冶金工程專業(yè)物理化學(xué)課程思政元素的融合與挖掘

權(quán)變利 陳朝軼 王 芹 蘭苑培

（貴州大學(xué)材料與冶金學(xué)院 貴州·貴陽(yáng) 550003）

2018年教育部在《關(guān)于開(kāi)展“三全育人”綜合改革試點(diǎn)工作的通知》文件中，提出了“三全育人”的概念。為了在高校切實(shí)有力地推動(dòng)三全育人的思想，作為高校教師為了充分體現(xiàn)三全育人的思想，應(yīng)堅(jiān)持把立德樹(shù)人作為根本任務(wù)，將思想政治教育潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲地穿插于冶金工程專業(yè)基礎(chǔ)課程的知識(shí)傳授過(guò)程中，最終實(shí)現(xiàn)高等學(xué)校專業(yè)知識(shí)傳授、專業(yè)能力培養(yǎng)和價(jià)值觀重塑三位一體的育人目標(biāo)。

1 物理化學(xué)課程中思政元素的挖掘

物理化學(xué)作為冶金工程專業(yè)一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程，是先修公共課與后修專業(yè)課之間銜接的橋梁，起到承上啟下的作用。通過(guò)物理化學(xué)的學(xué)習(xí)，將先修的無(wú)機(jī)化學(xué)、大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用到化學(xué)反應(yīng)體系中，其內(nèi)容涉及到物理化學(xué)的科學(xué)發(fā)展史、物理或化學(xué)科學(xué)家的生平故事、中國(guó)元素及物理化學(xué)的最新科研成果等，從這些元素入手，挖掘其中的思政元素激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對(duì)科學(xué)研究勇攀高峰的熱情，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)冶金工程專業(yè)的熱愛(ài)，樹(shù)立吃苦耐勞、開(kāi)闊創(chuàng)新的工匠精神，培養(yǎng)新一代冶金領(lǐng)域接班人。

2 冶金工程專業(yè)物理化學(xué)課程中融入思政元素的意義與方法

2.1 融入思政元素的意義

物理化學(xué)是一門(mén)集化學(xué)、物理、數(shù)學(xué)于一身的理論課程，其理論性較強(qiáng)、公式多且使用條件苛刻、公式推導(dǎo)較為復(fù)雜、概念較為抽象，授課對(duì)象較為廣泛，以貴州大學(xué)材料與冶金學(xué)院為例，五個(gè)專業(yè)均開(kāi)設(shè)了物理化學(xué)課程。因此，在物理化學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，教師通過(guò)巧妙的教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)思政元素與教學(xué)內(nèi)容的巧妙融合，潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲地對(duì)學(xué)生的人生觀、價(jià)值觀、世界觀進(jìn)行引導(dǎo)和建立，引導(dǎo)學(xué)生辯證地看待事物、合理地分析問(wèn)題、積極樂(lè)觀地做事情，為冶金及相關(guān)行業(yè)培養(yǎng)通專兼?zhèn)?、知行合一，具備扎?shí)的基本理論、專業(yè)知識(shí)和工程技能，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，善于應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)和管理技術(shù)，具有分析和解決復(fù)雜冶金工程問(wèn)題能力，同時(shí)具有人文情懷、道德修養(yǎng)、社會(huì)責(zé)任感及工程素養(yǎng)，能適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，服務(wù)區(qū)域地方經(jīng)濟(jì)，為冶金及其相關(guān)領(lǐng)域培養(yǎng)高素質(zhì)專門(mén)人才。

2.2 基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)助推物理化學(xué)課程的思政教學(xué)

傳統(tǒng)的物理化學(xué)教學(xué)主要以板書(shū)和多媒體PPT相結(jié)合的方式進(jìn)行，在多年的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)存在學(xué)生與教師互動(dòng)較少、課堂教學(xué)氣氛不活躍、教學(xué)內(nèi)容討論話題少、教師講與學(xué)生學(xué)沒(méi)有很好的溝通，很大程度上降低了線下的教學(xué)效果。在專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)過(guò)程中，教師若能與時(shí)俱進(jìn)，不斷學(xué)習(xí)新的教學(xué)方法、引進(jìn)新的教學(xué)技能、借助新的教學(xué)平臺(tái)（“雨課堂”、“超星學(xué)習(xí)通”、QQ群課堂等），將課程的教學(xué)內(nèi)容與先進(jìn)的教學(xué)方法、教學(xué)手段相結(jié)合、將傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容與教師的科研相結(jié)合，通過(guò)傳統(tǒng)的課程知識(shí)在教師實(shí)際的科研中應(yīng)用獲得的科研成果展示，大大提高學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)將相關(guān)的思政內(nèi)容融入課堂教學(xué)中，更好地激發(fā)學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。另外，盡量提高學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)活動(dòng)的參與度，如：借助教學(xué)平臺(tái)中的選人、搶答、課堂練習(xí)、話題討論、分組任務(wù)完成教學(xué)內(nèi)容等環(huán)節(jié)的實(shí)施，通過(guò)積分排名大大調(diào)動(dòng)學(xué)生答題、參與各個(gè)環(huán)節(jié)的積極性，通過(guò)互動(dòng)、溝通教師可對(duì)學(xué)生的課堂教學(xué)得到即時(shí)的反饋，同時(shí)也可借助主題討論、發(fā)彈幕等環(huán)節(jié)對(duì)課堂上涉及的相關(guān)知識(shí)、相關(guān)人物、相關(guān)事件等進(jìn)行大討論，激發(fā)學(xué)生的好奇心，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)與理解，利用評(píng)分環(huán)節(jié)，激起同學(xué)之間的學(xué)習(xí)熱潮，從而達(dá)到靈活有效開(kāi)展思政教育的目的，達(dá)到全方位育人，使學(xué)生深刻體會(huì)現(xiàn)代科技手段對(duì)我們的日常學(xué)習(xí)、生活帶來(lái)的好處及便利，促進(jìn)學(xué)生對(duì)先進(jìn)科技的向往之情。

3 物理化學(xué)課程教學(xué)中思政元素融入教學(xué)設(shè)計(jì)

3.1 熱力學(xué)部分思政元素的導(dǎo)入

物理化學(xué)中的熱力學(xué)部分主要解決過(guò)程方向和限度的問(wèn)題，大量的熱力學(xué)基本概念和基本原理中蘊(yùn)含著豐富的人生哲理。如熱力學(xué)第一定律，其本質(zhì)就是能量守恒，第一定律告知我們，不管是自然科學(xué)還是日常生活，任何違背能量守恒的想法和做法就是不現(xiàn)實(shí)的，如第一類永動(dòng)機(jī)；再比如卡諾定理，卡諾熱機(jī)的效率取決于高溫?zé)嵩吹臏囟?，且可逆熱機(jī)的效率最大，是熱機(jī)效率極限值的問(wèn)題，除此之外，一切想要借助其他辦法提高熱機(jī)效率的做法顯然都是不現(xiàn)實(shí)的，是徒勞的；同時(shí)還告知學(xué)生一個(gè)道理：做事情一定要抓主要矛盾，比如不能憑借潤(rùn)滑油等輔助手段以減小摩擦力來(lái)提高熱機(jī)效率，而應(yīng)從主要矛盾入手，即提高高溫?zé)嵩吹钠焚|(zhì)來(lái)提高熱機(jī)效率。其次，熱力學(xué)第二定律也告訴我們，一切自發(fā)過(guò)程都有做功的本領(lǐng)，這一定律告訴我們，若能借助設(shè)備合理設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)自然界中自發(fā)過(guò)程為人類的生活和生產(chǎn)服務(wù)、謀福利，比如借助發(fā)電機(jī)將水流轉(zhuǎn)變?yōu)殡姽?，?duì)緩解我國(guó)能源危機(jī)發(fā)揮積極作用。

物理化學(xué)中的熱力學(xué)定律不僅可以用來(lái)解釋我們生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象、對(duì)科學(xué)研究起到指導(dǎo)性作用，同時(shí)，在不同領(lǐng)域也有很大的應(yīng)用，如熱力學(xué)定律在溶液體系、化學(xué)平衡、相平衡、表面現(xiàn)象以及電化學(xué)方面都形成了一套理論，其理論對(duì)我們的生活、生產(chǎn)及科研工作都有很大的指導(dǎo)。這些理論中也蘊(yùn)含著很大一部分的思政元素，如理想稀溶液的依數(shù)性，特別是蒸氣壓降低和凝固點(diǎn)降低的理論，可以從兩個(gè)因素溫度和壓力來(lái)解釋冬天湖水結(jié)冰或家里生活用水結(jié)冰溫度低于教材中純水三相點(diǎn)為0℃的溫度；另外，借助電化學(xué)理論中電極極化的理論，即電極或電池在可逆狀態(tài)下，外電路上無(wú)電流通過(guò)，可是日常生活中幾乎沒(méi)有可逆的過(guò)程，即外電路上有電流通過(guò)，因此，使我們平時(shí)使用的電器（手機(jī)或電腦等）處于不可逆的工作條件，進(jìn)而來(lái)解釋手機(jī)或電腦時(shí)常發(fā)熱甚至發(fā)燙的現(xiàn)象，以熱的形式額外消耗了電池中的電能，造成手機(jī)電池不耐用、使用時(shí)間不長(zhǎng)的現(xiàn)象。通過(guò)現(xiàn)實(shí)舉例，讓學(xué)生深刻書(shū)中所學(xué)科學(xué)知識(shí)的用途，激發(fā)學(xué)生的對(duì)掌握科學(xué)知識(shí)的興趣，擯棄以對(duì)往某些現(xiàn)象的迷信說(shuō)法，培養(yǎng)學(xué)生崇尚科學(xué)的精神。

同時(shí)也可將一些科學(xué)家的學(xué)成歸國(guó)、敢于探索、勇于奮進(jìn)、敢于擔(dān)當(dāng)、精忠報(bào)國(guó)的感人事跡讓學(xué)生學(xué)習(xí)，如物理化學(xué)中突出貢獻(xiàn)的科學(xué)家有：實(shí)際氣體狀態(tài)方程的范德華、卡諾熱機(jī)的卡諾、理想氣體內(nèi)能和焓只是溫度函數(shù)的焦耳、溫度對(duì)平衡常數(shù)影響的范特霍夫及溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響的阿累尼烏斯等等，還有中國(guó)杰出的教育家、物理學(xué)家胡剛復(fù)教授，根據(jù)熱溫比在數(shù)學(xué)上的“商”的性質(zhì)，結(jié)合中國(guó)“五行”文化中的“火”的意義創(chuàng)造出“熵”，以及中國(guó)杰出物理化學(xué)的中國(guó)科學(xué)院原院長(zhǎng)盧嘉錫、中國(guó)物理化學(xué)奠基人黃子卿教授、中國(guó)膠體科學(xué)奠基人傅鷹、中國(guó)催化科學(xué)先驅(qū)者張大煜等等，這些科學(xué)家的典型事跡有助于提升學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷，達(dá)到專業(yè)課程思政育人的目的。

3.2 動(dòng)力學(xué)部分思政元素的導(dǎo)入

物理化學(xué)課程中的動(dòng)力學(xué)部分主要解決化學(xué)反應(yīng)的速率和機(jī)理等問(wèn)題。首先，由動(dòng)力學(xué)碰撞理論可知，化學(xué)反應(yīng)若要進(jìn)行，首先反應(yīng)物分子必須發(fā)生碰撞，且在碰撞過(guò)程中只有能壘大于閥能的則可能發(fā)生。這一理論說(shuō)明不管做什么事情，不能憑空想象、紙上談兵，必須努力去嘗試，只有嘗試了，才可能獲得想要的結(jié)果，若都不愿去嘗試，則不可能獲得任何結(jié)果。其次，動(dòng)力學(xué)中氣/液固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的經(jīng)典模型—“收縮未反應(yīng)核”模型，通過(guò)該模型的學(xué)習(xí)，了解氣/液固反應(yīng)的特征，對(duì)實(shí)際化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析，獲得相關(guān)動(dòng)力學(xué)參數(shù)；在分析中發(fā)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中物質(zhì)的傳遞要受到一定的阻力，從而告知學(xué)生，不管是生活中還是工作中，做什么事情可能都會(huì)受到來(lái)自各方面的阻力，對(duì)受到的阻力一定要想辦法克服，不能一味地逃避；另外，在動(dòng)力學(xué)催化作用的理論中通過(guò)介紹催化劑的催化特征，其中之一，加入少量即可顯著改變化學(xué)反應(yīng)的速率，而其本身的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量不變，僅僅改變其物理性質(zhì)，讓學(xué)生深刻體會(huì)催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的利于他人的無(wú)私奉獻(xiàn)的精神，化學(xué)物質(zhì)既如此，何況人呢，借助催化劑對(duì)學(xué)生平時(shí)和同學(xué)相處、在社會(huì)上的為人處世、待人接物等方面起到一定的啟示作用。最后，通過(guò)科研論文中動(dòng)力學(xué)反應(yīng)模型對(duì)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)所得到的研究結(jié)果的展示，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科研的興趣及其勇攀科學(xué)高峰的熱情，啟發(fā)本科生對(duì)研究生學(xué)習(xí)生涯的向往，為提高冶金工程專業(yè)的高質(zhì)量就業(yè)進(jìn)行思想上動(dòng)員。

4 結(jié)束語(yǔ)

物理化學(xué)課程中不管是熱力學(xué)部分還是動(dòng)力學(xué)部分，都潛藏著大量的思政元素。人才培養(yǎng)方案中體現(xiàn)課程思政、教學(xué)大綱中體現(xiàn)課程思政，以課堂教學(xué)為平臺(tái)，以專業(yè)理論知識(shí)為載體，通過(guò)教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法、教學(xué)手段等引導(dǎo)學(xué)生對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)冶金工程專業(yè)有一個(gè)較為深入的認(rèn)識(shí)，同時(shí)借助思政元素的挖掘和融合，以熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)部分為切入點(diǎn)引入課程的思政元素，樹(shù)立典型學(xué)習(xí)榜樣，培養(yǎng)學(xué)生探索科學(xué)的精神，增強(qiáng)學(xué)生的冶金專業(yè)情懷，加強(qiáng)學(xué)生的民族自信心，努力實(shí)現(xiàn)“三全育人”的要求，在一線教學(xué)過(guò)程中，將專業(yè)知識(shí)的傳授與思政教育的滲透緊密結(jié)合，為培養(yǎng)新時(shí)代高素質(zhì)專門(mén)冶金人才貢獻(xiàn)力量。