物理化学课程融入思政教育的探索与实践*
2023-01-15韦秀华韩华博张银堂
韦秀华,韩华博,董 辉,张银堂
(河南省生物分子识别与传感重点实验室,河南省化学生物传感与重大疾病早期诊断国际联合实验室,商丘师范学院化学化工学院,河南 商丘 476000)
高校作为人才培养的主阵地,育人之本,在于立德铸魂,要坚持把立德树人作为根本任务,全力培养德智体美劳全面发展的能够担当民族复兴大任的时代新人。2016年12月,习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调,要用好课堂教学这个主渠道,思想政治理论课要坚持在改进中加强,提升思想政治教育亲和力和针对性,满足学生成长发展需求和期待,其他各门课都要守好一段渠、种好责任田,使各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应[1]。因此,新时代中国高校面临的重要任务之一是将立德树人贯彻到课堂教学的全过程、全方位、全员之中,推动思政课程与课程思政协同前行,构筑育人新格局[2]。
物理化学课程作为商丘师范学院化学化工学院化学、材料科学、新能源科学、化工制药等专业的专业基础课程,富含思政元素,和其它专业课程一样,都是育人的主阵地。在物理化学课堂上把握住思政教育的内涵,将思政元素落实在教学的相关环节,将价值引领、能力培养和知识传授有机融合,持续改进,对充分发挥课程的育人功能,与思想政治理论课相向而行,形成协同效应是十分必要的。
从文献调研的情况看,在物理化学教学中融入思政元素的探索工作也是在近几年才展开的[3-7],还有许多工作需要去做。本文以教育部发布的《高等学校课程思政建设指导纲要》为指导[8],对物理化学教学内容进行了深入分析和挖掘,能够融入的思政教育属性主要涵盖科研精神、爱国主义情怀、环保意识等五个方面,并举例说明如何在知识传授的同时渗透思政教育。
1 将思政教育内容融入教学大纲
课程教学大纲是一门课程的纲领性文件,它以纲要的形式规定了课程的教学目的与任务、教学内容的范围及深度、教学进度和教学法的基本要求。它是教学工作的主要依据,也是检查学生学业成绩和评估教师教学质量的重要准则。因此,“课程思政”改革的首要任务就是制定融入“课程思政”新的教学理念的教学大纲。
制定新教学大纲时,教师团队要根据物理化学课程特点,在满足专业知识和能力培养目标的基础上,深入挖掘课程蕴含的思政教育资源,凝练课程立德树人的教育目标。力求做到在传授知识的同时,渗透辩证唯物主义和社会主义核心价值观等相关思政教育内容,培养学生正确的世界观、人生观、价值观和相关职业道德,形成新时代条件下思政版的物理化学教学大纲。
2 充分挖掘教学内容中的思政元素
2.1 通过科学家正能量的事迹培养学生不畏权威的批判精神
质疑精神与批判精神的培养是创新的必然要求,教师在平时的教学过程中应有意识地帮助学生养成敢于质疑权威、勇于批判错误的良好习惯。通过讲述学科知识背后的相关故事,培养学生不畏权威大胆质疑的科学精神。例如,学习理想气体的热力学能和焓时,可以介绍焦耳和盖·吕萨克的科学研究故事。英国杰出的物理学家焦耳用了近40年的时间,不懈地钻研和测定热功当量,焦耳的热功当量实验结果完全否定了当时统治了一百多年的“热质说”。当时一些大科学家都表示怀疑和不信任,但焦耳以百折不挠的精神,终于使自己的科研成果获得了科学界的公认。盖·吕萨克是法国著名的化学家与物理学家。其导师贝托雷与化学家普鲁斯特对定比定律有较大的学术分歧,贝托雷让盖·吕萨克以实验事实来证明自己的观点,给对方以驳斥。然而,盖·吕萨克经过反复的实验,所记录到的事实都证明其导师的观点是错误的。当时,他毫不犹豫地将这个结果如实地汇报给其导师。贝托雷对盖·吕萨克说:“我为您而感到自豪”。通过穿插这些与学科背景知识密切相关的故事,可以起到润物细无声的良好的思政教育效果。
2.2 通过采用适当教学策略培养学生批判性思维能力
在教学过程中培养学生批判精神和批判性思维的另一种有效途径是采用“批判性思维”教学法。在物理化学课堂教学过程中,实施批判性思维的教学方法能够有效地培养学生地批判性思维能力和思维倾向。批判性思维教学法的准确实施依赖于教师提出一系列与教学内容有差异的观点或提出开放式的问题,这种差异可以是完全不同也可以是有所不同。让学生通过比较、思辨、否定、肯定等思维过程,达到对教科书内容的深度理解,从而激发学生学习的兴趣和动力,培养学生的质疑和批判精神。例如,在学习偏摩尔量的定义时,为了加深学生对这一定义深度全面的理解,教师可以设置结构非结构化的开放式问题“在等温等压条件下,向50 ml 乙醇的水溶液中加入1 mol的纯乙醇时所引起的系统体积的变化就是乙醇的偏摩尔体积,这种说法对吗?”学生需要将这种说法与偏摩尔量的定义进行比较、思辨、否定或肯定等思维过程,才能判断这种说法是否正确,从而加深了对偏摩尔量的理解。再比如,在学习水的相图时,在标准压力下,水的冰点是273.15 K,水的三相点是273.16 K,取值非常接近,教师可以提出问题“水的三相点就是冰点吗?并说明理由。”
批判性思维是一种难度很高,思维强度比较大的思维方式,教师可以组织学生分小组讨论,让每位学生各抒己见表达对这一问题的看法。通过思想碰撞、互相启发,从而共同得出一个小组的最优结论,并将小组的最优结论及讨论过程向全班同学分享和展示。小组成员在听取别人的见解时,对某个结论的形成逻辑进行分析评估,提出自己不同的认识,这个过程就是在进行批判性思维,能够有效地培养学生地批判性思维能力和思维意识。
2.3 通过科学家正能量的事迹培养培养学生的爱国主义情怀
大学生是担当民族复兴大任的时代新人,是爱国主义教育的重点目标群体。高校教师在专业课教学过程中,应该充分挖掘与专业知识密切相关的科学家科研背后有教育意义的史实故事,解析其蕴含的精神实质,使学生崇尚科学精神,树立正确的价值导向,获得爱国启发。例如,在学习水的相图时,介绍中国物理化学的奠基人之一黄子卿的生平故事,因为他曾精确测定了热力学温标的基准点—水的三相点,并在溶液理论方面颇有建树。他曾有机会留在美国发展,可他放弃优厚待遇坚持回国,尽毕生精力从事科学研究和培育人才。再如,我国著名的物理化学家、无机化学家徐光宪被誉为“中国稀土之父”、“稀土界的袁隆平”,发现了稀土溶剂萃取体系具有“恒定混合萃取比”基本规律,在20世纪70年代建立了具有普适性的串级萃取理论。在学习利用三组分相图分析萃取过程时,可以介绍他在各个领域的突出科学贡献,从老一辈科学家钱学森、邓稼先,到钟扬、黄大年、南仁东等一大批新中国成立后成长起来的杰出科学家,他们都有着矢志不渝的爱国之心和报国之志。我们要学习科学家精神,就是要学习他们对真理孜孜不倦的追求,不畏挑战、勇攀高峰,更要学习他们不忘初心、牢记使命,忠于党忠于人民的爱国精神,淡泊名利、无私奉献的精神。
2.4 利用物理化学相关的原理培养学生的安全生产意识
近几年,我国化工企业经历了快速发展,化工园区内重大危险源高度集中,一旦发生火灾或泄漏会快速形成连锁反应,事故造成的人身伤害、财产损失以及环境破坏无法计量。近期企业安全生产事故接连发生,引发社会高度关注。化学化工类专业的大学生作为化工企业的主力军,其安全生产意识尤为重要,《物理化学》课程作为化学化工类专业学生的重要专业课,在学习过程中渗透课程思政是培养学生安全意识的重要途径之一。例如,在学习溶胶的电学性质时,介绍流动电势产生的原理之后,可以给学生提供一些油罐车车祸现场燃烧爆炸的触目惊心的图片或视频,启发学生根据所学原理结合实际解释说明:为什么油料运输过程中如果发生车祸往往会导致燃烧爆炸,采取什么样的措施可以大大降低此类事故发生的几率?经过小组讨论、教师总结得出结论:油料运输过程中在外力作用下(车祸碰撞),油料相对于运输管道快速相对流动就会产生流动电势,易产生火花引起燃爆,可采取的相应防护措施为将油罐接地或加入油溶性电解质,减小流动电势。在学习化学动力学部分支链反应历程时,通过化工生产中可燃气体爆炸的案例教学,使学生明白很多可燃气体在常温常压下都有一定的爆炸界限,为了避免爆炸事故的发生,在化工生产过程中常在反应器的适当位置安装有压力表和警报器等设备,使用这些气体时应时刻监测可燃气体浓度,注意警报设备的状态,以保证在安全条件下进行生产。通过这一思政教育,可以让学生意识到实际生产实践中的安全事故往往会造成惨重的人员伤亡和财产损失,明白运用所学专业知识可以避免或降低事故的发生,从而培养学生的安全生产意识,激发学习热情,提升保护人民生命和财产安全的责任感。
2.5 利用物理化学相关的原理培养学生的环保意识
近年来,我国生态环境虽然取得了明显改善,但是生态环境保护面临的形势依然严峻复杂,雾霾天气多发、城市河道水体黑臭、“垃圾围城”、土壤污染等问题突出。面向未来一段时期的生态环境保护要求,党的十九大提出,到2035年生态环境根本好转,美丽中国目标基本实现。当前,中国进入新时代中国特色社会主义建设时期,生态环境保护既面临难得的历史机遇,也面临更加突出的挑战。大学生是中国社会未来的建设者和接班人,在日常学习过程中对其进行生态文明观念的教育和培养意义非常重大。例如,在学习大气溶胶对光的散射作用时,可以提供有霾天气的图片或视频,并引导学生根据本节所学知识(大气对太阳光的散射特点)分析:为什么大气污染严重时,看不到蓝天?组织学生讨论并得出结论:因为天空中的霾(污染物吸附凝结而成的颗粒物,比如常说的PM2.5)对太阳光产生了米氏散射,对不同波长的光的散射强度差别不太大,天空呈灰白色;当空气质量良好时,大气中的小分子或小颗粒对太阳光产生了瑞利散射,对短波长的光散射强度大,所以天空呈现蔚蓝色。还可以进一步介绍空气中的霾对人类健康的危害,以培养学生的环境保护意识,树立“金山银山不如绿水青山”的绿色生态发展理念。
2.6 培养学生的辩证唯物主义世界观
辩证唯物主义是由辩证的唯物论和唯物的辩证法、辩证唯物主义认识论三部分构成,《物理化学》课程中许多理论和经验定律都体现了辩证唯物主义思想。教师在教学过程中,要有计划、有目的地渗透辩证唯物主义思想的教育,提高学生的哲学意识及辩证唯物主义思想水平,有助于辩证唯物主义世界观的形成和辩证思维能力的培养。例如,化学平衡与反应速率体现了对立统一的辩证关系,对于放热反应(如合成氨反应),升高反应温度可以提高反应速率,但是同时会降低平衡转化率。所以在工业生产过程中,必须全面考虑问题,衡量各种利弊,从而选取合适的反应温度。再比如,双电层结构模型,起初是由Helmholtz提出的平板式模型,然后Gouy和Chapman修正了平板式模型提出扩散双电层模型,后来依次经历了Stern模型、BDM理论的发展和补充才有了目前的理论模型,但是尚未达到尽善尽美的程度,仍需要不断地充实和补充,整个发展过程体现了否定之否定的辩证法。第八章学习的强电解质溶液理论,Debye(德拜)和Hückel(休克尔)于1923年提出了强电解质溶液理论,他们认为强电解质在低浓度溶液中完全解离,离子之间存在静电引力,此理论也称为离子互吸理论,并导出了离子平均活度因子的计算公式,Davies(戴维斯)通过增加一些调节参数,进一步改进了Debye-Hückel 公式,Meyer(迈耶)和Poisier(泊西亚)曾改进Debye的计算方法,采用严格的统计力学理论来处理离子之间的相互作用,这些对强电解质溶液理论的改进完善过程就体现了否定之否定的辩证法。
3 结 语
本文对在物理化学教学过程中如何准确把握思政映射与融入点、以社会主义核心价值观为灵魂和主线引导学生树立正确的人生观、价值观、世界观进行了初步探索,可以看出,物理化学教学内容体系自身及其发展过程蕴含着丰富的思政元素。通过对课程进行整体规划,做好课程的顶层设计,可以实现专业课教学与思政教育同向同行,互相促进,实现“立德树人”的根本任务。