历史思维下物理化学课程思政的思考

左 晶，刘向荣，梁耀东

（西安科技大学，陕西 西安 710054）

历史思维是把现实放在历史的大背景下正确认识和把握的科学方法。习近平总书记说过，历史、现实、未来是相通的，历史是过去的现实，现实是未来的历史。因此，我们要把问题放在历史的时段中，究其然，究其所以然，在历史中找到现实的依据。思想方法解决人们如何认识世界的问题，工作方法解决人们如何改造世界的问题，历史思维是二者的统一。

课程思政作为新时代育人的有效途径，旨在将知识传授、能力培养、价值塑造融为一体，寓价值观引导于知识传授和能力培养之中。将碎片化的思政主张或知识刻意地嵌入到专业内容中去，或是简单地灌输思政内容再讲解专业内容，这都会造成思政教育与专业教育的“两张皮”问题。因此课程思政亟需挖掘学科本身育人的价值，将培养刻苦学习精神、科学严谨态度、爱国主义情怀，用人格与知识的独特魅力去感染学生。物理化学是一门从物理学角度分析物质体系化学行为的原理、规律和方法的学科，可谓近代化学的原理根基。其建立和发展与工业革命的进步唇齿相依，将课程内容沉浸在工业革命发展的历史变迁中，物理化学那些原本抽象的公式与内容赋予了时代的印记，有种“近乡情更怯”的浸入感。

一、课程思政应坚持辩证唯物主义物质观，以理服人

（一）历史思维赋予了课程思政格物致知的精神

历史思维不仅仅是让我们跟随历史学家的著作，记录伟人的发明创造、学术贡献，以及推进社会进步的工业技术发生的时间和地点，我们更应该聚焦技术革命变迁的历史环境和技术细节，技术革新的重要性远不如出现经济繁荣的时代背景，18 世纪的英国，羊毛业带来的手工工场出现、航海导致的国际贸易崛起，化石能源煤炭将热能转化为机械动力，都成为工业革命发生的驱动力。其次就是伟大的技术发明。大多数人对这段历史的描述都会忽略蒸汽机或珍妮纺织机的具体细节，可是如果没有对手摇纺织机的了解，很难理解飞梭这个发明所具有的独特性，如果没有对蒸汽机工作原理的大致理解，也很难明白瓦特的发明对世界的改变有多么深远。

工业革命为物理化学的建立与发展提供了时代背景，物理化学为技术革新奠定了重要的理论基础，瓦特用了55 年的时间在纽可门的基础上改进了蒸汽机，使蒸汽机的工作由断续变为连续，提升了热机效率，推动了热机的广泛应用，提供了热力学理论研究的实践基础，瓦特具有超人的专业眼光和技术天赋，瓦特也成为那个时代的精神符号。有的学生会有一种错误的认识，这些科学家们天生就有如此神奇的想象力，他们天生就对科学充满探索的欲望。其实纽科门、瓦特曾经都是仪器仪表工程师，是发明家和企业家于一身的“完美工匠”。18 世纪英国经济的繁荣为工业革命的发生创造了时代背景，学徒和工程师的经历也是瓦特成为人类巨匠的先决条件，他们成为推动工业革命进步的伟大发明家也是历史发展的必然。

（二）课程思政应深化以辩证唯物主义为核心的教学内容，以理服人

物理化学中涉及物质的相态变化，其过程蕴含着否定之否定、量变与质变的对立统一规律，这些哲学理论和方法隐含在专业理论的建立、科学方法的总结、科学规律的升华等过程中，可以培养学生辩证思维能力和解决专业问题的能力。

物理学中满足热平衡、力平衡以及没有摩擦的过程才是可逆过程，而实际过程都是不可逆过程，可逆过程代表了万物的一种理想状态，理想模型都是进行实际研究的基础，实际过程都是理想状态的修正。微分与积分从局部和整体、近似和精确等不同视角研究事物变化的性质，任何数学表达都是理想化的实际过程，任何实际过程都是条件化的数学表达，也就是近似和精确是对立统一的关系。

化学反应动力学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。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，化学反应速率控制的步骤是整个反应中速度最慢的基元步骤，因此，这一步骤是限制整体反应进度的关键。这一点反应在处理事物中，要善于抓重点，集中力量解决主要矛盾；次要矛盾虽然对事物发展不起决定作用，但不是不起作用，它对主要矛盾的解决起一定的影响作用，并且主次矛盾在一定条件下还可以相互转化。

微观与宏观是事物联系的普遍性。微观结构是宏观性质的决定因素，是一个相互联系的统一整体。量子力学试图在原子或分子尺度上阐明物质微观结构与宏观性能之间的联系，这与唯物辩证法所倡导的联系不谋而合。联系的普遍性包含了三层含义，如任何事物内部的不同部分和要素之间都是相互联系的；以及任何事物都不能孤立存在，都同其他事物处于一定的联系之中；最后整个世界是相互联系的统一整体。

（三）历史思维下的课程思政教育更加注重情感的融入，引发人的情感共鸣

什么使英国成为工业革命的唯一发源地？如果用一个词来回答，那就是煤，当廉价的煤代替昂贵的木炭成为燃料时，以煤为机械动力的技术出现在这个国家生活的各个领域，为纺织业、钢铁、农业、运输业带来了动力，工业革命只能发生在以煤为经济基础的国家——英国。煤炭，这种最为古老的化石能源在经济发展的历程中扮演了重要的角色，蒸汽机带动了资本主义快速发展，这一时期能源动力相关的科学技术形成了物理化学的核心内容——热力学。人们在探索提升热机使用效率上对热功转换有了更加深刻的认识。热力学一、二、三定律在今天的教科书上虽然美化为一句话、一个简单公式的表达，可是这些智慧的结晶却是一个世纪无数人生产、生活的历史印记。从历史的眼光来看待物理化学的课程，它不仅是状态函数、公式、定律的堆积，而是科学技术史发展中智慧的文字表达。我们不得不用一颗敬畏的心去重温历史的故事，我们不禁深深地感谢经过多少个地质年代形成的黑色精灵——煤炭。没有它，今天我们可能依然受到饥饿和疾病的威胁；没有它，可能我们无从感受到科技的发展和力量；没有它，纽科门、瓦特的蒸汽机都无从谈起。虽然在今天，可再生能源的大力发展逐步替代煤炭资源在国家的占比。煤炭的污染、矿难等事故让广大学子对煤炭相关专业望而生畏，煤炭成了落后、污染、危险的标签，历史不仅教人要经常缅怀过去，更教会人要用历史的眼光思考未来，智能化煤炭安全生产技术、绿色煤化工技术为煤炭发展带来勃勃生机。历史告诉我们危机与困境经常可以转化为发展的机遇和挑战，所谓“病树前头万木春”。

二、课程思政坚持人民推动社会发展的历史唯物观，教育广大学生“知何不为，知何可为，而后有为”

正如我们所知，瓦特、法拉第、麦克斯韦这些伟大的人物他们既对理论问题有兴趣，也对解决实践问题有兴趣，他们的发明为人类开创了一个新的世界。人们通常把关注点集中在几个伟大的发明家身上，但是遍布全国的能工巧匠也非常重要。大部分发明家都不会自己制造机器出售，而是授予他们专利的使用权，发明创造成为实用的机器还要靠机械师们，他们快速地把蒸汽机的技术传播到全国的各个作坊、工厂，虽然在伟人的熠熠光辉下他们黯淡无光，但是他们就像星星之火燎起了工业革命的火把。

习近平总书记曾说过“平凡铸就伟大，英雄来自人民。艰难方显勇毅，磨砺始得玉成”。不觉让人心潮澎湃。2020 年抗击新冠肺炎疫情的医务工作者、社区工作者、快递人员等都是我们人民的英雄，职业不分高低与贵贱，只要为人民服务就是祖国的贡献者。今天每个人都不得不面对教育的内卷化，因为我们曾经是受教育者，未来我们要将成为教育者。“青出于蓝而胜于蓝”的思想在这个功利化社会价值导向下被歪曲解读。网络上频繁爆出的清北博硕士争当中学教师，985 高校毕业生进入体制内的人数逐年上升的新闻，企业招聘会无人光顾的场景屡见不鲜，名校的光环在所有人眼中都是在职场上立于不败之地的武器，也成为大家永远追逐的梦想。当下，普通高校的学生当中越来越多的人没有了热爱自己学校的情感，连同他们的父母都活在普通高校的自卑里，片面追求结果的功利主义思想让他们好高骛远，可往往结果就是他们缺乏理论与实践相结合的能力而寻找不到自己合适的位置，知识、学历成为追求安逸生活的资本，而不是为社会服务的能力，他们的未来注定无法走的太远。我们不禁要反思，为什么不能活在当下，普通高校培养出来的无数人才扎根基层，服务艰苦行业，他们一样可以大放光彩，课程思政教育应该立足于人民史观，扭转学生功利化思想。

三、历史思维下的课程思政教育将真正促进学生思辨性思维的形成

思维的形成，一般要经历发现问题、提出问题、分析问题、提出假设、解决问题的过程。而目前的课堂教育，我们经常发现学生对于老师的讲解无动于衷，学生之间无交流，他们活在自己的世界里，形成坐井观天、画地为牢，缺自学、缺研讨，课堂教学用少数同学互动代替多数同学回答、用老师的思维代替学生思考的被动接受状态，学生的思维训练没有在课程教学目标中。

物理化学课程知识体系有着严谨的逻辑关系。吉布斯自由能作为过程自发进行的重要判据，贯穿了热力学的始终，作为化学反应的重要判据，吉布斯提出了相律。所有的科学家身上都有着崇尚科学并为之探索的精神，可是在吉布斯身上，感受更深的是他的思辨性思维。“不论是内容，还是形式，他赋予了物理化学整整100 年”，著名物理化学家奥斯特瓦尔德这样评价吉布斯在物理化学方面的成绩，这一切也得益于他在数学物理、统计力学的深厚功底和成绩。身体的多病、家庭的不幸并没有摧毁他的意志，他依然在孤独地思考着，因为他的母亲教给他的就是去思索。在耶鲁大学九年他过着没有薪水的生活，只为在大学里可以有自由思考的空间，在这九年的时间里他发表了三篇热力学的经典之作，因为他从不参加任何的学术研讨而没有获得其他科学家的认可，只有科学家麦克斯韦对他的文章大大赞赏。他留给后人三篇重要的论文奠定了物理化学热力学、化学平衡及多相平衡理论的基础，虽然他与诺奖失之交臂，可是这永恒的遗憾让他身上那种纯粹的科学精神显得更加崇高。

虽然没有对吉布斯的个人经历深入的追踪，可是我们不禁反思今天的教育。如果没有科研经费的支持我们是否还执着于自己的研究？我们是否能远离所谓的学术圈回到自己思维的圈子里？我们的老师在讲授课程的过程中是否像磨刀石那样磨练学生的思考？吉布斯不应该仅仅成为物理化学课本中我们需要记忆的吉布斯自由能以及相关的判据公式，他应该走进我们的视野，浸润我们的心灵，启迪我们的智慧，陶冶我们的情操。大学生的人生观、价值观就应该在课程学习的过程中被感染与熏陶。诚然，我们与历史的人物早已不在一个时空里，应接不暇的网络信息挤压了我们的心灵，可是我们崇尚科学、追求真理的初心应该永恒不变，折服于他们执着的科学精神。

四、历史思维下的课程思政教育是创新精神培养的源泉

（一）以史为鉴，开创未来，创新的灵魂来自于历史的经验

历史思维下的课程思政让我们把知识变成故事，让学生在故事中产生关注、融入情境、自发思考、获得启示。让我们用昨天的历史经验与教训思考今天的社会问题，在二者之间建立类比。舞蹈设计师怀拉·萨普说：“你发现的所有东西都是其他事物的另一种表现形式。”即在不同事物之间建立“类比”的能力，类比是思考之源，思维之火，创新总是在原来事物基础上的继承与发扬，类比能力和智商一样重要。人类利用类比的思维方法创造了无数的奇迹，莱特兄弟通过仿生的原理设计了飞机，科学家模仿蝙蝠探路的方法，给飞机装上了雷达导航，实现飞机夜间安全飞行；仿照萤火虫设计了人工冷光。

物理化学课程中，运用类比的思维方法，可以将抽象、陌生的内容变得简单。真实气体的范德华方程式（p+a/V）（V-b）=RT，通过与理想气体状态方程PV=nRT对比，添加了压力修正项和体积修正项而得出。在多相组分热力学系统中，引入偏摩尔量解决了体系中多相、多组分的组成变化对体系热力学的影响。公式变得更加复杂和繁琐，运用类比的方法，就会发现只不过是同一方程式在不同条件下的演变形式而已，利用这一点可以帮助学生培养发散思维和创新思维。

物理化学课程从诞生之日起就以继承与发展的姿态走到今天，它本身就蕴含了与时俱进、开拓创新的思想。道尔顿创立的原子学说将杂乱无章的定性描述的化学阶段发展到定量解释化学阶段，体现了物理化学的学科特点，物理化学课程内容除了传统意义上热力学、动力学、量子力学、表面化学等章节的内容，二战后石油工业的兴起促进了物流学在催化、表面化学、电化学领域的发展，微观到宏观、体相到表相、静态到动态，物理化学在实践中不断发展。我们可以从课程的发展背景、发展动向、学科分支方面，引导学生树立创新意识和创新精神。

（二）课程思政结合大数据技术实现精准育人

历史发展过程中积累的庞大数据真实地反映世界的本来面目，大数据技术已经从具体的物理时空概念上升为抽象的哲学概念，亦是一种历史思维，标志着经验主义主观演绎思维方式向客观理性实证思维方式的转变，课程思政教育在挖掘学科思政元素，进行以理服人的同时，采用大数据技术对学生学习过程进行跟踪，实现课程思政的精准育人。学生是学习的能动主体，脱离对学生需求的精准把握，课程思政将难以达到思想启迪、价值引领的作用。因此在学生需求识别上把握“精准”。基于全数据分析，精准剖析教育对象需求，通过静态数据分析和不同场域间数据的动态关联分析，最大程度地剖析散落在海量数据中的学生需求，并利用可视化方式客观呈现学生需求发展的阶段性特征及其演变过程，从而全方位、多角度地剖析学生需求的层次性和多样性，精准定位其个性化的思想需求。精准掌控学生生源、年龄、专业、家庭背景、学习习惯的信息，并长期进行学生上课表现、学习成绩、行为习惯的相关性数据分析，对实现课程的因材施教裨益良多。

五、结束语

课程思政作为一种教育理念的呈现，是一种教育方法，亦是课程教学体系和教育实践活动，追求育人和育才的统一，是专业教育和思想教育的统一。因此课程思政承载的是一种教育责任，历史思维下课程思政让专业知识自己说话，以专业知识点背后的“故事”“人物”“现象”“问题”为素材，用真理的强大力量引导学生深入思考、提升学习体验，形成科学认知、思想触动、精神升华、行为激励，产生由浅入深、由表及里、循序渐进式的情感“共鸣”和精神“共振”。物理化学在激发学生的学习兴趣，引导学生养成良好学习习惯的同时，将辩证唯物主义、历史唯物主义的观点同阐明本专业的理论、方法科学地结合起来，将严谨的治学态度和创新精神统一起来，将责任担当与为人民服务统一起来，将个人荣辱与国家兴衰统一起来。