“微课”在物理化学课程思政建设中的应用*

张雅洁，杜 攀，季益刚

(江苏第二师范学院生命科学与化学化工学院，江苏 南京 211200)

2020年5月28日，教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》中指出：“全面推进课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措”[1]。当前，增强思政教育与各类学科教育的融合发展、全面发挥每门课程的育人作用，是落实立德树人根本任务的必然要求，也是培养德智体美劳全面发展的社会主义接班人的有效途径。

1 物理化学课程思政建设

物理化学是一门通过物理和数学的方法来研究揭示化学现象背后本质的学科。作为一门重要的基础理论课程，物理化学中蕴含着丰富的思政素材，这也有利于教师从多个维度来开展课程思政教学。教师不仅可以立足科学家的科研故事，培养学生实事求是、持之以恒、勇于探索、敢于创新的科学素养和科学家精神；也可以构建理论知识与实际生产生活相联系的桥梁，通过对实际问题的调研，引导学生关心国情、社情，将个人发展与祖国发展紧密结合，厚植爱国主义情怀等[2]。

在传统的物理化学课程教学中，由于课程自身有着内容丰富、知识点难度较大等特点，教师们在有限的课时内往往更多地关注于知识、技能等方面教学目标的落实，课程内含的“育人”作用未能得到充分发挥，不利于德智体美劳全面发展型人才的培养[3]。因此，“如何在保证完成专业知识技能教学活动的同时，发挥课程的‘育人’作用？”是物理化学课程思政建设过程中需要攻克的一个难题。

2 课程思政“微课”的内涵与意义

新时代下，互联网技术已为人们的生产生活带来了新变化，而“互联网+教育”的融合发展更是为物理化学的课程思政建设带来了新方法。在互联网技术的辅助下，教学活动已可以打破传统线下课堂中有限的时间和空间的束缚：借助智慧教学云平台，开展形式更灵活、参与更广泛、探讨更深入的线上线下混合式教学[4]。

在过去的十年中，学者们运用互联网技术平台已创设出一些新的教学呈现形式，而“微课”便是其中较早提出的一种。2011年，广东省佛山市教育局的胡铁生首次在国内提出“微课”，他认为“微课”是以微型教学视频为主要载体，紧扣某一主题而精心设计开发的一种情景化、支持多种学习方式的微型在线视频网络课程[5]。此后，随着学者们对“微课”的深入研究与实践运用，人们对“微课”内涵及价值的认识也在逐渐加深。作为一种在线课程，优质“微课”往往应满足如下特点：短小精悍、交互性强、应用性广等，而这些特点正满足物理化学中开展课程思政教育的要求[6]。

在借助“微课”开展课程思政教育时，教师需要精心优化教学设计，包括：深挖物理化学课程的思政元素、搜集素材并构思有趣的教学情境等，随后制作教学微视频，并于课堂教学之前，发布于互联网智慧平台并开展进一步的交流互动。这种借助“微课”的课程思政教学，避免了过多占用线下课堂教学时间的问题，且凭借其短小、互动性强的优势，能够快速将学生引入教学情境中，有利于课程思政教学目标的全面落实，对于推进物理化学的课程思政建设有着重要意义。

下面以“Brown运动”这一知识点为例，围绕课程思政的“微课”教学过程设计，作具体说明。

3 物理化学“课程思政”微课案例

“Brown运动”这一知识点是“胶体分散系统”中的一个教学重点，通过对该知识点的学习，学生们将发现胶体中粒子作不规则运动的本质原因，理解胶体的动力性质，并为后续了解胶体的电学性质、光学性质奠定理论基础。经过深挖知识点背后的思政元素后，可以发现：这一知识点与当前全球面临的“COVID-19新型冠状病毒的疫情防控”这一重大问题有着紧密联系。

在本次新冠疫情的防控期间，“气溶胶”一词频繁出现，但人们对这一名词的理解和认识却未必充分。基于这一现状，结合“Brown运动”这一知识点，可设立如下5个三维目标：①掌握胶体和气溶胶的定义；②掌握Brown运动的本质；③学会运用Einstein-Brown运动公式解决实际问题；④注重关注当前社会热点问题，结合所学学科知识，以“爱国主义”为核心，培养良好的科学素养和高度的社会责任感；⑤学会使用唯物辩证法的基本规律看待问题，具备勇于探索，敢于创新的能力。

围绕上述教学目标，遵循学生的认识发展规律，通过创设情境、提出问题、启发思考等方式开展探究式课程思政“微课”教学，主要涉及如下5个教学过程：创设情境→概念探究→构建新知→运用领悟→总结延伸。

3.1 创设情境

在本次疫情期间，“气溶胶”作为一种潜在的病毒传播形式受到媒体的大量宣传，很多人由于对这一名词的陌生而谈“气溶胶”色变。立足切实问题，激发学生共同探索寻找这一名词的科学定义的兴趣。课程初始的引入可以以校园中两位学生近距离打招呼时，一方突然打喷嚏而引起另一方对其产生的气溶胶感到“恐慌”为情境，从而引发思考：气溶胶真的很可怕吗？

进一步，引导学生在日常生活中：寻找“气溶胶”的身影(比如：云雾、烟、雾霾等)、思考“气溶胶”的常见产生方式(比如：咳嗽、打喷嚏、冲马桶等)。通过引导学生归纳总结自身的生活经验，有助于学生在脑海中构建“气溶胶”的科学模型，将抽象名词具体化，从而增强对“气溶胶”的感性认识。

上述情境以热点话题为切入点，通过与教学内容有机结合、自然展开，易引发学生的情感共鸣，增强其学习兴趣，并培养其以学致用的能力。以学生们熟悉的校园环境为背景创设情境，体现了“以生为本，以学定教”的主导思想，将抽象问题具体化，便于学生理解，并主动参与思考情境所描述的问题。此外，通过对社会热点问题的讨论，可以引导学生主动关心国家和社会，增强其社会责任感。

3.2 概念探究

通过上述情境中引出的问题：“气溶胶是否真的很可怕？为什么？”启发学生深入思考，可将这一问题分解为两个不同层次的子问题开展探究，分别是：①气溶胶是什么？②气溶胶粒子能“跑”多快？围绕两个子问题，可分别再设定探究话题，如：基于“气溶胶是什么”这一子问题，可以列出生活中常见的一些物质和现象，请学生找出属于“气溶胶”的实例。以日常生活中常见物质为例，引导学生学会建立所学知识与周边事物的联系。同时，运用对比、演绎等方法，启发学生主动发现相似概念之间的异同点，逐步形成对“气溶胶”本质特点、形成方式等的认识。

此外，基于问题探究教学模式，在解决第一个子问题的基础上，进一步探讨第二个问题，如：“已知物质世界是永恒运动的，那么无风情况下初速为零的气溶胶中的病毒粒子如何运动？能‘跑’多快？”从而自然过渡到下一个环节：“探究胶体粒子的Brown运动”。通过问题的逐一解决，有利于学生构建层层递进的知识框架，更有利于培养学生发现问题的能力，激发其对知识的探究兴趣。

3.3 构建新知

这一环节首先通过追溯“Brown运动”理论的发展史，引导学生掌握科学认知的一般规律：任何一门知识或技能的发展总是前进性与曲折性相统一的，在探索的过程中，需要认真总结前人的经验并积极开展科学探究，才能不断提升认知水平、完善认知体系。此外，也有助于学生了解科学家基于实验总结归纳得出新知识的一般方法，培养学生的科学思维和探究能力。

进一步，基于“Brown运动”本质的定性描述，设定问题，如：“Brown运动看起来复杂而无规则，但在一定条件下，粒子所移动的平均位移却具有一定数值。那么平均位移和哪些因素有关呢”，启发学生思考其中隐含的定量关系，从而进一步引出下一个知识点(Einstein-Brown运动公式)，有利于学生构建知识点之间的有效链接。

3.4 运用领悟

完成基本知识点的学习后，引导学生运用所学新知，共同破解“含有新冠病毒的气溶胶粒子凭借自身Brown运动到底能‘跑’多快？”这一问题。通过查阅文献资料，联系实际设立简化的病毒气溶胶模型，提出问题，以增强学生运用所学知识解决实际问题的能力。如：“298 K下，空气粘度为1.86×10-6Pas，假设气溶胶中粒子仅为对称球形的COVID-19 病毒微粒，半径约在25～100 nm之间。试计算，由于Brown运动：在1 s时间内，病毒沿x轴方向的最大平均位移为多少？”[7-9]将数据代入Einstein-Brown 运动方程即可得：在1s时间内，病毒沿x轴方向的最大平均位移约为0.097 mm。学生们通过计算，可以从理论上认识到：仅依靠粒子自身的Brown运动时，病毒粒子的运动速度并不“快”。基于此，进一步引导学生思考并讨论：“实际环境中，除了粒子自身的Brown运动外，打喷嚏时的初速度、空气对流、温湿度等将会对粒子的实际运动产生何影响？其中哪一因素在病毒气溶胶的传播中起到了主导作用？”。以此作为学生开展课外自主探究学习的课题，既培养了学生的探究能力和科学素养，也为后续学习溶胶的另外两个动力学性质(扩散、沉降)做好铺引。

通过建立理论知识与解决实际问题之间的联系，不仅有利于学生加深对知识点的理解、实现课内与课外的统一，更有利于学生收获“以学致用”的良好学习体验，增强其分析问题和解决问题的能力。

3.5 总结延伸

在“微课”的最后环节，首先引导学生归纳回顾知识点，并结合研究背景提出新问题：“在一些易产生气溶胶的场合，如何做好科学的防护？”，使学生结合所学知识理解各类防护措施的意义。随后，通过回顾疫情期间祖国上下众志成城齐心抗疫所取得的成果，增强民族自豪感和爱国热情的同时，也激发学生努力求学以强国的斗志。同时，通过启发学生对疫情期间“网络谣言”、“科学素养匮乏”等现象的思考，增强学生的专业认同感、激发学生对科学知识的求知欲，在日后学习中，学生们也将更注重对自身科学素养、质疑精神、探究能力等的培养。最后，通过智慧教学平台进一步延伸与学生的探讨互动，促进整个“微课”教学效果的不断完善提升。

上述教学过程紧扣“Brown运动”这一知识点，基于本次疫情创设背景，结合学生的认知发展规律，采用了问题启发等教学方式，不仅完成了知识技能等相关教学目标的落实，也在不占用课堂教学的前提下，在较短的时间内有效地发挥出物理化学课程思政的育人作用。

4 结 语

教师是人类灵魂的工程师，是人类文明的传承者，承载着传播知识、传播思想、传播真理，塑造灵魂、塑造生命、塑造新人的时代重任[10]。在物理化学“微课”中融入课程思政教学，是在物理化学中开展课程思政教育的有力工具，教师需要紧扣主题深入挖掘知识点背后的思政元素，并灵活运用适用于在线教学的各类方法，创造性地运用互联网技术，巧妙地将专业知识的教学与思政育人过程协同融合，才能全面培养出有理想、有道德、有文化、有纪律的社会主义接班人。