應(yīng)用型本科院校物理化學(xué)課程思政教學(xué)實(shí)踐

趙家昌 鄭文銳 芮一川 瞿 祎 劉鳳嬌 袁海寬

上海工程技術(shù)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 （上海 201620）

教育部關(guān)于印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》的通知中指出，培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰(shuí)培養(yǎng)人是教育的根本問(wèn)題，立德樹(shù)人成效是檢驗(yàn)高校一切工作的根本標(biāo)準(zhǔn)。落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)，必須將價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體、不可割裂。全面推進(jìn)課程思政建設(shè)，就是要寓價(jià)值觀引導(dǎo)于知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)之中，幫助學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀，這是人才培養(yǎng)的應(yīng)有之義，更是必備內(nèi)容[1]。因此，在專業(yè)課中實(shí)施課程思政教育，采用精細(xì)的、浸潤(rùn)式的隱性教育模式，既能傳授專業(yè)知識(shí)，又能培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立正確的價(jià)值觀，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感和家國(guó)情懷[2]。

1 物理化學(xué)課程思政的意義

物理化學(xué)是從物質(zhì)的物理現(xiàn)象與化學(xué)現(xiàn)象的聯(lián)系入手來(lái)探求化學(xué)變化規(guī)律的一門學(xué)科，是上海工程技術(shù)大學(xué)的化學(xué)工程與工藝、高分子材料與工程、制藥工程、環(huán)境工程、藥物化學(xué)、涂料工程等專業(yè)的基礎(chǔ)課[3]。物理化學(xué)課程理論性強(qiáng)，被譽(yù)為“化學(xué)中的哲學(xué)”，其課程內(nèi)容蘊(yùn)含著豐富的哲學(xué)思想和思政元素。上海工程技術(shù)大學(xué)物理化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)師資結(jié)構(gòu)合理、力量強(qiáng)大。團(tuán)隊(duì)在校級(jí)課程思政教學(xué)項(xiàng)目的資助下，通過(guò)深入挖掘物理化學(xué)課程內(nèi)容中的思政元素并在教學(xué)過(guò)程中加以實(shí)施，同時(shí)強(qiáng)調(diào)物理化學(xué)在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用，凸顯應(yīng)用型本科院校特色。實(shí)施結(jié)果表明，物理化學(xué)課程思政對(duì)于提升學(xué)生的思想道德素養(yǎng)和專業(yè)知識(shí)能力起到了很好的作用。

2 物理化學(xué)課程思政教學(xué)實(shí)踐

上海工程技術(shù)大學(xué)物理化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)在物理化學(xué)課程的授課中充分發(fā)揮課程的德育功能，以發(fā)揮大學(xué)文化引領(lǐng)功能、挖掘中國(guó)物理化學(xué)家的光輝事跡、精心設(shè)計(jì)課程內(nèi)容的應(yīng)用實(shí)例為抓手，將其轉(zhuǎn)化為思想政治教育的有效載體，在“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”的知識(shí)學(xué)習(xí)中融入理想信念層面的精神指引。

2.1 發(fā)揮大學(xué)文化引領(lǐng)功能，形成良好學(xué)風(fēng)

上海工程技術(shù)大學(xué)的前身為創(chuàng)建于1978 年的上海交通大學(xué)機(jī)電分校、上?；W(xué)院分院和上海紡織工學(xué)院分院，目前是工學(xué)、經(jīng)濟(jì)、管理、藝術(shù)、設(shè)計(jì)等多學(xué)科互相滲透、協(xié)調(diào)發(fā)展的全日制普通高等學(xué)校，是教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”首批試點(diǎn)高校、全國(guó)地方高校新工科建設(shè)牽頭單位、上海市“高水平地方應(yīng)用型高?！痹圏c(diǎn)建設(shè)單位。在45 年的辦學(xué)過(guò)程中，上海工程技術(shù)大學(xué)形成了“勤奮、求是、創(chuàng)新、奉獻(xiàn)”的校訓(xùn)以及“勤業(yè)惟誠(chéng)、厚學(xué)致用”的價(jià)值取向。大學(xué)校訓(xùn)承載的是一個(gè)學(xué)校的歷史和文化底蘊(yùn)，是高等院校辦學(xué)理念和治學(xué)精神的集中體現(xiàn)，是學(xué)校的精髓和靈魂。物理化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)在教學(xué)過(guò)程中充分發(fā)揮大學(xué)文化的引領(lǐng)功能，有機(jī)融合學(xué)校的校訓(xùn)和價(jià)值取向，教導(dǎo)學(xué)生勤奮學(xué)習(xí)，培育了良好的學(xué)風(fēng)。

2.2 挖掘中國(guó)物理化學(xué)家的光輝事跡，培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)精神

物理化學(xué)教材中的物理化學(xué)家群星璀璨，為物理化學(xué)學(xué)科的建立奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但是這些科學(xué)家很多都是外國(guó)的，如提出了吉布斯自由能和吉布斯相律的美國(guó)物理化學(xué)家吉布斯、被稱為“熱力學(xué)之父”的英國(guó)物理化學(xué)家開(kāi)爾文、被公認(rèn)為熱力學(xué)的主要奠基人之一的德國(guó)物理化學(xué)家克勞修斯、研究了熱和機(jī)械功之間的當(dāng)量關(guān)系的英國(guó)物理化學(xué)家焦?fàn)?、提出了熱力學(xué)第零定律的否勒、提出電離理論和阿侖尼烏斯公式的阿侖尼烏斯、第一位諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者范特霍夫等。

事實(shí)上，中國(guó)科學(xué)家也對(duì)物理化學(xué)這門學(xué)科作出了重要貢獻(xiàn)。物理化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)深入挖掘，在教學(xué)過(guò)程中對(duì)中國(guó)物理化學(xué)家們的光輝事跡進(jìn)行展示，培養(yǎng)學(xué)生們的愛(ài)國(guó)精神。例如，被譽(yù)為“中國(guó)霍金”的中國(guó)科學(xué)院金展鵬院士，他將傳統(tǒng)材料科學(xué)與現(xiàn)代信息學(xué)糅合，首創(chuàng)了三元電子擴(kuò)散偶-電子探針微區(qū)成分分析方法，實(shí)現(xiàn)了用一個(gè)試樣測(cè)定出三元相圖整個(gè)等溫截面。在此之前，德國(guó)科學(xué)家需要用52 個(gè)試樣才能達(dá)到同樣目的。這一方法轟動(dòng)了國(guó)際相圖界，被譽(yù)為“金氏相圖測(cè)定法”[4]。除了在科研上的突出成就外，金展鵬院士在教書育人方面的貢獻(xiàn)也令人欽佩。在全身癱瘓（60 歲）后，他仍然克服重重困難，堅(jiān)持工作。1998 年獲寶鋼教育獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，2003 年被評(píng)為湖南十大新聞人物，2007 年獲“全國(guó)模范教師”稱號(hào)，2009 年獲“湖南省師德標(biāo)兵”稱號(hào)，2011 年被評(píng)為第二屆全國(guó)教書育人楷模，2012 年被評(píng)為全國(guó)創(chuàng)新?tīng)?zhēng)優(yōu)優(yōu)秀共產(chǎn)黨員。

在物理化學(xué)的分支電化學(xué)領(lǐng)域，著名物理化學(xué)家、中科院院士田昭武先生作為中國(guó)電化學(xué)學(xué)科帶頭人之一，作出了重要貢獻(xiàn)[5]。1955 年，電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)開(kāi)始在國(guó)際化學(xué)界興起，但當(dāng)時(shí)在國(guó)內(nèi)還是一片空白。田昭武以前瞻性的思維意識(shí)到這將是未來(lái)電化學(xué)發(fā)展的核心，他另起爐灶，立志為填補(bǔ)這一新興空白領(lǐng)域而奮斗。在基礎(chǔ)理論方面，他提出氣體擴(kuò)散多孔電極極化的“特征電流”概念和“不平整液膜”模型；發(fā)現(xiàn)并系統(tǒng)地研究了自催化電極過(guò)程；在技術(shù)方面，研制成功并批量生產(chǎn)DHZ-1 型電化學(xué)綜合測(cè)試儀、XYZ-1 型離子色譜抑制器、DD-1 型電鍍參數(shù)測(cè)試儀等。他多次舉辦全國(guó)電化學(xué)研討班，培養(yǎng)了一批電化學(xué)人才；創(chuàng)辦《電化學(xué)》期刊，主辦第46 屆國(guó)際電化學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)并任主席；著有《電化學(xué)研究方法》，獲得國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)、國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)以及省部級(jí)以上科技獎(jiǎng)勵(lì)共7 項(xiàng)。

在鋰離子電池研究領(lǐng)域，中國(guó)工程院陳立泉院士作出了重要貢獻(xiàn)。他率先在國(guó)內(nèi)建成了我國(guó)第一條鋰離子電池中試生產(chǎn)線，解決了鋰離子電池規(guī)?；a(chǎn)的科學(xué)技術(shù)與工程問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)化[6]。他1987 年擔(dān)任“863”計(jì)劃“七五”儲(chǔ)能材料（聚合物鋰電池）項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人；1999 年?duì)款^成立了北京星恒電源有限公司。陳立泉院士執(zhí)教數(shù)十春秋，曾擔(dān)任過(guò)國(guó)內(nèi)外近30 所科研院所的客座教授，桃李滿天下?，F(xiàn)在，國(guó)內(nèi)幾乎所有重點(diǎn)高校研究電池材料的都有他的學(xué)生，國(guó)內(nèi)外知名電池企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)都有他的學(xué)生在就職。

教學(xué)實(shí)踐表明，以中國(guó)物理化學(xué)家的光輝事跡作為思政內(nèi)容，能很好地激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情，同時(shí)也能讓學(xué)生以他們?yōu)榘駱?，努力提高自己的科學(xué)文化水平，增長(zhǎng)才干，為建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家、推進(jìn)中華民族偉大復(fù)興貢獻(xiàn)自己的聰明才智。

2.3 精心設(shè)計(jì)課程內(nèi)容的應(yīng)用實(shí)例,激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷

物理化學(xué)雖然理論性很強(qiáng)，但其在生產(chǎn)生活等方面的具體應(yīng)用非常豐富。物理化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)精選物理化學(xué)課程內(nèi)容中我國(guó)處于全球領(lǐng)先地位的應(yīng)用實(shí)例來(lái)實(shí)施課程思政, 以達(dá)到激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)?shù)哪康摹?/p>

熱力學(xué)第二定律的任務(wù)是解決變化的方向和限度問(wèn)題。方向和限度對(duì)化學(xué)工作者尤其重要，為了闡述方向問(wèn)題的重要性，舉了下面的例子：

不難看出，上述反應(yīng)的正方向是人們希望的方向，要做的是如何控制外界條件，使得反應(yīng)按人們所希望的方向進(jìn)行。教學(xué)實(shí)踐中，上述實(shí)例給學(xué)生留下了深刻印象，然后自然過(guò)渡到人造金剛石的例子。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球95%以上的人造金剛石產(chǎn)自中國(guó)河南省。歷史上，西方發(fā)達(dá)國(guó)家曾經(jīng)將人造金剛石這類超硬材料及制品作為一種戰(zhàn)略性儲(chǔ)備物資，其生產(chǎn)技術(shù)長(zhǎng)期對(duì)其他國(guó)家實(shí)施“禁運(yùn)”。但隨著中國(guó)在金剛石制造領(lǐng)域的技術(shù)突破，“中國(guó)造”金剛石在全球大放異彩。中國(guó)打破國(guó)外技術(shù)壟斷后所量產(chǎn)的人造金剛石的價(jià)格僅為國(guó)外產(chǎn)品價(jià)格的十分之一，是世界金剛石壟斷價(jià)格的終結(jié)者。

電化學(xué)是研究電能和化學(xué)能相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的科學(xué)。基于應(yīng)用型高校的背景，在教學(xué)中，物理化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)會(huì)舉一些應(yīng)用實(shí)例，通過(guò)對(duì)電化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，給學(xué)生解釋為何鋰離子電池是高能電池，而且在日常生活中得到了廣泛應(yīng)用：一方面，Li+/Li 的電極電勢(shì)為-3.05 V，在所有電對(duì)中是最低的，因此能提供最高的電池電動(dòng)勢(shì)；另一方面，Li 的電化當(dāng)量在金屬中最高，達(dá)3.86（A·h）/g。然后由此過(guò)渡到介紹中國(guó)鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況。目前，鋰離子電池已廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦和新能源汽車。國(guó)際能源署公布的報(bào)告顯示，中國(guó)約占全球鋰化學(xué)品供應(yīng)量的60%，還生產(chǎn)了全球3/4 的鋰離子電池。目前，全球正處于從燃油汽車向電動(dòng)智能汽車過(guò)渡的技術(shù)變革期，各國(guó)都希望自己可以在新能源賽道上占有一席之地。由于中國(guó)在鋰離子電池方面占據(jù)了絕對(duì)優(yōu)勢(shì)位置，因此在該賽道上一馬當(dāng)先。數(shù)據(jù)顯示，2022 年我國(guó)新能源汽車銷量達(dá)到600 萬(wàn)輛。這不僅意味著我國(guó)將提前3 年完成國(guó)家規(guī)劃2025 年的目標(biāo)，而且還有可能超過(guò)其他國(guó)家的銷量總和。

在國(guó)家“碳達(dá)峰、碳中和”背景下，儲(chǔ)能領(lǐng)域迎來(lái)萬(wàn)億級(jí)的市場(chǎng)機(jī)遇。隨著新能源產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式增長(zhǎng)，鋰資源的供應(yīng)變得越來(lái)越緊張，而鈉元素地殼儲(chǔ)量豐富，在全球分布廣泛，因此鈉離子電池是實(shí)現(xiàn)綠色儲(chǔ)能的最經(jīng)濟(jì)、最安全的選擇，發(fā)展鈉離子電池將為儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)鏈戰(zhàn)略安全提供關(guān)鍵支撐。根據(jù)鈉電池行業(yè)報(bào)告，鈉離子電池性能和應(yīng)用有望與鋰離子電池互補(bǔ)，2023 年將迎量產(chǎn)元年。物理化學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)在政府經(jīng)費(fèi)的支持下，和合作公司一起進(jìn)行鈉離子電池硬碳負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)化相關(guān)的研究工作，希望能開(kāi)發(fā)出高性能、低成本的生物質(zhì)基鈉離子電池硬碳負(fù)極材料。

3 結(jié)語(yǔ)

目前，課程思政已成為行之有效的人才培養(yǎng)模式。在物理化學(xué)課程思政建設(shè)以及教學(xué)實(shí)踐中，通過(guò)遴選課程知識(shí)傳授和價(jià)值引領(lǐng)融合點(diǎn)，充分挖掘該課程的思政教育資源，促進(jìn)物理化學(xué)課程與思政教育有機(jī)融合，在潛移默化中增強(qiáng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義精神和精益求精的大國(guó)工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)，提高學(xué)生正確認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，把學(xué)生培養(yǎng)成為德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。