物理化學(xué)課程中思政元素的挖掘與應(yīng)用探索*

張亞萍 楊懷霞

河南中醫(yī)藥大學(xué) 鄭州 450046

0 引言

所謂“教書育人”，指的是教師在傳授知識(shí)的同時(shí)還要對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想道德教育。然而，在一些教師那里，“教書”一直是其重點(diǎn)，而“育人”這一關(guān)鍵點(diǎn)卻往往被忽視，這與教書育人的宗旨漸行漸遠(yuǎn)。新時(shí)代教書育人，要求我們要牢牢抓好課堂教學(xué)育人主渠道，通過發(fā)掘各學(xué)科、各專業(yè)的思想政治教育元素和所承載的思想政治教育功能，積極推進(jìn)以課程思政為重點(diǎn)的課堂教學(xué)內(nèi)容改革[1]。課程思政是“三全育人”綜合改革中形成的一種綜合教育理念，是高校實(shí)現(xiàn)立德樹人根本任務(wù)的重大戰(zhàn)略舉措，它的實(shí)施要求高校必須將價(jià)值塑造、知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)融入人才培養(yǎng)的過程中[2]，為國家發(fā)展培養(yǎng)綜合型人才。

物理化學(xué)是化學(xué)、環(huán)境、生物和醫(yī)藥等專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程。該課程具有系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，理論性、邏輯性強(qiáng)，在專業(yè)知識(shí)教學(xué)的基礎(chǔ)上，注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度及獨(dú)立分析解決問題的能力。課程中蘊(yùn)含著豐富的思政元素。本文主要從思政元素的挖掘和實(shí)施方法兩個(gè)方面進(jìn)行探索討論。

1 物理化學(xué)課程中思政元素的挖掘

隨著時(shí)代的發(fā)展，國家對(duì)人才的需求也發(fā)生了變化，當(dāng)前，只有綜合型人才才能滿足時(shí)代的要求。所以傳統(tǒng)的重理論而輕素質(zhì)的教育模式已不能再沿用，加強(qiáng)德育教育才是新時(shí)期人才培養(yǎng)的最佳選擇。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)及傳播技術(shù)相對(duì)發(fā)達(dá)，教師可合理利用網(wǎng)絡(luò)信息中的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，以“科學(xué)家生平故事”“社會(huì)/網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)問題”“應(yīng)用實(shí)踐”等為切入點(diǎn)對(duì)思政元素進(jìn)行挖掘。

1.1 “熱力學(xué)”章節(jié)中思政元素的挖掘

1.1.1 學(xué)以致用

熱力學(xué)是物理化學(xué)的重點(diǎn)部分，其中所含公式多且內(nèi)容較為抽象，學(xué)生理解起來較困難，因此，可運(yùn)用相關(guān)的實(shí)例幫助學(xué)生理解專業(yè)知識(shí)，同時(shí)進(jìn)行德育教育。例如，宇航員在進(jìn)入太空前進(jìn)行的“吸氧排氮”就是亨利定律的應(yīng)用實(shí)例。在真空狀態(tài)下，人體血液中溶解的微量氮?dú)馊舨慌懦觯瑫?huì)形成氣泡堵塞血管或影響肺功能，不利于宇航員的健康。因此，宇航員必須在出艙前通過吸氧排出體內(nèi)溶解的氮?dú)狻Ｍㄟ^舉例，讓學(xué)生明白生活中的很多行為和現(xiàn)象都可以用我們所學(xué)的知識(shí)去解釋，進(jìn)而引導(dǎo)他們善于將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐。

1.1.2 腳踏實(shí)地的奮斗精神

介紹熱力學(xué)第一定律時(shí)，引入第一類永動(dòng)機(jī)的制造史，從亨內(nèi)考之“魔輪”到達(dá)·芬奇之“滾珠”，再到泰斯尼爾斯之“磁石”，斯特爾之“浮力”這一系列的永動(dòng)機(jī)模型都以失敗而告終。進(jìn)而讓學(xué)生討論為什么這么多模型的第一類永動(dòng)機(jī)都無法完成。他們的設(shè)計(jì)理念違背了熱力學(xué)第一定律，即能量守恒定律。借此告誡學(xué)生，天上不會(huì)掉餡餅，只有通過辛勤的勞動(dòng)和努力才能取得成功。將這些融入物理化學(xué)的課堂中，既能夠達(dá)到活躍課堂氣氛，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的，還可以幫助學(xué)生進(jìn)行深刻的人生思考。

1.2 “相平衡”章節(jié)中思政元素的挖掘

1.2.1 愛國主義情懷

徐光憲先生早年出國留學(xué)，拿到了哥倫比亞大學(xué)的博士學(xué)位，但為了打破中國長期以“白菜價(jià)”出口稀土資源這一局面，他毅然放棄了美國的高薪待遇，回到祖國，專注于稀土回流串級(jí)萃取工藝的研究，他不畏艱難，每周堅(jiān)持工作80 個(gè)小時(shí)，不斷地進(jìn)行串級(jí)實(shí)驗(yàn)的模擬以及理論推敲，優(yōu)化萃取工藝流程，最終實(shí)現(xiàn)了高達(dá)99.9%的鐠釹分離純度，使我國一躍成為高純稀土生產(chǎn)大國，也徹底改變了世界對(duì)我國稀土萃取工藝的認(rèn)識(shí)。徐光憲先生高尚的愛國主義情懷以及不怕困難、積極探索的精神值得廣大學(xué)子深思和學(xué)習(xí)。

1.2.2 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度

黃子卿教授在攻讀博士學(xué)位時(shí)，通過嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)測(cè)定得到水的三相點(diǎn)的溫度為0.00 980±0.00 005℃，且這一數(shù)據(jù)被列為國際標(biāo)準(zhǔn)[3]。黃子卿教授在整個(gè)測(cè)定過程中實(shí)施了嚴(yán)格的隔熱措施，對(duì)水樣進(jìn)行了嚴(yán)格的清洗及純化，此外，為了得到精確的測(cè)量結(jié)果，他還考慮了雜質(zhì)對(duì)平衡溫度的影響，進(jìn)行了壓力和附加壓力的校正。黃子卿教授的三相點(diǎn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)突出了科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性。教師應(yīng)借此案例告誡學(xué)生，對(duì)待科學(xué)不僅要有科學(xué)的思維方法，還要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

1.3 “電化學(xué)”章節(jié)中思政元素的挖掘

1.3.1 創(chuàng)新精神

目前，人們的生活離不開手機(jī)等通信工具、汽車等交通工具，而對(duì)于手機(jī)和電動(dòng)汽車來說，電池是核心部件。寧德新能源科技有限公司生產(chǎn)的ATL消費(fèi)類鋰離子電池讓越來越多的手機(jī)實(shí)現(xiàn)了快速充電，這款電池不僅具有高能量密度、高功率、快充等特點(diǎn)，其安全性能也得到了很好的保障。該公司CATL 動(dòng)力電池的研發(fā)，則為當(dāng)前電動(dòng)乘用車的發(fā)展提供了持續(xù)動(dòng)力。目前，寧德新能源科技有限公司憑借創(chuàng)新的科技發(fā)展成了全球最大的聚合物鋰離子電池生產(chǎn)基地。可借此案例，鼓勵(lì)學(xué)生培養(yǎng)努力創(chuàng)新的精神。

1.3.2 辯證唯物主義思想

物理化學(xué)家阿倫尼烏斯提出了著名的電離理論，對(duì)化學(xué)的發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。然而，這一理論在提出初期，并沒有得到科學(xué)界的認(rèn)可，甚至被認(rèn)為是純粹的空想，面對(duì)種種質(zhì)疑和嘲諷，阿倫尼烏斯沒有放棄，始終堅(jiān)持自己的研究，最終創(chuàng)立了電離學(xué)說。阿倫尼烏斯能夠在科學(xué)界深受形而上學(xué)的束縛之際打破傳統(tǒng)觀念，以新的思想去研究和解釋電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性，且面對(duì)質(zhì)疑和嘲諷始終堅(jiān)持不動(dòng)搖的科學(xué)精神，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義思想教育的極好素材，教師可借此激發(fā)學(xué)生為科研事業(yè)竭盡所能，不懈奮斗的精神。

1.3.3 樹立環(huán)保意識(shí)

水純度的鑒定是電導(dǎo)率在工業(yè)上的主要應(yīng)用途徑之一，眾所周知，普通蒸餾水的電導(dǎo)率為1×10-3S·m-1，若水被電解質(zhì)類物質(zhì)所污染，則水體中所含離子數(shù)量增加，電導(dǎo)率隨之升高。目前，我國部分地區(qū)的水污染問題隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展變得越來越嚴(yán)重，尤其是東莞等制造業(yè)興盛的城市，由于企業(yè)較多，其水污染程度更甚，治理更困難。以水污染為例，可以教育學(xué)生樹立環(huán)保意識(shí)，保護(hù)我們賴以生存的環(huán)境，同時(shí)引導(dǎo)他們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決身邊的環(huán)境問題。

1.4 “化學(xué)動(dòng)力學(xué)”章節(jié)中思政元素的挖掘

1.4.1 可持續(xù)發(fā)展觀

隨著科技的發(fā)展，氯氟烴等物質(zhì)作為制冷劑、發(fā)泡劑和滅火劑等被廣泛使用，這些物質(zhì)的使用的確給我們的生活提供了便利，但同時(shí)也帶來了危害。氯氟烴等物質(zhì)被排出后進(jìn)入對(duì)流層，但由于其化學(xué)穩(wěn)定性，難以被分解而進(jìn)入臭氧層。在臭氧層這些物質(zhì)經(jīng)紫外線照射，會(huì)分解出大量的氯自由基參與臭氧的消耗，最終導(dǎo)致臭氧層空洞。極地臭氧層空洞已經(jīng)成為地球三大主要環(huán)境問題之一。過量的紫外線不僅對(duì)人和生物機(jī)體產(chǎn)生了直接威脅，也使環(huán)境不斷惡化，臭氧層的不斷損耗，不僅會(huì)限制人類的發(fā)展，還會(huì)威脅人類的生存，不符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。1985 年，保護(hù)臭氧層的國際行動(dòng)隨著“保護(hù)臭氧層外交大會(huì)”的成功舉行而正式展開。借此案例，可強(qiáng)化學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展觀。

1.4.2 樹立環(huán)保意識(shí)

阿倫尼烏斯公式主要闡述的是溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，因此，在講述時(shí)教師可引入全球變暖帶來的危害這一問題對(duì)學(xué)生進(jìn)行環(huán)保意識(shí)的引導(dǎo)。例如，全球變暖所引起的冰川融化，海平面上升，最終會(huì)造成一些低洼地帶被淹沒，另外，全球變暖會(huì)導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)被破壞，如空氣污染，淡水資源、能源和燃料的緊缺，還會(huì)導(dǎo)致一些物種的消亡，目前南極、北極海洋動(dòng)物瀕臨滅絕。可讓學(xué)生查閱相關(guān)資料，分析全球變暖的原因，引導(dǎo)他們進(jìn)一步建立環(huán)保意識(shí)。

1.5 “表面現(xiàn)象”章節(jié)中思政元素的挖掘

1.5.1 不忘初心

表面現(xiàn)象這一章節(jié)中，概念性知識(shí)較多，可以采用問題導(dǎo)入式教學(xué)。教師在專業(yè)知識(shí)講述之前引入相關(guān)例子，并提出相關(guān)問題，專業(yè)知識(shí)講解結(jié)束后，再回歸課前實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生回答問題，并從中獲得思政教育。例如，在“潤濕作用”講解前，引入“予獨(dú)愛蓮之出淤泥而不染，濯清漣而不妖”這一經(jīng)典名句，讓學(xué)生思考蓮花效應(yīng)產(chǎn)生的原因。“潤濕作用”講解之后，引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)知識(shí)解釋蓮花效應(yīng)。隨后引導(dǎo)學(xué)生思考“蓮花效應(yīng)”與習(xí)近平總書記提出的“不忘初心、牢記使命”之間的聯(lián)系。蓮雖生長于淤泥之中，但其葉卻能始終不染纖塵，潔凈地屹立于泥潭之中。同樣，現(xiàn)實(shí)生活中，人們面臨著各種各樣的紛擾與誘惑，很多人會(huì)忘記初心，迷失自我。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生像蓮花一樣，出淤泥而不染，面對(duì)誘惑，保持初心，始終朝著正確的方向前進(jìn)。

1.5.2 量變與質(zhì)變

表面活性劑溶液濃度小于臨界膠束濃度（critical micelle concentration,CMC）時(shí)，表面活性劑分子在溶液表面進(jìn)行定向排列，其溶液不具有增溶作用。而當(dāng)濃度達(dá)到CMC 時(shí)，表面活性劑分子在溶液表面的排列達(dá)到飽和，分子間相互聚集而形成膠束，此時(shí)，溶液的性質(zhì)也隨之產(chǎn)生質(zhì)的變化——具有增溶作用。表面活性劑濃度的變化引起溶液性質(zhì)的變化這一現(xiàn)象就是量變與質(zhì)變的完美體現(xiàn)，可由此讓學(xué)生明白量變是質(zhì)變的基礎(chǔ)，我們只有在堅(jiān)持目標(biāo)的基礎(chǔ)上不懈努力，才能獲得自身素養(yǎng)的提高。

1.6 “膠體與界面化學(xué)”章節(jié)中思政元素的挖掘

1.6.1 愛國主義情懷

傅鷹先生是我國膠體和表面化學(xué)的主要奠基人，1928 年獲得美國密歇根大學(xué)的博士學(xué)位，心系祖國的他拒絕了美國給出的優(yōu)厚待遇，回到祖國，從事化學(xué)教育事業(yè)。1950 年再度赴美的傅鷹先生又一次拒絕了美國的挽留，回國投身于社會(huì)主義建設(shè)。1954 年，我國首個(gè)膠體化學(xué)教研室在傅鷹先生的努力下順利誕生，極大地推動(dòng)了我國膠體與表面化學(xué)的發(fā)展。傅鷹先生的愛國主義情懷以及投身祖國社會(huì)主義建設(shè)的堅(jiān)定信念值得大家學(xué)習(xí)。

1.6.2 學(xué)以致用

豆腐是較常見且歷史悠久的豆制品，在講授溶膠的制備和凈化時(shí)，可用一句諺語“鹵水點(diǎn)豆腐”引出豆腐的制作過程，從磨漿、濾漿到點(diǎn)漿，最后壓制成型，看似簡(jiǎn)單的流程卻能將大豆中蛋白質(zhì)的吸收率從65%提高至92%～96%。從物理化學(xué)的角度分析，豆腐的這一制作流程主要包括“分散”和“聚沉”兩個(gè)過程。首先對(duì)大豆進(jìn)行研磨，即分散過程，得到大豆蛋白溶膠，然后將電解質(zhì)加入溶膠使其聚沉而形成凝膠。在授課過程中，還可以讓學(xué)生通過查找文獻(xiàn)、小組討論等方式深入地了解豆腐的制造工藝，這樣不僅有助于學(xué)生對(duì)本章節(jié)內(nèi)容的理解，還可以讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)以致用的意義。

2 融合方法是重點(diǎn)

課程思政是讓教師在專業(yè)知識(shí)講授的基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)生進(jìn)行德育教育。所以對(duì)于課程思政而言，思政元素要基于課程內(nèi)容，育人過程也要自然流暢。若教師將與專業(yè)知識(shí)無關(guān)或關(guān)聯(lián)程度低的思政內(nèi)容強(qiáng)行植入課堂，或者是植入方式過于單調(diào)，學(xué)生將無法產(chǎn)生共鳴。這不僅會(huì)影響教學(xué)進(jìn)度，還會(huì)影響學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)。

因此，在教學(xué)過程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行思政教育，教師一方面要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行篩選和加工，另一方面還要考慮其呈現(xiàn)形式。隨著時(shí)代的發(fā)展，大學(xué)生對(duì)傳統(tǒng)授課模式的接受程度降低，這就要求教師改變方式方法，探索適應(yīng)大學(xué)生的教學(xué)模式。另外，課程思政不局限于某堂課，在物理化學(xué)課程進(jìn)行的學(xué)期內(nèi)都可以開展與課程相關(guān)的德育教育。

課堂是知識(shí)傳授和思政教育進(jìn)行的主要陣地，豐富課堂教學(xué)形式有利于提高學(xué)生對(duì)課程思政的接受程度。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，視頻已經(jīng)成為大家最喜愛的信息接收形式。所以在課堂上教師可利用短視頻對(duì)德育素材進(jìn)行呈現(xiàn)，例如，由電導(dǎo)率的應(yīng)用而引出我國工業(yè)廢水污染問題，這是傳遞環(huán)保意識(shí)的思政元素，倘若只通過文字描述或者文字中插配圖片來呈現(xiàn)，很難吸引學(xué)生的注意，導(dǎo)致課堂氣氛沉悶，不僅達(dá)不到德育的目的，還會(huì)影響專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)。教師可以利用網(wǎng)絡(luò)、慕課等資源，將水污染的情況以及治理的難度制作成短視頻，讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)，直觀地獲得相關(guān)信息，這樣不僅能夠引起學(xué)生的興趣，還能給學(xué)生留下深刻的印象。視頻播放結(jié)束后，教師應(yīng)對(duì)視頻內(nèi)容加以總結(jié)，將思政內(nèi)容生動(dòng)地融入課堂，進(jìn)而達(dá)到德育教育的最佳效果。

課后的思政教育對(duì)鞏固課堂思政大有裨益。如今，為了方便溝通，任課教師和學(xué)生之間都會(huì)建立微信群或QQ 群，因此，在群內(nèi)進(jìn)行課后思政教育是最直接有效的途徑。教師可以邀請(qǐng)學(xué)生一起制作相關(guān)思政視頻，并將其分享到群中，在對(duì)學(xué)生進(jìn)行思政教育的同時(shí)，還能夠增進(jìn)師生間的交流與溝通。另外，抖音、微視、小紅書等都是當(dāng)代大學(xué)生經(jīng)常使用的視頻軟件，其中不乏傳遞正能量的視頻，教師可以篩選其中與物理化學(xué)思政教育相關(guān)的視頻進(jìn)行分享，讓學(xué)生在課余時(shí)間接受德育教育。

這些適應(yīng)當(dāng)代大學(xué)生的思政教育模式，易于被學(xué)生接受，對(duì)持續(xù)發(fā)揮物理化學(xué)課程思政的育人作用大有裨益。

3 結(jié)束語

將課程思政融入物理化學(xué)課程中是實(shí)現(xiàn)德育的重要途徑，課程思政的融入模式對(duì)育人效果有極大的影響。作為教育改革的實(shí)施者，教師應(yīng)積極發(fā)掘課程中蘊(yùn)含的思政元素，并探索易于被當(dāng)代大學(xué)生接受的育人形式，充分發(fā)揮物理化學(xué)的育人功能，在潛移默化中實(shí)現(xiàn)立德樹人的教育目標(biāo)。