课程思政融入食品专业物理化学课程教学的探索

马利娜，毕韬韬，张国强，郑华艳，喻仕瑞*

（1.茅台学院 食品科学与工程系，贵州 仁怀 564507；2.贵州省保健酒酿造工程研究中心，贵州 仁怀 564507）

物理化学课程是以数学、物理学和化学为基础的一门交叉性理论学科，是通过分析化学与物理现象的之间的关联性，借助数学、物理学等基础科学的理论及其提供的实验和演绎推断方法，来探求化学变化中最具普遍性的基本规律的一门学科[1-2]，是传统四大化学之一。该课程是衔接化学基础与化工、制药、生物和食品等专业的重要桥梁。

课程中包含的主要内容有热力学、统计热力学、电化学、动力学、量子化学、胶体化学和界面现象等[3]，内容较多且难度较大，传统授课方式通常是以公式推导+习题练习的方式完成，注重的是知识点的传授和积累，忽视了思想上育人，忽视了学生兴趣的激发和培养，往往造成课堂气氛沉闷，学生不主动接受知识灌输，学生的兴趣较低并且关注度较低，导致理论课课堂的教学效果不如人意[4]。因此很有必要提升育人意识，在专业教学中升华思想和精神，寻求知识传授与世界观、价值观引领的融合道路。综上所述，对传统传统教学模式的改进势在必行。

一 物理化学课堂引入课程思政的必要性

一方面，随着现在各种外来思想和文化的入侵，大学生正处于思想转变期，这更需要加强原有的文化理念。另外，作为教师，“师者，所以传道受业解惑也”教师不仅仅只是简单地传授知识点和考试方法，更重要的是培养学生健全的人格、良好的人文科学素质，富有积极向上的人生态度和科学探索精神。课堂教学是课堂内容最直接的表现形式。因此，物理化学的课堂不仅需要尽可能将相关内容的科研成果和生活中实践内容与物理化学的基本原理相结合，对知识点进行解释和拓展，还需要将“课堂思政”有机地融入到课程教学中去。

这也就对老师提出了更高的要求，不仅需要扎实的专业基础，还需要不断提升自我修养，关注社会新闻，挖掘社会和自然现象的思想政治教育元素，实现思政元素与课程知识的传播及能力培养的有机结合，从而引领学生养成正确的三观，以及严谨、踏实和实事求是的科学素养。

二 物理化学课程思政探索

自全国高校思想政治工作会议以来，为了使得课程思政教育和教学内容进行较好的融合，茅台学院坚持在整个授课过程中，教师首先要对课程内容深刻理解和把握，充分挖掘其中所蕴含的思政元素，并进行适当的拓展，结合生活实践、社会热点，丰富教学内容，才能有效地提升学生的学习兴趣。因此将从三个方面有序推进物理化学课程思政建设。

（一）加强思想政治教育在教学目标中的体现

物理化学课程开设的专业较多，大多数的教学目标主要是以学生掌握物理化学的基本原理和公式使用能力为主要目标，在思政育人方面的目标不够突出。随着这门课程处于专业基础课的重要性日益凸显，且物理化学课程中蕴含着丰富的思政元素，这将有利于培养学生的价值观、人生观、科学观。为此，将物理化学课程的思想政治教育目标重新提上日程，充分调动老师们共同寻找和挖掘课程中所包含的思政元素积极性，并对课程思政内容融入点进行充分地探讨，以达到课程思政的目标。

（二）教学内容的优化及思政教学改革的实施

为确定教学的主要内容和教学重点，首先应从专业角度组织修订课程教学大纲，结合学生专业发展的知识需求、能力培养目标、情感和价值观三方面。统计并比较了国内几所大学的物理化学课程理论教学内容及学时分配情况，发现不同学校依据不同专业对本科生培养重点有所不同，该课程教学计划也存在一定的差异性，如大多数高校化学化工类专业的物理化学课程大纲中胶体化学和界面现象两个章节不在教学大纲范围之内。但是本课程是基于食品专业，从食品专业的知识需求来说，这两个章节的学习有助于后续专业课的学习，所以在制定大纲时将立足于“培养什么人、怎样培养、为谁培养”的理念，在原有的知识目标、能力目标之外侧重价值目标的调整，充分发挥本专业的优势特色[5]。

另外，从以往的教学中可以看出，注重的是知识的传授，但是在培养学生实践、创新方面的思想觉悟并不高，学生无法体会到老一辈的科学家是如何考虑到国家的安全、国家的发展、民族的复兴，以及在一穷二白的情况下是如何做出巨大的牺牲，如何攻坚克难地进行科研。这也就为教学提出一个更高的要求，要求从育人的角度全方位地对学生进行教育，所以在完成基本的知识点的教学之外，还需要找准育人的资源，挖掘其中蕴含的爱国主义情怀、工匠精神和社会主义核心价值观等，从而引导学生在思想上有更大的提升。同时，为今后将该课程打造成“金课”，根据国家对“金课”课程“高阶性、创新性、创新性”的三大要求，将对课程内容进行一系列的优化。

1 提升教学目标，精炼教学重点

物理化学是继高数、无机及分析化学、有机化学和大学物理之后，且是后续专业课，如食品工艺、食品保藏的重要基础课，基于食品专业课课程内容需求，将教学重点向后面章节倾斜。将教学内容设置为热力学、电化学、动力学（一）、胶体化学和界面现象，将前面的章节内容做了适量的“减法”，并且提高胶体化学和界面现象两部分的课时数，凝练教学大纲，提炼关键知识点，为食品专业学生学习后续专业课提供理论支持，同时为学生留出足够空间去自主探索和思考。

2 虚拟仿真实验结合实际实验操作

在课时有限的情况下，有些实验内容可以通过“虚拟仿真实验”来解决；同时“虚拟仿真实验”也可在学生预习实验时使用，通过实验课前仿真实验的预习，让学生对实验中涉及到的知识点、设备结构和操作过程有充分了解，便于学生在后续实际操作的实验过程有更多的时间用于思考、实验操作优化及数据处理。

3 思想政治元素与课程的结合

课程思政首先要结合食品专业的培养目标，将培养目标中的育人目标有机地融入物理化学课程中，通过课程能够帮助同学们树立正确的科学观；其次通过课程中科学家发现相关公式定理及推动整个知识体系的建立过程，让学生了解到其中所必备的一些知识和能力，引导学生对所学知识进行大胆的质疑和独立思考；再次通过对平时生活生产中的实践经历对应于相关的物理化学理论知识，引导学生对所学知识的认识能够从抽象到具体，从而让学生系统地掌握科学的分析和解决问题的方法，培养科学精神和提高科学素养；最后通过细化教案，将每次课程内容中涉及到的思政元素都尽可能地发掘，并且在教学过程中不断地优化，最终选择一部分作为思政的典型案例。

随着社会和科技的发展，人们的生活方式发生了很大的变化，物理化学课程中的知识原理在日常生活中的体现也日益凸显[6-7]，这为物理化学课程中融入思政元素提供了丰富的融入点，结合本课程教学内容，可以通过以下几个结合点，来完成食品专业学生的思想政治教育。

1）基本理论的提出及发展挖掘课程思政元素。热力学pVT状态方程是热力学发展的重要基础。1834年由法国科学家克拉伯龙在玻义耳-马略特定律、查理定律和盖-吕萨克定律等定律的基础上提出理想气体状态方程并在当时一度盛行，直到1873年，物理教师范德华通过实验发现氧气通过加压后变为液氧后，此时气体所表现出的结果和方程计算的结果不一至。于是1873年6月14日，范德华在其博士论文《论气态与液态之连续性》中提出两个前所未有的理论：一是传统状态方程在高压下失效的真正原因是其没有考虑气体分子之间的吸引力；二是创造性地导出能应用于高压气体下的状态方程。范德华方程式对理想气体状态方程的一种改进，推动了描述宏观物理性状态方程的发展[8]。后人在此基础上提出更多的改进方法，如PR、SPR等，让状态方程能够更加确切地描述真实气体。另一方面，在众多的状态方程中有我国的侯虞钧与J.J.Martin共同提出气体状态方程（后被称为马丁－侯方程），该方程同时适用于液相及固相，成为一个统一的状态方程式，已被有效地用于实际生产的设计和研究中[9]。

通过类似这样的例子，让学生懂得实践出真知，要勇于实践，敢于创新，引导学生深刻领会到我国老一辈科学家们所体现的勇攀科学高峰的科研精神，增强同学们的爱国精神和民族自豪感，进一步激发同学们努力学习、报效祖国的决心。

2）基本理论在实践中应用的思政元素挖掘。物理化学课程本身就是来自于生活、来自于实践，并通过大量实验总结并抽象得出的理论，这就是说物理化学其中的理论既来自于实践，也最终要回到实践应用中去。所以在物理化学课程的学习过程中通过生活和生产实践过程的实例，让学生能够从理论高度去分析看待这些现象。以稀溶液依数性其中的凝固点下降这一知识点为例。

溶液的凝固点基本理论，即相对于纯溶剂的凝固点发生下降，其下降程度与所添加的溶质分子无关。这一基本理论，关键有两点：①纯溶剂中加入溶质后发生凝固点下降（此处的凝固点是指溶剂的凝固点）；②凝固点下降的多少和溶质分子无关，当然这点的前提是指对于非电解质溶液，如果针对电解质溶液则需要加相应的矫正系数。

这一理论在生活实践中的实例比较典型的有：①冬季在结冰的道路上撒融雪盐，通过这一生活实践可以知道，道路上撒盐可以降低凝固点，让冰雪融化，从而减少路面湿滑现象降低交通事故发生的可能性；另外，通过这一实践过程也能引发一系列的思考，如撒盐的多少对降低凝固点的程度是成什么关系？是否撒盐越多就会凝固点更低？通常我们常说的盐是指氯化钠，但是从化学角度来说，盐的种类非常多，那融雪盐是由什么成分组成？我们在选择融雪盐的时候需要考虑什么因素？等等一系列问题可以激发学生对实践过程中暗藏的基本原理去探究和对知识掌握的渴望。②汽车在驾驶过程中需要使用水来作为冷却剂，但是对于中国大部分地区冬季气温都有可能低于零度，很显然低于零度后必然导致水结冰，为了使得使用过程中不至于结冰需要加入防冻剂，那这里的防冻剂是能使得水在零度不结冰，可以降低其凝固点。同样对于这一实践过程也能想到，国内从南至北冬季最低气温可以从零上低到零下58℃，在这么广泛的温度，是否所用的防冻剂都是同一种？防冻剂降低凝固点的基本原理是什么？以及如何选用合适的防冻剂？等等类似的问题。

除了在生活实践中的例子，为了让相关理论在实践过程中的应用更加广泛，可以找到一些相关理论在科研方面的实践实例来丰富理论的实践应用。比如分子量的测定及物质的纯度检测等方面。这些实例都可以看出物理化学并非是枯燥无味的，这其中很多基本原理都是来自于对大自然现象的总结和归纳，而物理化学中的公式也都是将这些基本理论采用数学语言的方式进行表达，所以这样对学生的数学的掌握程度有更高的要求，不仅仅懂得数学的推导，更重要的是理解这其中的物理含义。

4 结合食品相关科研进展，增设与物理化学有关的知识点的前沿讲座

通过这一环节可以充分发挥教学的科研优势，可根据课程内容邀请校内外相关专业的知名学者，围绕物理化学和食品专业的前沿基础研究和应用基础研究开设讲座，让科研推动教学，拓展教学的广度和深度。例如在食品加工工艺中，萃取是较为常用的工艺方法，这其中所涉及到的物化知识就涉及到了相平衡、化学势等相关知识点，在现阶段较为新的工业应用超临界萃取技术还会涉及到物质的超临界性质等相关知识点，通过以科普专题或学术报告的形式，提升学生对物理化学课程的兴趣，激发学生学习的热情和探索的动力，为学生今后创新实践打下良好的理论知识基础。

三 教学方法多元化

无论课程内容如何设置，都会涉及到一个比较关键的问题，就是如何采用适合的教学方法达到教学和思政育人目标。这就要求充分考虑教学的对象、教学的内容及现阶段可以获得的教学平台和资源。并且，随着学校资源和平台的建设，教学方法也会逐步丰富起来。物理化学课程在教学方法多元化方面的改革主要体现在如下内容。

1）传统教学方法的适当调整。为改善物理化学课堂气氛沉闷，学生不主动接受知识灌输，学生的兴趣较低、关注度较低的现状，通过对课堂内容分析可以发现，这主要是因为在教学过程中，公式较多，推导过程较为冗长，例题较少，且有些情况下例题缺少关联性，并且在课堂互动中没有引起学生的深入思考和共鸣，这样的情况下基于食品类专业的培养目标及本课程的改革重点，需要改变教学方法来将学生的兴趣激发出来产生共鸣，以便于接受新的知识。

具体的改革体现：采用案例“问题式”的启发教学及建立讨论组实现“参与式”教学方法辅助让学生融入到课堂中来。为提升该方法的使用效果，需要将多案例进行优化筛选，一方面需要所选案例具有典型性，还需要所选案例能通俗易懂，让学生先对知识点的应用情况有所了解，产生浓厚兴趣，再让学生了解其中所包含的理论知识，在掌握相关理论知识后还可再将应用面拓宽到更广阔的范围。因此，对于案例的筛选需要紧扣课程内容，与知识点的关联度要高；案例需要具有结合实际实践应用，通俗易懂，且具有一定的学术高度，这就要求物化教师要同食品专业课教师多多进行沟通和研讨；除此以外，对一些比较典型的案例可制作成小视频，便于案例教学的推广。这样真正做到由浅入深地开展教学。

在采用讨论组来实现“参与式”教学方法时需要考虑几个方面的内容。一方面是确定讨论的话题。通常来说，话题是来自于实践过程，学生们能对此话题有一定的认识，能产生一定的共鸣。另一方面是教师在话题讨论过程中，要注意时间的把握及讨论过程中的引导作用，通过教师的循循善诱，让学生逐步走向“自主、合作和探究式的学习”，充分激发学生学习的动力。此外，在小组讨论中还可以借助智慧教学辅助平台，让“参与式”教学方法不仅仅只在课堂中进行，还可以在平时进行，这不仅不会占用学生的休息时间，还能让学生逐步深化对理论知识的理解，并能在生活实践中发现其中涉及到的知识原理，从而实现“知行统一”。

2）智能教学辅助平台建设。随着网络和虚拟仿真技术的广泛应用，教学内容可以实现与智能技术的深度融合，智能教学的发展也可以让教师轻松在网络建立课程教学平台，将ppt、视频、图片和习题等相关课程资料都可以便捷地放入平台中，以便于学生的学习；无论学生是在网上学习还是做题，教师都可以方便地通过教师端口掌握学生的学习进展情况，如错误出在何处，及时地对学生的知识掌握情况进行把控，并能在课堂中对学生易错的知识点进行及时纠正。

除此以外，现在的通信技术较为发达，对于一些问题的讨论，学生可以通过QQ、微信等方式与老师联系，比较方便[10-11]。

四 结束语

为了深入贯彻习近平总书记关于思想政治教育的重要论述，紧紧围绕立德树人的根本任务，物理化学课程教学的课程思政改革势在必行；为提高学生对所学基本理论的学习兴趣，激发学生透过现象看本质以及利用基本理论指导实践的学习动力，利用实践实例引出该课程中的基本理论；为提升教师在教学过程中对学生知识点掌握情况，引入智慧课堂等网络教学辅助手段进行教学，实现师生互动更便捷高效，学生信息更及时反馈到教师，教师可根据学生的情况适当调整教学进度，将各个知识点讲深讲透，从而提升教学质量。