《物理化学》课程思政资源和元素的挖掘

翟岩亮，牛瑞霞，李杰，王欢，王俊

（东北石油大学 化学化工学院，黑龙江 大庆）

一 引言

《物理化学》是一门从化学现象与物理现象之间的相互联系入手，研究化学变化基本规律的学科，是一门开设广泛的理工科专业基础课程。该课程是化工、材料、纺织、制药、环境、冶金、石油工程、自动化等专业必修的专业基础课。《物理化学》课程教学过程融入思政元素存在以下难点：（1）《物理化学》作为一门专业基础课程，具有理论性强、内容抽象等特点，课程较为死板，思政元素与教学内容的契合较为生硬、孤立，对学生感染力不足[1]；（2）课时有限，知识点多，较难深度展开课程思政；（3）《物理化学》课程教师一般是理工科专业出身，思政理论储备不足；（4）理工类专业学生对思政教育存在抵触心理，学习动机不强，效果欠佳[2]。本教学团队针对上述问题，结合《物理化学》课程特点，积极挖掘《物理化学》课程所蕴含的思政资源和元素，并探索将其隐形融入课程教学中的方法，对提升学习动力、促进自主学习、提高思政教育质量提供帮助。

二 《物理化学》课程思政资源元素的挖掘

（一） 传统文化类

在讲到《热力学第二定律》的自发过程章节时，可以联系到早在1200 多年前，唐朝诗人李白已经发现了什么是自发过程，有诗《将进酒》为证：“黄河之水天上来，奔流到海不复回。”李白发现水可以从高处自动流向低处，这就是一个自发过程。可惜的是，李白并没有将这一自发过程和自然界中其他的自发过程结合起来，总结成一套系统的理论，而德国物理学家克劳修斯将这些自然现象总结成为一条定律——热力学第二定律。通过这一案例教育学生，不仅要善于观察发现一些现象的表象，还要善于透过表象看本质，归纳总结规律，学会将唯物辩证法的方法论运用到科学研究中，这样科学技术才能不断创新和进步。又如在表面现象这一章，讲授“荷叶由于表面层分子特殊的疏水结构导致水不会润湿荷叶，而是在荷叶表面形成水珠滑落”的知识点时，可以联系到《爱莲说》中的“予独爱莲之出淤泥而不染，濯清涟而不妖”，在潜移默化中让学生受到古人高尚情操的熏陶，弘扬中华民族优秀传统文化[3]。

（二） 职业道德类

在传授专业知识的同时，融入职业道德和职业安全教育，促进学生职业伦理道德和职业安全意识的形成。比如在讲到表面现象这一章时，可以找一些面粉厂爆炸的视频案例向学生们介绍“面粉也会爆炸，这是由于当固体或液体高度分散时，表面能相当巨大，面粉粉尘表面能过高，处于极不稳定状态，遇到火源、震动、摩擦等就会爆炸”的知识点。通过这个案例一方面可以生动形象地向同学们介绍微小颗粒具有巨大表面能这一知识点，给予同学们非常直观的视觉冲击，提升同学们听课的兴趣。另一方面，还可以通过这一案例向同学们强调未来到企业工作要高度重视安全，向同学们科普化工厂需要注意的基本安全常识、职业操守和职业道德，培养学生形成职业道德和安全意识，避免因安全教育不足而出现安全事故。

（三） 名师大家类

在相平衡这一章中，可以为同学们介绍水的三相点的测定者黄子卿院士的事迹。黄子卿院士是我国物理化学奠基人之一，他精确测定了水的三相点，并被确定为国际实用温标（IPTS-1948）基准点之一。在此之前，采用的是水的冰点作为热力学温标的基准点，然而水的冰点受到大气压力的大小以及空气在水中的溶解度等因素的影响，其稳定性和重现性不如水的三相点。黄子卿院士在测定水的三相点过程中做到了当时实验条件下最精确的程度，采用纯度极高的水样和实验器皿以去除杂质干扰，采用当时最精确的测温手段并加以校正，以及精确计算水样中少量杂质带来的凝固点降低等影响，最终测得水的三相点为0.00980±0.00005℃。此后各国其他学者对水的三相点作了反复测定，与黄子卿测定的结果误差小于±0.0002℃，被全世界共同认可[4]。呼吁同学们学习黄子卿院士严谨的科学态度，培养学生对待学术和科研端正的科学精神，形成良好的学术风气。

我国著名的物理化学家虞宏正教授，曾任中国科学院西北农业生物研究所第一任所长[5]。1904～1916 年他辗转在广州、南京、上海读书，时值列强入侵、军阀混战、民不聊生，他立志发奋图强，通过提高科学、教育来拯救国家和民族。1937 年7月7 日卢沟桥事变，日本发动全面侵华战争，当时虞宏正教授正在英国伦敦大学进修，强烈的爱国心驱使他放弃在英国继续深造的机会，毅然于1937 年10 月远渡重洋回国，出任西安联合大学教授。虞宏正教授对物理化学与胶体化学造诣很深，他成功地将物理化学知识应用到土壤学，创建了一门新的学科“土壤热力学”。1954 年，虞宏正教授受命组建了中国科学院西北农业生物研究所。他还不顾年迈体弱，亲自带队赴陕北实地考察水土保持工作，注重科学研究与生产实践相结合。提倡学生学习虞宏正教授的不畏困难、艰苦奋斗的精神和爱国主义情怀，学习虞宏正教授的在交叉学科方面的创新精神，结合生产实际的需要，将自己所学应用到其他学科领域进行学科交叉，做出重大的创新和突破。

讲临界参数和超导章节的知识点时，可以引申到黄大年教授的案例。黄大年教授是国际知名的战略科学家。为了掌握全球最先进的航空地球物理领域技术，1992 年，黄大年被国家公派去英国利兹大学攻读博士学位，并以专业第一名的成绩获得地球物理学博士学位。由于工作需要，1997 年他加入了英国国籍。2009 年，尽管英国为了留住黄大年，给黄大年提供了优渥的工作条件和福利待遇，但是为了实现民族复兴、加速祖国现代化建设，黄大年毅然放弃了英国提供的条件，回到祖国的吉林大学当了一名全职教授。此后，黄大年带领团队，在超导、高精密机械和电子、纳米和微电机、冷原子干涉、光纤等领域实现了多项关键技术重大突破。黄大年教授把祖国富强、民族振兴作为自己的责任和追求，真正实现了科技报国，为我国科技进步做了重要贡献，他的这种爱国主义的家国情怀、勇攀高峰的科学精神、值得所有同学学习。引导学生向科学家黄大年学习，树立正确的世界观、人生观、价值观，让这种思政教育无形地穿插在教学过程当中。

再如，在学习气体的状态方程时，可以向同学们介绍著名荷兰物理学家范德华的生平事迹[6]。范德华出生于普通的工人阶级家庭，因家境贫困，几次中断学业，但他凭着顽强的毅力，坚持完成学业，36 岁时终于取得博士学位，并提出了著名的范德华方程，后来因此获得诺贝尔物理学奖[7]。呼吁学生学习范德华对知识的渴求、对科研的执着精神，告诉同学们兴趣是最好的老师，选择自己感兴趣的研究方向作为梦想追求，这样的梦想才更加坚定，才不会遇到挫折就轻易放弃。

（四） 时事热点类

在讲到《热力学第二定律》的卡诺循环章节，介绍热机和蒸汽火车的工作原理时，可以自然地引申到高铁，为同学们简单介绍高铁的工作原理和我国高铁发展的成就：中国的高速铁路是全世界运营里程最长、技术最全面、运行速度最高的国家，其中高寒地区通车等技术已经处于世界领先地位，让学生切身感受到我国的科技水平和综合国力的飞速提升，增强学生的民族自豪感和自信心[8]。

在讲到表面现象的胶体章节时，对于雾和霾属于气溶胶这一知识点，可以结合近年来全国各地冬季频出非常恶劣的雾霾天气这一现象。在讲解胶体相关知识点的同时，结合近年来一些城市出现雾霾现象以及雾霾形成的原因等图片、视频进行讲解，让学生直观地感受到全球环境气候的变化，以及其对我们人类自身健康等方面的影响，形成“金山银山不如绿水青山”的环保观。

再如，在讲解可逆电池时，很自然地拓展到太阳能电池和光催化作用。让学生了解传统的化石能源的开发和利用不仅会创造新材料和改善人类生活，还会消耗能源并导致环境污染。所以在利用化石能源的同时，要呼吁同学们注重保护环境、减少污染排放，发展绿色清洁生产工艺和技术，开发清洁能源。光催化技术就是一种利用清洁能源太阳能转化为电能或其他形式可被人类利用能量的技术。付贤智院士是国内最早从事光催化研究的，被誉为“中国光催化之父”。付贤智院士怀着一颗爱国之心，曾放弃了美国先进的科研条件和丰厚的薪资待遇，回到祖国，并把美国先进的光催化技术带回了中国，开辟了我国光催化这一全新的研究领域。经过多年努力，付贤智院士的团队成功将光催化技术应用于电力运输、废水治理、空气净化等领域，并取得了多项重要的科技成果，该团队研发的多种产品达到国际领先水平，给国民的生活带来许多便利，同时也为我国的清洁能源和环保事业做出了巨大贡献。

（五） 行业精神类

东北石油大学坐落于“油城”大庆，是一所石油行业特色高校，其60 多年的发展历程深受以“大庆精神”“铁人精神”为核心的石油精神的影响和熏陶。在讲到表面现象中表面活性剂的应用时，可以联系到现今油田常用的三元复合驱采油技术，其中表面活性剂是三元复合驱油剂中最重要的“一元”。早在20 世纪90 年代，大庆油田已经进入高含水期，亟需三元复合驱技术提高原油采收率。而当时国内在这方面技术空白，三元复合驱中最关键的一种成分磺酸盐ORS-41 表面活性剂只能从国外进口，价格相当昂贵，约两万元一吨。大庆油田首席技术专家伍晓林1994 年来到大庆油田，在当时没有参考资料、没有生产原料、没有仪器设备的一穷二白的条件下，凭着“没有条件创造条件也要上”的“铁人精神”和“爱国、创业、求实、奉献”的“大庆精神”一心扑到驱油表面活性剂的科研攻关上，实验过程无比艰辛，几百公斤的天然油砂需要一锤一锤地砸、一袋一袋地洗、一点一点地填，一个驱替实验通常需要做几个月，伍晓林和他的科研团队经常吃住都在实验室，放弃了晚上和节假日的休息时间，昼夜轮流值班取样、观察和分析。伍晓林和他的科研团队十年如一日，经过了几万次试验，2006 年终于实现了我国自主知识产权的驱油磺酸盐表面活性剂工业化生产，提高大庆油田原油采收率20%左右，且相比于进口表面活性剂价格降低了一半，带来了巨大的经济效益，为我国的石油工业和能源安全做出了巨大贡献。引导同学们学习伍晓林等老一辈石油人的“苦干实干”“三老四严”等精神，继承和弘扬“大庆精神”“铁人精神”[9]。同时，为同学们介绍国内外石油行业的最新形势以及国家能源安全面临的挑战，让同学们意识到现阶段石油行业面临的机遇与挑战，以石油精神刻苦学习专业知识，艰苦奋斗，将来为国家能源事业多做贡献。

三 结语

进一步推进专业课程的思政教育、在专业课程中融于思政元素极为必要且迫切，具有重要意义。本文以《物理化学》课程为例，介绍深入挖掘高等院校专业课程中的思政资源的方法。现阶段，所有高校专业课教师应深度挖掘思政元素，将思政元素有形无形地融入到专业课程的教学大纲和教学设计中，花更多精力筹备与设计教学环节，于有形和无形当中更好地对学生进行思政教育，实现“三全育人”的目标。