“物理化学”课程思政教学的设计与实践

边绍伟，沈 丽，张 健，赵亚萍，咸春颖

(东华大学 化学化工与生物工程学院，上海 201620)

党的十九大报告明确指出，要全面贯彻落实立德树人根本任务，发展素质教育，推进教育公平，培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人的教育方针，解决好培养什么人、怎么培养人、为谁培养人这个根本问题。教育部高等学校化学类专业教学指导委员会制定的《高等学校化学类专业指导性专业规范》中，针对化学类本科专业人才的素质培养也提出了具体要求[1]。目前国内各高校的理工类专业教学课程体系主要包括思想政治理论课、综合素质课和专业课三个模块，各自分别进行教学。在人才培养过程中，思想政治理论课与专业课相互独立，难以有效协同形成合力。在教学中，传统思想政治理论课对于大学生思想价值引领作用的局限性日益显著。课程思政是高校将思想政治教育与专业知识教育相融合的一种全新育人模式。通过以课堂为主渠道、专业知识为载体，对学生进行思想价值引领，不仅能够丰富学科专业教学的内容，增加学科专业内容的深度，同时也有助于增强思政教育的说服力和感染力，提高育人效果[2]。

一、 “物理化学”课程思政的意义

“物理化学”是我国高校化学、化工、生物、医药、农林、环境和材料等众多本科专业的必修基础课程。该课程将丰富的化学体系作为研究对象，从化学现象与物理现象的内在联系入手，运用物理学的研究方法与实验技术，探知化学体系中存在的最普遍、最基本的规律和理论，是化学科学体系最为重要的理论基础[2-3]。在课程教学内容中，“物理化学”知识体系中的各个概念、定律和定理均是哲学原理的鲜活例证，蕴含着极为丰富的哲学思想和思政元素。因此在本科人才培养过程中，要充分发挥“物理化学”课程教学的主渠道作用，以涉及的物理化学知识作为切入点，将思政教育与物理化学专业知识教育有机结合，并融入到日常的理论教学和实验教学过程中，加深学生对所学专业知识的理解，培养学生正确的人生观、世界观和价值观，以及树立科学方法运用的意识，实现知识传授与思想价值引领的同向而行。

在我校(东华大学)“物理化学”课程教学团队承担“物理化学”课程思政建设过程中，笔者结合自身的教学实践，对照人才培养规格，优化教学案例，嵌入思政元素，突出新时代特点，深入探索了在专业课程中有效开展课程思政的具体形式和实施策略。实践表明，“物理化学”课程思政对于学生思想道德素养和专业知识能力的提升具有重要的促进作用。

二、 “物理化学”课程思政教学实践

全面落实立德树人的根本任务，首先要坚持将教师主导与学生主体相结合、将知识传授与思想价值引领相结合，在专业知识的教育教学过程中，有目的、适当地以课程内容为切入点，融入思政教育内容，加强对学生的马克思辩证唯物主义、爱国主义、协作精神和生态文明等教育，全面提升学生的思想道德水平，增强其社会责任感，同时培养学生的创新创业精神与能力。

1. 马克思辩证唯物主义教育

“通过实践发现真理，又通过实践证实真理，从感性认识上升到理性认识，又从理性认识指导实践，为实践服务”是马克思辩证唯物主义认识论的基本观点[4]。在“物理化学”知识体系中，每个定理、定律和理论的发现、形成、修正和完善等过程都是辩证唯物主义认识规律的生动展示。

在讲解物理化学定律、定理和理论内容时，介绍相应物理化学家探索自然科学规律的历史，引导学生用辩证唯物主义认识规律分析物理化学理论，加强对学生进行马克思主义唯物论和辩证法教育。例如在讲解“物理化学”课程绪论时，我们以燃烧素学说为切入点，简要介绍物理化学家通过提出新理论去认知自然，然后再通过实践检验理论的真理性。以物理化学理论的发展历史作为鲜活例证，帮助学生理解实践是检验真理的唯一标准。在讲解热力学第一定律和第二定律时，指出其是唯象理论，是人类长期对大量经验事实的归纳和总结，不能利用已有的原理演绎推导得出，但迄今为止人们还没有发现与之相矛盾的事实，大量的实践验证充分证明了它们的正确性[3,5]。在讲解化学反应动力学内容时，在碰撞理论和过渡态理论内容中补充介绍其发展过程，并以此作为思政教育的切入点。1918年物理化学家路易斯建立了碰撞理论，认为只要反应物分子满足相应的能量和取向要求，通过简单的碰撞便可完成反应。但该理论在实践检验中只能解释部分实验事实。为了克服碰撞理论的不足，1935年艾林、埃文斯和波兰尼等在统计热力学和量子力学的基础上提出了过渡态理论，认为化学反应的分子并不是通过简单的碰撞直接生成产物分子，而是吸取一定的活化能后，经过一个过渡态而完成化学反应。实践检验表明，此理论是对碰撞理论的深化，能够较好地解释化学反应需要活化能以及反应遵循的能量最低原理，对阿累尼乌斯经验式的指前因子做了理论说明，认为它与反应的活化熵有关。但过渡态理论也难以解释所有实验现象，需在实践基础上继续完善与发展[5]。

2. 爱国主义教育

法国生物学家巴斯德曾说过：“科学无国界，但科学家有祖国。”爱国主义是中华民族在悠久历史文化的基础上产生和发展起来的一种对祖国的深厚感情，是中华民族的精神支柱，是推动历史前进的重要力量。爱国主义是社会主义核心价值观的重要内容之一。在爱国主义精神的感召下，无数海内外炎黄子孙胸怀国家安危与发展，将自己的一腔热血融入到中华民族的崛起和伟大复兴中[6-9]。

在“物理化学”课程教学中，介绍我国众多物理化学家的光辉事迹及对物理化学学科发展的贡献，有助于增强学生的民族自信心和自豪感，激发爱国热情。例如在相平衡的教学中，对于水的三相点测定，我国著名物理化学家黄子卿作出了突出贡献，其测量结果被国际温标组织采纳，被公认为国际上通用的标准数据[7]。在化学反应动力学研究领域，物理化学家孙承谔于1935年与艾林、格希诺维茨共同发表了著名论文《均相原子反应的绝对速率》，为过渡态理论的确立作出了重大贡献[8]。物理化学家傅鹰是我国胶体和表面化学的主要奠基人，1954年他在北京大学创建了我国第一个胶体化学教研室，极大地推动了我国胶体与表面化学领域研究的发展，其在吸附理论研究方面的工作具有国际水平[9]。在催化研究领域，物理化学家卢嘉锡开展了化学模拟生物固氮的研究，提出了固氮酶活性中心结构模型，被国际上称为“福州模型”[10]。实践表明，在“物理化学”课程教学中，结合教学内容融入上述思政元素，借助学生对科学家的崇敬心理可以产生强大的感染力，使学生了解过去我国科技的落后情况以及现在的快速发展，极大地激发了学生投身科学、振兴中华的历史责任感[6]。

3. 协作精神教育

2015年我国药学家屠呦呦在诺贝尔生理和医学奖颁奖典礼上的演讲中提到，“没有大家无私合作的团队精神，我们不可能在短期内将青蒿素贡献给世界”[1]。现今科学研究日益呈现出综合化、整体化、社会化发展的态势，多学科、多层次广泛的智力协作攻关已经成为科学研究活动的主要形式[11]。为了培养满足社会需求的创新型人才，必须加强学生协作精神教育。“物理化学”课程传统理论教学常采用“教师讲—学生记—教师布置作业—学生完成作业”的模式，不利于激发学生的学习兴趣，降低了学生的参与度，难以发挥学生在学习中的主体作用。

笔者在理论教学过程中，选取适当的教学内容，设置讨论课题，引入翻转课堂等教学模式。将学生分为若干小组，组内任务分工，小组成员共同完成课题任务，并在课堂上进行汇报和组间点评讨论，有目的地培养学生的团队协作精神，并将学生参与情况作为课程成绩的一部分。传统的物理化学实验教学一般在相关物理化学理论知识讲完后，学生进行实验预习，教师讲解实验基本原理、具体操作、实验注意问题和实验数据的处理方法，然后学生完成实验。在实验教学中也注重培养学生的团队协作精神，将学生分组，每组学生使用同一套仪器开展实验和数据处理。这种方式不仅解决了实验设备不足的问题，也促使小组成员合理分工，各尽其才，所有学生参与实验操作，大大增强了学生的协作意识。实践结果表明，在理论教学和实验教学中引入思政教育，不但提高了学生的课程参与度和学习主动性，也培养了学生的团队协作精神和集体荣誉感。

4. 生态文明教育

随着科学技术的迅速发展，人类改造自然界的能力得到了极大的提高。但是工业的高速发展导致了自然资源的过度开发和巨大消耗以及污染物的大量随意排放。这已经引发了全球性的能源危机和生态危机，严重威胁到了人类的生存。习近平总书记高度重视生态文明，明确指出“绿水青山就是金山银山”，建设生态文明是关系人民福祉、关乎民族未来的千年大计，是实现中华民族伟大复兴的重要战略任务[12]。降低对化石能源的需求，减少污染物排放，开发绿色清洁生产工艺和技术，探索清洁能源，已经成为各国面临的共同问题。

在“物理化学”课程的热力学、相平衡和电化学等内容中蕴含着大量与能源相关的知识，教学时通过介绍绿色新能源知识及其最新研究进展，利用专业数据说话，有助于加深学生对生态文明建设内涵的理解。如在讲解热力学第一定律的热化学知识时，笔者引导学生思考和计算各类能源的热值并进行比较，指出以煤炭和石油为代表的传统化石能源的热值远低于氢能和核能等新能源，同时化石能源在使用中也会造成严重的环境污染问题[13]，开发绿色新能源是实现社会经济可持续发展的必然要求。在讲授电化学电动势产生的原因和相平衡知识时，适当增加介绍太阳能、风能、潮汐能、相变能等绿色可再生能源的发展动态等内容，使学生深刻认识国家大力发展新能源汽车政策的内在动因。生态文明教育使学生在掌握专业知识的同时，也培养了其绿色生活方式，使他们树立低碳发展的理念。

三、 结语

在高校人才培养过程中，课程思政作为全新的育人模式，有利于加强思政教育与相关专业课程的交叉与协同。我们在“物理化学”课程思政建设中，充分挖掘“物理化学”课程教学中的思政元素，清楚地认识到思政教育和智育之间不可分割的关系，重视思政教育对智育的促进作用。教师应从更高的角度修订课程大纲，合理优化课程内容，精心组织与合理设计教学环节，认真发掘专业知识中蕴含的丰富思政教育和科学素养教育素材，体现思政教育目标，形成长效机制，更好地促进学生科学素质和人文素养的提高，以培养合格的创新型人才。