應用型大學物理化學課程思政建設初探

裴素朋，孫迎新，周義鋒

(上海應用技術大學化學與環境工程學院，上海 201418)

物理化學課程主要是化學工程、制藥工程、材料科學、生物工程、食品工程、冶金工程等專業的一門學科基礎課，主要研究各種物理變化和化學變化的平衡規律和變化速率規律。物理化學是化學的理論基礎，是用物理的原理和方法來研究化學中最基本的規律和理論。從知識內容體系來講，主要包括化學熱力學、化學動力學、量子力學和統計力學等。對理工科學生來說，通過物理化學的學習，能夠體會和掌握怎樣由實驗結果出發進行歸納和演繹，或由假設和模型上升為理論，初步具有應用物理化學的基本原理分析和解決實際問題的能力[1-4]。

上海應用技術大學化學與環境工程學院物理化學教研室在物理化學及實驗的教學改革方面有較好的基礎，承擔物理化學課程的任課教師14人，其中教授4人、副教授6人，具有博士學位8人。近五年，教師共承擔包括國家重點研發計劃子課題、國家自然科學基金項目等6項國家級項目，上海市自然科學基金等省部級項目10余項。物理化學課程曾經入選上海市精品課程，物理化學和物理化學實驗也曾被列為市級及校級重點課程建設，近年來為適應應用型人才的培養定位，物理化學教研室主編了應用型本科專業適用的《物理化學學習指導》教材，完成了《應用型本科院校物理化學教學方法和考核方式研究》的教改項目等，這些教學改革都為課程思政奠定了良好基礎。

上海應用技術大學以立德樹人為根本，堅持把思想政治工作貫穿教育教學全過程，著力構建“同向同行、協同育人”新機制。為切實把思想政治教育工作貫穿人才培養全過程，充分發揮課堂教學主渠道作用，上海應用技術大學化學與環境工程學院成立了課程思政領導小組，并積極組織課程思政交流和學習。2019年，上海應用技術大學入選“上海高校課程思政整體改革領航高校”，其中化學與環境工程學院順利獲批“重點改革領航學院”，物理化學課程也順利獲批精品改革領航課程。

物理化學是大學理工科學生的專業基礎課程，課程的教學質量和思政教育不僅關系到學生的基礎化學水平，也在一定程度上影響著學生的思想認知[5]。如何實現物理化學課程與思想政治教育有效結合，是新時代物理化學課程需要解決的重要問題。通過物理化學的思政課程建設，一方面讓學生擁有深厚的物理化學基礎知識，另一方面讓學生從物理化學專業中汲取具有思政素養的學習內容，結合應用型大學的實際情況，有利于培養適用于高水平應用型工程技術的復合型人才。

1 課程教學目標與要求

1.1 教學目標

第一，通過物理化學基礎知識的學習，結合馬克思主義基本原理，特別是辯證唯物主義和科學發展觀等思政理念，讓學生既能比較牢固地掌握物理化學基本概念及計算方法，同時也養成科學思維，并得到一般科學方法的訓練及邏輯思維能力的培養。第二，通過系統學習物理化學的學習方法和內容，結合現實生活、工作及生產活動中常見的例子，培養學生初步具有利用物理化學所學知識，分析和解決實際問題的能力。

1.2 教學要求

第一，提高教師自身的課程思政教學能力，要求教師不僅具備扎實的專業知識，還要有深厚的人文素養、高尚的道德情操[6]。教學過程中，教師要進行充分的教學設計，在遵循物理化學自身教學規律的情況下，讓思政元素融入教學。第二，培養學生科學精神和人文精神。科學精神有助于培養學生求是和創新的精神，人文精神有助于培養學生的責任感和完善的思維方式。積極培養學生運用辯證唯物主義的科學觀點分析問題和解決問題的能力，培養學生樹立問題意識，學會獨立思考、獨立判斷，能多角度、辯證地分析問題。第三，靈活運用多種教學方法提升教學效果。如采用網絡、多媒體等技術手段增強授課的親和力；引導學生以研討會的形式對物理化學原理進行哲學思辨，提高學生的參與度；引用實例，比如在電化學部分的學習中，介紹我國在鋰離子電池、燃料電池等化學電源部分取得的突出成就，使學生增加民族自豪感，崇尚科學、熱愛科學。

2 課程大綱與課程思政教學要點

依據上海應用技術大學思想政治核心素養32條目和“ASCIT(愛科技)”9大關鍵能力，結合本課程的目標和要求，重點挖掘并歸納貫穿學科知識體系的課程思政元素，達到潤物無聲的育人效果。

2.1 物理化學緒論課部分

物理化學的緒論以向學生簡要介紹物理化學學科的性質、特點與發展歷程為主要內容，蘊含了很多思政要素。一方面，學科發展演變過程中會涉及多種哲學方法論，如馬克思主義哲學中的對立統一規律、量變與質變規律、否定之否定規律等，它們隱含在專業理論的建立、科學方法的總結、科學規律的升華等過程中，這些哲學理論和方法可以培養學生辯證思維能力和解決專業問題的能力[4]。另一方面，通過講述我國科學家的故事可以提升學生的民族自豪感，激勵學生為民族偉大復興而努力。

2.2 熱力學部分

熱力學三大定律是物理化學熱力學部分的重要內容。在學習熱力學三大定律的過程中，可以讓學生自主廣泛地搜集在人類歷史發展進程中，關于違背熱力學三大定律的諸多實例。通過這些實例，詳細分析其違背熱力學三大定律的具體情況，從而使學生認識到真理是客觀規律，不以人的意志為轉移。另外，從實際出發拆穿系列永動機的真實面目，一方面可以加深學生對熱力學定律的認識，另一方面引導學生要在追求真理的道路上保持實事求是的精神，不要做違背自然規律的事情。

2.3 多組分系統熱力學部分

在化學化工中常見的系統往往是多相多組分系統，而內部常常會發生相變或化學反應，這些復雜情況使得熱力學第一定律和熱力學第二定律在建立初期相當長一段時間內并沒有應用到化學中，吉布斯通過提出化學勢的概念將熱力學引入化學中，由此打破了物理學和化學兩大學科的界限，奠定了物理化學的理論基礎和它在化學中的理論指導地位，使熱力學在化學中煥發了強有力的生命力。根據化學勢判據，在等溫、等壓且沒有非體積功的條件下，系統總是自發地從化學勢高的一方，向化學勢低的一方轉移，直到達到平衡為止。提醒學生只有把自己姿態放低，才會有海納百川的胸懷，才能成就自我。

2.4 化學平衡部分

化學反應往往在經過一系列條件改變后，由一個平衡變換至另外一個平衡，通過學習，引導學生充分理解世界是永遠在變化的哲學思想。結合工業生產實際，如果想要化學平衡向我們需要的方向移動，那就要按照化學平衡的內在規律來改變條件，而不是隨心所欲。

2.5 電化學部分

電導率是導體導電能力的一種體現。電導率的應用非常廣泛，其中一個很重要的應用是檢驗水的純度。普通蒸餾水的電導率約為10-3S/m，如果水受到污染，溶液中的離子數增多，會導致水的電導率增大。由于工業廢水的隨意排放以及農藥、化肥的過度使用，國內部分地區水質狀況令人堪憂。通過電導的學習可以引出有關生態文明建設的要求，勉勵學生愛護環境、節約能源，為建設美麗中國而努力。在教學中引導學生放眼書本之外，從專業知識的角度關注現實問題，激發其對專業的熱愛和學習熱情。

2.6 界面和膠體化學部分

結合當前科學防疫，講述戴口罩方法與潤濕現象。一次性醫用口罩起主要吸附作用的是中間層，中間層有很強的吸水性，能吸附透過外層的微小顆粒。外層和里層都是用不潤濕材料做成的，隔離水而非吸水、使水不能進入口罩中間一層，從而保護中間層。從口罩使用原理的科學性，強調學習物理化學課程的重要意義。實踐是檢驗真理的標準，要求學生用自己使用過的口罩做潤濕實驗。

2.7 化學動力學部分

化學反應一般由多個基元反應組成，其中速率最慢的基元反應控制了整個反應的速率。個人和集體同樣存在這樣的關系，個人能力較差會影響團隊的進展，鞭策學生要努力學習，掌握扎實的專業技能，不能成為集體短板；能力較強但不協同合作，調動不了其他成員的積極性，集體依然沒法成長。只有每個成員都發揮自己的最大能力，才能使團隊的利益最大化，個人也能得到快速發展。

3 課程特色

第一，思政教育融入物理化學課程教學全過程，體現人文教育與基礎自然科學教育相融合，著力培養學生的創新精神、歸納與演繹及邏輯思維能力。第二，授課過程中，將綠色化工的發展理念與物質的性質、體系的規律及實驗技術相結合，既能加深學生對物理化學基礎知識的理解，同時引起大家對于綠色發展、美麗中國的共鳴。第三，課程采用過程考核的教學手段，以靈活的方式建立全面的評價體系，在平時測驗或課堂討論中，設計一些帶有思政元素但又不脫離物理化學內容的開放題目，考察學生的思辨能力與分析問題的能力。

4 結語

在物理化學課程思政教學改革過程中，要認真梳理課程內容中的思政元素和案例，結合應用型大學的實際情況，培養高水平復合型工程技術人才。