物理化學MOOC課程思政探索與實踐

張進，劉利，姚思童

沈陽工業大學環境與化學工程學院，沈陽 110870

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調，做好高校思想政治工作，要用好課堂教學這個主渠道，各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應[1]。新時代要求我們回歸教育的初心和本源，重視并重新定位課程的育人功能[2]。在信息化時代的今天，慕課（大規模網絡開放課程，MOOC）是借助“互聯網+教育”催生的一種新課形式，因其具有大規模、開放性、交互性和自主性的特征，更能充分拓寬課程育人主渠道，筑牢全方位網絡育人的主陣地。我們在MOOC教學中積極挖掘專業課程中蘊含的思政元素，精心設計主題內容，做到專業知識教育與思想政治教育相結合，創建了物理化學與哲學思維、走近化學家、賞古詩學物化、學物化倡環保等學習專題，踐行“導學-研學-思學”三階段MOOC課程思政教學模式。

1 物理化學MOOC課程思政的思考

“物理化學”是化學學科體系中的理論基礎和靈魂。在融合了“互聯網+”和“智能+”技術的在線教學已經成為中國高等教育和世界高等教育在教與學方面的重要發展方向的背景下，2019年沈陽工業大學物理化學MOOC課程在中國大學MOOC平臺第一次開課，課程推介語為“請大家跟隨我們‘悟’變化之理；‘悟’反應之理；‘悟’平衡之理；乃至‘悟’人生之理。我們相信學習完這門課程以后，你一定會站在一個新的高度來看待化學，看待科學，乃至看待整個世界。歡迎走進充滿魅力的物理化學！”，這是我們的初心也是我們的目標。秉承著這樣的理念，我們帶著“責任”和“愛”建設這門慕課，不僅要把握好授課“質量”，做到“開放”和“分享”，還要深入挖掘物理化學課程思政的元素，讓學生通過課程的學習把知識技能上的“成長”和精神上的“成人”有機結合起來，讓學生“悟到人生之理”，同步實現專業知識學習與道德情操修為的統一，做到“知行合一”。

2 物理化學MOOC課程思政的實踐

物理化學MOOC課程思政的實踐包括“建課、用課、評價”等在線教育教學全過程。圖1為課程思政有關的主題及學習和評價流程。下面簡述各個主題的實例和教學實施模式。

圖1 與課程思政有關的主題及學習和評價流程

2.1 物理化學與哲學思維

物理化學知識體系滲透著哲學的思想和深刻的內涵。有意識地利用哲學的思維來學習和掌握物理化學的基本原理和方法，有利于學生形成科學的世界觀及正確的人生觀和價值觀[3]。表1所列為部分相互關聯的哲學思維與物理化學專業知識。在物理化學MOOC建設中，制作相關文檔作為“拓展和提升”部分的課程資源闡述哲學思維并介紹相關的專業知識，引導學生有目的地閱讀，書寫心得體會。

表1 哲學思維與關聯的物理化學專業知識

現舉一應用實例，在化學平衡這一章節中有關“反應方向判斷”的知識點中有這樣一道例題，“Ag可能受到H2S（理想氣體）的腐蝕而發生如下反應：H2S（g）+2Ag（s）= Ag2S（s）+H2（g），在298 K、100 kPa下，混合氣體中H2S的摩爾分數低于多少才不致發生腐蝕？”通過啟發學生分析計算得到H2S摩爾分數低于4.96%時不會發生腐蝕。然后提出問題“這道題中是否蘊含著哲學思想呢？”學生不一定能夠聯想到“當量變達到一定程度的時候就會引起質變”的哲學思維，啟發學生并揭曉答案，并引導學生思考還有哪些內容也蘊含著同樣的思想，從而幫助學生在學習中逐步樹立哲學思維，同時也可以加快學生對基本原理和知識的掌握。

2.2 走近化學家

科學家故事往往滲透著他們艱苦努力、實事求是和追求真理的高尚品德，將國內外著名物理化學家的軼事和成就做成文檔或視頻，利用他們的故事引導和啟發學生，弘揚和傳播正能量。比如在氣體這一章中，道爾頓分壓定律是一個很重要的知識點，在制作這部分內容的教學視頻時，利用多媒體技術手段簡介他的成就，尤其向學生介紹他幾十年如一日書寫氣象觀測記錄，直到他去世那天的早上，以此讓學生認識到對一件事執著堅守、從不放棄的驚人毅力令人欽佩，更值得我們學習。還有發現熱和功的轉換并得到能量守恒定律的詹姆斯·普雷斯科特·焦耳，自幼沒有受過正規教育，但憑借對物理和化學的興趣，利用理論和實踐相結合的科研方法從事研究，在熱學、熱力學和電學方面貢獻卓著，熱和功的單位都以他的名字“焦耳”命名。由此告訴我們興趣是最好的老師，選準前進方向，腳踏實地、珍惜韶華，把遠大的抱負落實到實際行動中，努力前行，終會獲得成功。除此之外，還有引入了吉布斯能和化學勢的約西亞·威拉德·吉布斯、2008年國家最高科學技術獎獲得者徐光憲、1901年諾貝爾化學獎獲得者雅各布斯·亨里克斯·范特霍夫、1920年諾貝爾化學獎獲得者瓦爾特·赫爾曼·能斯特等的事跡和成就也制作了視頻和文檔資源。考慮化學家的貢獻與每章內容的相關性，將這些文檔等資源構建在每一章章末的拓展與提升部分，如氣體這一章，介紹的就是約翰·道爾頓。課前發布拓展資源導學任務書引導學生閱讀，通過閱讀，學生可以學習到科學家們如何在科學道路上孜孜以求，追求真理，并能激發他們的學習欲望及探索精神等。然后教師發布討論主題或作業，引導學生思學。

2.3 賞古詩學物化

中國是詩詞的國度，古詩詞是我國文學寶庫中的瑰寶，也是我們民族的文化精髓。詩是最美的語言，當你真正用心去研讀時，你會發現每一首詩詞都是詩人心底情愫的流露。我們如何讓古詩詞的美和看似難懂、枯燥并充滿公式和定律的物理化學課程關聯起來呢？在這方面我們做了大膽的嘗試。制作了9個視頻。主要引用了如下古詩：《暮江吟》《詠煤碳》《石灰吟》《元日》《無題》《折荷有贈》《曉出凈慈寺送林子方》《客從》《秋浦歌》《勸學》《昭君怨·詠荷上雨》等。例如，在為學生講解真實氣體的液化這一知識模塊時，我們以一首白居易的詩《暮江吟》作序，利用先進的視頻制作技術，引入具有視覺美感的古詩書法和詩人白居易的畫像，然后為學生深情朗誦這首詩，“一道殘陽鋪水中，半江瑟瑟半江紅。可憐九月初三夜，露似真珠月似弓。”讓學生體會詩詞的美和作者所見所感。然后呈現夜晚的露珠，利用視頻展現如珍珠般的露珠的美，并和學生共同欣賞晶瑩剔透的“九月初三”夜的露珠，是如此惹人憐愛。然后拋出問題，那么如此惹人憐愛的露珠是如何形成的呢？為什么出現在詩人所說的“九月初三”深秋的“夜”，而不是“日”呢？從而引入真實氣體液化的條件之一，改變溫度。這樣的設計和視頻制作為學生呈現古詩詞之美的同時，也巧妙地引入課程知識模塊的內容，并利用詩中“露珠的產生”設疑，引發學生的學習興趣，使其自主思考并迫切地想追尋問題的答案。這是我們為學生設計的“賞古詩學物化”的教學案例之一。在已進行的三期教學實踐中，這樣的授課視頻也深受學生的喜愛。其實只要我們用心發掘，像這樣的古詩詞和物理化學知識相關聯的例子還有很多。比如在講解界面現象的潤濕這一知識模塊時，我們為學生展示不潤濕的例子，比如荷葉上滾動的水珠，我們為學生制作漂亮的圖片，同時配以南宋詩人楊萬里的《昭君怨·詠荷上雨》，“午夢扁舟花底，香滿西湖煙水。急雨打篷聲，夢初驚。卻是池荷跳雨，散了真珠還聚。聚作水銀窩，瀉清波。”欣賞美圖和佳句后，聚焦到物理化學知識點——潤濕現象，作者為什么會把荷葉上的水珠比作一窩泛波的水銀？從而為學生引出潤濕程度的問題。在理工科的課程中引入中華傳統文化的精髓——詩詞，讓我們的課堂詩意盎然，領略古詩詞之美，感受中華傳統文化的魅力，增強我們每個人的文化自信。

2.4 學物化倡環保

習近平總書記明確指出“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[10]。加深學生對生態文明建設內涵的理解并引導學生從身邊點滴事情做起，踐行環保也是物理化學課程思政的內容。

我們將與環境保護相關的物理化學知識做成文檔或視頻，共享在物理化學MOOC課程平臺每章的“拓展與提升”的“學物化倡環保”專題部分，引導學生進行閱讀，同時教師在討論區發布討論主題，學生積極參與討論，使學生在閱讀和討論中提升物理化學專業知識的同時滲透環保的理念。比如在化學動力學章節中，我們制作了“臭氧層破壞原因與保護措施”閱讀文檔，引入臭氧層破壞機理探究的內容，為學生介紹臭氧是大氣平流層中含量不多的氣體，它的存在使地球上的生物免受紫外線傷害。依靠化學動力學、光化學知識和現代實驗手段已經探明,由于CFCl3、CF2Cl2等鹵化碳污染物進入大氣的平流層，這些污染物降解產生的Cl自由原子引發O3分解鏈反應[11]。清楚了反應機理后，根據物理化學知識應該采取哪些措施使臭氧的含量逐漸恢復？再比如我們根據文獻[12]制作了“綠色化學在物理化學實驗中的滲透”的學習資料，在課程平臺討論區發布討論主題“在物理化學實驗中，如何做可以使物理化學實驗更綠色環保？”學生通過自學并參與討論，達到良好的拓展學習效果。

2.5 建立“導學-研學-思學”三階段課程思政教學模式

我們將物理化學MOOC在線教學過程分為三個階段，即“導學-研學-思學”。“導學”階段的側重點在于細化指導。至少一周之前發布“課外學習資源導學任務書”，引導學生完成自學任務。例如在講解氣體這一章節課前，我們將拓展與提升（一）中的相關內容（圖2）：走近化學家1——道爾頓（文本資源）、賞古詩學物化——暮江吟（視頻資源）、物理化學與哲學思維——物質是運動的（文本資源）、學物化倡環保1——綠色化學理念（視頻資源）列入導學任務中，引導學生在課前觀看和閱讀。“研學”“思學”為知識內化和提升階段。比如在講解道爾頓分壓定律時，在學生了解道爾頓的生平和軼事的基礎上，強調他堅持記錄氣象觀測數據，直到去世的那天早上，為學生展現科學家堅持不懈進行科學研究的事跡，從而對他們進行科學作風的培養；在講真實氣體的液化部分，有機融入古詩《暮江吟》，讓學生了解作者簡介和寫作背景，思考其中蘊含的化學原理，討論氣體液化的條件，用古詩詞讓物理化學課堂充滿詩意和美感的同時激發學生探究科學知識的興趣；通過閱讀“物理化學與哲學思維”，引導學生用哲學思想來分析解決問題，努力做到“學思結合”，并形成文字心得體會發表在線上討論區，師生共同討論。圖2以第一章為例，介紹了在“導學-研學-思學”三個階段融入課程思政的做法。

圖2 物理化學MOOC“導學-研學-思學”三個階段教學實施圖

3 結語

在物理化學MOOC教學中，教師必須將思政教育與專業教育高效融合，不斷思考、挖掘、收集思政素材，努力尋找課程思政元素與物理化學知識相融合的切入點，引發學生的情感共鳴，做到寓教于無形、潤物細無聲。