歷史思維下物理化學(xué)課程思政的思考

左 晶，劉向榮，梁耀東

（西安科技大學(xué)，陜西 西安 710054）

歷史思維是把現(xiàn)實放在歷史的大背景下正確認識和把握的科學(xué)方法。習(xí)近平總書記說過，歷史、現(xiàn)實、未來是相通的，歷史是過去的現(xiàn)實，現(xiàn)實是未來的歷史。因此，我們要把問題放在歷史的時段中，究其然，究其所以然，在歷史中找到現(xiàn)實的依據(jù)。思想方法解決人們?nèi)绾握J識世界的問題，工作方法解決人們?nèi)绾胃脑焓澜绲膯栴}，歷史思維是二者的統(tǒng)一。

課程思政作為新時代育人的有效途徑，旨在將知識傳授、能力培養(yǎng)、價值塑造融為一體，寓價值觀引導(dǎo)于知識傳授和能力培養(yǎng)之中。將碎片化的思政主張或知識刻意地嵌入到專業(yè)內(nèi)容中去，或是簡單地灌輸思政內(nèi)容再講解專業(yè)內(nèi)容，這都會造成思政教育與專業(yè)教育的“兩張皮”問題。因此課程思政亟需挖掘?qū)W科本身育人的價值，將培養(yǎng)刻苦學(xué)習(xí)精神、科學(xué)嚴謹態(tài)度、愛國主義情懷，用人格與知識的獨特魅力去感染學(xué)生。物理化學(xué)是一門從物理學(xué)角度分析物質(zhì)體系化學(xué)行為的原理、規(guī)律和方法的學(xué)科，可謂近代化學(xué)的原理根基。其建立和發(fā)展與工業(yè)革命的進步唇齒相依，將課程內(nèi)容沉浸在工業(yè)革命發(fā)展的歷史變遷中，物理化學(xué)那些原本抽象的公式與內(nèi)容賦予了時代的印記，有種“近鄉(xiāng)情更怯”的浸入感。

一、課程思政應(yīng)堅持辯證唯物主義物質(zhì)觀，以理服人

（一）歷史思維賦予了課程思政格物致知的精神

歷史思維不僅僅是讓我們跟隨歷史學(xué)家的著作，記錄偉人的發(fā)明創(chuàng)造、學(xué)術(shù)貢獻，以及推進社會進步的工業(yè)技術(shù)發(fā)生的時間和地點，我們更應(yīng)該聚焦技術(shù)革命變遷的歷史環(huán)境和技術(shù)細節(jié)，技術(shù)革新的重要性遠不如出現(xiàn)經(jīng)濟繁榮的時代背景，18 世紀(jì)的英國，羊毛業(yè)帶來的手工工場出現(xiàn)、航海導(dǎo)致的國際貿(mào)易崛起，化石能源煤炭將熱能轉(zhuǎn)化為機械動力，都成為工業(yè)革命發(fā)生的驅(qū)動力。其次就是偉大的技術(shù)發(fā)明。大多數(shù)人對這段歷史的描述都會忽略蒸汽機或珍妮紡織機的具體細節(jié)，可是如果沒有對手搖紡織機的了解，很難理解飛梭這個發(fā)明所具有的獨特性，如果沒有對蒸汽機工作原理的大致理解，也很難明白瓦特的發(fā)明對世界的改變有多么深遠。

工業(yè)革命為物理化學(xué)的建立與發(fā)展提供了時代背景，物理化學(xué)為技術(shù)革新奠定了重要的理論基礎(chǔ)，瓦特用了55 年的時間在紐可門的基礎(chǔ)上改進了蒸汽機，使蒸汽機的工作由斷續(xù)變?yōu)檫B續(xù)，提升了熱機效率，推動了熱機的廣泛應(yīng)用，提供了熱力學(xué)理論研究的實踐基礎(chǔ)，瓦特具有超人的專業(yè)眼光和技術(shù)天賦，瓦特也成為那個時代的精神符號。有的學(xué)生會有一種錯誤的認識，這些科學(xué)家們天生就有如此神奇的想象力，他們天生就對科學(xué)充滿探索的欲望。其實紐科門、瓦特曾經(jīng)都是儀器儀表工程師，是發(fā)明家和企業(yè)家于一身的“完美工匠”。18 世紀(jì)英國經(jīng)濟的繁榮為工業(yè)革命的發(fā)生創(chuàng)造了時代背景，學(xué)徒和工程師的經(jīng)歷也是瓦特成為人類巨匠的先決條件，他們成為推動工業(yè)革命進步的偉大發(fā)明家也是歷史發(fā)展的必然。

（二）課程思政應(yīng)深化以辯證唯物主義為核心的教學(xué)內(nèi)容，以理服人

物理化學(xué)中涉及物質(zhì)的相態(tài)變化，其過程蘊含著否定之否定、量變與質(zhì)變的對立統(tǒng)一規(guī)律，這些哲學(xué)理論和方法隱含在專業(yè)理論的建立、科學(xué)方法的總結(jié)、科學(xué)規(guī)律的升華等過程中，可以培養(yǎng)學(xué)生辯證思維能力和解決專業(yè)問題的能力。

物理學(xué)中滿足熱平衡、力平衡以及沒有摩擦的過程才是可逆過程，而實際過程都是不可逆過程，可逆過程代表了萬物的一種理想狀態(tài)，理想模型都是進行實際研究的基礎(chǔ)，實際過程都是理想狀態(tài)的修正。微分與積分從局部和整體、近似和精確等不同視角研究事物變化的性質(zhì)，任何數(shù)學(xué)表達都是理想化的實際過程，任何實際過程都是條件化的數(shù)學(xué)表達，也就是近似和精確是對立統(tǒng)一的關(guān)系。

化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)認為化學(xué)反應(yīng)的分子并不是通過簡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)過一個過渡態(tài)而完成化學(xué)反應(yīng)。此理論是對碰撞理論的深化，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，化學(xué)反應(yīng)速率控制的步驟是整個反應(yīng)中速度最慢的基元步驟，因此，這一步驟是限制整體反應(yīng)進度的關(guān)鍵。這一點反應(yīng)在處理事物中，要善于抓重點，集中力量解決主要矛盾；次要矛盾雖然對事物發(fā)展不起決定作用，但不是不起作用，它對主要矛盾的解決起一定的影響作用，并且主次矛盾在一定條件下還可以相互轉(zhuǎn)化。

微觀與宏觀是事物聯(lián)系的普遍性。微觀結(jié)構(gòu)是宏觀性質(zhì)的決定因素，是一個相互聯(lián)系的統(tǒng)一整體。量子力學(xué)試圖在原子或分子尺度上闡明物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能之間的聯(lián)系，這與唯物辯證法所倡導(dǎo)的聯(lián)系不謀而合。聯(lián)系的普遍性包含了三層含義，如任何事物內(nèi)部的不同部分和要素之間都是相互聯(lián)系的；以及任何事物都不能孤立存在，都同其他事物處于一定的聯(lián)系之中；最后整個世界是相互聯(lián)系的統(tǒng)一整體。

（三）歷史思維下的課程思政教育更加注重情感的融入，引發(fā)人的情感共鳴

什么使英國成為工業(yè)革命的唯一發(fā)源地？如果用一個詞來回答，那就是煤，當(dāng)廉價的煤代替昂貴的木炭成為燃料時，以煤為機械動力的技術(shù)出現(xiàn)在這個國家生活的各個領(lǐng)域，為紡織業(yè)、鋼鐵、農(nóng)業(yè)、運輸業(yè)帶來了動力，工業(yè)革命只能發(fā)生在以煤為經(jīng)濟基礎(chǔ)的國家——英國。煤炭，這種最為古老的化石能源在經(jīng)濟發(fā)展的歷程中扮演了重要的角色，蒸汽機帶動了資本主義快速發(fā)展，這一時期能源動力相關(guān)的科學(xué)技術(shù)形成了物理化學(xué)的核心內(nèi)容——熱力學(xué)。人們在探索提升熱機使用效率上對熱功轉(zhuǎn)換有了更加深刻的認識。熱力學(xué)一、二、三定律在今天的教科書上雖然美化為一句話、一個簡單公式的表達，可是這些智慧的結(jié)晶卻是一個世紀(jì)無數(shù)人生產(chǎn)、生活的歷史印記。從歷史的眼光來看待物理化學(xué)的課程，它不僅是狀態(tài)函數(shù)、公式、定律的堆積，而是科學(xué)技術(shù)史發(fā)展中智慧的文字表達。我們不得不用一顆敬畏的心去重溫歷史的故事，我們不禁深深地感謝經(jīng)過多少個地質(zhì)年代形成的黑色精靈——煤炭。沒有它，今天我們可能依然受到饑餓和疾病的威脅；沒有它，可能我們無從感受到科技的發(fā)展和力量；沒有它，紐科門、瓦特的蒸汽機都無從談起。雖然在今天，可再生能源的大力發(fā)展逐步替代煤炭資源在國家的占比。煤炭的污染、礦難等事故讓廣大學(xué)子對煤炭相關(guān)專業(yè)望而生畏，煤炭成了落后、污染、危險的標(biāo)簽，歷史不僅教人要經(jīng)常緬懷過去，更教會人要用歷史的眼光思考未來，智能化煤炭安全生產(chǎn)技術(shù)、綠色煤化工技術(shù)為煤炭發(fā)展帶來勃勃生機。歷史告訴我們危機與困境經(jīng)常可以轉(zhuǎn)化為發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)，所謂“病樹前頭萬木春”。

二、課程思政堅持人民推動社會發(fā)展的歷史唯物觀，教育廣大學(xué)生“知何不為，知何可為，而后有為”

正如我們所知，瓦特、法拉第、麥克斯韋這些偉大的人物他們既對理論問題有興趣，也對解決實踐問題有興趣，他們的發(fā)明為人類開創(chuàng)了一個新的世界。人們通常把關(guān)注點集中在幾個偉大的發(fā)明家身上，但是遍布全國的能工巧匠也非常重要。大部分發(fā)明家都不會自己制造機器出售，而是授予他們專利的使用權(quán)，發(fā)明創(chuàng)造成為實用的機器還要靠機械師們，他們快速地把蒸汽機的技術(shù)傳播到全國的各個作坊、工廠，雖然在偉人的熠熠光輝下他們黯淡無光，但是他們就像星星之火燎起了工業(yè)革命的火把。

習(xí)近平總書記曾說過“平凡鑄就偉大，英雄來自人民。艱難方顯勇毅，磨礪始得玉成”。不覺讓人心潮澎湃。2020 年抗擊新冠肺炎疫情的醫(yī)務(wù)工作者、社區(qū)工作者、快遞人員等都是我們?nèi)嗣竦挠⑿郏殬I(yè)不分高低與貴賤，只要為人民服務(wù)就是祖國的貢獻者。今天每個人都不得不面對教育的內(nèi)卷化，因為我們曾經(jīng)是受教育者，未來我們要將成為教育者。“青出于藍而勝于藍”的思想在這個功利化社會價值導(dǎo)向下被歪曲解讀。網(wǎng)絡(luò)上頻繁爆出的清北博碩士爭當(dāng)中學(xué)教師，985 高校畢業(yè)生進入體制內(nèi)的人數(shù)逐年上升的新聞，企業(yè)招聘會無人光顧的場景屢見不鮮，名校的光環(huán)在所有人眼中都是在職場上立于不敗之地的武器，也成為大家永遠追逐的夢想。當(dāng)下，普通高校的學(xué)生當(dāng)中越來越多的人沒有了熱愛自己學(xué)校的情感，連同他們的父母都活在普通高校的自卑里，片面追求結(jié)果的功利主義思想讓他們好高騖遠，可往往結(jié)果就是他們?nèi)狈碚撆c實踐相結(jié)合的能力而尋找不到自己合適的位置，知識、學(xué)歷成為追求安逸生活的資本，而不是為社會服務(wù)的能力，他們的未來注定無法走的太遠。我們不禁要反思，為什么不能活在當(dāng)下，普通高校培養(yǎng)出來的無數(shù)人才扎根基層，服務(wù)艱苦行業(yè)，他們一樣可以大放光彩，課程思政教育應(yīng)該立足于人民史觀，扭轉(zhuǎn)學(xué)生功利化思想。

三、歷史思維下的課程思政教育將真正促進學(xué)生思辨性思維的形成

思維的形成，一般要經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、提出假設(shè)、解決問題的過程。而目前的課堂教育，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)生對于老師的講解無動于衷，學(xué)生之間無交流，他們活在自己的世界里，形成坐井觀天、畫地為牢，缺自學(xué)、缺研討，課堂教學(xué)用少數(shù)同學(xué)互動代替多數(shù)同學(xué)回答、用老師的思維代替學(xué)生思考的被動接受狀態(tài)，學(xué)生的思維訓(xùn)練沒有在課程教學(xué)目標(biāo)中。

物理化學(xué)課程知識體系有著嚴謹?shù)倪壿嬯P(guān)系。吉布斯自由能作為過程自發(fā)進行的重要判據(jù)，貫穿了熱力學(xué)的始終，作為化學(xué)反應(yīng)的重要判據(jù)，吉布斯提出了相律。所有的科學(xué)家身上都有著崇尚科學(xué)并為之探索的精神，可是在吉布斯身上，感受更深的是他的思辨性思維。“不論是內(nèi)容，還是形式，他賦予了物理化學(xué)整整100 年”，著名物理化學(xué)家奧斯特瓦爾德這樣評價吉布斯在物理化學(xué)方面的成績，這一切也得益于他在數(shù)學(xué)物理、統(tǒng)計力學(xué)的深厚功底和成績。身體的多病、家庭的不幸并沒有摧毀他的意志，他依然在孤獨地思考著，因為他的母親教給他的就是去思索。在耶魯大學(xué)九年他過著沒有薪水的生活，只為在大學(xué)里可以有自由思考的空間，在這九年的時間里他發(fā)表了三篇熱力學(xué)的經(jīng)典之作，因為他從不參加任何的學(xué)術(shù)研討而沒有獲得其他科學(xué)家的認可，只有科學(xué)家麥克斯韋對他的文章大大贊賞。他留給后人三篇重要的論文奠定了物理化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)平衡及多相平衡理論的基礎(chǔ)，雖然他與諾獎失之交臂，可是這永恒的遺憾讓他身上那種純粹的科學(xué)精神顯得更加崇高。

雖然沒有對吉布斯的個人經(jīng)歷深入的追蹤，可是我們不禁反思今天的教育。如果沒有科研經(jīng)費的支持我們是否還執(zhí)著于自己的研究？我們是否能遠離所謂的學(xué)術(shù)圈回到自己思維的圈子里？我們的老師在講授課程的過程中是否像磨刀石那樣磨練學(xué)生的思考？吉布斯不應(yīng)該僅僅成為物理化學(xué)課本中我們需要記憶的吉布斯自由能以及相關(guān)的判據(jù)公式，他應(yīng)該走進我們的視野，浸潤我們的心靈，啟迪我們的智慧，陶冶我們的情操。大學(xué)生的人生觀、價值觀就應(yīng)該在課程學(xué)習(xí)的過程中被感染與熏陶。誠然，我們與歷史的人物早已不在一個時空里，應(yīng)接不暇的網(wǎng)絡(luò)信息擠壓了我們的心靈，可是我們崇尚科學(xué)、追求真理的初心應(yīng)該永恒不變，折服于他們執(zhí)著的科學(xué)精神。

四、歷史思維下的課程思政教育是創(chuàng)新精神培養(yǎng)的源泉

（一）以史為鑒，開創(chuàng)未來，創(chuàng)新的靈魂來自于歷史的經(jīng)驗

歷史思維下的課程思政讓我們把知識變成故事，讓學(xué)生在故事中產(chǎn)生關(guān)注、融入情境、自發(fā)思考、獲得啟示。讓我們用昨天的歷史經(jīng)驗與教訓(xùn)思考今天的社會問題，在二者之間建立類比。舞蹈設(shè)計師懷拉·薩普說：“你發(fā)現(xiàn)的所有東西都是其他事物的另一種表現(xiàn)形式。”即在不同事物之間建立“類比”的能力，類比是思考之源，思維之火，創(chuàng)新總是在原來事物基礎(chǔ)上的繼承與發(fā)揚，類比能力和智商一樣重要。人類利用類比的思維方法創(chuàng)造了無數(shù)的奇跡，萊特兄弟通過仿生的原理設(shè)計了飛機，科學(xué)家模仿蝙蝠探路的方法，給飛機裝上了雷達導(dǎo)航，實現(xiàn)飛機夜間安全飛行；仿照螢火蟲設(shè)計了人工冷光。

物理化學(xué)課程中，運用類比的思維方法，可以將抽象、陌生的內(nèi)容變得簡單。真實氣體的范德華方程式（p+a/V）（V-b）=RT，通過與理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT對比，添加了壓力修正項和體積修正項而得出。在多相組分熱力學(xué)系統(tǒng)中，引入偏摩爾量解決了體系中多相、多組分的組成變化對體系熱力學(xué)的影響。公式變得更加復(fù)雜和繁瑣，運用類比的方法，就會發(fā)現(xiàn)只不過是同一方程式在不同條件下的演變形式而已，利用這一點可以幫助學(xué)生培養(yǎng)發(fā)散思維和創(chuàng)新思維。

物理化學(xué)課程從誕生之日起就以繼承與發(fā)展的姿態(tài)走到今天，它本身就蘊含了與時俱進、開拓創(chuàng)新的思想。道爾頓創(chuàng)立的原子學(xué)說將雜亂無章的定性描述的化學(xué)階段發(fā)展到定量解釋化學(xué)階段，體現(xiàn)了物理化學(xué)的學(xué)科特點，物理化學(xué)課程內(nèi)容除了傳統(tǒng)意義上熱力學(xué)、動力學(xué)、量子力學(xué)、表面化學(xué)等章節(jié)的內(nèi)容，二戰(zhàn)后石油工業(yè)的興起促進了物流學(xué)在催化、表面化學(xué)、電化學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，微觀到宏觀、體相到表相、靜態(tài)到動態(tài)，物理化學(xué)在實踐中不斷發(fā)展。我們可以從課程的發(fā)展背景、發(fā)展動向、學(xué)科分支方面，引導(dǎo)學(xué)生樹立創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。

（二）課程思政結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)精準(zhǔn)育人

歷史發(fā)展過程中積累的龐大數(shù)據(jù)真實地反映世界的本來面目，大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)從具體的物理時空概念上升為抽象的哲學(xué)概念，亦是一種歷史思維，標(biāo)志著經(jīng)驗主義主觀演繹思維方式向客觀理性實證思維方式的轉(zhuǎn)變，課程思政教育在挖掘?qū)W科思政元素，進行以理服人的同時，采用大數(shù)據(jù)技術(shù)對學(xué)生學(xué)習(xí)過程進行跟蹤，實現(xiàn)課程思政的精準(zhǔn)育人。學(xué)生是學(xué)習(xí)的能動主體，脫離對學(xué)生需求的精準(zhǔn)把握，課程思政將難以達到思想啟迪、價值引領(lǐng)的作用。因此在學(xué)生需求識別上把握“精準(zhǔn)”。基于全數(shù)據(jù)分析，精準(zhǔn)剖析教育對象需求，通過靜態(tài)數(shù)據(jù)分析和不同場域間數(shù)據(jù)的動態(tài)關(guān)聯(lián)分析，最大程度地剖析散落在海量數(shù)據(jù)中的學(xué)生需求，并利用可視化方式客觀呈現(xiàn)學(xué)生需求發(fā)展的階段性特征及其演變過程，從而全方位、多角度地剖析學(xué)生需求的層次性和多樣性，精準(zhǔn)定位其個性化的思想需求。精準(zhǔn)掌控學(xué)生生源、年齡、專業(yè)、家庭背景、學(xué)習(xí)習(xí)慣的信息，并長期進行學(xué)生上課表現(xiàn)、學(xué)習(xí)成績、行為習(xí)慣的相關(guān)性數(shù)據(jù)分析，對實現(xiàn)課程的因材施教裨益良多。

五、結(jié)束語

課程思政作為一種教育理念的呈現(xiàn)，是一種教育方法，亦是課程教學(xué)體系和教育實踐活動，追求育人和育才的統(tǒng)一，是專業(yè)教育和思想教育的統(tǒng)一。因此課程思政承載的是一種教育責(zé)任，歷史思維下課程思政讓專業(yè)知識自己說話，以專業(yè)知識點背后的“故事”“人物”“現(xiàn)象”“問題”為素材，用真理的強大力量引導(dǎo)學(xué)生深入思考、提升學(xué)習(xí)體驗，形成科學(xué)認知、思想觸動、精神升華、行為激勵，產(chǎn)生由淺入深、由表及里、循序漸進式的情感“共鳴”和精神“共振”。物理化學(xué)在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的同時，將辯證唯物主義、歷史唯物主義的觀點同闡明本專業(yè)的理論、方法科學(xué)地結(jié)合起來，將嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神統(tǒng)一起來，將責(zé)任擔(dān)當(dāng)與為人民服務(wù)統(tǒng)一起來，將個人榮辱與國家興衰統(tǒng)一起來。