科学家精神融入工科课程思政教育——以化工热力学为例

周 强，陈 飞，张军社，魏进家

（西安交通大学化学工程与技术学院，陕西 西安 710049）

0 引言

在当代，我国高等教育亟待优化改革，过度依赖单一的思想政治课已经难以满足对学生专业知识能力和人生观价值观同步培养的要求，亟须改进教学方法和教学模式。2016年12月，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议中强调，高校思想政治工作要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人[1]。而在具体教学活动中，要灵活运用新媒体等技术将思政元素穿插到课堂之中。此外，引导学生形成学习团队，重点培养其发现问题和解决问题的能力。在专业教学活动中引入思政元素，能将专业培养和思想政治引导有机结合，实现对学生的能力培养和思想政治教育的同步促进，是实现专业课程中思政元素引入的新方法[2]。

1 课程思政改革重要性

《化工热力学》课程是化工类专业的基础必修自然科学课程，主要涉及热力学基本定律、能量分析、相平衡理论、化学平衡理论等重要专业知识，是化工学科的技术基础专业课。在传统教学过程中，对于思政元素的直接引入较为生硬，学生的认同度低，效果欠佳。事实上，每一个专业知识的背后，都蕴藏着鲜活的科学精神与人文精神，对于这些科学家故事的介绍和科学家精神的解读，能够实现激发学生兴趣的同时，还能在解读科学家精神的过程中引入思政元素，对于提高学生专业素养、培养学生职业道德和个人品德具有重要意义[2-3]。

《化工热力学》是化工过程研究的理论基础。因此，通过讲授专业知识并合理地穿插介绍这些知识背后的实际案例与科学家事迹，以将《化工热力学》的课程思政教育落到实处。

2 改革措施

2.1 把握专业知识背后的科学家精神与思政教育的契合点

课程思政改革首先需要从教学内容出发，充分挖掘专业知识背后的思政元素，在讲授专业知识的同时，通过引入科学家故事、科学发展史等方式将正确的价值观在专业课的教学过程中传输给学生[4]。课程组根据化工热力学中各章节涉及的具体知识内容及其相关的典型案例及其蕴含的思政元素进行汇总，作为本课程教学过程的思政教育切入点。典型的课程思政教学设计如表1（P78）所示：

表1 《化工热力学》课程科学家精神思政实例教学

具体而言，例如在讲解第一个可计算汽液两相和临界点的范德瓦尔斯方程时，可进一步介绍该方程的提出者：1910年诺尔贝物理学奖获得者──范德瓦尔斯。范德瓦尔斯的父亲是木匠。碰巧的是，大学入学的规则发生了变化：通过教育部长的许可，可以免除古典语言的学习及资格考试。范德瓦尔斯获得了教育部长的许可，并且通过了物理和数学博士资格考试。范德瓦尔斯的首要贡献是发表了《关于我们称之为热的运动》论文。在这篇论文中，他所发表的状态方程式是出自他的名字。因为他是最早提出分子间力的人之一，因此分子间力也常被称为范德华力。范德瓦尔斯的另一重要贡献是其公式化了对应状态定律。正是这条定律在实验中起到了指导作用，后来促成了1898年詹姆斯·杜瓦（James Dewar）的氢液化和1908年海克·卡美林·奥涅斯（Heike Kamerlingh Onnes）的氦液化。范德瓦尔斯虽然出生身寒，一度因为家庭经济困难，不得不中止了他的学业。但范德瓦尔斯坚持着自己的学习，在大学入学时把握住了机会，最终实现了自己的理想，这其中就蕴含着丰富的思政元素：让学生领会滴水穿石的坚持奋斗精神，驰而不息的拼搏精神，引导学生独立自主，克服学习和工作中的畏难情绪，保持斗志昂扬的状态。

而在讲解溶液热力学性质计算内容时，可进一步引入吉布斯提出的热力学“三部曲”，进而介绍著名美国物理化学家吉布斯（Josiah Willard Gibbs）的生平事迹。吉布斯1893年出生于美国康涅狄格州，其在耶鲁学院学习过程中，因课程成绩优异数次获奖，并于1863年获耶鲁学院博士学位，于1870年任耶鲁学院的数学物理教授。吉布斯在1873年至1878年发表的多篇论文中，引进了热力学势以处理热力学问题，进而简历了物相变化的相律。在随后的1902年，他把前人提出的统计理论进一步推广为系统理论，创立了近代物理学的统计理论和研究方法。通过介绍吉布斯对热力学领域的贡献，让学生体会到大科学家的奉献精神，进而提高对于本专业的认同感和自豪感。在此基础上，进一步介绍吉布斯的科学家精神：吉布斯虽然对于热力学领域的发展做出了重大贡献，但他从不骄傲、炫耀，而是专注于自己的科学事业且不求科学家同行承认的科学伟人。吉布斯对于热力学的贡献足以获诺贝尔奖，但其在世时从未获得诺贝尔奖提名。直到逝世多年后，在纽约大学的名人馆中才为他立了半身像。通过介绍吉布斯不骄不躁，专注于科学研究不追名逐利的高尚品格，让学生体会到坚持不懈、戒骄戒躁、默默无闻艰苦奋斗的科学家精神。

再如，在讲解相平衡知识时，可详细介绍我国著名化学工程专家余国琮院士的事迹。余国琮出生于广东台山，是我国精馏分离学科的创建和精馏技术的发展做出了重要贡献，为我国工业精馏技术的产业化发展做出了开创性工作，他提出的热力学活度系数理论被业界称为（Yu-Coull方程）。余国琮带领研发了我国重水生产技术，为我国核科学技术的突破做出了重要贡献。余国琮的系列研发成果为我国石化工业技术带来了跨越式发展，石化工业中大量采用的蒸馏塔被他成功改造，创造了巨大的经济效益，为我国经济发展做出了突出贡献。通过在专业知识讲授过程中穿插介绍余国琮院士的事迹，引导学生体会余国琮院士艰苦奋斗、为国献身、俯首甘为孺子牛的科学家精神。

2.2 加强授课过程师生互动，强化学生价值观念引导

课程思政教育改革，不仅需要在教学内容上引入思政元素，还需要在教学方式上进行相应调整，以更好地将思政元素融入教学过程中。现代教育理论认为，将学生视为教学活动的主体，培养学生的主体意识，能够显著提高学生的学习兴趣和学习主动性[5]。在教学过程中，鼓励学生主动学习、参与讨论、互相合作，则能够在培养其主动学习的同时，锻炼其团队协作能力的同时，掌握利用专业知识来解决生产生活实际问题的能力。因此，课程组采用翻转课堂式教学及慕课相结合的混合式教学模式，将传统教学模式的优势与网络教学的优势相结合。在课堂教学过程中采用多种教学模式，增强教师与学生之间的互动、讨论；而在课前课后时间，鼓励学生形成学习小组，采用自主学习、小组配合等学习模式，提高学生学习积极性和学习效率，培养了学生的团结协作能力和自主学习自主创新能力，提高了学生对于掌握相关专业知识的信心和荣誉感，实现了对学生价值观引导的目标。

3 结语

作为化工类专业的理论基础课，将以科学家精神作为主要思政元素融入《化工热力学》课程的教学过程中，能够实现知识传递与价值观引导的双向提升。教育工作者要及时引导学生从机械性学习专业知识到转变学生学习动机，实现同步进行传授专业知识与开展思政教育的教学新模式。