“物理化學”課程思政教學的設計與實踐

邊紹偉，沈 麗，張 健，趙亞萍，咸春穎

(東華大學 化學化工與生物工程學院，上海 201620)

黨的十九大報告明確指出，要全面貫徹落實立德樹人根本任務，發展素質教育，推進教育公平，培養德智體美全面發展的社會主義建設者和接班人的教育方針，解決好培養什么人、怎么培養人、為誰培養人這個根本問題。教育部高等學?；瘜W類專業教學指導委員會制定的《高等學?；瘜W類專業指導性專業規范》中，針對化學類本科專業人才的素質培養也提出了具體要求[1]。目前國內各高校的理工類專業教學課程體系主要包括思想政治理論課、綜合素質課和專業課三個模塊，各自分別進行教學。在人才培養過程中，思想政治理論課與專業課相互獨立，難以有效協同形成合力。在教學中，傳統思想政治理論課對于大學生思想價值引領作用的局限性日益顯著。課程思政是高校將思想政治教育與專業知識教育相融合的一種全新育人模式。通過以課堂為主渠道、專業知識為載體，對學生進行思想價值引領，不僅能夠豐富學科專業教學的內容，增加學科專業內容的深度，同時也有助于增強思政教育的說服力和感染力，提高育人效果[2]。

一、 “物理化學”課程思政的意義

“物理化學”是我國高?；瘜W、化工、生物、醫藥、農林、環境和材料等眾多本科專業的必修基礎課程。該課程將豐富的化學體系作為研究對象，從化學現象與物理現象的內在聯系入手，運用物理學的研究方法與實驗技術，探知化學體系中存在的最普遍、最基本的規律和理論，是化學科學體系最為重要的理論基礎[2-3]。在課程教學內容中，“物理化學”知識體系中的各個概念、定律和定理均是哲學原理的鮮活例證，蘊含著極為豐富的哲學思想和思政元素。因此在本科人才培養過程中，要充分發揮“物理化學”課程教學的主渠道作用，以涉及的物理化學知識作為切入點，將思政教育與物理化學專業知識教育有機結合，并融入到日常的理論教學和實驗教學過程中，加深學生對所學專業知識的理解，培養學生正確的人生觀、世界觀和價值觀，以及樹立科學方法運用的意識，實現知識傳授與思想價值引領的同向而行。

在我校(東華大學)“物理化學”課程教學團隊承擔“物理化學”課程思政建設過程中，筆者結合自身的教學實踐，對照人才培養規格，優化教學案例，嵌入思政元素，突出新時代特點，深入探索了在專業課程中有效開展課程思政的具體形式和實施策略。實踐表明，“物理化學”課程思政對于學生思想道德素養和專業知識能力的提升具有重要的促進作用。

二、 “物理化學”課程思政教學實踐

全面落實立德樹人的根本任務，首先要堅持將教師主導與學生主體相結合、將知識傳授與思想價值引領相結合，在專業知識的教育教學過程中，有目的、適當地以課程內容為切入點，融入思政教育內容，加強對學生的馬克思辯證唯物主義、愛國主義、協作精神和生態文明等教育，全面提升學生的思想道德水平，增強其社會責任感，同時培養學生的創新創業精神與能力。

1. 馬克思辯證唯物主義教育

“通過實踐發現真理，又通過實踐證實真理，從感性認識上升到理性認識，又從理性認識指導實踐，為實踐服務”是馬克思辯證唯物主義認識論的基本觀點[4]。在“物理化學”知識體系中，每個定理、定律和理論的發現、形成、修正和完善等過程都是辯證唯物主義認識規律的生動展示。

在講解物理化學定律、定理和理論內容時，介紹相應物理化學家探索自然科學規律的歷史，引導學生用辯證唯物主義認識規律分析物理化學理論，加強對學生進行馬克思主義唯物論和辯證法教育。例如在講解“物理化學”課程緒論時，我們以燃燒素學說為切入點，簡要介紹物理化學家通過提出新理論去認知自然，然后再通過實踐檢驗理論的真理性。以物理化學理論的發展歷史作為鮮活例證，幫助學生理解實踐是檢驗真理的唯一標準。在講解熱力學第一定律和第二定律時，指出其是唯象理論，是人類長期對大量經驗事實的歸納和總結，不能利用已有的原理演繹推導得出，但迄今為止人們還沒有發現與之相矛盾的事實，大量的實踐驗證充分證明了它們的正確性[3,5]。在講解化學反應動力學內容時，在碰撞理論和過渡態理論內容中補充介紹其發展過程，并以此作為思政教育的切入點。1918年物理化學家路易斯建立了碰撞理論，認為只要反應物分子滿足相應的能量和取向要求，通過簡單的碰撞便可完成反應。但該理論在實踐檢驗中只能解釋部分實驗事實。為了克服碰撞理論的不足，1935年艾林、埃文斯和波蘭尼等在統計熱力學和量子力學的基礎上提出了過渡態理論，認為化學反應的分子并不是通過簡單的碰撞直接生成產物分子，而是吸取一定的活化能后，經過一個過渡態而完成化學反應。實踐檢驗表明，此理論是對碰撞理論的深化，能夠較好地解釋化學反應需要活化能以及反應遵循的能量最低原理，對阿累尼烏斯經驗式的指前因子做了理論說明，認為它與反應的活化熵有關。但過渡態理論也難以解釋所有實驗現象，需在實踐基礎上繼續完善與發展[5]。

2. 愛國主義教育

法國生物學家巴斯德曾說過：“科學無國界，但科學家有祖國。”愛國主義是中華民族在悠久歷史文化的基礎上產生和發展起來的一種對祖國的深厚感情，是中華民族的精神支柱，是推動歷史前進的重要力量。愛國主義是社會主義核心價值觀的重要內容之一。在愛國主義精神的感召下，無數海內外炎黃子孫胸懷國家安危與發展，將自己的一腔熱血融入到中華民族的崛起和偉大復興中[6-9]。

在“物理化學”課程教學中，介紹我國眾多物理化學家的光輝事跡及對物理化學學科發展的貢獻，有助于增強學生的民族自信心和自豪感，激發愛國熱情。例如在相平衡的教學中，對于水的三相點測定，我國著名物理化學家黃子卿作出了突出貢獻，其測量結果被國際溫標組織采納，被公認為國際上通用的標準數據[7]。在化學反應動力學研究領域，物理化學家孫承諤于1935年與艾林、格希諾維茨共同發表了著名論文《均相原子反應的絕對速率》，為過渡態理論的確立作出了重大貢獻[8]。物理化學家傅鷹是我國膠體和表面化學的主要奠基人，1954年他在北京大學創建了我國第一個膠體化學教研室，極大地推動了我國膠體與表面化學領域研究的發展，其在吸附理論研究方面的工作具有國際水平[9]。在催化研究領域，物理化學家盧嘉錫開展了化學模擬生物固氮的研究，提出了固氮酶活性中心結構模型，被國際上稱為“福州模型”[10]。實踐表明，在“物理化學”課程教學中，結合教學內容融入上述思政元素，借助學生對科學家的崇敬心理可以產生強大的感染力，使學生了解過去我國科技的落后情況以及現在的快速發展，極大地激發了學生投身科學、振興中華的歷史責任感[6]。

3. 協作精神教育

2015年我國藥學家屠呦呦在諾貝爾生理和醫學獎頒獎典禮上的演講中提到，“沒有大家無私合作的團隊精神，我們不可能在短期內將青蒿素貢獻給世界”[1]?，F今科學研究日益呈現出綜合化、整體化、社會化發展的態勢，多學科、多層次廣泛的智力協作攻關已經成為科學研究活動的主要形式[11]。為了培養滿足社會需求的創新型人才，必須加強學生協作精神教育?！拔锢砘瘜W”課程傳統理論教學常采用“教師講—學生記—教師布置作業—學生完成作業”的模式，不利于激發學生的學習興趣，降低了學生的參與度，難以發揮學生在學習中的主體作用。

筆者在理論教學過程中，選取適當的教學內容，設置討論課題，引入翻轉課堂等教學模式。將學生分為若干小組，組內任務分工，小組成員共同完成課題任務，并在課堂上進行匯報和組間點評討論，有目的地培養學生的團隊協作精神，并將學生參與情況作為課程成績的一部分。傳統的物理化學實驗教學一般在相關物理化學理論知識講完后，學生進行實驗預習，教師講解實驗基本原理、具體操作、實驗注意問題和實驗數據的處理方法，然后學生完成實驗。在實驗教學中也注重培養學生的團隊協作精神，將學生分組，每組學生使用同一套儀器開展實驗和數據處理。這種方式不僅解決了實驗設備不足的問題，也促使小組成員合理分工，各盡其才，所有學生參與實驗操作，大大增強了學生的協作意識。實踐結果表明，在理論教學和實驗教學中引入思政教育，不但提高了學生的課程參與度和學習主動性，也培養了學生的團隊協作精神和集體榮譽感。

4. 生態文明教育

隨著科學技術的迅速發展，人類改造自然界的能力得到了極大的提高。但是工業的高速發展導致了自然資源的過度開發和巨大消耗以及污染物的大量隨意排放。這已經引發了全球性的能源危機和生態危機，嚴重威脅到了人類的生存。習近平總書記高度重視生態文明，明確指出“綠水青山就是金山銀山”，建設生態文明是關系人民福祉、關乎民族未來的千年大計，是實現中華民族偉大復興的重要戰略任務[12]。降低對化石能源的需求，減少污染物排放，開發綠色清潔生產工藝和技術，探索清潔能源，已經成為各國面臨的共同問題。

在“物理化學”課程的熱力學、相平衡和電化學等內容中蘊含著大量與能源相關的知識，教學時通過介紹綠色新能源知識及其最新研究進展，利用專業數據說話，有助于加深學生對生態文明建設內涵的理解。如在講解熱力學第一定律的熱化學知識時，筆者引導學生思考和計算各類能源的熱值并進行比較，指出以煤炭和石油為代表的傳統化石能源的熱值遠低于氫能和核能等新能源，同時化石能源在使用中也會造成嚴重的環境污染問題[13]，開發綠色新能源是實現社會經濟可持續發展的必然要求。在講授電化學電動勢產生的原因和相平衡知識時，適當增加介紹太陽能、風能、潮汐能、相變能等綠色可再生能源的發展動態等內容，使學生深刻認識國家大力發展新能源汽車政策的內在動因。生態文明教育使學生在掌握專業知識的同時，也培養了其綠色生活方式，使他們樹立低碳發展的理念。

三、 結語

在高校人才培養過程中，課程思政作為全新的育人模式，有利于加強思政教育與相關專業課程的交叉與協同。我們在“物理化學”課程思政建設中，充分挖掘“物理化學”課程教學中的思政元素，清楚地認識到思政教育和智育之間不可分割的關系，重視思政教育對智育的促進作用。教師應從更高的角度修訂課程大綱，合理優化課程內容，精心組織與合理設計教學環節，認真發掘專業知識中蘊含的豐富思政教育和科學素養教育素材，體現思政教育目標，形成長效機制，更好地促進學生科學素質和人文素養的提高，以培養合格的創新型人才。