冶金工程专业物理化学课程思政元素的融合与挖掘

权变利 陈朝轶 王 芹 兰苑培

（贵州大学材料与冶金学院 贵州·贵阳 550003）

2018年教育部在《关于开展“三全育人”综合改革试点工作的通知》文件中，提出了“三全育人”的概念。为了在高校切实有力地推动三全育人的思想，作为高校教师为了充分体现三全育人的思想，应坚持把立德树人作为根本任务，将思想政治教育润物细无声地穿插于冶金工程专业基础课程的知识传授过程中，最终实现高等学校专业知识传授、专业能力培养和价值观重塑三位一体的育人目标。

1 物理化学课程中思政元素的挖掘

物理化学作为冶金工程专业一门专业基础课程，是先修公共课与后修专业课之间衔接的桥梁，起到承上启下的作用。通过物理化学的学习，将先修的无机化学、大学物理、高等数学等基础知识应用到化学反应体系中，其内容涉及到物理化学的科学发展史、物理或化学科学家的生平故事、中国元素及物理化学的最新科研成果等，从这些元素入手，挖掘其中的思政元素激发学生的学习兴趣和对科学研究勇攀高峰的热情，增强学生对冶金工程专业的热爱，树立吃苦耐劳、开阔创新的工匠精神，培养新一代冶金领域接班人。

2 冶金工程专业物理化学课程中融入思政元素的意义与方法

2.1 融入思政元素的意义

物理化学是一门集化学、物理、数学于一身的理论课程，其理论性较强、公式多且使用条件苛刻、公式推导较为复杂、概念较为抽象，授课对象较为广泛，以贵州大学材料与冶金学院为例，五个专业均开设了物理化学课程。因此，在物理化学的教学过程中，教师通过巧妙的教学设计实现思政元素与教学内容的巧妙融合，润物细无声地对学生的人生观、价值观、世界观进行引导和建立，引导学生辩证地看待事物、合理地分析问题、积极乐观地做事情，为冶金及相关行业培养通专兼备、知行合一，具备扎实的基本理论、专业知识和工程技能，具有较强的创新精神和实践能力，善于应用现代信息技术和管理技术，具有分析和解决复杂冶金工程问题能力，同时具有人文情怀、道德修养、社会责任感及工程素养，能适应社会经济可持续发展，服务区域地方经济，为冶金及其相关领域培养高素质专门人才。

2.2 基于网络平台助推物理化学课程的思政教学

传统的物理化学教学主要以板书和多媒体PPT相结合的方式进行，在多年的教学中发现存在学生与教师互动较少、课堂教学气氛不活跃、教学内容讨论话题少、教师讲与学生学没有很好的沟通，很大程度上降低了线下的教学效果。在专业基础课程的教学过程中，教师若能与时俱进，不断学习新的教学方法、引进新的教学技能、借助新的教学平台（“雨课堂”、“超星学习通”、QQ群课堂等），将课程的教学内容与先进的教学方法、教学手段相结合、将传统的教学内容与教师的科研相结合，通过传统的课程知识在教师实际的科研中应用获得的科研成果展示，大大提高学生对课堂教学知识的学习兴趣，同时将相关的思政内容融入课堂教学中，更好地激发学生对所学专业知识的学习主动性。另外，尽量提高学生对教学内容及教学活动的参与度，如：借助教学平台中的选人、抢答、课堂练习、话题讨论、分组任务完成教学内容等环节的实施，通过积分排名大大调动学生答题、参与各个环节的积极性，通过互动、沟通教师可对学生的课堂教学得到即时的反馈，同时也可借助主题讨论、发弹幕等环节对课堂上涉及的相关知识、相关人物、相关事件等进行大讨论，激发学生的好奇心，加强学生对知识点的认识与理解，利用评分环节，激起同学之间的学习热潮，从而达到灵活有效开展思政教育的目的，达到全方位育人，使学生深刻体会现代科技手段对我们的日常学习、生活带来的好处及便利，促进学生对先进科技的向往之情。

3 物理化学课程教学中思政元素融入教学设计

3.1 热力学部分思政元素的导入

物理化学中的热力学部分主要解决过程方向和限度的问题，大量的热力学基本概念和基本原理中蕴含着丰富的人生哲理。如热力学第一定律，其本质就是能量守恒，第一定律告知我们，不管是自然科学还是日常生活，任何违背能量守恒的想法和做法就是不现实的，如第一类永动机；再比如卡诺定理，卡诺热机的效率取决于高温热源的温度，且可逆热机的效率最大，是热机效率极限值的问题，除此之外，一切想要借助其他办法提高热机效率的做法显然都是不现实的，是徒劳的；同时还告知学生一个道理：做事情一定要抓主要矛盾，比如不能凭借润滑油等辅助手段以减小摩擦力来提高热机效率，而应从主要矛盾入手，即提高高温热源的品质来提高热机效率。其次，热力学第二定律也告诉我们，一切自发过程都有做功的本领，这一定律告诉我们，若能借助设备合理设计可实现自然界中自发过程为人类的生活和生产服务、谋福利，比如借助发电机将水流转变为电功，对缓解我国能源危机发挥积极作用。

物理化学中的热力学定律不仅可以用来解释我们生活中的常见现象、对科学研究起到指导性作用，同时，在不同领域也有很大的应用，如热力学定律在溶液体系、化学平衡、相平衡、表面现象以及电化学方面都形成了一套理论，其理论对我们的生活、生产及科研工作都有很大的指导。这些理论中也蕴含着很大一部分的思政元素，如理想稀溶液的依数性，特别是蒸气压降低和凝固点降低的理论，可以从两个因素温度和压力来解释冬天湖水结冰或家里生活用水结冰温度低于教材中纯水三相点为0℃的温度；另外，借助电化学理论中电极极化的理论，即电极或电池在可逆状态下，外电路上无电流通过，可是日常生活中几乎没有可逆的过程，即外电路上有电流通过，因此，使我们平时使用的电器（手机或电脑等）处于不可逆的工作条件，进而来解释手机或电脑时常发热甚至发烫的现象，以热的形式额外消耗了电池中的电能，造成手机电池不耐用、使用时间不长的现象。通过现实举例，让学生深刻书中所学科学知识的用途，激发学生的对掌握科学知识的兴趣，摈弃以对往某些现象的迷信说法，培养学生崇尚科学的精神。

同时也可将一些科学家的学成归国、敢于探索、勇于奋进、敢于担当、精忠报国的感人事迹让学生学习，如物理化学中突出贡献的科学家有：实际气体状态方程的范德华、卡诺热机的卡诺、理想气体内能和焓只是温度函数的焦耳、温度对平衡常数影响的范特霍夫及温度对反应速率的影响的阿累尼乌斯等等，还有中国杰出的教育家、物理学家胡刚复教授，根据热温比在数学上的“商”的性质，结合中国“五行”文化中的“火”的意义创造出“熵”，以及中国杰出物理化学的中国科学院原院长卢嘉锡、中国物理化学奠基人黄子卿教授、中国胶体科学奠基人傅鹰、中国催化科学先驱者张大煜等等，这些科学家的典型事迹有助于提升学生的爱国情怀，达到专业课程思政育人的目的。

3.2 动力学部分思政元素的导入

物理化学课程中的动力学部分主要解决化学反应的速率和机理等问题。首先，由动力学碰撞理论可知，化学反应若要进行，首先反应物分子必须发生碰撞，且在碰撞过程中只有能垒大于阀能的则可能发生。这一理论说明不管做什么事情，不能凭空想象、纸上谈兵，必须努力去尝试，只有尝试了，才可能获得想要的结果，若都不愿去尝试，则不可能获得任何结果。其次，动力学中气/液固反应动力学的经典模型—“收缩未反应核”模型，通过该模型的学习，了解气/液固反应的特征，对实际化学反应的动力学进行分析，获得相关动力学参数；在分析中发现化学反应过程中物质的传递要受到一定的阻力，从而告知学生，不管是生活中还是工作中，做什么事情可能都会受到来自各方面的阻力，对受到的阻力一定要想办法克服，不能一味地逃避；另外，在动力学催化作用的理论中通过介绍催化剂的催化特征，其中之一，加入少量即可显著改变化学反应的速率，而其本身的化学性质和数量不变，仅仅改变其物理性质，让学生深刻体会催化剂在化学反应中所起的利于他人的无私奉献的精神，化学物质既如此，何况人呢，借助催化剂对学生平时和同学相处、在社会上的为人处世、待人接物等方面起到一定的启示作用。最后，通过科研论文中动力学反应模型对化学反应动力学所得到的研究结果的展示，培养学生对科研的兴趣及其勇攀科学高峰的热情，启发本科生对研究生学习生涯的向往，为提高冶金工程专业的高质量就业进行思想上动员。

4 结束语

物理化学课程中不管是热力学部分还是动力学部分，都潜藏着大量的思政元素。人才培养方案中体现课程思政、教学大纲中体现课程思政，以课堂教学为平台，以专业理论知识为载体，通过教学设计、教学方法、教学手段等引导学生对专业基础课程的学习，引导学生对冶金工程专业有一个较为深入的认识，同时借助思政元素的挖掘和融合，以热力学和动力学部分为切入点引入课程的思政元素，树立典型学习榜样，培养学生探索科学的精神，增强学生的冶金专业情怀，加强学生的民族自信心，努力实现“三全育人”的要求，在一线教学过程中，将专业知识的传授与思政教育的渗透紧密结合，为培养新时代高素质专门冶金人才贡献力量。