应用型本科院校物理化学课程思政教学实践

赵家昌 郑文锐 芮一川 瞿 祎 刘凤娇 袁海宽

上海工程技术大学化学化工学院 （上海 201620）

教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知中指出，培养什么人、怎样培养人、为谁培养人是教育的根本问题，立德树人成效是检验高校一切工作的根本标准。落实立德树人根本任务，必须将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体、不可割裂。全面推进课程思政建设，就是要寓价值观引导于知识传授和能力培养之中，帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观，这是人才培养的应有之义，更是必备内容[1]。因此，在专业课中实施课程思政教育，采用精细的、浸润式的隐性教育模式，既能传授专业知识，又能培养学生树立正确的价值观，增强社会责任感和家国情怀[2]。

1 物理化学课程思政的意义

物理化学是从物质的物理现象与化学现象的联系入手来探求化学变化规律的一门学科，是上海工程技术大学的化学工程与工艺、高分子材料与工程、制药工程、环境工程、药物化学、涂料工程等专业的基础课[3]。物理化学课程理论性强，被誉为“化学中的哲学”，其课程内容蕴含着丰富的哲学思想和思政元素。上海工程技术大学物理化学教学团队师资结构合理、力量强大。团队在校级课程思政教学项目的资助下，通过深入挖掘物理化学课程内容中的思政元素并在教学过程中加以实施，同时强调物理化学在生产实际中的应用，凸显应用型本科院校特色。实施结果表明，物理化学课程思政对于提升学生的思想道德素养和专业知识能力起到了很好的作用。

2 物理化学课程思政教学实践

上海工程技术大学物理化学教学团队在物理化学课程的授课中充分发挥课程的德育功能，以发挥大学文化引领功能、挖掘中国物理化学家的光辉事迹、精心设计课程内容的应用实例为抓手，将其转化为思想政治教育的有效载体，在“润物细无声”的知识学习中融入理想信念层面的精神指引。

2.1 发挥大学文化引领功能，形成良好学风

上海工程技术大学的前身为创建于1978 年的上海交通大学机电分校、上海化工学院分院和上海纺织工学院分院，目前是工学、经济、管理、艺术、设计等多学科互相渗透、协调发展的全日制普通高等学校，是教育部“卓越工程师教育培养计划”首批试点高校、全国地方高校新工科建设牵头单位、上海市“高水平地方应用型高校”试点建设单位。在45 年的办学过程中，上海工程技术大学形成了“勤奋、求是、创新、奉献”的校训以及“勤业惟诚、厚学致用”的价值取向。大学校训承载的是一个学校的历史和文化底蕴，是高等院校办学理念和治学精神的集中体现，是学校的精髓和灵魂。物理化学教学团队在教学过程中充分发挥大学文化的引领功能，有机融合学校的校训和价值取向，教导学生勤奋学习，培育了良好的学风。

2.2 挖掘中国物理化学家的光辉事迹，培养学生的爱国精神

物理化学教材中的物理化学家群星璀璨，为物理化学学科的建立奠定了坚实的基础。但是这些科学家很多都是外国的，如提出了吉布斯自由能和吉布斯相律的美国物理化学家吉布斯、被称为“热力学之父”的英国物理化学家开尔文、被公认为热力学的主要奠基人之一的德国物理化学家克劳修斯、研究了热和机械功之间的当量关系的英国物理化学家焦尔、提出了热力学第零定律的否勒、提出电离理论和阿仑尼乌斯公式的阿仑尼乌斯、第一位诺贝尔化学奖获得者范特霍夫等。

事实上，中国科学家也对物理化学这门学科作出了重要贡献。物理化学教学团队通过深入挖掘，在教学过程中对中国物理化学家们的光辉事迹进行展示，培养学生们的爱国精神。例如，被誉为“中国霍金”的中国科学院金展鹏院士，他将传统材料科学与现代信息学糅合，首创了三元电子扩散偶-电子探针微区成分分析方法，实现了用一个试样测定出三元相图整个等温截面。在此之前，德国科学家需要用52 个试样才能达到同样目的。这一方法轰动了国际相图界，被誉为“金氏相图测定法”[4]。除了在科研上的突出成就外，金展鹏院士在教书育人方面的贡献也令人钦佩。在全身瘫痪（60 岁）后，他仍然克服重重困难，坚持工作。1998 年获宝钢教育奖一等奖，2003 年被评为湖南十大新闻人物，2007 年获“全国模范教师”称号，2009 年获“湖南省师德标兵”称号，2011 年被评为第二届全国教书育人楷模，2012 年被评为全国创新争优优秀共产党员。

在物理化学的分支电化学领域，著名物理化学家、中科院院士田昭武先生作为中国电化学学科带头人之一，作出了重要贡献[5]。1955 年，电极过程动力学开始在国际化学界兴起，但当时在国内还是一片空白。田昭武以前瞻性的思维意识到这将是未来电化学发展的核心，他另起炉灶，立志为填补这一新兴空白领域而奋斗。在基础理论方面，他提出气体扩散多孔电极极化的“特征电流”概念和“不平整液膜”模型；发现并系统地研究了自催化电极过程；在技术方面，研制成功并批量生产DHZ-1 型电化学综合测试仪、XYZ-1 型离子色谱抑制器、DD-1 型电镀参数测试仪等。他多次举办全国电化学研讨班，培养了一批电化学人才；创办《电化学》期刊，主办第46 届国际电化学学会年会并任主席；著有《电化学研究方法》，获得国家自然科学奖、国家发明奖以及省部级以上科技奖励共7 项。

在锂离子电池研究领域，中国工程院陈立泉院士作出了重要贡献。他率先在国内建成了我国第一条锂离子电池中试生产线，解决了锂离子电池规模化生产的科学技术与工程问题，实现了锂离子电池的产业化[6]。他1987 年担任“863”计划“七五”储能材料（聚合物锂电池）项目总负责人；1999 年牵头成立了北京星恒电源有限公司。陈立泉院士执教数十春秋，曾担任过国内外近30 所科研院所的客座教授，桃李满天下。现在，国内几乎所有重点高校研究电池材料的都有他的学生，国内外知名电池企业和科研机构都有他的学生在就职。

教学实践表明，以中国物理化学家的光辉事迹作为思政内容，能很好地激发学生的爱国热情，同时也能让学生以他们为榜样，努力提高自己的科学文化水平，增长才干，为建设社会主义现代化国家、推进中华民族伟大复兴贡献自己的聪明才智。

2.3 精心设计课程内容的应用实例,激发学生科技报国的家国情怀

物理化学虽然理论性很强，但其在生产生活等方面的具体应用非常丰富。物理化学教学团队通过精选物理化学课程内容中我国处于全球领先地位的应用实例来实施课程思政, 以达到激发学生科技报国的家国情怀和使命担当的目的。

热力学第二定律的任务是解决变化的方向和限度问题。方向和限度对化学工作者尤其重要，为了阐述方向问题的重要性，举了下面的例子：

不难看出，上述反应的正方向是人们希望的方向，要做的是如何控制外界条件，使得反应按人们所希望的方向进行。教学实践中，上述实例给学生留下了深刻印象，然后自然过渡到人造金刚石的例子。据统计，全球95%以上的人造金刚石产自中国河南省。历史上，西方发达国家曾经将人造金刚石这类超硬材料及制品作为一种战略性储备物资，其生产技术长期对其他国家实施“禁运”。但随着中国在金刚石制造领域的技术突破，“中国造”金刚石在全球大放异彩。中国打破国外技术垄断后所量产的人造金刚石的价格仅为国外产品价格的十分之一，是世界金刚石垄断价格的终结者。

电化学是研究电能和化学能相互转化规律的科学。基于应用型高校的背景，在教学中，物理化学教学团队会举一些应用实例，通过对电化学知识的应用，给学生解释为何锂离子电池是高能电池，而且在日常生活中得到了广泛应用：一方面，Li+/Li 的电极电势为-3.05 V，在所有电对中是最低的，因此能提供最高的电池电动势；另一方面，Li 的电化当量在金属中最高，达3.86（A·h）/g。然后由此过渡到介绍中国锂离子电池的产业发展情况。目前，锂离子电池已广泛应用于手机、笔记本电脑和新能源汽车。国际能源署公布的报告显示，中国约占全球锂化学品供应量的60%，还生产了全球3/4 的锂离子电池。目前，全球正处于从燃油汽车向电动智能汽车过渡的技术变革期，各国都希望自己可以在新能源赛道上占有一席之地。由于中国在锂离子电池方面占据了绝对优势位置，因此在该赛道上一马当先。数据显示，2022 年我国新能源汽车销量达到600 万辆。这不仅意味着我国将提前3 年完成国家规划2025 年的目标，而且还有可能超过其他国家的销量总和。

在国家“碳达峰、碳中和”背景下，储能领域迎来万亿级的市场机遇。随着新能源产业的爆发式增长，锂资源的供应变得越来越紧张，而钠元素地壳储量丰富，在全球分布广泛，因此钠离子电池是实现绿色储能的最经济、最安全的选择，发展钠离子电池将为储能电池产业链战略安全提供关键支撑。根据钠电池行业报告，钠离子电池性能和应用有望与锂离子电池互补，2023 年将迎量产元年。物理化学教学团队在政府经费的支持下，和合作公司一起进行钠离子电池硬碳负极材料产业化相关的研究工作，希望能开发出高性能、低成本的生物质基钠离子电池硬碳负极材料。

3 结语

目前，课程思政已成为行之有效的人才培养模式。在物理化学课程思政建设以及教学实践中，通过遴选课程知识传授和价值引领融合点，充分挖掘该课程的思政教育资源，促进物理化学课程与思政教育有机融合，在潜移默化中增强学生的爱国主义精神和精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力，把学生培养成为德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。