新工科背景下物理化学课程思政建设与实践*

徐 涵，江 蓉，关婷婷，徐 雯

(黄山学院化学化工学院，安徽 黄山 245041)

2016年，我国首次提出了新工科的概念，旨在培养德才兼备且能够引领未来技术与产业发展的新一代大学生。与传统工科相比，“新工科”的人才培养不仅需要扎实的知识储备和专业技能，也需要高尚的道德品质, 从这个层面上看，“新工科”与“课程思政”有着诸多契合点[1]。“课程思政”这一概念一定程度上可以理解为学习专业课程知识技能的同时，不断萃取专业知识中有关文化自信、家国情怀、社会责任、科学和人文精神、国家意识和人格养成等思想政治元素，并把它们有机融入到专业理论和实践知识教学中，充分发挥课程育人的功能，实现知识传授与价值引领的浑然统一。物理化学是高校化学化工及相关专业的一门重要基础课，不仅承担着专业课程协同育人的作用，还起到链接基础课和专业课的桥梁作用[2]。物理化学课程学时多，授课专业广，教师与学生共处时间长，因此开展课程思政教育具有得天独厚的优势。

1 物理化学课程的特点及课程改革的方向

现代教育科学之父约翰·弗里德里希·赫尔巴特提出，道德普遍地被认为是人类的最高目的，因此也是教育的最高目的。物理化学课程一般开设在大学二年级，这一学年专业课程和实验数量增多，专业难度加大。物理化学的教学过程，主要以热力学、表面化学、动力学、电化学和胶体化学为主，所涉及的内容实用性较强，与人类社会的生活生产和科学技术息息相关。总体来看，课程知识点抽象晦涩，概念及公式繁多复杂，推导过程波折周转，需要较强的逻辑思维能力和一定的数学功底，使得很多学生产生畏难心理。

物理化学课程包含着深邃的科学哲理和丰富的思政案列，将知识传授、能力培养和思政教育“润物无声”地贯穿于专业课程中，实现寓德于教、寓教于乐，对人才培养可以起到积极推动作用。经过多年的教学实践证明，在“枯燥”的理论知识讲解中，适当穿插一些知识点相关名人轶事、爱国主义情怀的思政元素，不仅能够提高学生的兴趣和注意力，达到事半功倍的效果；还能够兼顾到“政治认同”和“家国情怀”的涵养。新工科背景下物理化学课程改革的重要的方向就是立足课程教学大纲和教学目标，贯彻“两性一度”的金课标准，打造“专业知识与课程思政”相结合、“理论与实际”相结合、“课堂教学、实验教学与学生自主学习”相结合的课程思政建设模式[3]。

2 新工科背景下物理化学课程思政建设与实践的原则

2.1 新工科与课程思政建设紧密结合

新工科是社会经济发展的产物，对接了国家的发展战略，新工科教育的培养目标就是造就高素质复合型人才，除了具有过硬专业知识外，还要求学生具备极高的人文素养。课程思政建设所追求的是专业知识教育与思政教育相向而行，在这个层面，新工科建设与课程思政建设是协调统一的。虽然二者的侧重点不同，但是都是为了服务社会发展，努力培养社会主义接班人。因此在拓展学生国际化视野，培养学生实践能力、创新能力的同时，需要突出价值引领，精神导向。

2.2 专业知识与思政元素水乳交融

对物理化学课程思政元素的挖掘需要审慎精准，做到有的放矢，不能泛化、庸俗化，不能把物理化学课程变成思政课程。物理化学理论和实践教学都要以专业知识为主线，处于显性地位，思政教育为辅助，处于隐性地位，同时通过对物理化学诸多知识点思政元素的挖掘，实现专业知识与思政元素的水乳交融，显性教育与隐性教育有机结合，很好解决“两张皮”的问题，不能人为割裂专业知识教育与思想政治教育。

2.3 抓住基本元素，突出特色环节

物理化学课程中包含了诸如家国情怀、工匠精神、求实精神、科学伦理等思政元素，这些内容在广义层面上具有相通性，不同学校不同地域可以相互借鉴。上述思政元素也是物理化学开展课程思政建设的主要抓手，但是不同地域不同学校要因地制宜，突出地域特色，深挖自身优势，凸显思政元素的鲜活性、地方性，不断拓展物理化学课程思政改革的维度，让学生切实感受课程思政建设的深度、广度、厚度和温度。

3 新工科背景下物理化学课程思政建设与实践的路径

3.1 全面增强教师“课程思政”育人理念

高校的课程思政建设对专业教师来说是一次全新尝试。课程育人的主力军和主导力量是教师，教师要采取灵活多样的教学方法，不断提升课程育人的效果。在教学过程中，教师要将知识传授、能力培养、价值引领、思政教育全部融入到物理化学知识点中。“学高为师，身正是范”，教师应当注重自身道德修养的培养，坚持言教与身传的统一[4]。物理化学课程中的包含了丰富的思政元素，教师要选好思政教育的突破口，深挖思政元素。

教师要牢固树立“课程思政”的育人理念，具有高度的敏锐性和判断力，实现课程育人的实际行动从自发行为转变成自觉行为。广大教师要深度结合物理化学的课程特点，突出培养学生严谨的科学精神，引导学生树立正确的价值取向，提高学生的思想道德品质，引导学生树立正确的人生观、价值观，不断涵养个人格局和修养，担当起学生成长引路人的责任。

3.2 通过科学家的先进事迹，培养学生追求科学真理的优秀品质

在物理化学教学过程中，引入科学家们在探索知识的过程中遇到的困难、坚持不懈的精神和解决问题的方式，将科学家的事迹与相关知识点融合在一起，贯穿整个教学过程，这将加深学生对物理化学知识点的理解，培养学生坚持不懈追求科学真理的优秀品质和家国情怀[5]。

具体来说，比如在讲解热力学第二定律，讲解卡诺循环的原理和热机效率的计算时，可以介绍工业革命的大背景和卡诺的生平，分析卡诺从理论上对热机工作原理的研究过程，从而发现热机的极限效率，并找到从根本上解决热机效率的有效途径，同时还可以介绍克劳修斯在卡诺研究的基础上推导出了新的状态函数—熵。将热力学家和热力学理论联系在一起，让学生了解热力学理论产生的时代背景，体会到科学理论的演变过程，并对科学研究的延续性有了直观的认识。

另一方面，还可以充分挖掘中国科学家对物理化学发展的重大贡献，融入爱国主义元素，激发学生的民族自豪感和爱国精神。我国著名的物理化学家卢嘉锡院士，在伦敦大学学习两年后，辗转美国，跟随两度获得诺贝尔奖的L.鲍林从事研究工作。1945年，卢嘉锡院士毅然放弃国外的丰厚待遇和先进的科研条件，带着科学救国的信念回到了中国。卢嘉锡院士开拓了我国物理化学模拟生物固氮的研究，并进一步发展了我国的原子簇化学，在物理化学多个研究领域都做出了杰出的贡献。我国著名的物理化学家黄子卿教授在麻省理工大学学习期间，通过对实验反复摸索，最终得到水的三相点的温度不是0 ℃, 而是(0.00980±0.00005) ℃, 这一结果目前仍被认为是最可靠的三相点的温度。这些科学家勇于创新、不畏艰险、求真务实、不懈探索的学习精神会在潜移默化中引导大学生建立正确的科学观和方法论，对培养学生的高尚道德情操和爱国主义情怀具有重要的作用。

3.3 加强理论知识与实际应用的联系，培养学生的创新精神、节约和环保意识

物理化学课程应用性很强，很多内容与经济民生领域联系密切。在讲解原电池和电解池时，加入当前研究热点如二次电池和电动车广泛使用的锂离子高能电池，并可以穿插我国电池发展取得的重要成就，介绍目前的研究前沿如燃料电池等。我国宇宙飞船就使用了氢氧燃料电池，氢燃料电池的能量转换率高，只会产生热能和对环境友好的水，而传统的石化燃料会产生有毒有害的粉尘和气体。

在讲解界面现象中的毛细管效应时，首先用李绅的《悯农》启发学生思考，为什么农民锄地不是在凉爽的早晨和傍晚锄地，而是在炎热的中午呢？因为在土壤颗粒间的缝隙形成了联通地下和地表的毛细管。早晨和傍晚湿度较大，毛细管效应产生凝聚现象，帮助植物收集空气中的水分。而中午温度高，毛细管效应会加速水分的蒸发，导致水分流失，庄稼干枯。所以农民要在中午锄地，切断毛细管，防止水分的蒸发。通过对知识点的讲解，让同学们体会了农民的艰辛，坚定珍惜粮食的决心。

在讲授固体表面吸附时，引入金属有机框架材料在污染物吸附与降解、氢气的吸附与存储等方面的研究进展，引导学生在学习理论知识的同时，提高环保意识。金属有机框架材料是具有大孔体积、高比面积、高比表面的新型晶态杂化多孔材料，在吸附去除污染物方面有较好的应用前景。教学过程中引入这类功能材料，不仅使学生了解到前沿的研究领域，开阔了视野，而且潜移默化地传播了环保理念[6]。在讲到胶体化学的气溶胶时，以雾霾为切入点，结合生态环境保护的要求，让学生牢记“绿水青山就是金山银山”的环保理念，为保护我们的生存环境和美丽中国而奋斗。

3.4 利用物理化学知识点之间的联系，引导学生形成集体和全局意识

物理化学涉及的公式繁多，但是很多公式具有一定的规律性和共性，比如克拉佩龙-克劳修斯方程中饱和蒸气压与温度的关系(lnp～1/T呈线性关系)；化学反应的标准平衡常数与温度的关系(lnKΘ～1/T呈线性关系)，不同温度下的反应速率常数与温度的关系(lnk～1/T呈线性关系)，这些公式具有相似的形式，都能根据方程的斜率得到重要的基础热力学数据(标准相变焓、标准反应焓和反应的活化能)。通过总结这些方程的特征和异同，不仅可以帮助学生形成科学思维习惯和科学的分析方法，培养科学研究中独立思考、分析和解决问题的能力；还可以帮助学生将碎片化的知识连贯起来形成知识网，培养局部到整体的思维习惯。引导学生要脚踏实地学习和工作的同时，又要有对方向和全局的把握，培养学生的集体意识、全局意识和大局观[7]。

3.5 借助教学平台助力课程思政建设

新工科倡导多学科的交叉融合，特别重视信息技术的应用。教学过程中可以通过新的教学模式，利用学生碎片化时间，构筑立体交叉式学习模式，满足学生多样化的学习需求。比如充分利用“爱课堂”“雨课堂”等平台打造翻转课堂，将其引入物理化学的课堂学习，不断提高学生的参与度，激发学生的学习兴趣。具体来说，可以通过智慧教育教学平台，把预习课件、科学家优秀品质的小故事、学科前沿和绿色化学等内容推送给学生，使学习更加高效、便捷。此外，还可以引入互动话题，开展线上线下讨论学习，学生可以发表自己的感受和意见，即时实现生生互动，师生互动。利用这些教育教学平台不仅可以灵活有效地开展课程思政教育、全方位育人，还能让学生真切感受到科技带给我们的便利和知识的力量。

4 结 语

在高校课程思政建设的大潮下，物理化学课程思政改革也势在必行。这就要求教师不仅要增强“课程思政”的育人理念，还要深挖物理化学课程中所蕴含的思政元素，实现于润物无声中立德树人，教书与育人的有机结合，最终实现全员育人、全程育人、全方位育人，培养出能够担负起中华民族伟大复兴的新时代接班人。