物理化学课程思政的探索与设计

张霞忠,曹琨,黄文恒,刘勇,姬丹

(内江师范学院 化学化工学院,四川 内江 641100)

高校思想政治工作要通过课堂教学这个主渠道发挥,专业课程必须融入思政教育,让专业课与思想政治课相向而行形成协同效应.物理化学是化学类专业的重要基础课之一,是化学化工、制药工程、应用化学、环境工程、材料类等专业学生的必修课程.物理化学被称为化学中的哲学,蕴含着丰富的思政元素,在课堂上将物理化学知识的讲授与引领学生的思想有机结合,不仅可以提升教学质量,还可以让学生们的精神境界得到提升.另一方面,物理化学的发展与科技、宏观经济、国家工业水平的联系十分密切,其中更是蕴藏着丰富的思政元素,物理化学的课程思政必定会是学生思想政治教育的重要组成部分[1-3].随着时代的发展、网络的盛行,各种文化观念如潮流一般涌入,猛烈地冲击着学生的思想,教师除了“授业解惑”,还应秉承“润物无声”的原则,将思想政治教育潜移默化地充实到物理化学课程的教学过程中[4],发挥物理化学教学在育人育才的重要作用.

1 物理化学课程思政的探索

1.1 物理化学课程思政目标

本文结合物理化学教学实际情况,制定了以下6个有关物理化学课程思政的教学目标:①掌握物理化学的基本概念、原则和应用,提高学生的科学素养,并且能够将物理化学和其他交叉学科联系起来,培养学生的创新意识;②了解物理化学的发展史,掌握物理化学的基本研究内容,提升科学文化素养;③关注学科发展前沿,开拓国际视野,提升合作交流能力;④了解科学家的故事,培养学生良好的思想品德,感悟科学家的家国情怀;⑤联系物理化学在生产、生活中的应用,加强传统文化的传承与发展,以及学生对生态环境的保护意识;⑥剖析一些经典理论的建立过程,促进世界观与方法论的形成[5].将上述教学目标用图1表示.

图1 物理化学课程思政的设计要点

1.2 物理化学课程思政教育的切入点

从上述的物理化学课程思政教育的6个教学目标出发,可以寻找到6个物理化学课程思政教育的切入点:

(1)科学家轶事:介绍对物理化学的发展有卓越贡献的中国科学家,可以让学生感受这些科学家对科学的严谨态度以及追求真理、为实现理想不断奋斗、勇攀高峰的优秀品质及热爱祖国、热爱人民的家国情怀.

(2)介绍物理化学的发展历史与经典理论建立过程:通过对物理化学学科发展历史和一些经典理论的建立过程的简单介绍,让学生树立科学的世界观、方法论,还有利于养成良好的科学文化素养.

(3)学科交叉:物理化学是现阶段材料、能源、环境等热点领域发展的基础,与生化环材等学科都有交叉部分,教师授讲课过程中要注意适当穿插其他学科所涉及的知识,培养学生的创新意识;同时也要帮助学生树立全局观念,培养社会责任感.

(4)物理化学在生产生活中的应用:中华民族的传统文化博大精深,将物理化学教学与中华民族传统文化和生产生活相联系,着重培养学生的家国情怀,增强民族自信心.

(5)物理化学与环境保护:部分专业还可以联系本专业实际情况,以环境科学和资源循坏科学与工程为例,可以将物理化学与环境保护教育相结合,培养学生的环保意识.

(6)结合大学生的年龄特点和心理特点进行人生观教育.大学这个阶段,学生正处于对情感认识的形成阶段,包括友情、爱情、自我控制情绪等.而爱情观,友情观作为人生观的一部分,也应该被重视.

2 物理化学课程思政元素的教学案例

在遵循“物理化学”自身教学规律的情况下,结合课程思政教育的4个切入点,让思政元素悄无声息地融入教学.在充分挖掘其中的思政元素后,本文列出以下教学案例供参考.

2.1 结合学科基础知识

物理化学涉及的范围广,学科基础知识点多,在很多基础知识点的教学过程中可以适当融入一些思政元素.比如在碰撞理论的教学中可以引导学生对学习方法和学习习惯进行思考.碰撞理论发生的前提是分子必须发生碰撞,可见碰撞有利于促进反应的发生;生活中很多事情也说明碰撞有利于成长,如在思想上与作者、同学、老师的有效碰撞,有助于自身深刻领悟知识,有利于自身成长.学习碰撞理论中的有效碰撞可以联想到我们在学习物理化学的过程中,跟知识是否发生有效碰撞,是否理解到知识点的本质以及是否进行有效学习[6].

当学习微观反应动力学的过渡态知识时,可以与井冈山精神相结合来理解“坚定执着追理想、艰苦奋斗闯难关”.根据微观反应动力学过渡态理论,“坚定执着追理想”中的“理想”可看作目标产物,“坚定执着”是反应物发展的内在必然要求;“实事求是闯新路”是反应物到产物所“追”的途径,要全面分析实际情况找出实现目标的最佳途径.“难关”是通过“碰撞与遭遇”来实现的[6].

在总结体积功与过程的时候,可以引入生活中的谚语,例如“一分耕耘一分收获”中的“耕耘”可看作是学知识并消化吸收而付出的功W,“收获”是体系通过做功将学到的知识Q转化为智慧,相当于提高了体系内能U.在讲准静态过程时可以引用荀子《劝学》中名言“不积跬步无以至千里,不积小流无以成江河”,因为“跬步”和“小流”都可以看作事物发展变化过程中体系某函数的微小变化,该谚语说明事物没有微小变化就不会有宏观量的变化.

2.2 结合大学生的心理和生理特点进行情感教育

大学生作为一个特定的群体,年龄段主要在十八岁到二十三岁之间,这个阶段的学生正处于对情感认识的形成阶段,包括友情、爱情、自我控制情绪等,因为就现阶段而言,能够对大学生情感产生影响的因素有很多,包括社会因素和教育因素,以及自我因素等[7].所以我们要耐心地引导和教育他们树立正确的情感观,帮助大学生学会正确地自我评价和评价他人,自觉地克服和纠正诸多情感认知和体验的偏见,主动控制情绪,培养良好心境,锻炼应激能力,实现情感发展由情绪到情感再到情操的不断提高.在胶体这一章中讲授朝霞、晚霞等浪漫自然现象的形成时,通过介绍其原理,把炫灿的自然现象和浪漫的爱情做比较,让同学们看透其中的原理后明白这只是看人、看现象的角度不同而已,就像早晨和晚上看见的天空是红色,白天看到的天空是蓝色,从正面看和从侧面看的效果不一样,以此引导大学生树立正确的爱情观和友情观.

2.3 联系物理化学与交叉学科

从动力学的化学反应出发,结合环境保护的思想.比如在引入动力学反应机制的时候可以介绍一下生活中存在的臭氧层空洞问题,借此强调保护环境的重要性.自然界的臭氧大部分分布在被称为臭氧层的地上20～50 km.臭氧层吸收了太阳释放的大部分紫外线,保护人类、动物和植物免受短波紫外线的损伤.臭氧层的破坏给地球上的人类和生物带来了巨大的损害.

然而臭氧层这种动态的平衡系统受人类的活动的影响已经遭到了严重破坏,比如我们熟知的制冷剂氟利昂,以及工业生产中排放的废气或者汽车尾气中的氮氧化物,都会对臭氧层造成严重的破坏.以汽车尾气中的氮氧化物NO为例,其反应过程为:NO与O3反应生成NO2与O2,生成的NO2又与臭氧层中氧原子反应生成NO与O2,如此恶性循环[8],积极探索臭氧的生成和消耗机制,找出保护臭氧层的方案,加强学生的生态环境意识,从自我做起,减少温室气体排放,是新世纪大学生的共同责任.

2.4 结合生产、生活中的应用

从诞生之初开始,物理化学就被应用于许多领域,有助于生产和生活.例如:内燃机、空调、冰箱中的热机效率和冷冻系数知识的应用.青藏铁路建设中低温热棒的应用,蒸馏、结晶、萃取、冶金冶炼和其他产业中相图的应用,医药品和冷冻液中凝固点降低的应用等.在动力学方面,飞秒激光化学在医学领域的应用;考古学和犯罪研究中的放射性碳年代测量的应用.在表面化学方面,矿物浮选、石油开采、洗涤产品中润湿现象、表面活性剂的应用;在比表面积和孔体积的确定中BET吸附的应用;沉降电势和流动电势的潜在危害等.合成仿生材料的过程中荷叶效应-超疏水现象的应用[9].学生们通过了解物理化学理论在其他领域、日常生活和生产中的具体应用,特别是我国劳动人民的一些应用,了解我国独立的知识产权技术,培养创新精神、爱国情怀和民族自豪感.

3 结 语

在全面推进课程思政教育背景下,我们需要充分挖掘物理化学课程中包含的思政元素,并整理这些内容,优化教学计划,改进教学设计,强化思想政治教育功能,进一步加深学生对辩证唯物论、爱国主义、集体主义、环保、科学态度和科学方法的理解.教师身处教育教学改革一线,更应该加强自身思政能力的培养,提升自身思政素养,在传授专业知识的同时塑造学生的思想,肩负起全方位育人的大任,为新时代中华民族的伟大复兴培养合格的人才.