“微課”在物理化學課程思政建設(shè)中的應用*

張雅潔，杜 攀，季益剛

(江蘇第二師范學院生命科學與化學化工學院，江蘇 南京 211200)

2020年5月28日，教育部印發(fā)的《高等學校課程思政建設(shè)指導綱要》中指出：“全面推進課程思政建設(shè)是落實立德樹人根本任務的戰(zhàn)略舉措”[1]。當前，增強思政教育與各類學科教育的融合發(fā)展、全面發(fā)揮每門課程的育人作用，是落實立德樹人根本任務的必然要求，也是培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義接班人的有效途徑。

1 物理化學課程思政建設(shè)

物理化學是一門通過物理和數(shù)學的方法來研究揭示化學現(xiàn)象背后本質(zhì)的學科。作為一門重要的基礎(chǔ)理論課程，物理化學中蘊含著豐富的思政素材，這也有利于教師從多個維度來開展課程思政教學。教師不僅可以立足科學家的科研故事，培養(yǎng)學生實事求是、持之以恒、勇于探索、敢于創(chuàng)新的科學素養(yǎng)和科學家精神；也可以構(gòu)建理論知識與實際生產(chǎn)生活相聯(lián)系的橋梁，通過對實際問題的調(diào)研，引導學生關(guān)心國情、社情，將個人發(fā)展與祖國發(fā)展緊密結(jié)合，厚植愛國主義情懷等[2]。

在傳統(tǒng)的物理化學課程教學中，由于課程自身有著內(nèi)容豐富、知識點難度較大等特點，教師們在有限的課時內(nèi)往往更多地關(guān)注于知識、技能等方面教學目標的落實，課程內(nèi)含的“育人”作用未能得到充分發(fā)揮，不利于德智體美勞全面發(fā)展型人才的培養(yǎng)[3]。因此，“如何在保證完成專業(yè)知識技能教學活動的同時，發(fā)揮課程的‘育人’作用？”是物理化學課程思政建設(shè)過程中需要攻克的一個難題。

2 課程思政“微課”的內(nèi)涵與意義

新時代下，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已為人們的生產(chǎn)生活帶來了新變化，而“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的融合發(fā)展更是為物理化學的課程思政建設(shè)帶來了新方法。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輔助下，教學活動已可以打破傳統(tǒng)線下課堂中有限的時間和空間的束縛：借助智慧教學云平臺，開展形式更靈活、參與更廣泛、探討更深入的線上線下混合式教學[4]。

在過去的十年中，學者們運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)平臺已創(chuàng)設(shè)出一些新的教學呈現(xiàn)形式，而“微課”便是其中較早提出的一種。2011年，廣東省佛山市教育局的胡鐵生首次在國內(nèi)提出“微課”，他認為“微課”是以微型教學視頻為主要載體，緊扣某一主題而精心設(shè)計開發(fā)的一種情景化、支持多種學習方式的微型在線視頻網(wǎng)絡(luò)課程[5]。此后，隨著學者們對“微課”的深入研究與實踐運用，人們對“微課”內(nèi)涵及價值的認識也在逐漸加深。作為一種在線課程，優(yōu)質(zhì)“微課”往往應滿足如下特點：短小精悍、交互性強、應用性廣等，而這些特點正滿足物理化學中開展課程思政教育的要求[6]。

在借助“微課”開展課程思政教育時，教師需要精心優(yōu)化教學設(shè)計，包括：深挖物理化學課程的思政元素、搜集素材并構(gòu)思有趣的教學情境等，隨后制作教學微視頻，并于課堂教學之前，發(fā)布于互聯(lián)網(wǎng)智慧平臺并開展進一步的交流互動。這種借助“微課”的課程思政教學，避免了過多占用線下課堂教學時間的問題，且憑借其短小、互動性強的優(yōu)勢，能夠快速將學生引入教學情境中，有利于課程思政教學目標的全面落實，對于推進物理化學的課程思政建設(shè)有著重要意義。

下面以“Brown運動”這一知識點為例，圍繞課程思政的“微課”教學過程設(shè)計，作具體說明。

3 物理化學“課程思政”微課案例

“Brown運動”這一知識點是“膠體分散系統(tǒng)”中的一個教學重點，通過對該知識點的學習，學生們將發(fā)現(xiàn)膠體中粒子作不規(guī)則運動的本質(zhì)原因，理解膠體的動力性質(zhì)，并為后續(xù)了解膠體的電學性質(zhì)、光學性質(zhì)奠定理論基礎(chǔ)。經(jīng)過深挖知識點背后的思政元素后，可以發(fā)現(xiàn)：這一知識點與當前全球面臨的“COVID-19新型冠狀病毒的疫情防控”這一重大問題有著緊密聯(lián)系。

在本次新冠疫情的防控期間，“氣溶膠”一詞頻繁出現(xiàn)，但人們對這一名詞的理解和認識卻未必充分。基于這一現(xiàn)狀，結(jié)合“Brown運動”這一知識點，可設(shè)立如下5個三維目標：①掌握膠體和氣溶膠的定義；②掌握Brown運動的本質(zhì)；③學會運用Einstein-Brown運動公式解決實際問題；④注重關(guān)注當前社會熱點問題，結(jié)合所學學科知識，以“愛國主義”為核心，培養(yǎng)良好的科學素養(yǎng)和高度的社會責任感；⑤學會使用唯物辯證法的基本規(guī)律看待問題，具備勇于探索，敢于創(chuàng)新的能力。

圍繞上述教學目標，遵循學生的認識發(fā)展規(guī)律，通過創(chuàng)設(shè)情境、提出問題、啟發(fā)思考等方式開展探究式課程思政“微課”教學，主要涉及如下5個教學過程：創(chuàng)設(shè)情境→概念探究→構(gòu)建新知→運用領(lǐng)悟→總結(jié)延伸。

3.1 創(chuàng)設(shè)情境

在本次疫情期間，“氣溶膠”作為一種潛在的病毒傳播形式受到媒體的大量宣傳，很多人由于對這一名詞的陌生而談“氣溶膠”色變。立足切實問題，激發(fā)學生共同探索尋找這一名詞的科學定義的興趣。課程初始的引入可以以校園中兩位學生近距離打招呼時，一方突然打噴嚏而引起另一方對其產(chǎn)生的氣溶膠感到“恐慌”為情境，從而引發(fā)思考：氣溶膠真的很可怕嗎？

進一步，引導學生在日常生活中：尋找“氣溶膠”的身影(比如：云霧、煙、霧霾等)、思考“氣溶膠”的常見產(chǎn)生方式(比如：咳嗽、打噴嚏、沖馬桶等)。通過引導學生歸納總結(jié)自身的生活經(jīng)驗，有助于學生在腦海中構(gòu)建“氣溶膠”的科學模型，將抽象名詞具體化，從而增強對“氣溶膠”的感性認識。

上述情境以熱點話題為切入點，通過與教學內(nèi)容有機結(jié)合、自然展開，易引發(fā)學生的情感共鳴，增強其學習興趣，并培養(yǎng)其以學致用的能力。以學生們熟悉的校園環(huán)境為背景創(chuàng)設(shè)情境，體現(xiàn)了“以生為本，以學定教”的主導思想，將抽象問題具體化，便于學生理解，并主動參與思考情境所描述的問題。此外，通過對社會熱點問題的討論，可以引導學生主動關(guān)心國家和社會，增強其社會責任感。

3.2 概念探究

通過上述情境中引出的問題：“氣溶膠是否真的很可怕？為什么？”啟發(fā)學生深入思考，可將這一問題分解為兩個不同層次的子問題開展探究，分別是：①氣溶膠是什么？②氣溶膠粒子能“跑”多快？圍繞兩個子問題，可分別再設(shè)定探究話題，如：基于“氣溶膠是什么”這一子問題，可以列出生活中常見的一些物質(zhì)和現(xiàn)象，請學生找出屬于“氣溶膠”的實例。以日常生活中常見物質(zhì)為例，引導學生學會建立所學知識與周邊事物的聯(lián)系。同時，運用對比、演繹等方法，啟發(fā)學生主動發(fā)現(xiàn)相似概念之間的異同點，逐步形成對“氣溶膠”本質(zhì)特點、形成方式等的認識。

此外，基于問題探究教學模式，在解決第一個子問題的基礎(chǔ)上，進一步探討第二個問題，如：“已知物質(zhì)世界是永恒運動的，那么無風情況下初速為零的氣溶膠中的病毒粒子如何運動？能‘跑’多快？”從而自然過渡到下一個環(huán)節(jié)：“探究膠體粒子的Brown運動”。通過問題的逐一解決，有利于學生構(gòu)建層層遞進的知識框架，更有利于培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題的能力，激發(fā)其對知識的探究興趣。

3.3 構(gòu)建新知

這一環(huán)節(jié)首先通過追溯“Brown運動”理論的發(fā)展史，引導學生掌握科學認知的一般規(guī)律：任何一門知識或技能的發(fā)展總是前進性與曲折性相統(tǒng)一的，在探索的過程中，需要認真總結(jié)前人的經(jīng)驗并積極開展科學探究，才能不斷提升認知水平、完善認知體系。此外，也有助于學生了解科學家基于實驗總結(jié)歸納得出新知識的一般方法，培養(yǎng)學生的科學思維和探究能力。

進一步，基于“Brown運動”本質(zhì)的定性描述，設(shè)定問題，如：“Brown運動看起來復雜而無規(guī)則，但在一定條件下，粒子所移動的平均位移卻具有一定數(shù)值。那么平均位移和哪些因素有關(guān)呢”，啟發(fā)學生思考其中隱含的定量關(guān)系，從而進一步引出下一個知識點(Einstein-Brown運動公式)，有利于學生構(gòu)建知識點之間的有效鏈接。

3.4 運用領(lǐng)悟

完成基本知識點的學習后，引導學生運用所學新知，共同破解“含有新冠病毒的氣溶膠粒子憑借自身Brown運動到底能‘跑’多快？”這一問題。通過查閱文獻資料，聯(lián)系實際設(shè)立簡化的病毒氣溶膠模型，提出問題，以增強學生運用所學知識解決實際問題的能力。如：“298 K下，空氣粘度為1.86×10-6Pas，假設(shè)氣溶膠中粒子僅為對稱球形的COVID-19 病毒微粒，半徑約在25～100 nm之間。試計算，由于Brown運動：在1 s時間內(nèi)，病毒沿x軸方向的最大平均位移為多少？”[7-9]將數(shù)據(jù)代入Einstein-Brown 運動方程即可得：在1s時間內(nèi)，病毒沿x軸方向的最大平均位移約為0.097 mm。學生們通過計算，可以從理論上認識到：僅依靠粒子自身的Brown運動時，病毒粒子的運動速度并不“快”。基于此，進一步引導學生思考并討論：“實際環(huán)境中，除了粒子自身的Brown運動外，打噴嚏時的初速度、空氣對流、溫濕度等將會對粒子的實際運動產(chǎn)生何影響？其中哪一因素在病毒氣溶膠的傳播中起到了主導作用？”。以此作為學生開展課外自主探究學習的課題，既培養(yǎng)了學生的探究能力和科學素養(yǎng)，也為后續(xù)學習溶膠的另外兩個動力學性質(zhì)(擴散、沉降)做好鋪引。

通過建立理論知識與解決實際問題之間的聯(lián)系，不僅有利于學生加深對知識點的理解、實現(xiàn)課內(nèi)與課外的統(tǒng)一，更有利于學生收獲“以學致用”的良好學習體驗，增強其分析問題和解決問題的能力。

3.5 總結(jié)延伸

在“微課”的最后環(huán)節(jié)，首先引導學生歸納回顧知識點，并結(jié)合研究背景提出新問題：“在一些易產(chǎn)生氣溶膠的場合，如何做好科學的防護？”，使學生結(jié)合所學知識理解各類防護措施的意義。隨后，通過回顧疫情期間祖國上下眾志成城齊心抗疫所取得的成果，增強民族自豪感和愛國熱情的同時，也激發(fā)學生努力求學以強國的斗志。同時，通過啟發(fā)學生對疫情期間“網(wǎng)絡(luò)謠言”、“科學素養(yǎng)匱乏”等現(xiàn)象的思考，增強學生的專業(yè)認同感、激發(fā)學生對科學知識的求知欲，在日后學習中，學生們也將更注重對自身科學素養(yǎng)、質(zhì)疑精神、探究能力等的培養(yǎng)。最后，通過智慧教學平臺進一步延伸與學生的探討互動，促進整個“微課”教學效果的不斷完善提升。

上述教學過程緊扣“Brown運動”這一知識點，基于本次疫情創(chuàng)設(shè)背景，結(jié)合學生的認知發(fā)展規(guī)律，采用了問題啟發(fā)等教學方式，不僅完成了知識技能等相關(guān)教學目標的落實，也在不占用課堂教學的前提下，在較短的時間內(nèi)有效地發(fā)揮出物理化學課程思政的育人作用。

4 結(jié) 語

教師是人類靈魂的工程師，是人類文明的傳承者，承載著傳播知識、傳播思想、傳播真理，塑造靈魂、塑造生命、塑造新人的時代重任[10]。在物理化學“微課”中融入課程思政教學，是在物理化學中開展課程思政教育的有力工具，教師需要緊扣主題深入挖掘知識點背后的思政元素，并靈活運用適用于在線教學的各類方法，創(chuàng)造性地運用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，巧妙地將專業(yè)知識的教學與思政育人過程協(xié)同融合，才能全面培養(yǎng)出有理想、有道德、有文化、有紀律的社會主義接班人。