應(yīng)用型大學(xué)物理化學(xué)課程思政建設(shè)初探

裴素朋，孫迎新，周義鋒

(上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，上海 201418)

物理化學(xué)課程主要是化學(xué)工程、制藥工程、材料科學(xué)、生物工程、食品工程、冶金工程等專業(yè)的一門學(xué)科基礎(chǔ)課，主要研究各種物理變化和化學(xué)變化的平衡規(guī)律和變化速率規(guī)律。物理化學(xué)是化學(xué)的理論基礎(chǔ)，是用物理的原理和方法來研究化學(xué)中最基本的規(guī)律和理論。從知識內(nèi)容體系來講，主要包括化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)、量子力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)等。對理工科學(xué)生來說，通過物理化學(xué)的學(xué)習(xí)，能夠體會和掌握怎樣由實(shí)驗(yàn)結(jié)果出發(fā)進(jìn)行歸納和演繹，或由假設(shè)和模型上升為理論，初步具有應(yīng)用物理化學(xué)的基本原理分析和解決實(shí)際問題的能力[1-4]。

上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院物理化學(xué)教研室在物理化學(xué)及實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革方面有較好的基礎(chǔ)，承擔(dān)物理化學(xué)課程的任課教師14人，其中教授4人、副教授6人，具有博士學(xué)位8人。近五年，教師共承擔(dān)包括國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目等6項(xiàng)國家級項(xiàng)目，上海市自然科學(xué)基金等省部級項(xiàng)目10余項(xiàng)。物理化學(xué)課程曾經(jīng)入選上海市精品課程，物理化學(xué)和物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)也曾被列為市級及校級重點(diǎn)課程建設(shè)，近年來為適應(yīng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)定位，物理化學(xué)教研室主編了應(yīng)用型本科專業(yè)適用的《物理化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)》教材，完成了《應(yīng)用型本科院校物理化學(xué)教學(xué)方法和考核方式研究》的教改項(xiàng)目等，這些教學(xué)改革都為課程思政奠定了良好基礎(chǔ)。

上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)以立德樹人為根本，堅(jiān)持把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，著力構(gòu)建“同向同行、協(xié)同育人”新機(jī)制。為切實(shí)把思想政治教育工作貫穿人才培養(yǎng)全過程，充分發(fā)揮課堂教學(xué)主渠道作用，上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院成立了課程思政領(lǐng)導(dǎo)小組，并積極組織課程思政交流和學(xué)習(xí)。2019年，上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)入選“上海高校課程思政整體改革領(lǐng)航高?！?，其中化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院順利獲批“重點(diǎn)改革領(lǐng)航學(xué)院”，物理化學(xué)課程也順利獲批精品改革領(lǐng)航課程。

物理化學(xué)是大學(xué)理工科學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課程，課程的教學(xué)質(zhì)量和思政教育不僅關(guān)系到學(xué)生的基礎(chǔ)化學(xué)水平，也在一定程度上影響著學(xué)生的思想認(rèn)知[5]。如何實(shí)現(xiàn)物理化學(xué)課程與思想政治教育有效結(jié)合，是新時(shí)代物理化學(xué)課程需要解決的重要問題。通過物理化學(xué)的思政課程建設(shè)，一方面讓學(xué)生擁有深厚的物理化學(xué)基礎(chǔ)知識，另一方面讓學(xué)生從物理化學(xué)專業(yè)中汲取具有思政素養(yǎng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，結(jié)合應(yīng)用型大學(xué)的實(shí)際情況，有利于培養(yǎng)適用于高水平應(yīng)用型工程技術(shù)的復(fù)合型人才。

1 課程教學(xué)目標(biāo)與要求

1.1 教學(xué)目標(biāo)

第一，通過物理化學(xué)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，結(jié)合馬克思主義基本原理，特別是辯證唯物主義和科學(xué)發(fā)展觀等思政理念，讓學(xué)生既能比較牢固地掌握物理化學(xué)基本概念及計(jì)算方法，同時(shí)也養(yǎng)成科學(xué)思維，并得到一般科學(xué)方法的訓(xùn)練及邏輯思維能力的培養(yǎng)。第二，通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)物理化學(xué)的學(xué)習(xí)方法和內(nèi)容，結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活、工作及生產(chǎn)活動中常見的例子，培養(yǎng)學(xué)生初步具有利用物理化學(xué)所學(xué)知識，分析和解決實(shí)際問題的能力。

1.2 教學(xué)要求

第一，提高教師自身的課程思政教學(xué)能力，要求教師不僅具備扎實(shí)的專業(yè)知識，還要有深厚的人文素養(yǎng)、高尚的道德情操[6]。教學(xué)過程中，教師要進(jìn)行充分的教學(xué)設(shè)計(jì)，在遵循物理化學(xué)自身教學(xué)規(guī)律的情況下，讓思政元素融入教學(xué)。第二，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神和人文精神?？茖W(xué)精神有助于培養(yǎng)學(xué)生求是和創(chuàng)新的精神，人文精神有助于培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感和完善的思維方式。積極培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用辯證唯物主義的科學(xué)觀點(diǎn)分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生樹立問題意識，學(xué)會獨(dú)立思考、獨(dú)立判斷，能多角度、辯證地分析問題。第三，靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法提升教學(xué)效果。如采用網(wǎng)絡(luò)、多媒體等技術(shù)手段增強(qiáng)授課的親和力；引導(dǎo)學(xué)生以研討會的形式對物理化學(xué)原理進(jìn)行哲學(xué)思辨，提高學(xué)生的參與度；引用實(shí)例，比如在電化學(xué)部分的學(xué)習(xí)中，介紹我國在鋰離子電池、燃料電池等化學(xué)電源部分取得的突出成就，使學(xué)生增加民族自豪感，崇尚科學(xué)、熱愛科學(xué)。

2 課程大綱與課程思政教學(xué)要點(diǎn)

依據(jù)上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)思想政治核心素養(yǎng)32條目和“ASCIT(愛科技)”9大關(guān)鍵能力，結(jié)合本課程的目標(biāo)和要求，重點(diǎn)挖掘并歸納貫穿學(xué)科知識體系的課程思政元素，達(dá)到潤物無聲的育人效果。

2.1 物理化學(xué)緒論課部分

物理化學(xué)的緒論以向?qū)W生簡要介紹物理化學(xué)學(xué)科的性質(zhì)、特點(diǎn)與發(fā)展歷程為主要內(nèi)容，蘊(yùn)含了很多思政要素。一方面，學(xué)科發(fā)展演變過程中會涉及多種哲學(xué)方法論，如馬克思主義哲學(xué)中的對立統(tǒng)一規(guī)律、量變與質(zhì)變規(guī)律、否定之否定規(guī)律等，它們隱含在專業(yè)理論的建立、科學(xué)方法的總結(jié)、科學(xué)規(guī)律的升華等過程中，這些哲學(xué)理論和方法可以培養(yǎng)學(xué)生辯證思維能力和解決專業(yè)問題的能力[4]。另一方面，通過講述我國科學(xué)家的故事可以提升學(xué)生的民族自豪感，激勵學(xué)生為民族偉大復(fù)興而努力。

2.2 熱力學(xué)部分

熱力學(xué)三大定律是物理化學(xué)熱力學(xué)部分的重要內(nèi)容。在學(xué)習(xí)熱力學(xué)三大定律的過程中，可以讓學(xué)生自主廣泛地搜集在人類歷史發(fā)展進(jìn)程中，關(guān)于違背熱力學(xué)三大定律的諸多實(shí)例。通過這些實(shí)例，詳細(xì)分析其違背熱力學(xué)三大定律的具體情況，從而使學(xué)生認(rèn)識到真理是客觀規(guī)律，不以人的意志為轉(zhuǎn)移。另外，從實(shí)際出發(fā)拆穿系列永動機(jī)的真實(shí)面目，一方面可以加深學(xué)生對熱力學(xué)定律的認(rèn)識，另一方面引導(dǎo)學(xué)生要在追求真理的道路上保持實(shí)事求是的精神，不要做違背自然規(guī)律的事情。

2.3 多組分系統(tǒng)熱力學(xué)部分

在化學(xué)化工中常見的系統(tǒng)往往是多相多組分系統(tǒng)，而內(nèi)部常常會發(fā)生相變或化學(xué)反應(yīng)，這些復(fù)雜情況使得熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律在建立初期相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)并沒有應(yīng)用到化學(xué)中，吉布斯通過提出化學(xué)勢的概念將熱力學(xué)引入化學(xué)中，由此打破了物理學(xué)和化學(xué)兩大學(xué)科的界限，奠定了物理化學(xué)的理論基礎(chǔ)和它在化學(xué)中的理論指導(dǎo)地位，使熱力學(xué)在化學(xué)中煥發(fā)了強(qiáng)有力的生命力。根據(jù)化學(xué)勢判據(jù)，在等溫、等壓且沒有非體積功的條件下，系統(tǒng)總是自發(fā)地從化學(xué)勢高的一方，向化學(xué)勢低的一方轉(zhuǎn)移，直到達(dá)到平衡為止。提醒學(xué)生只有把自己姿態(tài)放低，才會有海納百川的胸懷，才能成就自我。

2.4 化學(xué)平衡部分

化學(xué)反應(yīng)往往在經(jīng)過一系列條件改變后，由一個(gè)平衡變換至另外一個(gè)平衡，通過學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生充分理解世界是永遠(yuǎn)在變化的哲學(xué)思想。結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，如果想要化學(xué)平衡向我們需要的方向移動，那就要按照化學(xué)平衡的內(nèi)在規(guī)律來改變條件，而不是隨心所欲。

2.5 電化學(xué)部分

電導(dǎo)率是導(dǎo)體導(dǎo)電能力的一種體現(xiàn)。電導(dǎo)率的應(yīng)用非常廣泛，其中一個(gè)很重要的應(yīng)用是檢驗(yàn)水的純度。普通蒸餾水的電導(dǎo)率約為10-3S/m，如果水受到污染，溶液中的離子數(shù)增多，會導(dǎo)致水的電導(dǎo)率增大。由于工業(yè)廢水的隨意排放以及農(nóng)藥、化肥的過度使用，國內(nèi)部分地區(qū)水質(zhì)狀況令人堪憂。通過電導(dǎo)的學(xué)習(xí)可以引出有關(guān)生態(tài)文明建設(shè)的要求，勉勵學(xué)生愛護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源，為建設(shè)美麗中國而努力。在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生放眼書本之外，從專業(yè)知識的角度關(guān)注現(xiàn)實(shí)問題，激發(fā)其對專業(yè)的熱愛和學(xué)習(xí)熱情。

2.6 界面和膠體化學(xué)部分

結(jié)合當(dāng)前科學(xué)防疫，講述戴口罩方法與潤濕現(xiàn)象。一次性醫(yī)用口罩起主要吸附作用的是中間層，中間層有很強(qiáng)的吸水性，能吸附透過外層的微小顆粒。外層和里層都是用不潤濕材料做成的，隔離水而非吸水、使水不能進(jìn)入口罩中間一層，從而保護(hù)中間層。從口罩使用原理的科學(xué)性，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)物理化學(xué)課程的重要意義。實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)，要求學(xué)生用自己使用過的口罩做潤濕實(shí)驗(yàn)。

2.7 化學(xué)動力學(xué)部分

化學(xué)反應(yīng)一般由多個(gè)基元反應(yīng)組成，其中速率最慢的基元反應(yīng)控制了整個(gè)反應(yīng)的速率。個(gè)人和集體同樣存在這樣的關(guān)系，個(gè)人能力較差會影響團(tuán)隊(duì)的進(jìn)展，鞭策學(xué)生要努力學(xué)習(xí)，掌握扎實(shí)的專業(yè)技能，不能成為集體短板；能力較強(qiáng)但不協(xié)同合作，調(diào)動不了其他成員的積極性，集體依然沒法成長。只有每個(gè)成員都發(fā)揮自己的最大能力，才能使團(tuán)隊(duì)的利益最大化，個(gè)人也能得到快速發(fā)展。

3 課程特色

第一，思政教育融入物理化學(xué)課程教學(xué)全過程，體現(xiàn)人文教育與基礎(chǔ)自然科學(xué)教育相融合，著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、歸納與演繹及邏輯思維能力。第二，授課過程中，將綠色化工的發(fā)展理念與物質(zhì)的性質(zhì)、體系的規(guī)律及實(shí)驗(yàn)技術(shù)相結(jié)合，既能加深學(xué)生對物理化學(xué)基礎(chǔ)知識的理解，同時(shí)引起大家對于綠色發(fā)展、美麗中國的共鳴。第三，課程采用過程考核的教學(xué)手段，以靈活的方式建立全面的評價(jià)體系，在平時(shí)測驗(yàn)或課堂討論中，設(shè)計(jì)一些帶有思政元素但又不脫離物理化學(xué)內(nèi)容的開放題目，考察學(xué)生的思辨能力與分析問題的能力。

4 結(jié)語

在物理化學(xué)課程思政教學(xué)改革過程中，要認(rèn)真梳理課程內(nèi)容中的思政元素和案例，結(jié)合應(yīng)用型大學(xué)的實(shí)際情況，培養(yǎng)高水平復(fù)合型工程技術(shù)人才。