世間萬物都是由簡到繁，復(fù)雜的事物也是由簡單的物質(zhì)構(gòu)成的，所有的化學(xué)反應(yīng)都是由一個個基元反應(yīng)組合而成。在講解熱力學(xué)第二定律時，可以引入《孟子》：“生于憂患，死于安樂”，說明體系和環(huán)境之間能量交換的意義。在講解熱力學(xué)第三定律時我們可以用“修正在于心；知止而后有定，定而后能靜，靜而后能安，安而后能慮，慮而后能得”來解釋“體系溫度越低，結(jié)構(gòu)越有序”的結(jié)論。

在學(xué)習(xí)完熱力學(xué)第三定律之后，教師可以提問學(xué)生：熱力學(xué)第三定律的內(nèi)容是“在熱力學(xué)溫度的零度時，完美晶體物質(zhì)的熵值為零”，這對你們生活有何啟示？該結(jié)論本質(zhì)是說物質(zhì)的熵值隨著溫度的降低而降低，在溫度為0 K時，物質(zhì)的熵就為0。學(xué)生就可以想到自身的浮躁(可看作體系溫度高的一種表現(xiàn))意味著體系熵值大，容易迷失方向，而冷靜(可看作體系溫度低的一種變現(xiàn))意味著體系熵值小，更易看清方向而為寧靜致遠，厚德載物。而在現(xiàn)實條件中不可能實現(xiàn)絕對0 K，“絕對完美”的狀態(tài)不可能存在，領(lǐng)悟到“人無完人，金無足赤”，我們只需要盡自己最大努力把事情做到“止于至善”的境界，也就沒有遺憾了。

心理學(xué)巨匠威廉·詹姆斯說過：“播種下一個行為，你將收獲一種習(xí)慣；播種下一個習(xí)慣，你將收獲一種性格；播種下一種性格，你將收獲一種命運”。在物理化學(xué)教學(xué)中，教師要將中華傳統(tǒng)哲學(xué)觀點滲透，融合到學(xué)科理論之中去，于無形之中培養(yǎng)學(xué)生運用物理化學(xué)中的辯證思維解決問題的能力，達到教書育人的最終目的。

4 結(jié) 語

物理化學(xué)作為理工科相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，通過對教學(xué)方法的改進和創(chuàng)新，對教學(xué)方法進行不斷地打磨，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，提高學(xué)生的課堂參與度能使教學(xué)效果更佳。在物理化學(xué)教學(xué)中融入中華傳統(tǒng)文化是一種較為新穎的教法，同時從物理化學(xué)學(xué)科的角度弘揚傳統(tǒng)文化，讓高校理工科學(xué)子接受優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的熏染，有利于新時代“四有”本科人才的培養(yǎng)。但其完善程度相較于其他傳統(tǒng)教法有所欠缺，故需要教師在教學(xué)前要充分備課，尋找到與物理化學(xué)中的理論相契合和優(yōu)秀傳統(tǒng)文化；在上課時要做到主次分明，以學(xué)科理論為主傳統(tǒng)文化為輔，有效利用課堂時間，達成預(yù)期的教學(xué)目標；課后要注意反思和總結(jié)，根據(jù)學(xué)生的課后反饋對當(dāng)前教學(xué)方法進行鉆研和改進，更加完善此教法。