热学课程思政教育的探索与思考——基于中华优秀传统文化视角

陈晓芳，齐景山

（江苏师范大学物理与电子工程学院，江苏 徐州 221116）

我国著名教育学家陶行知先生曾说过：“先生不应该专教书，他的责任是教人做人；学生不应该专读书，他的责任是学习人生之道”。机械工程专家杨叔子院士一生也坚持提倡“科学文化和人文文化交融”的教育理念，他曾有一句名言：“一个国家、一个民族，没有现代科学，没有先进技术，就是落后，一打就垮；然而，一个国家、一个民族，没有民族传统，没有人文文化，就会异化，不打自垮。”因此，文化与科技同等重要，物理学人才的培养，绝不能囿于专业知识的传授，应更注重培养出有理想信念、有道德责任、有美学艺术及传统文化修养的“文理交融，明德悟理”的全方位发展人才。

党中央向来重视高校思想政治教育。习近平总书记2016年在全国高校思想政治工作会议上指出：“各门课就都要守好一段渠、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，将思政教育有机融入物理学专业课程，是从事大学物理学教育工作者的重要任务。物理学作为自然科学的基础学科，它有丰富的思想，又带有哲学色彩，同文化史有太多的纠缠，这些都是天然的思政元素。近年来，各高校陆续探索研究了融入哲学、美学、传统文化、爱国情怀、科学方法论、学术道德与诚信等思政元素的大学物理专业课程教学设计理念与方法[2-9]，试图将育人元素在教学内容中有机融入，将价值理念在教学过程中浸润养成，但研究多注重模式与方法等宏观层面，个别还存在贪多求全、牵强附会的情况，就某一具体思政元素的讨论和思考并不深入。

作为课程思政重要元素来源的中华优秀传统文化，源远流长、博大精深，尽管与物理学分属文理科的不同研究领域，但两者都是对自然界的真实表达，并不存在不可逾越的鸿沟[10]。中华优秀传统文化蕴含的和谐观念、爱国精神、诚信友善等价值追求以及知行合一、经世致用、格物致知等实践观念，展现出其独有魅力，历久弥新。在西方世界生活工作40多年的杨振宁先生以自身拥有中国传统文化基因而骄傲，晚年仍坦诚自己的世界观与人生观基本上是儒家的，他对以儒家文化为主流的中国传统文化的强烈认同感、归属感，使他在任何时候、任何地方都没有忘记自己的“中国根源”[11-12]。李政道先生多年来也致力于倡导科学与文化艺术的结合，他认为两者的融合必将促进、加速文化的进展，而且是人类文明发展的必然规律，他曾在1986年邀请画家李可染先生创作了一幅国画“核子重如牛，对撞生新态”，形象表达了高能重离子碰撞的物理过程，2020年在重庆九龙坡区成立李政道科学与艺术学院。

习近平总书记指出：“博大精深的中华优秀传统文化是我们在世界文化激荡中站稳脚跟的根基。”[13]近年来，国家倡导“大力传承和弘扬中华优秀传统文化”，指出“中华优秀传统文化是中华民族的突出优势”，要“推动中华优秀传统文化创造性转化、创新性发展”，要重建“文化自信”。两办、教育部先后印发《关于实施中华优秀传统文化传承发展工程的意见》《完善中华优秀传统文化教育指导纲要》等文件，对中华优秀传统文化内容进行总结，并要求将中华优秀传统文化教育系统融入课程和教材体系。但从一些高校举办的“弘扬中华民族优秀传统文化”系列主题团日活动的结果来看，存在活动主题单一、形式雷同、缺乏内涵、效果不佳等问题[14]，可见，只有将传统文化的思政元素潜移默化地融入专业课程教学中[15-17]，才能避免“两张皮”现象，实现知识传授、文化传承、价值引领的三位一体、互融共通。

基于上述现状与问题，同时考虑到热学作为物理学专业本科生的重要基础课之一，虽然与其他所有自然科学课程都有联系，但却因为传统教学内容相对零散且考研占比较小等原因，学习效果欠佳。若能以中华优秀传统文化为切入点作为沟通热学专业知识和思政内容的桥梁和纽带，开发出文理德深度融合的教学内容，将能够实现三者相得益彰，极大提升授课效果。因此，本文将聚焦具体理论的探讨研究，以“气体分子动理论”“热力学第一定律”“热力学第二定律”为例，深入思考讨论其与易经、中医理论、儒家思想等中华优秀传统文化的内涵联系，从而将热学这门物理学基础课深化升级为充满人文色彩的理科课程。

1 气体分子动理论

现代物理学沿着两个方向去认识世界，一个是向着更大的时空尺度去探索，如天文学；另一个是向着微观世界去研究，如分子、原子乃至电子、质子、中子、夸克等微观粒子。然而，无论大到天体、宇宙还是小到电子、光子，都表明“运动是绝对的，变化是永恒的，整个世界处于运动变化之中，不会停止下来”的基本观点。就如同热学中的气体分子动理论：物体是由大量分子组成的，组成物质的分子处于永不停息的运动中，分子间有相互作用力。

几千年前的《易经》也表达了类似的世界观。首先，“易”的一个重要含义就是指“变易”，宇宙万物时刻都在变化，永远不会停止。另外，“易”的另一个含义指的是“不易”，宇宙在永不停息的变化之中还蕴含着恒常的法则，或者说具有一定的规律可循，从而使得整个宇宙井然有序，循环不已，这些规律是“不易”的。例如“易”的无规则分子热运动背后却需要遵守“不易”的麦克斯韦速度分布律，进一步推广，自然界各种变化都要遵守能量转化与守恒定律等物理学定律。所以，《易经》在几千年前就告诉我们要探索和发现纷杂变化的自然现象背后的规律，这也是现代自然科学研究的最重要的使命。最后，“易”还有一层含义就是指“简易”，尽管自然现象复杂多变，然而背后的规律是简单统一的，无论是描述宏观世界物质运动的牛顿定律，还是描述微观世界粒子运动的薛定谔方程，以及描述电磁学现象的麦克斯韦方程组等，无不展现出“简易”二字。从气体分子动理论以及易经中的很多原则出发，也可以指导我们更好地面对和处理人生所遇的各种问题。江苏师范大学孙映逵、杨亦鸣两位先生曾专门撰写《“六十四卦”中的人生哲理与谋略》一书，系统讨论以六十四卦为基础的人生行为指南。简单而言，易学对我们人生的指导，可以归纳为以下三点：

现象最多“变易”。我们处在一个发展变化极其迅速的时代，新鲜事物不断地出现。面对变化，卓越的人预知变化，为变化做准备，主动改变；优秀的人适应变化，积极应对，及时调整；迟钝的人不愿变化，内心恐惧，逃避退缩，最终被时代淘汰。所以，我们要审时度势，正面变化，勇于变化，拥抱变化，跟着变化而改变，如此才能与时俱进，不断创新。另外，“变易”也告诉我们人生时刻处于变化当中，如果生活一直在向着好的方向变化发展，我们要珍惜、感恩；如果生活不尽如人意，越来越糟，那我们更要明白世界是变化的，不会一直这么糟糕，要用发展的眼光来看待，要有积极的态度，鼓足勇气，用正确的方式方法引导我们的人生向着好的方向发展。

规律往往“不易”。现象虽诸多变易，可是我们要深知“万变不离其宗”，无论自然、社会还是人生，变易背后都蕴含着“不易”的规律、法则与真理。因此，我们要学会透过现象看本质，找到事物真正的规律，把握规律，利用规律，用以指导人生所遇到的问题。这个“不易”的规律究竟是什么？对物理科学而言就是牛顿定律、麦克斯韦方程组、薛定谔方程以及能量转化与守恒定律等。对人生而言，其实就是正确的世界观、人生观、价值观，就是指导我们人生不断前进的法则。《大学》里说“大学之道，在明明德，在亲民，在止于至善”，我们要以德为先，与人为善，帮助他人，充盈内心，要坚守底线和原则，要有良知，做一个对国家和社会有价值、有贡献的人。

真理最为“简易”。无论宇宙万物如何纷繁复杂、变化多端，无论事件现象如何扑朔迷离、眼花缭乱，其背后不但都有规律可循，而且规律往往并不高深，甚至简单明了到我们觉得不可思议。因此，我们要学会透过现象看本质，学会复杂的事情简单做，复杂的问题简单看，把握事物规律，如此才能在多变的时代和环境中以不变应万变，取得我们想要的成就和结果。

2 热力学第一定律

热力学第一定律，即“能量转化与守恒定律”：自然界一切物质都具有能量，能量有各种不同的形式，能够从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递中能量的数量不变。它告诉我们自然界的能量就这么多，不增不减，只能相互转移转化，包括了所以有形的、无形的、肉眼看得见的、看不见的能量。另外，爱因斯坦的质能方程进一步告诉我们“质量和能量之间可以相互转化”。

中医药学是中华优秀传统文化的重要组成部分，习近平总书记强调：“中医药学包含着中华民族几千年的健康养生理念及其实践经验，是中华文明的一个瑰宝，凝聚着中国人民和中华民族的博大智慧。”《黄帝内经》和《伤寒杂病论》等经典著作，指导中华民族屡次战胜历史上的重大瘟疫，如今又在抗疫中发挥了重要作用，这就是中华民族优秀传统文化对国家乃至世界的价值与贡献。传承创新发展中医药是新时代中国特色社会主义事业的重要内容，《“十四五”中医药发展规划》《“十四五”国民健康规划》等相关文件的陆续出台，充分彰显了中医药事业在国家经济社会发展大局中的地位和作用。所以，我们将从热力学第一定律出发，结合中医学的相关理论，用能量的观点，来谈谈它对我们身体健康的指导意义。

人体内外环境相统一的“天人合一”的整体观念是全部中医理论的基础，在《黄帝内经》中最早被阐述，在几乎所有的推论中，都作为一个根本尺度，一个前提而存在着。我们现在倡导的“尊重自然、顺应自然、保护自然，探索人与自然和谐共生之路，促进经济发展与生态保护协调统一”，也是“天人合一”的伟大智慧在现代文明建设中的运用与实践。“天人合一”认为“人”在自然界中是和周围环境紧密相连的，从而解释了人遭遇各种疾病的起源，这与现代人对养生和环境好坏的理解是一致的，只不过我们的祖先在两千多年前就已经深刻认识到了。用现代物理学的语言，人是一个“开放系统”，要时刻不断地与外界进行物质和能量的交换，所以不能把人作为一个孤立系统进行研究，必须把人与周围环境作为整体而研究。来看我们人的健康问题，正因为人与自然共生共存，人体处于与自然界的能量转化当中，所以，我们吃食物，呼吸空气，身体里发生着各种生物、化学反应，最终把其中一部分物质转化为能量，用来支撑人体的各种生理活动。比如运动、思考等都需要能量，人体就是不断地转化能量、消耗能量。假如我们生病感冒，身体会有大量能量用来抵抗疾病，从而使身体转化能量的过程受到影响，变得缓慢，所以医生建议我们休息，减少能量消耗。《黄帝内经》中“精神内守，病安从来”，就是说我们保护、守住人体中的能量，就不会遭受疾病。守住了能量，就是保护了人体的免疫力，人体就能自发战胜疾病，这与现代医学的基本观点也是一致的。

如何才能守住能量呢？中医的哲学智慧向我们透露了答案。《黄帝内经》开篇之语不仅阐述医学，更是讲明做人的道理，讲如何才能活的健康长寿。开篇之语用现代汉语解释大意就是：上古之人，饮食节制，劳作有道，符合自然规律，自然活得长寿。所以说，人体健康是需要能量来维持的，要把能量用于学习和工作等有价值、有意义的事情，尽可能避免能量消耗，不熬夜，少胡思乱想，正常作息，合理饮食。由此，我们得到启发，就是要做到劳逸结合。“劳”是指做有价值、有意义的事情，做有用功，不空转。但不能一直“劳”，消耗能量太多，会使正常生理运行和能量转化受到影响，导致效率低下，甚至积劳成疾。“逸”的目的是使身体顺利转化能量，积累能量，为“劳”做准备，但是“逸”不等于胡思乱想、打游戏。如何判断我们做的事情是“逸”呢？标准很简单，就是“逸”之后是否精神饱满、头脑清醒、充满活力，如果是，那就对了，倘若不是，我们就要调整生活。调整自己，远离焦虑、恐惧、担心、多疑等产生“负能量”、造成能量消耗的情绪，保持感恩、关爱、友善、奉献等激发“正能量”、促进能量转化的情绪。

3 热力学第二定律

热力学第二定律的实质在于指出，热力学过程具有方向性，一切与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。自然界也同样具有不可逆性。

首先，人从出生、到成长、到衰老、到死亡的生长过程不可逆，返老还童是不可能的，但是我们可以通过保持良好的习惯和健康的心态，使自己更健康长寿。身体健康是一切的根本，切莫急功近利，为了某些短期目标而过度消耗身体。现在很多人的生活习惯不够自律，不够健康，熬夜、吃各种垃圾食品等，大家要清醒认识到这些对身体的损害是不可逆的，一定要坚持养成正确健康的作息习惯，饮食习惯和运动习惯。另外，我们还要树立正确的人生观、世界观和价值观，做到爱国、敬业、奉献、友善。北宋大家张载一句名言“为天地立心,为生民立命,为往圣继绝学,为万世开太平”，道明了人生的意义与价值，被后世学子奉为人生目标。《大学》中更是将人生哲学总结为“格物、致知、诚意、正心、修身、齐家、治国、平天下”的内圣外王之浩然正气，几千年来鼓舞和指导了一代代后学的修身养性与建功立业。

其次，世间万事万物变化发展的过程是不可逆的，“覆水难收”“破镜难圆”等都是对这种不可逆过程的描述。我们曾经犯过的错误、错失的机遇，都难以弥补，也无法追回，因为事物总在变化，各种初始条件均已改变，我们不可能再回到最初的环境下去寻找当时的解。所以，人不能活在过去，要往前看，积极进取，在此时此刻的条件下，总结经验、吸取教训，使事情朝向更好的方面变化发展。古人深知人生不可重来，必须把握当下，与时俱进，要以“天行健，君子以自强不息”的精神直面未来，不断创新[18]。这种刚健进取、正气凛然和坚韧不拔的精神气质也正是儒家文化所倡导的。

4 结论

随着物理课程思政研究的持续开展，其重点应逐步从以往的理念方法、模式分类等宏观层面的探讨聚焦到具体案例打磨和内涵提升上。本文基于中华优秀传统文化视角，思考讨论了易经、中医理论和儒家文化与热学专业课程中“气体分子动理论”“热力学第一定律”“热力学第二定律”等物理学定律的内在联系，从而指导学生培养良好健康、自律有度的生活习惯，形成豁达开朗、勇于进取的乐观心态，树立正确的人生观、世界观和价值观，敬畏自然、感恩社会、珍惜家人、善待自己，把握当下、直面变化、与时俱进、不断创新，按宇宙之道表达人性之浪漫情怀。