劉玉文 夏美榮 于升學(xué) 張 琳 李雪愛 張 璐 諶 巖 王艷芝 邵光杰

(燕山大學(xué) 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，河北 秦皇島 066004)

建設(shè)教育強(qiáng)國是中華民族偉大復(fù)興的基礎(chǔ)工程。2016年12月習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會(huì)議上明確提出，用好課堂教學(xué)主渠道，各門課程都要“守好一段渠、種好責(zé)任田”，各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)。用好課程思政改革的紅利，推進(jìn)能力培養(yǎng)與素質(zhì)教育融合，實(shí)現(xiàn)第二個(gè)百年目標(biāo)，是新時(shí)代賦予我們教育工作者的使命。“知行合一、潤物無聲”是物理化學(xué)課程思政改革者的共識(shí)，也是保證課程思政永續(xù)發(fā)展的動(dòng)力源泉。

“物理化學(xué)”課程是培養(yǎng)高素質(zhì)化學(xué)化工專門人才的學(xué)科基礎(chǔ)課，是一門無處不在的學(xué)科，也是通往科學(xué)之巔的學(xué)科。如何守住“物理化學(xué)”這段渠？本文進(jìn)行了深入的探索和實(shí)踐。

1 “物理化學(xué)”課程思政的理論分析

“課程思政”的內(nèi)涵豐富而有生命力，在提高教師和學(xué)生專業(yè)能力和思想素質(zhì)方面發(fā)揮著重要作用。“物理化學(xué)”課程思政包含社會(huì)主義核心價(jià)值觀、唯物主義辯證法、科學(xué)倫理以及創(chuàng)新精神。正確的價(jià)值觀和科學(xué)觀與知識(shí)體系的構(gòu)建和解決問題能力是學(xué)生成為國家棟梁的關(guān)鍵。

“物理化學(xué)”課程是用物理學(xué)、數(shù)學(xué)的方法研究化學(xué)中最基本規(guī)律的學(xué)科，它遵循自然科學(xué)研究問題的一般原則：歸納大量事實(shí)，得出經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，思維加工提出假說，實(shí)踐檢驗(yàn)形成理論。也就是按照“實(shí)踐、認(rèn)識(shí)、再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)”的過程，符合辯證唯物主義的認(rèn)識(shí)論。“物理化學(xué)”課程是課程思政的“原住民”，它的知識(shí)理論體系的建立和發(fā)展符合事物發(fā)展的一般規(guī)律，助力學(xué)生科學(xué)觀的養(yǎng)成。

2 “物理化學(xué)”課程中能力培養(yǎng)與素質(zhì)教育的實(shí)踐

本文以燕山大學(xué)物理化學(xué)教研室參與編寫的《物理化學(xué)》教材為依托，挖掘課程中的思政元素，實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力培養(yǎng)與素質(zhì)教育的融合。

緒論：可以植入物理化學(xué)的發(fā)展史、科學(xué)家的勵(lì)志名言、耳熟能詳?shù)奈膶W(xué)素材等，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任擔(dān)當(dāng)和人文素養(yǎng)。例如，物理化學(xué)體系的構(gòu)建涉及到多位諾貝爾獎(jiǎng)得主和著名的科學(xué)家，洛蒙諾索夫、范托夫、阿侖尼烏斯、奧斯特瓦爾德、吉布斯、朗繆爾、玻爾茲曼和普朗克。借用《霧里看花》中幾句經(jīng)典歌詞描述物理化學(xué)的地位，“物理化學(xué)將借給你一雙慧眼，讓你把與化學(xué)相關(guān)的學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)部最深?yuàn)W的秘密看得清清楚楚、明明白白，將給你插上一雙翅膀，讓你自由地翱翔在化學(xué)的昨天、今天和明天，領(lǐng)略到化學(xué)和物質(zhì)科學(xué)無邊的魅力。”《望岳》中“會(huì)當(dāng)凌絕頂，一覽眾山小?！奔?lì)師生將本書學(xué)完以后，站在一個(gè)新的高度來看待化學(xué)，看待科學(xué)，乃至看待整個(gè)世界。在談及學(xué)習(xí)方法時(shí)，引用我國數(shù)學(xué)家華羅庚的一句話，“在學(xué)生時(shí)代，別人花1小時(shí)，我就花2小時(shí)，而到工作時(shí)，別人花1小時(shí)能夠解決的問題，我可能用更少的時(shí)間就解決了?！?/p>

熱力學(xué)第一定律：古人云，“有所不為才能有所作為”和“舍得”的哲學(xué)對(duì)理解“熱力學(xué)的特點(diǎn)和局限性”貼切而含義深遠(yuǎn)?！敖^熱反應(yīng)(最高反應(yīng)溫度的計(jì)算)”與火箭推進(jìn)劑的選擇，值得驕傲的航天科技發(fā)展?？茖W(xué)家焦耳的故事，熱和功的單位都以他的名字“焦耳”命名。

熱力學(xué)第二定律：《虞美人》中，“問君能有幾多愁？恰似一江春水向東流”引出“自發(fā)過程”。石灰石和芒硝不能自發(fā)形成純堿，路布蘭法→氨堿法→侯氏制堿法，通過改變條件使不可能變成可能，而且工藝不斷綠色化。利用這一創(chuàng)新案例說明自發(fā)變化的方向和平衡條件。從熵增加原理與垃圾分類的關(guān)系理解國家政策實(shí)施的必要性，體現(xiàn)責(zé)任擔(dān)當(dāng)[1]。熱機(jī)與內(nèi)燃機(jī)、高鐵，理論與實(shí)踐的結(jié)合，民族自信?？ㄖZ、克勞修斯對(duì)熱力學(xué)第二定律的貢獻(xiàn)，他們的故事體現(xiàn)科學(xué)的傳承及科學(xué)精神。熱力學(xué)第三定律的建立是多位科學(xué)家不斷探索得出的，包括理查茲、能斯特、普朗克、路易斯和吉布斯，它們的勵(lì)志故事催人奮進(jìn)。例如，吉布斯：美國物理化學(xué)家、數(shù)學(xué)物理學(xué)家，從小體弱多病，日?；顒?dòng)就是在附近的小山上慢慢地獨(dú)行，這有助于他的肺部，也使他養(yǎng)成善于思考的習(xí)慣。在他進(jìn)入耶魯大學(xué)工程系不久，家里慘遭不幸，一下子奪去了他爸媽與二個(gè)妹妹的生命。但這些并沒有使他倒下去，他慢慢由痛苦的深淵中爬出來，繼續(xù)讀書，發(fā)表了奠定化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)的經(jīng)典之作《論非均相物體的平衡》。

溶液：亨利定律與氣泡水飲料、水產(chǎn)養(yǎng)殖的關(guān)系；稀溶液的依數(shù)性在實(shí)際生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用，例如，凝固點(diǎn)降低與冷凍液，滲透壓與反滲透凈化海水、血液透析，提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力[2]。分配定律與萃取精餾。

化學(xué)平衡：平衡移動(dòng)原理與《游山西村》中，“山重水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村?！保换瘜W(xué)平衡條件與合成氨工藝的創(chuàng)新：化學(xué)熱力學(xué)指出，氮?dú)夂蜌錃庠谝欢ǖ臏囟群蛪毫ο驴梢赞D(zhuǎn)變成氨，且加壓降溫有利于氨的合成，從動(dòng)力學(xué)角度，溫度太低反應(yīng)速率太小。1904年，德國化學(xué)家哈伯在常壓下用鐵作催化劑，在1 000 ℃獲得了少量的合成氨，因此獲得1918年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。合成氨工業(yè)化的關(guān)鍵問題是高效催化劑和耐高溫高壓的設(shè)備，后者由德國巴斯夫公司的工程師博施解決了，開啟了高壓化工新領(lǐng)域，合成氨肥料開始大批量生產(chǎn)[3]。

化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)：與一級(jí)反應(yīng)相關(guān)的放射性同位素碳14的定年法，可以確定文物、化石等的年代；催化原理與盧嘉錫的“福州模型”、過渡態(tài)理論與孫承諤，提升民族自豪感；復(fù)雜反應(yīng)處理方法中速控步法與團(tuán)隊(duì)精神；鏈?zhǔn)椒磻?yīng)應(yīng)用與科普讀物《寂靜的春天》[4]。

相平衡：吉布斯相律從發(fā)現(xiàn)到應(yīng)用歷時(shí)幾十年，成功往往需要忍辱負(fù)重，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任擔(dān)當(dāng)；黃子卿先生精確測出水的三相點(diǎn)，并被IUPAC確定為熱力學(xué)溫標(biāo)的基準(zhǔn)點(diǎn)，雖然依托于美國的科研環(huán)境和實(shí)驗(yàn)條件可以有更好的成果，但他依然堅(jiān)持回到祖國，為祖國發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)，勵(lì)志家國情懷。相平衡原理與低溫?zé)岚粼谇嗖罔F路建設(shè)中的應(yīng)用，民族自豪感[2,5]。

電化學(xué)基礎(chǔ)：離子獨(dú)立移動(dòng)定律與科爾勞許；電離理論：阿侖尼烏斯提出電離理論，當(dāng)時(shí)不被人理解，被保守的教授們嗤之以鼻，認(rèn)為：“這個(gè)理論純粹是空想，無法相信?！保前惸釣跛棺屑?xì)準(zhǔn)備著他的論文， 堅(jiān)持自己的觀點(diǎn)，最終開創(chuàng)了電離學(xué)說，他打破學(xué)科的局限，從物理與化學(xué)的聯(lián)系上去研究電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性。電解質(zhì)溶液與中國科學(xué)家李方訓(xùn)、梁敬魁[6]；現(xiàn)代電化學(xué)工業(yè)與新能源開發(fā)利用的蓬勃發(fā)展，例如太陽能電池、燃料電池、鋰離子電池等能量存貯與轉(zhuǎn)換領(lǐng)域電化學(xué)的指導(dǎo)與創(chuàng)新作用，我國企業(yè)的領(lǐng)先地位。

表面現(xiàn)象：BET吸附理論與材料表面積測定；表面活性劑在科技前沿領(lǐng)域的應(yīng)用；荷葉效應(yīng)與超疏水仿生材料；表面張力與《愛蓮說》中“予獨(dú)愛蓮之出淤泥而不染”、《侍宴詩》中 “嫩竹猶含粉，初荷未聚塵”、《暮江吟》中“露似真珠月似弓”、《詠露珠》“秋露滾玉盤”[7]。固體表面吸附與粉塵爆炸。霧霾的表面物理化學(xué)原理及其預(yù)防，樹立“綠水青山就是金山銀山”環(huán)保意識(shí)，人與自然和諧共生。

膠體化學(xué)：中國科學(xué)家傅鷹出生于國家內(nèi)外交困的1902年，深感國家頻遭外國列強(qiáng)欺侮是國家貧弱和清廷腐敗所致，遂萌發(fā)了強(qiáng)國富民的愿望，立志走科學(xué)救國的道路。盡管在美國有優(yōu)厚的待遇，然而，傅鷹牽掛著苦難中的祖國和人民，中華人民共和國成立后，歷經(jīng)重重阻撓回到了祖國的懷抱。1954 年他在北京大學(xué)創(chuàng)建了我國第一個(gè)膠體化學(xué)教研室。鄧小平同志親自批示傅鷹先生為“勤勤懇懇、頑強(qiáng)奮斗，為科學(xué)和教育事業(yè)貢獻(xiàn)一生的偉大愛國者”；膠體化學(xué)家虞宏正的愛國情懷[8]。

物理化學(xué)課程中能力培養(yǎng)與素質(zhì)教育相融合的手段和模式可以因人、因時(shí)、因地而異，先進(jìn)的教學(xué)平臺(tái)和信息化技術(shù)提供了廣闊的創(chuàng)新發(fā)展空間，利用MOOC、雨課堂、超星泛雅等線上教學(xué)平臺(tái)實(shí)施“導(dǎo)學(xué)-研學(xué)-思學(xué)”和“課前、課上和課后”三階段物理化學(xué)課程教學(xué)新模式，以小論文、小課題、專題案例等形式展開物理化學(xué)的素質(zhì)教育實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[7,9，10]?！爸梁喼寥ぃ瑵櫸餆o聲”是物理化學(xué)課程能力與素質(zhì)教育追求的境界，也是其可持續(xù)發(fā)展的保障[11]。其中“榜樣”的力量至關(guān)重要，科學(xué)家的故事，激勵(lì)我們?cè)诳茖W(xué)的道路上永攀高峰。一線教師是學(xué)生身邊的榜樣，做到“知”已不易，而“行”更具挑戰(zhàn)性。做到知行合一，課程思政就會(huì)深入師生的內(nèi)心，悟化為行動(dòng)，實(shí)現(xiàn)能力與素質(zhì)的融合發(fā)展[12]。《荀子·勸學(xué)篇》中，“積土成山，風(fēng)雨興焉；積水成淵，蛟龍生焉?！睆纳磉叺男∈伦銎?，潛心教學(xué)，關(guān)愛學(xué)生，堅(jiān)守“傳道、受業(yè)、解惑”的職責(zé)，做好學(xué)生人生發(fā)展的領(lǐng)路人。

3 結(jié)語

課程思政的春風(fēng)吹遍祖國的大江南北，生機(jī)盎然的教育事業(yè)即將到來。我們作為高等教育前沿陣地的沖鋒戰(zhàn)士，有什么理由不奮勇向前，為祖國的明天培養(yǎng)高素質(zhì)的建設(shè)者和接班人?！翱邕^鴨綠江”再現(xiàn)革命先驅(qū)為祖國的安定視死如歸，我們也可以為祖國的教育事業(yè)“淡泊名利”、“與時(shí)俱進(jìn)”，堅(jiān)持“不以惡小而為之，不以善小而不為”的原則，不忘初心，定能為祖國教育事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。學(xué)習(xí)有志向，學(xué)習(xí)有希望！