蘊含課程思政理念的物理化學教學設計與混合式教學實踐
——以“化學動力學基礎——具有簡單級數的反應”為例

候雨佳，王秀英，賈能勤

上海師范大學化學與材料科學學院，上海 200234

習近平總書記指出，高校思想政治工作要用好課堂教學這個主渠道，提升思想政治教育親和力和針對性，其他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。《高等學校課程思政建設指導綱要》中明確指出，專業教育課要根據自身特色和優勢，深度挖掘提煉專業知識體系中所蘊含的思想價值和精神內涵，科學合理拓展專業課程的廣度、深度和溫度，增加課程的知識性、人文性，提升引領性、時代性和開放性[1]。課程思政是圍繞立德樹人的根本目標進行的全方位的教學模式改革，要求教師在各個教學環節中精雕細琢來激活學生，通過知識傳授與能力培養潤物無聲地融入價值塑造，真正實現“三位一體”[2]。

物理化學作為化學人才培養的核心課程，已經進入了一個全新的發展階段，其內涵趨于多元，層次更加豐富，有利于培養學生運用所學觀察、進一步解釋化學現象背后的本質。由此可見，物理化學課的教學目的，不應僅停留在知識和技術的傳授，而應該突出世界觀和方法論教學，突出學生綜合評價能力、學科思維能力和批判創新能力的培養[3]，因此，在化學學科知識的基礎上探尋蘊含課程思政理念的物理化學課程的實施路徑顯得尤為重要。

1 蘊含課程思政理念的物理化學教學現狀和問題

物理化學課程本身就具有理論性強、概念繁多、公式復雜的特點，許多學生表示對于知識的理解與內化存在難度，通過分析教學內容，反思教學方式，發現正在使用的物理化學教材內容側重理論知識的傳授，使用教材教學的過程中雖然強化了學生的知識素養，卻也忽視了學生的三觀養成；教師在進行物理化學教學的過程中存在同步進行思政教育的意識，但思政元素與物理化學知識之間僅簡單拼接，思政素材往往是作為導入情境，或者一筆帶過，思政元素的出現并沒有對學生理解理論知識起到很大的幫助；除此以外，教師的教學過程多為教師教、學生聽，課堂枯燥單一，物理化學這一領域本身就是集合了化學、數學、物理等學科的綜合復雜課程，單一的公式推導與原理學習讓學生的學習興趣被逐漸消磨。

基于以上分析，我們認為教學的目的是要實現傳遞知識的同時幫助學生塑造正確價值觀念，實現全方位育人，于是我校對物理化學課程的教學內容和教學形式進行重構：通過對思政素材的挖掘，將思政與化學融合，創新教學方法與評價方法，開發了蘊含課程思政理念的物理化學課程，以期實現專業教學與思政教學雙管齊下，培養優秀的棟梁之材。

本文以“化學動力學基礎——具有簡單級數的反應”一課為例，詳述蘊含課程思政理念物理化學課程的設計方法與教學實踐。

2 蘊含課程思政理念的物理化學教學設計

工欲善其事，必先利其器，欲實現思政與化學的協同育人，就要梳理清楚思政線和化學線。基于物理化學教材內容，縱觀科學研究歷程，可以發現無論是古人的智慧，或者是歷史的長河，還是隨處可見的生活現象亦或是蓬勃發展的中國技術，都有物理化學的蹤跡。我們將民族情懷、科學精神、社會責任、使命擔當作為情境素材穿插在物理化學的授課過程中，在激發學生學習興趣的同時傳遞科學精神，弘揚文化自信；在夯實理論基礎的同時深化立德樹人的教育理念。在“化學動力學”這一章節中，我們深刻挖掘與化學動力學有關的思政素材，如表1所示，并通過教學設計將思政線與化學線交織，讓課程思政與物理化學兩軌并行。

表1 “化學動力學”中的思政元素

在“化學動力學基礎——具有簡單級數的反應”這一課的設計過程中，我們就通過“挖掘-重構-融合”的模式進行教學設計。

2.1 在“化學動力學基礎”中挖掘思政元素

2.1.1 感受科學精神

傅鷹先生說過：“化學可以給人以知識，化學史可以給人以智慧”[4]，因此在蘊含課程思政理念的物理化學課堂上，帶領學生順著化學發展的歷史長河，感受科學家們在化學動力學中這一研究領域內前赴后繼的努力，不停追求真相，不斷開拓創新，可以幫助學生在建構知識體系的同時，提升科學素養。

例如在教學化學動力學方程時，帶領學生去追溯這一公式的誕生過程：從1799年貝托雷提出“研究化學反應不僅要看是否反應，還要看反應中各個物質的質量及其產物的性質”；到1800-1802年，貝托雷注意到反應速率在一個反應進行的過程中的變化情況；再到1850年，威廉米發現在水溶液中酸催化蔗糖轉化反應中，在時間間隔dt內，轉化了的蔗糖量與當時尚存在的蔗糖量M成正比。

如此從提出、到定性、到定量的研究歷程，展示了科學家們從靈感、到發現、到深究的研究過程，這段化學史是簡單的數學公式背后科學家們接續奮斗的身影，可以帶領學生從感性的認識到科研的魅力，感受故事背后所展現的堅持不懈與鍥而不舍，在他們的心中，埋下用科學謀復興的種子。

2.1.2 體悟社會責任

化學知識從不是紙上空言，它們源于生活，又被應用于生活，通常被用來解決生活生產中遇到的各種各樣的問題與障礙。在蘊含課程思政理念的物理化學課堂上，可以帶領學生發現生活中的化學元素，引導學生利用物理化學知識解決生活生產中的問題，既可以帶領他們聯系理論和實際，更重要的是可以鍛煉學生綜合運用知識解決問題的能力，形成“科學態度與社會責任”這一化學學科核心素養。

例如在本節課中反應級數的測定正是考古工作中測定文物年代的重要方法，我們國家有著悠久的歷史，近幾年出土的三星堆文物更是引發了大家熱切的關注和討論，以此作為情境講述14C測年法的作用和意義，可以幫助學生更好地感受簡單級數反應在真實情境中的重要作用。反應級數的應用還體現在藥物用法用量的研究中，藥物服用的頻率是多少、每次服用的劑量是多少，都可以利用一級反應的公式計算得出，這一素材可以讓學生深刻體會到物理化學的知識與我們的生活息息相關。

通過這兩個素材，學生會發現學會物理化學的知識可以解釋問題，而學好物理化學的知識可以解決問題，從而帶領學生攀登理論的高峰，建設生活的大廈，引導他們用知識武裝大腦，用學識為人民服務的責任意識。

2.2 將思政元素融入“化學動力學基礎”教學過程

在尋找到“化學動力學方程的誕生”“三星堆遺址新發現與14C測年法”“藥物用法用量的根據”這三個思政素材之后，如何將思政素材與物理化學知識相融合成為了亟待解決的問題。

在對素材分析后，我們重構了教學思路及內容，在傳授知識的同時，將“化學動力學方程的誕生”這一素材置于剖析化學動力學方程之前，回溯歷史的同時幫助學生了解數學公式的背景和來歷，為方程的建立做鋪墊；將“三星堆遺址新發現與14C測年法”“藥物用法用量的根據”這兩個素材作為本節課需要解決的實際問題項目，置于課堂首和尾，采取“提出問題-學習知識-解決問題”的教學策略以形成貫穿課堂的思政線，貫徹科學來源于生活并服務于生活的化學學科思想，不僅為抽象的概念賦以形象的事物來持續激發學習的興趣，且深化了化學動力學在考古學和實際生活中的應用，更可以牢固樹立對于科學的態度與科技服務人類的社會責任意識。

3 蘊含課程思政理念的物理化學混合式實踐

為順應教育信息化2.0[5]時代課堂教學改革的需要，滿足學生個性化學習需求，改善傳統課堂學生被動聽講、單向吸收的局限，讓理性的化學與感性的思政真正內化為學生的知識和素養，我校通過將課堂細化為課前、課上、課后三個板塊，結合學生的認知規律設計課程環節，這樣既彌補了每周一次課的不連續性弊端，也可以在滿足整體學習進度統一的前提下最大程度上實現因材施教，同時在“后疫情”時代，混合式教學法設計過程中儲備的豐富線上視頻素材也可以更加靈活地應對突如其來的網課安排，例如2022年上半年受疫情影響采用網絡教學模式，我們通過視頻觀看，同學線上討論，教師線上答疑等環節彌補無法線下授課的遺憾，讓物理化學課堂更加靈活有趣。

線上線下混合教學法的目的在于從方式上或技術手段上改革，如圖1所示混合式教學過程，上課前學生自主學習，通過在“中國大學MOOC”網站觀看自制“蘊含課程思政理念的物理化學”微課視頻，進行課前測試，完成知識的認知階段；在課程中，以教師講授、課堂討論、學生實驗、思考引導為主，教師跟據學生實際掌握新知識的情況，通過細講、精講、講練結合的方式，再將重點和難點一一攻破，實現知識點認識的深化階段；通過物理化學實驗課學習，實現知識的擴展階段；最后在課程結束時，利用“超星學習通”和“微信”進行線上拓展學習，答疑及討論，并要求學生完成章節內容的思維導圖，實現知識的再認識階段。教學過程如圖1所示。

圖1 蘊含課程思政理念的物理化學混合式教學過程

以“化學動力學基礎——具有簡單級數的反應”這一課為例：

從教學內容上看，從基礎理論應用到高階性研討，借助啟發式問題引導，從人類認識自然的過程、科學發展的歷史角度，深入淺出地進行知識點講解，不斷激發學生的興奮點，引導學生參與到課堂討論、分析、評判等教學過程中，幫助學生學會用數學模型的方式來研究化學反應，并用化學反應速率方程式來描述一級反應進程，提升高階思維能力，培養創新意識。將四川三星堆考古過程及藥物釋放與本節課的一級反應速率方程的應用有機結合起來，讓學生明白知識不再是書本上的死知識，而是可以產生有用價值的活知識，在激發學生學習興趣的同時，增強學生的民族自豪感和愛國熱情，實現了關于科學精神和文化自信的引導與滲透。

從教學環節上看，課前教師布置預習作業，要求學生在中國大學MOOC平臺上觀看“一級反應”微課視頻，完成課前測試，并通過平臺討論區或微信提出預習過程中遇到的問題，教師可通過平臺獲得測試分數，以此作為診斷性評價的量化數據，既是對課前線上學習的監督保證，也是對課堂內容的鋪墊，微視頻側重思政案例的講解，有利于科學思想與價值觀念的形成。教學過程中進行形成性評價，針對“如何確定文物的年代”“醫囑上藥物用法用量的根據”展開課堂討論，通過學習通平臺的搶答、抽簽等環節推進，學生根據剛剛學習過的一級反應和提供的公式展開分析和討論，有利于課堂氣氛的活躍與知識的活學活用。該節的課后作業引入了蘊含思政元素的新題目、思維導圖創作的新形式，幫助學生活學活用，通過學習通平臺完成化學動力學階段檢測，起到系統檢測的作用，有助于學生全面理解書本上的知識。在學期末進行總結性評價(即期末考試)。課堂活動、階段檢測和期末測試均通過學習通平臺輔助計分。中國大學MOOC平臺和學習通平臺各有優勢，前者可以使微課視頻面向大眾，而后者可以進行多樣的課堂活動，且兩個平臺均能實現數據的整理和分析，教師僅需通過EXCEL軟件簡單操作即可匯總得到學期總評，不僅出錯率低，更重要的是省時省力，教師可以將重心放在課程設計和與學生的交流中。

在“化學動力學基礎——具有簡單級數的反應”這一課的教學過程中，我們堅持在課程評價中體現課程思政的理念，通過多渠道討論互動，全流程學習輔助，全過程數據支持，來驗證教學目標的達成情況，具體數據如表2所示。

表2 蘊含課程思政理念的物理化學混合式教學評價數據及思政素材

通過數據反饋可以發現，學生都能按時完成預期作業，且慕課微視頻的內容有助于學生對于舊知的復習和新知的熟悉，課前的線上學習過程可以起到預熱課堂的作用；通過課堂考勤和習題作業可以看到學生對于物理化學課程的學習都能端正態度，從主觀上有利于課程的推進；通過對課堂觀察可以發現，思政素材可以引發學生熱切的討論，由此可見在物理化學中引入課程思政可以提升學生的學習興趣與學習熱情，幫助學生掌握并運用化學知識；階段檢測成績從客觀上證明，蘊含課程思政理念的物理化學有利于學生對知識的理解和應用。經過對于物理化學課程的改進后，同學們在學習通、中國大學MOOC等平臺上表達了自己的對于課程的主觀感悟，可見，通過這樣的教學，我們不僅完成了專業知識的輸入，也做到了全方位育人的教育目標。

4 結語

通過開發、設計并實踐蘊含課程思政理念的物理化學課程，在物理化學中融合科學精神、社會責任等思政元素，將顯性課堂與隱性課堂相結合，利用先進的技術手段來實現教學的連續性，擴大因材施教的限度，最終實現立德樹人、三全育人的教學目標。目前，本課程還在不斷地完善、探索，希望通過不斷的努力和優化，打造成一門深受學生喜愛的課程。