物理化學(xué)MOOC課程思政探索與實踐

張進(jìn)，劉利，姚思童

沈陽工業(yè)大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，沈陽 110870

習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強(qiáng)調(diào)，做好高校思想政治工作，要用好課堂教學(xué)這個主渠道，各門課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)[1]。新時代要求我們回歸教育的初心和本源，重視并重新定位課程的育人功能[2]。在信息化時代的今天，慕課（大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)開放課程，MOOC）是借助“互聯(lián)網(wǎng)+教育”催生的一種新課形式，因其具有大規(guī)模、開放性、交互性和自主性的特征，更能充分拓寬課程育人主渠道，筑牢全方位網(wǎng)絡(luò)育人的主陣地。我們在MOOC教學(xué)中積極挖掘?qū)I(yè)課程中蘊(yùn)含的思政元素，精心設(shè)計主題內(nèi)容，做到專業(yè)知識教育與思想政治教育相結(jié)合，創(chuàng)建了物理化學(xué)與哲學(xué)思維、走近化學(xué)家、賞古詩學(xué)物化、學(xué)物化倡環(huán)保等學(xué)習(xí)專題，踐行“導(dǎo)學(xué)-研學(xué)-思學(xué)”三階段MOOC課程思政教學(xué)模式。

1 物理化學(xué)MOOC課程思政的思考

“物理化學(xué)”是化學(xué)學(xué)科體系中的理論基礎(chǔ)和靈魂。在融合了“互聯(lián)網(wǎng)+”和“智能+”技術(shù)的在線教學(xué)已經(jīng)成為中國高等教育和世界高等教育在教與學(xué)方面的重要發(fā)展方向的背景下，2019年沈陽工業(yè)大學(xué)物理化學(xué)MOOC課程在中國大學(xué)MOOC平臺第一次開課，課程推介語為“請大家跟隨我們‘悟’變化之理；‘悟’反應(yīng)之理；‘悟’平衡之理；乃至‘悟’人生之理。我們相信學(xué)習(xí)完這門課程以后，你一定會站在一個新的高度來看待化學(xué)，看待科學(xué)，乃至看待整個世界。歡迎走進(jìn)充滿魅力的物理化學(xué)！”，這是我們的初心也是我們的目標(biāo)。秉承著這樣的理念，我們帶著“責(zé)任”和“愛”建設(shè)這門慕課，不僅要把握好授課“質(zhì)量”，做到“開放”和“分享”，還要深入挖掘物理化學(xué)課程思政的元素，讓學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)把知識技能上的“成長”和精神上的“成人”有機(jī)結(jié)合起來，讓學(xué)生“悟到人生之理”，同步實現(xiàn)專業(yè)知識學(xué)習(xí)與道德情操修為的統(tǒng)一，做到“知行合一”。

2 物理化學(xué)MOOC課程思政的實踐

物理化學(xué)MOOC課程思政的實踐包括“建課、用課、評價”等在線教育教學(xué)全過程。圖1為課程思政有關(guān)的主題及學(xué)習(xí)和評價流程。下面簡述各個主題的實例和教學(xué)實施模式。

圖1 與課程思政有關(guān)的主題及學(xué)習(xí)和評價流程

2.1 物理化學(xué)與哲學(xué)思維

物理化學(xué)知識體系滲透著哲學(xué)的思想和深刻的內(nèi)涵。有意識地利用哲學(xué)的思維來學(xué)習(xí)和掌握物理化學(xué)的基本原理和方法，有利于學(xué)生形成科學(xué)的世界觀及正確的人生觀和價值觀[3]。表1所列為部分相互關(guān)聯(lián)的哲學(xué)思維與物理化學(xué)專業(yè)知識。在物理化學(xué)MOOC建設(shè)中，制作相關(guān)文檔作為“拓展和提升”部分的課程資源闡述哲學(xué)思維并介紹相關(guān)的專業(yè)知識，引導(dǎo)學(xué)生有目的地閱讀，書寫心得體會。

表1 哲學(xué)思維與關(guān)聯(lián)的物理化學(xué)專業(yè)知識

現(xiàn)舉一應(yīng)用實例，在化學(xué)平衡這一章節(jié)中有關(guān)“反應(yīng)方向判斷”的知識點(diǎn)中有這樣一道例題，“Ag可能受到H2S（理想氣體）的腐蝕而發(fā)生如下反應(yīng)：H2S（g）+2Ag（s）= Ag2S（s）+H2（g），在298 K、100 kPa下，混合氣體中H2S的摩爾分?jǐn)?shù)低于多少才不致發(fā)生腐蝕？”通過啟發(fā)學(xué)生分析計算得到H2S摩爾分?jǐn)?shù)低于4.96%時不會發(fā)生腐蝕。然后提出問題“這道題中是否蘊(yùn)含著哲學(xué)思想呢？”學(xué)生不一定能夠聯(lián)想到“當(dāng)量變達(dá)到一定程度的時候就會引起質(zhì)變”的哲學(xué)思維，啟發(fā)學(xué)生并揭曉答案，并引導(dǎo)學(xué)生思考還有哪些內(nèi)容也蘊(yùn)含著同樣的思想，從而幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)中逐步樹立哲學(xué)思維，同時也可以加快學(xué)生對基本原理和知識的掌握。

2.2 走近化學(xué)家

科學(xué)家故事往往滲透著他們艱苦努力、實事求是和追求真理的高尚品德，將國內(nèi)外著名物理化學(xué)家的軼事和成就做成文檔或視頻，利用他們的故事引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生，弘揚(yáng)和傳播正能量。比如在氣體這一章中，道爾頓分壓定律是一個很重要的知識點(diǎn)，在制作這部分內(nèi)容的教學(xué)視頻時，利用多媒體技術(shù)手段簡介他的成就，尤其向?qū)W生介紹他幾十年如一日書寫氣象觀測記錄，直到他去世那天的早上，以此讓學(xué)生認(rèn)識到對一件事執(zhí)著堅守、從不放棄的驚人毅力令人欽佩，更值得我們學(xué)習(xí)。還有發(fā)現(xiàn)熱和功的轉(zhuǎn)換并得到能量守恒定律的詹姆斯·普雷斯科特·焦耳，自幼沒有受過正規(guī)教育，但憑借對物理和化學(xué)的興趣，利用理論和實踐相結(jié)合的科研方法從事研究，在熱學(xué)、熱力學(xué)和電學(xué)方面貢獻(xiàn)卓著，熱和功的單位都以他的名字“焦耳”命名。由此告訴我們興趣是最好的老師，選準(zhǔn)前進(jìn)方向，腳踏實地、珍惜韶華，把遠(yuǎn)大的抱負(fù)落實到實際行動中，努力前行，終會獲得成功。除此之外，還有引入了吉布斯能和化學(xué)勢的約西亞·威拉德·吉布斯、2008年國家最高科學(xué)技術(shù)獎獲得者徐光憲、1901年諾貝爾化學(xué)獎獲得者雅各布斯·亨里克斯·范特霍夫、1920年諾貝爾化學(xué)獎獲得者瓦爾特·赫爾曼·能斯特等的事跡和成就也制作了視頻和文檔資源?？紤]化學(xué)家的貢獻(xiàn)與每章內(nèi)容的相關(guān)性，將這些文檔等資源構(gòu)建在每一章章末的拓展與提升部分，如氣體這一章，介紹的就是約翰·道爾頓。課前發(fā)布拓展資源導(dǎo)學(xué)任務(wù)書引導(dǎo)學(xué)生閱讀，通過閱讀，學(xué)生可以學(xué)習(xí)到科學(xué)家們?nèi)绾卧诳茖W(xué)道路上孜孜以求，追求真理，并能激發(fā)他們的學(xué)習(xí)欲望及探索精神等。然后教師發(fā)布討論主題或作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生思學(xué)。

2.3 賞古詩學(xué)物化

中國是詩詞的國度，古詩詞是我國文學(xué)寶庫中的瑰寶，也是我們民族的文化精髓。詩是最美的語言，當(dāng)你真正用心去研讀時，你會發(fā)現(xiàn)每一首詩詞都是詩人心底情愫的流露。我們?nèi)绾巫尮旁娫~的美和看似難懂、枯燥并充滿公式和定律的物理化學(xué)課程關(guān)聯(lián)起來呢？在這方面我們做了大膽的嘗試。制作了9個視頻。主要引用了如下古詩：《暮江吟》《詠煤碳》《石灰吟》《元日》《無題》《折荷有贈》《曉出凈慈寺送林子方》《客從》《秋浦歌》《勸學(xué)》《昭君怨·詠荷上雨》等。例如，在為學(xué)生講解真實氣體的液化這一知識模塊時，我們以一首白居易的詩《暮江吟》作序，利用先進(jìn)的視頻制作技術(shù)，引入具有視覺美感的古詩書法和詩人白居易的畫像，然后為學(xué)生深情朗誦這首詩，“一道殘陽鋪水中，半江瑟瑟半江紅?？蓱z九月初三夜，露似真珠月似弓?！弊寣W(xué)生體會詩詞的美和作者所見所感。然后呈現(xiàn)夜晚的露珠，利用視頻展現(xiàn)如珍珠般的露珠的美，并和學(xué)生共同欣賞晶瑩剔透的“九月初三”夜的露珠，是如此惹人憐愛。然后拋出問題，那么如此惹人憐愛的露珠是如何形成的呢？為什么出現(xiàn)在詩人所說的“九月初三”深秋的“夜”，而不是“日”呢？從而引入真實氣體液化的條件之一，改變溫度。這樣的設(shè)計和視頻制作為學(xué)生呈現(xiàn)古詩詞之美的同時，也巧妙地引入課程知識模塊的內(nèi)容，并利用詩中“露珠的產(chǎn)生”設(shè)疑，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其自主思考并迫切地想追尋問題的答案。這是我們?yōu)閷W(xué)生設(shè)計的“賞古詩學(xué)物化”的教學(xué)案例之一。在已進(jìn)行的三期教學(xué)實踐中，這樣的授課視頻也深受學(xué)生的喜愛。其實只要我們用心發(fā)掘，像這樣的古詩詞和物理化學(xué)知識相關(guān)聯(lián)的例子還有很多。比如在講解界面現(xiàn)象的潤濕這一知識模塊時，我們?yōu)閷W(xué)生展示不潤濕的例子，比如荷葉上滾動的水珠，我們?yōu)閷W(xué)生制作漂亮的圖片，同時配以南宋詩人楊萬里的《昭君怨·詠荷上雨》，“午夢扁舟花底，香滿西湖煙水。急雨打篷聲，夢初驚。卻是池荷跳雨，散了真珠還聚。聚作水銀窩，瀉清波?！毙蕾p美圖和佳句后，聚焦到物理化學(xué)知識點(diǎn)——潤濕現(xiàn)象，作者為什么會把荷葉上的水珠比作一窩泛波的水銀？從而為學(xué)生引出潤濕程度的問題。在理工科的課程中引入中華傳統(tǒng)文化的精髓——詩詞，讓我們的課堂詩意盎然，領(lǐng)略古詩詞之美，感受中華傳統(tǒng)文化的魅力，增強(qiáng)我們每個人的文化自信。

2.4 學(xué)物化倡環(huán)保

習(xí)近平總書記明確指出“綠水青山就是金山銀山”，建設(shè)生態(tài)文明是關(guān)系人民福祉、關(guān)乎民族未來的千年大計，是實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的重要戰(zhàn)略任務(wù)[10]。加深學(xué)生對生態(tài)文明建設(shè)內(nèi)涵的理解并引導(dǎo)學(xué)生從身邊點(diǎn)滴事情做起，踐行環(huán)保也是物理化學(xué)課程思政的內(nèi)容。

我們將與環(huán)境保護(hù)相關(guān)的物理化學(xué)知識做成文檔或視頻，共享在物理化學(xué)MOOC課程平臺每章的“拓展與提升”的“學(xué)物化倡環(huán)?！睂ｎ}部分，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行閱讀，同時教師在討論區(qū)發(fā)布討論主題，學(xué)生積極參與討論，使學(xué)生在閱讀和討論中提升物理化學(xué)專業(yè)知識的同時滲透環(huán)保的理念。比如在化學(xué)動力學(xué)章節(jié)中，我們制作了“臭氧層破壞原因與保護(hù)措施”閱讀文檔，引入臭氧層破壞機(jī)理探究的內(nèi)容，為學(xué)生介紹臭氧是大氣平流層中含量不多的氣體，它的存在使地球上的生物免受紫外線傷害。依靠化學(xué)動力學(xué)、光化學(xué)知識和現(xiàn)代實驗手段已經(jīng)探明,由于CFCl3、CF2Cl2等鹵化碳污染物進(jìn)入大氣的平流層，這些污染物降解產(chǎn)生的Cl自由原子引發(fā)O3分解鏈反應(yīng)[11]。清楚了反應(yīng)機(jī)理后，根據(jù)物理化學(xué)知識應(yīng)該采取哪些措施使臭氧的含量逐漸恢復(fù)？再比如我們根據(jù)文獻(xiàn)[12]制作了“綠色化學(xué)在物理化學(xué)實驗中的滲透”的學(xué)習(xí)資料，在課程平臺討論區(qū)發(fā)布討論主題“在物理化學(xué)實驗中，如何做可以使物理化學(xué)實驗更綠色環(huán)保？”學(xué)生通過自學(xué)并參與討論，達(dá)到良好的拓展學(xué)習(xí)效果。

2.5 建立“導(dǎo)學(xué)-研學(xué)-思學(xué)”三階段課程思政教學(xué)模式

我們將物理化學(xué)MOOC在線教學(xué)過程分為三個階段，即“導(dǎo)學(xué)-研學(xué)-思學(xué)”?！皩?dǎo)學(xué)”階段的側(cè)重點(diǎn)在于細(xì)化指導(dǎo)。至少一周之前發(fā)布“課外學(xué)習(xí)資源導(dǎo)學(xué)任務(wù)書”，引導(dǎo)學(xué)生完成自學(xué)任務(wù)。例如在講解氣體這一章節(jié)課前，我們將拓展與提升（一）中的相關(guān)內(nèi)容（圖2）：走近化學(xué)家1——道爾頓（文本資源）、賞古詩學(xué)物化——暮江吟（視頻資源）、物理化學(xué)與哲學(xué)思維——物質(zhì)是運(yùn)動的（文本資源）、學(xué)物化倡環(huán)保1——綠色化學(xué)理念（視頻資源）列入導(dǎo)學(xué)任務(wù)中，引導(dǎo)學(xué)生在課前觀看和閱讀?！把袑W(xué)”“思學(xué)”為知識內(nèi)化和提升階段。比如在講解道爾頓分壓定律時，在學(xué)生了解道爾頓的生平和軼事的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)他堅持記錄氣象觀測數(shù)據(jù)，直到去世的那天早上，為學(xué)生展現(xiàn)科學(xué)家堅持不懈進(jìn)行科學(xué)研究的事跡，從而對他們進(jìn)行科學(xué)作風(fēng)的培養(yǎng)；在講真實氣體的液化部分，有機(jī)融入古詩《暮江吟》，讓學(xué)生了解作者簡介和寫作背景，思考其中蘊(yùn)含的化學(xué)原理，討論氣體液化的條件，用古詩詞讓物理化學(xué)課堂充滿詩意和美感的同時激發(fā)學(xué)生探究科學(xué)知識的興趣；通過閱讀“物理化學(xué)與哲學(xué)思維”，引導(dǎo)學(xué)生用哲學(xué)思想來分析解決問題，努力做到“學(xué)思結(jié)合”，并形成文字心得體會發(fā)表在線上討論區(qū)，師生共同討論。圖2以第一章為例，介紹了在“導(dǎo)學(xué)-研學(xué)-思學(xué)”三個階段融入課程思政的做法。

圖2 物理化學(xué)MOOC“導(dǎo)學(xué)-研學(xué)-思學(xué)”三個階段教學(xué)實施圖

3 結(jié)語

在物理化學(xué)MOOC教學(xué)中，教師必須將思政教育與專業(yè)教育高效融合，不斷思考、挖掘、收集思政素材，努力尋找課程思政元素與物理化學(xué)知識相融合的切入點(diǎn)，引發(fā)學(xué)生的情感共鳴，做到寓教于無形、潤物細(xì)無聲。