物理化學(xué)課程思政元素的“教”與“學(xué)”*

夏美榮，田 華，王 靜，鐘春梅，李志平，焦體峰, 李 媛

(1 燕山大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院,河北 秦皇島 066004;2 唐山三友化工股份有限公司,河北 唐山 063305)

要嚴(yán)把德才標(biāo)準(zhǔn)。德才兼?zhèn)洌娇爸厝蝃1]。而當(dāng)代大學(xué)生更是“生逢盛世，肩負(fù)重任”。由于當(dāng)代大學(xué)生以“追求自身價(jià)值實(shí)現(xiàn)”為重要訴求，因此在教學(xué)中將思政教育放在首位，引領(lǐng)大學(xué)生樹(shù)立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，確保他們無(wú)論任何時(shí)候都能做到“不忘初心，牢記使命”[2]，有效避免“失去靈魂的卓越”[3]。

對(duì)于大學(xué)課程的教學(xué)，教師除了讓學(xué)生掌握必要的專(zhuān)業(yè)技能，還要堅(jiān)持以新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo)，注重挖掘課程中的思政元素，并隨時(shí)融入“傳道授業(yè)解惑”的實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，打造學(xué)生“價(jià)值觀-知識(shí)體系-實(shí)際技能”三位一體的核心目標(biāo)。物理化學(xué)被認(rèn)為教學(xué)中“最難教”，學(xué)習(xí)中“最難學(xué)”的課程，即使聽(tīng)懂了，也不會(huì)應(yīng)用[4]。因此本論文結(jié)合物理化學(xué)課程特點(diǎn)，闡述了融入思政元素的重要意義，根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及物理化學(xué)教改成果，介紹了物理化學(xué)教學(xué)思政教學(xué)方式的探索和具體的操作措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)信念的培養(yǎng)、內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力的塑造；同時(shí)結(jié)合物理化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，培養(yǎng)大學(xué)生求真務(wù)實(shí)的科學(xué)品質(zhì)及實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興為己任的愛(ài)國(guó)情懷。

1 《物理化學(xué)》思政元素的重要性

《物理化學(xué)》作為化工專(zhuān)業(yè)四大基礎(chǔ)課之一，主要從化學(xué)現(xiàn)象和物理現(xiàn)象的聯(lián)系入手，利用物理原理知識(shí)來(lái)研究化學(xué)的基本規(guī)律的學(xué)科。它與材料專(zhuān)業(yè)、化工專(zhuān)業(yè)、高分子專(zhuān)業(yè)、石油專(zhuān)業(yè)、輕紡專(zhuān)業(yè)等存在密切聯(lián)系，是關(guān)系著人類(lèi)的生產(chǎn)、可持續(xù)發(fā)展的強(qiáng)實(shí)用性學(xué)科，是每名化工專(zhuān)業(yè)學(xué)生的必修課。這就要求物理化學(xué)教師在授課過(guò)程中添加思政元素，引領(lǐng)學(xué)生樹(shù)立正確的三觀，擔(dān)當(dāng)起“家、國(guó)、天下”的重任，成為服務(wù)國(guó)家裝備制造業(yè)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、國(guó)防科技工業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展而貢獻(xiàn)力量。

2 《物理化學(xué)》課程思政教學(xué)方式的探索

2.1 大學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力的培養(yǎng)

物理化學(xué)是一門(mén)理論性學(xué)科，若是在教學(xué)中缺乏適當(dāng)?shù)膭?chuàng)新，勢(shì)必影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，因此在學(xué)習(xí)過(guò)程中設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程需要注重學(xué)生內(nèi)在驅(qū)力的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。巧妙的設(shè)計(jì)與物理化學(xué)相關(guān)的實(shí)例，例如在講解時(shí)候“表面張力”提出物理化學(xué)會(huì)告訴你怎么熬粥不溢鍋；會(huì)告訴你為什么在海邊腳踩上濕沙灘時(shí)候不會(huì)陷進(jìn)去，踩干沙灘就陷進(jìn)去。滲透作用相關(guān)的實(shí)例如學(xué)物化，有種心跳的感覺(jué)。由于細(xì)胞壁對(duì)各種離子的滲透力不同，引發(fā)的功的能量，測(cè)量的心電圖的不同。讓學(xué)生切實(shí)感受到物理化學(xué)知識(shí)的有用性。同時(shí)為了增加興趣，巧用諺語(yǔ)、俗語(yǔ)、古詩(shī)等。在探索自發(fā)過(guò)程本質(zhì)時(shí)，結(jié)合“人往高處走，水往低處流”孕育著科學(xué)的道理，即水往低處流因?yàn)橹亓轵?qū)動(dòng)力，使水順“勢(shì)”而下。而我們作為有主觀能動(dòng)性的大學(xué)生而言，也存在著內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，這個(gè)驅(qū)動(dòng)力督促我們努力學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)更高的人生目標(biāo)。這樣巧妙地將思政結(jié)合在教學(xué)之中。

2.2 大學(xué)生守正創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

“創(chuàng)新”“知識(shí)”“人才”概念的內(nèi)涵豐富，也是我們今后大學(xué)生培養(yǎng)計(jì)劃的重點(diǎn)改革內(nèi)容。知識(shí)不等同于能力和文憑，人才需要充足的知識(shí)儲(chǔ)備和創(chuàng)新能力。只有夯實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)才能與天才的思想發(fā)生有效碰撞，產(chǎn)生新的技術(shù)力量。因此在教學(xué)中注重學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)牢固程度和守正創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。將教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)成“提出問(wèn)題-分析問(wèn)題-解決問(wèn)題-實(shí)際應(yīng)用”四步曲。比如學(xué)到表面現(xiàn)象中接觸角的知識(shí)過(guò)程設(shè)計(jì)了如下的教學(xué)過(guò)程(如圖1所示)。

圖1 學(xué)習(xí)接觸角的教學(xué)過(guò)程

引出問(wèn)題為什么水珠在荷葉為圓形？為了解決這個(gè)問(wèn)題，學(xué)生通過(guò)查詢資料獲得這種結(jié)果與荷葉的分級(jí)的微納米結(jié)構(gòu)(如圖2所示)相關(guān)[3]，這種特殊的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了“荷葉效應(yīng)”，荷葉效應(yīng)制備了超疏水材料，如荷葉效應(yīng)乳膠漆、防水漆、拒水拒油納米防治新產(chǎn)品等方面的應(yīng)用及很多與結(jié)構(gòu)相關(guān)的實(shí)例。這種教學(xué)模式利于學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立思考、守正創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

圖2 荷葉表面形貌[5]

2.3 大學(xué)生求真務(wù)實(shí)科學(xué)品質(zhì)的培養(yǎng)。

我國(guó)近代物理化學(xué)家傅鷹先生指出：只有實(shí)驗(yàn)才是化學(xué)的“最高法庭”。理論聯(lián)系實(shí)際是馬克思主義“活的靈魂”。物理化學(xué)課程恰是一門(mén)來(lái)自實(shí)驗(yàn)的理論科學(xué)，在研究中秉承理論與實(shí)驗(yàn)并重理念。物理化學(xué)中熱力學(xué)定律、拉烏爾定律、亨利定律等都是來(lái)自于實(shí)際的生產(chǎn)，通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)總結(jié)演繹獲得規(guī)律，在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用，對(duì)定律進(jìn)一步修正，因此在課程中傳輸“實(shí)踐是檢驗(yàn)理論的唯一標(biāo)準(zhǔn)的馬克思主義科學(xué)實(shí)踐觀念，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)求真務(wù)實(shí)的精神。在教學(xué)中適當(dāng)?shù)囊肟蒲谢蚴俏锢砘瘜W(xué)課程實(shí)例，比如熱力學(xué)第二定律中引入“點(diǎn)石成金”的故事[6]：羅西尼通過(guò)使用熱力學(xué)第二定律得到石墨與金剛石轉(zhuǎn)化的條件，后期人們利用計(jì)算結(jié)果，合理的引入催化劑實(shí)現(xiàn)了這一過(guò)程的轉(zhuǎn)化。再如，拉烏爾定律就是在煮海為鹽的實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)的海水的蒸汽壓比純水的蒸汽壓低。因此，我們?cè)诮虒W(xué)中，注重學(xué)生求真務(wù)實(shí)科學(xué)品質(zhì)的培養(yǎng)，要尊重客觀規(guī)律，利用先進(jìn)的知識(shí)技術(shù)指導(dǎo)實(shí)踐。這在物理化學(xué)中也有很多的反例，例如在熱力學(xué)第二定律學(xué)習(xí)中，引用第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)的實(shí)例，即希望從海洋、大氣乃至宇宙中取熱，將這些熱成為驅(qū)動(dòng)的永動(dòng)機(jī)的源頭的思想是否可行，讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)去體會(huì)“遵循客觀規(guī)律的精神，辯證唯物主義思維”的求真務(wù)實(shí)的本質(zhì)。

2.4 大學(xué)生愛(ài)國(guó)主義情懷的培養(yǎng)。

“厚植愛(ài)國(guó)主義情懷上下功夫,讓愛(ài)國(guó)主義精神在學(xué)生心中牢牢扎根”。作為物理化學(xué)專(zhuān)業(yè)課教師，如何將愛(ài)國(guó)主義與物理化學(xué)課程的教育完全融合，在課程中進(jìn)行愛(ài)國(guó)主義教育，將愛(ài)國(guó)主義與理論教學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)大學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義情懷的培養(yǎng)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，在教學(xué)中，選取愛(ài)國(guó)物理化學(xué)科學(xué)家的事例，挖掘與物理化學(xué)課程相關(guān)的元素。如冠狀病毒病 (COVID-19)治療的過(guò)程中，中藥在抗疫過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院特聘研究員葛又文他親身試藥，在7天內(nèi)確定了21味藥的“清肺排毒湯”處方，為我們治療冠狀病毒病爭(zhēng)取了時(shí)間和生命。這種中國(guó)特色的治療方案中涉及到的中藥問(wèn)題與物理化學(xué)中的相平衡問(wèn)題。獲得國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)的徐光憲先生當(dāng)初毅然放棄導(dǎo)師貝克曼的挽留，夫妻倆人借華僑回國(guó)省親的名義，乘船回到中國(guó)。在國(guó)內(nèi)從事物理化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)的教學(xué)和研究。其中，他建立“串級(jí)萃取理論”[7]，利用這一理論，實(shí)現(xiàn)稀土產(chǎn)品的分離，使得中國(guó)單一純稀土產(chǎn)品的產(chǎn)量躍居世界第一位。光催化的先驅(qū)、中國(guó)催化動(dòng)力學(xué)研究的奠基人的蔡鎦生先生放棄被聘為美國(guó)圣路易醫(yī)科大學(xué)研究生院教授的機(jī)會(huì)，毅然回國(guó)，開(kāi)展了光化學(xué)與反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)研究進(jìn)行了大量的開(kāi)創(chuàng)性研究工作，值得指出的是采用閃光光解裝置用于微秒級(jí)化學(xué)反應(yīng)，該研究填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)研究領(lǐng)域的空白。典型事例和現(xiàn)代時(shí)事結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義情懷，讓大學(xué)生成為這個(gè)時(shí)代的棟梁之才。

3 結(jié) 語(yǔ)

高校教師肩負(fù)著“立德樹(shù)人”與“傳道授業(yè)”的教育責(zé)任，在物理化學(xué)教學(xué)課堂結(jié)合物理化學(xué)課程“理論聯(lián)系實(shí)際”的特點(diǎn)，將思政教育元素滲透到物理化學(xué)教學(xué)過(guò)程中，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，培養(yǎng)學(xué)生的求真務(wù)實(shí)的科學(xué)品質(zhì)和愛(ài)國(guó)主義情懷，教學(xué)中潛移默化地引導(dǎo)學(xué)生形成正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，增加學(xué)習(xí)信心，樹(shù)立天生我才必有用的信念，通過(guò)不斷完善自我，擔(dān)負(fù)起“家、國(guó)、天下”的發(fā)展責(zé)任，這是物理化學(xué)思政教育的真正意義，也是新工科人才必備素質(zhì)。