淺析物理化學教學中的德育元素

李雪瑩 丹媛媛 陳立莊

摘要：為在物理化學教學過程中深入貫徹社會主義核心價值觀，提高大學教育課程思政的執行力，通過挖掘物理化學教學過程中的德育元素培育大學生的綜合素質。對科學研究實事求是，嚴謹治學，循序漸進地培養大學生的創新精神，最大程度地建立大學生的社會責任感。

關鍵詞：物理化學；德育元素；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）03-0225-02

隨著社會經濟的迅猛發展，道德教育在現代高校教育中起著舉足輕重的作用。由于當代大學生的世界觀及價值觀已經基本確立。僅僅從思政課程的學習還不足以引導學生樹立正確的世界觀及價值觀。因此，對大學生的德育教育需要滲透到高等教育的每一個階段中，每一門課程之中。作為一名物理化學課程的教師，本文從物理化學課程出發淺談其中的德育元素，使廣大教師能夠通過專業課程對當代大學生進行潛移默化的道德教育。物理化學作為化學的理論基礎，邏輯性很強，所研究的是普遍適用于各個化學分支的理論問題[1]。在物理化學教學過程中繁雜的公式和抽象的概念背后蘊含著豐富的德育元素，不僅滲透在物理化學知識自身，還滲透于物理化學問題的探究過程中。深入挖掘這些德育元素能夠為大學生完善自我個性，實現自我價值，樹立正確的價值觀提供保障，從而使枯燥的理論知識與學習實踐相結合，培養和激發學生的學習動機，進一步對高校德育發展添磚加瓦。具體的德育元素包含如下幾個方面：

一、實事求是

物理化學是一門用物理的原理和方法來研究化學中最基本的規律和理論的科學。大量實驗經驗的積累奠定了物理化學的發展，在物理化學教學中物理化學實驗教學是理論教學的重要輔助手段。大學生需要在實驗過程中來驗證理論教學中獲得的知識內容。因此，在培養求真務實追求本質的科學精神方面具有不可替代的作用。物理化學研究的對象是物質的組成、性質與變化。這就要求大學生從實際對象出發，探求物質系統內部聯系及發展的規律，最終認識事物的本質。無論是每一個狀態函數的物理意義的理解還是物理化學公式定理的推導，都需要學生能夠正確認識在化學反應過程中客觀存在的現象并進行數學建模，總結并歸納普適性規律。這種過程的體驗有利于學生實事求是的理性精神培養。如在多組分多相系統的學習過程中對理想稀溶液及理想液態混合物模型的建立都是針對物質的共性建立的模型，但在研究個別真實多相多組成的系統時就需要具體問題具體分析。對理想模型的偏離做出進一步修正。如拉烏爾定律是描述稀溶液中溶劑的蒸氣壓等于同一溫度下純溶劑的飽和蒸氣壓與溶液中溶劑的摩爾分數的乘積。亨利定律是描述揮發性溶質在溶劑中的溶解度，與該揮發性溶質氣體的壓力成正比。對于二組分液態完全互溶系統的蒸氣壓與組成的關系圖中，只有在稀溶液區系統的總壓與組成才符合拉烏爾定律和亨利定律，在其他區域對拉烏爾定律及亨利定律都會發生偏離，正是有這種偏離在二組分氣液平衡的壓力-組成圖中才會存在最大正偏差或者最大負偏差，這是由于二組分之間作用力影響的，若作用力小于各組分之間的吸引力，或純組分之間的締合作用，形成液態混合物時產生正偏差并伴有吸熱現象和體積增大。若二組分之間的作用力大于純組分之間的吸引力，在形成液態混合物時產生負偏差，伴有放熱現象和體積減小。這就要求我們能夠實事求是，追求科學精神。在實驗現象的基礎上建立模型，應用物理知識正確解析化學現象。

二、嚴謹治學

物理化學是一門以實驗事實為依據，嚴格定量的科學。任何一個物理化學規律的發現以及數學建模和表達都有嚴密的邏輯推理過程。通常用定量的公式來描述物理量間的關系，于是物理量的正確表示及運算就構成了物理化學的重要組成部分。掌握其嚴謹的表示方法及運算規則是學好物理化學的必要條件。如熵（△S）的單位是J·mol-1·K-1；焓（△H）的單位是KJ·mol-1；化學反應的吉布斯函數（△G）的單位是KJ·mol-1?！鱃=△H-T△S，在這個公式中，若學生將狀態函數△S的單位與△H的單位弄混淆就無法得到正確的結果。為了實現嚴謹治學，在物理化學教學過程中老師應當嚴格要求學生，對每一個物理量的表達需要數值與單位在一起。物理化學中包含著大量的公式推導以及相關的應用計算，需要大學生建立起嚴謹的邏輯思維體系[2]。如等溫可逆過程的體積功的推導，不同溫度下標準摩爾反應焓，標準摩爾反應熵變的計算，從熱力學基本方程到麥克斯韋關系式的推導，與相平衡關系密切的克拉佩龍方程與克勞修斯-克拉佩龍方程的推導，多相多組分系統化學勢判據的推導等。只有掌握嚴謹的數學思維能力才可以完成這些理論公式的推導過程。在這些物理化學知識的傳授中培養大學生良好的學風，從而對大學生學習品質和精神狀態產生積極的作用，使“工匠精神”發揚光大。這就能夠培養大學生們無論是在求知的過程中還是在學術研究中做到嚴密謹慎、嚴格細致。

三、創新精神

所謂創新，是建立在現有的科學理論基礎之上的，不是天馬行空的亂想。對于物理化學課程教學首先需要大學生能夠掌握綜合分析問題的能力。例如如何判斷一個化學反應在某一個溫度下能否發生？首先利用反應物和生成物在25℃下的生成焓及熵變來計算25℃下的Gibbs函數變，由Gibbs函數變與溫度的關系計算在該溫度下這個化學反應的自發性。當掌握了綜合分析問題的能力，理清邏輯關系中內在的聯系，才可能實現在實踐的基礎上創新[3]。另外，物理化學本身就是一門既古老又新穎的課程。隨著現代分析測試技術的發展，其中的量子化學及膠體化學對近代的固體物理學以及納米科學產生了重要及深遠的影響。納米科學中納米材料的合成離不開膠體化學的發展。人們在掌握一定的科學理論基礎上在實踐中不斷產生新的認識，提出新的方法。如對石墨烯膠體的凈化方法就是建立在對半透膜的研究及應用的基礎之上的。固體表面的物理吸附及化學吸附理論，化學動力學中的勢能面模型在揭示新型納米材料催化機理方面的應用仍然具有重要的地位。在物理化學教學過程中教師需要根據學生的接受能力及時介紹最新的物理化學方面的前沿動態，激發學生的求知欲望，提高學習興趣。如在介紹化學動力學時，對一些新型的催化劑及催化原理進行簡單的介紹，在講解膠體化學這一章時，對最新的納米材料的合成方法的介紹，在施教過程中利用新的教學手段、方法激發大學生的學習動機，從而潛移默化地培養學生的創新精神。

四、社會責任感

物理化學研究的最基本的問題是如何通過化學反應來經濟合理地生產產品和獲取能量。這要求我們的學生要領會物理化學解決實際問題的科學方法。培養學生如何將一個復雜的實際問題，經過適當的簡化、假設后建立物理模型，如理想氣體模型，理想氣體混合物模型，理想稀溶液模型等。培養大學生積極應用知識、探索解決具體問題的方法，形成以問題為載體的知識組織方式，實現從理論知識到問題解決的知識轉變[4]。如在表面過剩濃度與吉布斯吸附等溫式的教學內容中涉及到表面活性劑工作原理的介紹。表面活性劑種類繁多，應用廣泛，從紡織工業中的柔軟劑、凈洗劑到造紙工業中的阻垢劑、除油劑，再到制藥工業中的乳化劑及助懸劑。由于表面活性劑的廣泛使用，其對環境的影響涉及到方方面面的因素。這就要求大學生在掌握基礎知識的同時提高自身的社會責任感，在之后的學習生活中進一步尋找節能環保的技術去開發利用表面活性劑。那么大學生就不僅收獲了魚，也學到了漁，可以使我們在未來的科學道路上走得更遠，不斷創新和發展，讓科學的火炬世代傳承下去?！皫熣?，傳道受業解惑也”。

參考文獻：

[1]王女.創新思維在物理化學教學改革中的探索[J].教育教學論壇，2016，（19）：76-77.

[2]談寧馨，朱權.工科物理化學課程小班研討內容的思考[J].大學教育，2014，（5）：21-22.

[3]張丹，李君華.淺析物理化學教學中的哲學思想與應用[J].遼寧工業大學學報（社會科學版），2016，（2）：115-116.

[4]譚頂良.高等教育心理學[M].南京師范大學出版社，2006.