課程思政融入食品專業物理化學課程教學的探索

馬利娜，畢韜韜，張國強，鄭華艷，喻仕瑞*

（1.茅臺學院 食品科學與工程系，貴州 仁懷 564507；2.貴州省保健酒釀造工程研究中心，貴州 仁懷 564507）

物理化學課程是以數學、物理學和化學為基礎的一門交叉性理論學科，是通過分析化學與物理現象的之間的關聯性，借助數學、物理學等基礎科學的理論及其提供的實驗和演繹推斷方法，來探求化學變化中最具普遍性的基本規律的一門學科[1-2]，是傳統四大化學之一。該課程是銜接化學基礎與化工、制藥、生物和食品等專業的重要橋梁。

課程中包含的主要內容有熱力學、統計熱力學、電化學、動力學、量子化學、膠體化學和界面現象等[3]，內容較多且難度較大，傳統授課方式通常是以公式推導+習題練習的方式完成，注重的是知識點的傳授和積累，忽視了思想上育人，忽視了學生興趣的激發和培養，往往造成課堂氣氛沉悶，學生不主動接受知識灌輸，學生的興趣較低并且關注度較低，導致理論課課堂的教學效果不如人意[4]。因此很有必要提升育人意識，在專業教學中升華思想和精神，尋求知識傳授與世界觀、價值觀引領的融合道路。綜上所述，對傳統傳統教學模式的改進勢在必行。

一 物理化學課堂引入課程思政的必要性

一方面，隨著現在各種外來思想和文化的入侵，大學生正處于思想轉變期，這更需要加強原有的文化理念。另外，作為教師，“師者，所以傳道受業解惑也”教師不僅僅只是簡單地傳授知識點和考試方法，更重要的是培養學生健全的人格、良好的人文科學素質，富有積極向上的人生態度和科學探索精神。課堂教學是課堂內容最直接的表現形式。因此，物理化學的課堂不僅需要盡可能將相關內容的科研成果和生活中實踐內容與物理化學的基本原理相結合，對知識點進行解釋和拓展，還需要將“課堂思政”有機地融入到課程教學中去。

這也就對老師提出了更高的要求，不僅需要扎實的專業基礎，還需要不斷提升自我修養，關注社會新聞，挖掘社會和自然現象的思想政治教育元素，實現思政元素與課程知識的傳播及能力培養的有機結合，從而引領學生養成正確的三觀，以及嚴謹、踏實和實事求是的科學素養。

二 物理化學課程思政探索

自全國高校思想政治工作會議以來，為了使得課程思政教育和教學內容進行較好的融合，茅臺學院堅持在整個授課過程中，教師首先要對課程內容深刻理解和把握，充分挖掘其中所蘊含的思政元素，并進行適當的拓展，結合生活實踐、社會熱點，豐富教學內容，才能有效地提升學生的學習興趣。因此將從三個方面有序推進物理化學課程思政建設。

（一）加強思想政治教育在教學目標中的體現

物理化學課程開設的專業較多，大多數的教學目標主要是以學生掌握物理化學的基本原理和公式使用能力為主要目標，在思政育人方面的目標不夠突出。隨著這門課程處于專業基礎課的重要性日益凸顯，且物理化學課程中蘊含著豐富的思政元素，這將有利于培養學生的價值觀、人生觀、科學觀。為此，將物理化學課程的思想政治教育目標重新提上日程，充分調動老師們共同尋找和挖掘課程中所包含的思政元素積極性，并對課程思政內容融入點進行充分地探討，以達到課程思政的目標。

（二）教學內容的優化及思政教學改革的實施

為確定教學的主要內容和教學重點，首先應從專業角度組織修訂課程教學大綱，結合學生專業發展的知識需求、能力培養目標、情感和價值觀三方面。統計并比較了國內幾所大學的物理化學課程理論教學內容及學時分配情況，發現不同學校依據不同專業對本科生培養重點有所不同，該課程教學計劃也存在一定的差異性，如大多數高?；瘜W化工類專業的物理化學課程大綱中膠體化學和界面現象兩個章節不在教學大綱范圍之內。但是本課程是基于食品專業，從食品專業的知識需求來說，這兩個章節的學習有助于后續專業課的學習，所以在制定大綱時將立足于“培養什么人、怎樣培養、為誰培養”的理念，在原有的知識目標、能力目標之外側重價值目標的調整，充分發揮本專業的優勢特色[5]。

另外，從以往的教學中可以看出，注重的是知識的傳授，但是在培養學生實踐、創新方面的思想覺悟并不高，學生無法體會到老一輩的科學家是如何考慮到國家的安全、國家的發展、民族的復興，以及在一窮二白的情況下是如何做出巨大的犧牲，如何攻堅克難地進行科研。這也就為教學提出一個更高的要求，要求從育人的角度全方位地對學生進行教育，所以在完成基本的知識點的教學之外，還需要找準育人的資源，挖掘其中蘊含的愛國主義情懷、工匠精神和社會主義核心價值觀等，從而引導學生在思想上有更大的提升。同時，為今后將該課程打造成“金課”，根據國家對“金課”課程“高階性、創新性、創新性”的三大要求，將對課程內容進行一系列的優化。

1 提升教學目標，精煉教學重點

物理化學是繼高數、無機及分析化學、有機化學和大學物理之后，且是后續專業課，如食品工藝、食品保藏的重要基礎課，基于食品專業課課程內容需求，將教學重點向后面章節傾斜。將教學內容設置為熱力學、電化學、動力學（一）、膠體化學和界面現象，將前面的章節內容做了適量的“減法”，并且提高膠體化學和界面現象兩部分的課時數，凝練教學大綱，提煉關鍵知識點，為食品專業學生學習后續專業課提供理論支持，同時為學生留出足夠空間去自主探索和思考。

2 虛擬仿真實驗結合實際實驗操作

在課時有限的情況下，有些實驗內容可以通過“虛擬仿真實驗”來解決；同時“虛擬仿真實驗”也可在學生預習實驗時使用，通過實驗課前仿真實驗的預習，讓學生對實驗中涉及到的知識點、設備結構和操作過程有充分了解，便于學生在后續實際操作的實驗過程有更多的時間用于思考、實驗操作優化及數據處理。

3 思想政治元素與課程的結合

課程思政首先要結合食品專業的培養目標，將培養目標中的育人目標有機地融入物理化學課程中，通過課程能夠幫助同學們樹立正確的科學觀；其次通過課程中科學家發現相關公式定理及推動整個知識體系的建立過程，讓學生了解到其中所必備的一些知識和能力，引導學生對所學知識進行大膽的質疑和獨立思考；再次通過對平時生活生產中的實踐經歷對應于相關的物理化學理論知識，引導學生對所學知識的認識能夠從抽象到具體，從而讓學生系統地掌握科學的分析和解決問題的方法，培養科學精神和提高科學素養；最后通過細化教案，將每次課程內容中涉及到的思政元素都盡可能地發掘，并且在教學過程中不斷地優化，最終選擇一部分作為思政的典型案例。

隨著社會和科技的發展，人們的生活方式發生了很大的變化，物理化學課程中的知識原理在日常生活中的體現也日益凸顯[6-7]，這為物理化學課程中融入思政元素提供了豐富的融入點，結合本課程教學內容，可以通過以下幾個結合點，來完成食品專業學生的思想政治教育。

1）基本理論的提出及發展挖掘課程思政元素。熱力學pVT狀態方程是熱力學發展的重要基礎。1834年由法國科學家克拉伯龍在玻義耳-馬略特定律、查理定律和蓋-呂薩克定律等定律的基礎上提出理想氣體狀態方程并在當時一度盛行，直到1873年，物理教師范德華通過實驗發現氧氣通過加壓后變為液氧后，此時氣體所表現出的結果和方程計算的結果不一至。于是1873年6月14日，范德華在其博士論文《論氣態與液態之連續性》中提出兩個前所未有的理論：一是傳統狀態方程在高壓下失效的真正原因是其沒有考慮氣體分子之間的吸引力；二是創造性地導出能應用于高壓氣體下的狀態方程。范德華方程式對理想氣體狀態方程的一種改進，推動了描述宏觀物理性狀態方程的發展[8]。后人在此基礎上提出更多的改進方法，如PR、SPR等，讓狀態方程能夠更加確切地描述真實氣體。另一方面，在眾多的狀態方程中有我國的侯虞鈞與J.J.Martin共同提出氣體狀態方程（后被稱為馬?。罘匠蹋?，該方程同時適用于液相及固相，成為一個統一的狀態方程式，已被有效地用于實際生產的設計和研究中[9]。

通過類似這樣的例子，讓學生懂得實踐出真知，要勇于實踐，敢于創新，引導學生深刻領會到我國老一輩科學家們所體現的勇攀科學高峰的科研精神，增強同學們的愛國精神和民族自豪感，進一步激發同學們努力學習、報效祖國的決心。

2）基本理論在實踐中應用的思政元素挖掘。物理化學課程本身就是來自于生活、來自于實踐，并通過大量實驗總結并抽象得出的理論，這就是說物理化學其中的理論既來自于實踐，也最終要回到實踐應用中去。所以在物理化學課程的學習過程中通過生活和生產實踐過程的實例，讓學生能夠從理論高度去分析看待這些現象。以稀溶液依數性其中的凝固點下降這一知識點為例。

溶液的凝固點基本理論，即相對于純溶劑的凝固點發生下降，其下降程度與所添加的溶質分子無關。這一基本理論，關鍵有兩點：①純溶劑中加入溶質后發生凝固點下降（此處的凝固點是指溶劑的凝固點）；②凝固點下降的多少和溶質分子無關，當然這點的前提是指對于非電解質溶液，如果針對電解質溶液則需要加相應的矯正系數。

這一理論在生活實踐中的實例比較典型的有：①冬季在結冰的道路上撒融雪鹽，通過這一生活實踐可以知道，道路上撒鹽可以降低凝固點，讓冰雪融化，從而減少路面濕滑現象降低交通事故發生的可能性；另外，通過這一實踐過程也能引發一系列的思考，如撒鹽的多少對降低凝固點的程度是成什么關系？是否撒鹽越多就會凝固點更低？通常我們常說的鹽是指氯化鈉，但是從化學角度來說，鹽的種類非常多，那融雪鹽是由什么成分組成？我們在選擇融雪鹽的時候需要考慮什么因素？等等一系列問題可以激發學生對實踐過程中暗藏的基本原理去探究和對知識掌握的渴望。②汽車在駕駛過程中需要使用水來作為冷卻劑，但是對于中國大部分地區冬季氣溫都有可能低于零度，很顯然低于零度后必然導致水結冰，為了使得使用過程中不至于結冰需要加入防凍劑，那這里的防凍劑是能使得水在零度不結冰，可以降低其凝固點。同樣對于這一實踐過程也能想到，國內從南至北冬季最低氣溫可以從零上低到零下58℃，在這么廣泛的溫度，是否所用的防凍劑都是同一種？防凍劑降低凝固點的基本原理是什么？以及如何選用合適的防凍劑？等等類似的問題。

除了在生活實踐中的例子，為了讓相關理論在實踐過程中的應用更加廣泛，可以找到一些相關理論在科研方面的實踐實例來豐富理論的實踐應用。比如分子量的測定及物質的純度檢測等方面。這些實例都可以看出物理化學并非是枯燥無味的，這其中很多基本原理都是來自于對大自然現象的總結和歸納，而物理化學中的公式也都是將這些基本理論采用數學語言的方式進行表達，所以這樣對學生的數學的掌握程度有更高的要求，不僅僅懂得數學的推導，更重要的是理解這其中的物理含義。

4 結合食品相關科研進展，增設與物理化學有關的知識點的前沿講座

通過這一環節可以充分發揮教學的科研優勢，可根據課程內容邀請校內外相關專業的知名學者，圍繞物理化學和食品專業的前沿基礎研究和應用基礎研究開設講座，讓科研推動教學，拓展教學的廣度和深度。例如在食品加工工藝中，萃取是較為常用的工藝方法，這其中所涉及到的物化知識就涉及到了相平衡、化學勢等相關知識點，在現階段較為新的工業應用超臨界萃取技術還會涉及到物質的超臨界性質等相關知識點，通過以科普專題或學術報告的形式，提升學生對物理化學課程的興趣，激發學生學習的熱情和探索的動力，為學生今后創新實踐打下良好的理論知識基礎。

三 教學方法多元化

無論課程內容如何設置，都會涉及到一個比較關鍵的問題，就是如何采用適合的教學方法達到教學和思政育人目標。這就要求充分考慮教學的對象、教學的內容及現階段可以獲得的教學平臺和資源。并且，隨著學校資源和平臺的建設，教學方法也會逐步豐富起來。物理化學課程在教學方法多元化方面的改革主要體現在如下內容。

1）傳統教學方法的適當調整。為改善物理化學課堂氣氛沉悶，學生不主動接受知識灌輸，學生的興趣較低、關注度較低的現狀，通過對課堂內容分析可以發現，這主要是因為在教學過程中，公式較多，推導過程較為冗長，例題較少，且有些情況下例題缺少關聯性，并且在課堂互動中沒有引起學生的深入思考和共鳴，這樣的情況下基于食品類專業的培養目標及本課程的改革重點，需要改變教學方法來將學生的興趣激發出來產生共鳴，以便于接受新的知識。

具體的改革體現：采用案例“問題式”的啟發教學及建立討論組實現“參與式”教學方法輔助讓學生融入到課堂中來。為提升該方法的使用效果，需要將多案例進行優化篩選，一方面需要所選案例具有典型性，還需要所選案例能通俗易懂，讓學生先對知識點的應用情況有所了解，產生濃厚興趣，再讓學生了解其中所包含的理論知識，在掌握相關理論知識后還可再將應用面拓寬到更廣闊的范圍。因此，對于案例的篩選需要緊扣課程內容，與知識點的關聯度要高；案例需要具有結合實際實踐應用，通俗易懂，且具有一定的學術高度，這就要求物化教師要同食品專業課教師多多進行溝通和研討；除此以外，對一些比較典型的案例可制作成小視頻，便于案例教學的推廣。這樣真正做到由淺入深地開展教學。

在采用討論組來實現“參與式”教學方法時需要考慮幾個方面的內容。一方面是確定討論的話題。通常來說，話題是來自于實踐過程，學生們能對此話題有一定的認識，能產生一定的共鳴。另一方面是教師在話題討論過程中，要注意時間的把握及討論過程中的引導作用，通過教師的循循善誘，讓學生逐步走向“自主、合作和探究式的學習”，充分激發學生學習的動力。此外，在小組討論中還可以借助智慧教學輔助平臺，讓“參與式”教學方法不僅僅只在課堂中進行，還可以在平時進行，這不僅不會占用學生的休息時間，還能讓學生逐步深化對理論知識的理解，并能在生活實踐中發現其中涉及到的知識原理，從而實現“知行統一”。

2）智能教學輔助平臺建設。隨著網絡和虛擬仿真技術的廣泛應用，教學內容可以實現與智能技術的深度融合，智能教學的發展也可以讓教師輕松在網絡建立課程教學平臺，將ppt、視頻、圖片和習題等相關課程資料都可以便捷地放入平臺中，以便于學生的學習；無論學生是在網上學習還是做題，教師都可以方便地通過教師端口掌握學生的學習進展情況，如錯誤出在何處，及時地對學生的知識掌握情況進行把控，并能在課堂中對學生易錯的知識點進行及時糾正。

除此以外，現在的通信技術較為發達，對于一些問題的討論，學生可以通過QQ、微信等方式與老師聯系，比較方便[10-11]。

四 結束語

為了深入貫徹習近平總書記關于思想政治教育的重要論述，緊緊圍繞立德樹人的根本任務，物理化學課程教學的課程思政改革勢在必行；為提高學生對所學基本理論的學習興趣，激發學生透過現象看本質以及利用基本理論指導實踐的學習動力，利用實踐實例引出該課程中的基本理論；為提升教師在教學過程中對學生知識點掌握情況，引入智慧課堂等網絡教學輔助手段進行教學，實現師生互動更便捷高效，學生信息更及時反饋到教師，教師可根據學生的情況適當調整教學進度，將各個知識點講深講透，從而提升教學質量。