□劉惠青 李 林

(山西開放大學(xué),山西 太原 030027)

2016年12月，習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出，高校的立身之本在于立德樹人，要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程[1]。在專業(yè)課程教學(xué)中，與思想政治理論課一道，將思想政治教育融入課程教學(xué)的各環(huán)節(jié)、各方面，為學(xué)生“扣好人生第一粒扣子[2]”。因此，教師如何用好課堂教學(xué)，發(fā)掘?qū)I(yè)課程中的思政元素，發(fā)揮專業(yè)課程在思政教育中的作用，是當前高校思想政治教育工作重點之一。例如《化工熱力學(xué)》是化學(xué)工程類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是以熱力學(xué)基本定律為基礎(chǔ)，研究化工過程中有關(guān)平衡的問題：體系狀態(tài)發(fā)生變化的趨勢、達到平衡的條件以及平衡時的狀態(tài)等；研究化工過程中各種能量的相互轉(zhuǎn)換及其有效利用規(guī)律的一門學(xué)科。這門課程的學(xué)習(xí)對學(xué)生化工專業(yè)知識結(jié)構(gòu)的建立起著極其重要的作用。熱力學(xué)的本質(zhì)是有關(guān)熱和力之間的關(guān)系，研究如何將熱轉(zhuǎn)化為力以及在熱轉(zhuǎn)化為力的過程中怎樣提高其效率、能夠達到最大效率的極限等問題。化工熱力學(xué)集化學(xué)熱力學(xué)和工程熱力學(xué)之大成，從各種物質(zhì)的物性出發(fā)，結(jié)合反應(yīng)體系特性及聯(lián)系的狀態(tài)方程，進行相關(guān)熱力學(xué)性質(zhì)的關(guān)聯(lián)和計算，用熱力學(xué)的基本原理和方法分析化工過程中有關(guān)平衡問題[3]。如何將“課程思政”的理念逐步融入《化工熱力學(xué)》課程的教學(xué)過程之中，如何在教學(xué)過程中提高學(xué)生的馬克思主義哲學(xué)思想、樹立他們的科學(xué)社會主義世界觀，增強他們的民族自豪感，培養(yǎng)他們積極向上的生活態(tài)度等對于化工教育工作者來說是一項長期而艱巨的任務(wù)。筆者在多年的化工教學(xué)生涯中對此進行了積極而有意義的實踐和探索，現(xiàn)從以下四個方面對《化工熱力學(xué)》課程思政進行研究。

一、通過我國古代科技實例，增強學(xué)生民族自豪感

熱力學(xué)是人類通過探索熱現(xiàn)象的應(yīng)用而形成的一門自然學(xué)科，有近300年的歷史。力轉(zhuǎn)變?yōu)闊崾且粋€自發(fā)的過程，人們在生產(chǎn)生活中自覺或不自覺地就可以實現(xiàn)，無需復(fù)雜的設(shè)備或高深的理論指導(dǎo)。例如，古代人類“鉆木取火”、冬季人們摩擦生熱等現(xiàn)象都是由力轉(zhuǎn)化為熱的實例。但是，由熱轉(zhuǎn)化為力則不然，需要有專門的機械才能實現(xiàn)。古老燦爛的中華文明在熱轉(zhuǎn)化為力的實踐中完全不遜色于西方文明。在我國古代的文字記載中有關(guān)熱轉(zhuǎn)變?yōu)榱Φ膶嵺`大量存在，這充分顯示了中華民族的智慧和創(chuàng)造力，顯示了中華文化的燦爛文明。

習(xí)近平同志指出[4]：“在綿延5000多年的文明發(fā)展進程中，中華民族創(chuàng)造了聞名于世的科技成果。我們的先人在農(nóng)、醫(yī)、天、算等方面形成了系統(tǒng)化的知識體系，取得了以四大發(fā)明為代表的一大批發(fā)明創(chuàng)造?！?/p>

早在1000年前的南宋時期，在吳自牧的著作《夢粱錄》里就有走馬燈的明確記載。他在述及南宋京城臨安夜市時，已指出其中有買賣走馬燈的。同時對走馬燈做了描述。在一個或方或圓的紙燈籠中，插一根鐵絲作立軸，軸上方裝一個葉輪，其軸中央裝兩根交叉細鐵絲，在細鐵絲的末端黏上人、馬之類的剪紙。當燈籠內(nèi)燈燭點燃后，熱氣上升，形成氣流，從而推動頂端的葉輪旋轉(zhuǎn)，于是剪紙隨輪軸轉(zhuǎn)動。這些剪紙的影子投射到半透明的燈籠紙罩上。從外面看便成為所謂“車馳馬驟、團團不休”的景況。走馬燈這種利用空氣熱脹冷縮形成的氣流流動帶動轉(zhuǎn)動機轉(zhuǎn)動的工作原理與現(xiàn)代噴氣式飛機采用渦輪發(fā)動機以及燃氣輪機的工作原理如出一轍，是熱轉(zhuǎn)變成力的生動實例之一。

熱轉(zhuǎn)化為力的另一個生動實例是火箭。大約公元9世紀前后宋朝時期，當時的人們利用火藥燃燒技術(shù)產(chǎn)生的動力將藥筒綁在箭支上，或直接在箭桿內(nèi)裝上火藥，點燃引火線后射出去，在飛行中借助于火藥燃燒向后噴火所產(chǎn)生的反作用力使箭支飛得更遠，這種向后噴火、利用反作用力助推的箭支，與現(xiàn)代意義上的火箭具有基本相同的原理，可以說是現(xiàn)代火箭等噴氣推進器的鼻祖。事實上，現(xiàn)代我國航天人員利用我國自主研發(fā)的火箭系統(tǒng)將神舟飛船等送向外太空的基本工作原理與傳統(tǒng)意義上的火箭發(fā)射原理是一致的，不同的是采用的燃料不同，后者采用的是火藥，而前者則采用了更高能量的液態(tài)氫燃料等。1840年以來，由于帝國主義的侵略和封建主義的愚昧，我們的國家從世界強國變成為半封建半殖民地國家，我們的民族不斷地經(jīng)歷了外敵欺辱，我們的人民動蕩不安、流離失所遭受欺凌。我國屢次與科技革命失之交臂，許多懷抱科學(xué)救國、教育救國理想的人們報國無門，留下了深深的遺憾。

新中國成立以來，特別是改革開放以來，在偉大的中國共產(chǎn)黨正確領(lǐng)導(dǎo)下，經(jīng)過幾代人的艱苦奮斗，我國科技發(fā)展取得了舉世矚目的偉大成就，科技水平正處于從量的積累向質(zhì)的飛躍的重要時期，中華民族偉大復(fù)興的中國夢將從這里開始實現(xiàn)。在課堂教學(xué)中，通過對古代中華民族的優(yōu)秀事跡、近代我國遭受的屈辱以及新中國崛起的講述，激發(fā)學(xué)生對古老燦爛的中華文明的自豪感，增強學(xué)生的愛國熱情，以及為祖國堅持不懈、努力奮斗的精神。

二、通過化工熱力學(xué)基本定律，提高學(xué)生對馬克思主義哲學(xué)的認識

熱力學(xué)第一定律[3]指出，在一個孤立體系中，能量既不會產(chǎn)生也不會消滅，可以相互轉(zhuǎn)化，總能量是守恒的。1850年，德國物理學(xué)家克勞修斯(1822—1888)在系統(tǒng)研究能量守恒及轉(zhuǎn)化定律以及卡諾提出的可逆熱機工作原理之后發(fā)現(xiàn)，雖然能量是守恒的、是可以相互轉(zhuǎn)化的，但這種轉(zhuǎn)化是有方向性的，即熱從冷物體轉(zhuǎn)向熱物體時，必須付出一定的代價，這個結(jié)論就被稱為熱力學(xué)第二定律?？藙谛匏惯M一步提出“熵”的概念，得出熵增原理，將熱力學(xué)第二定律定量化，即：ΔS孤立≥0，亦即在孤立體系中，熵是永增不減的，這是克勞修斯的偉大貢獻。熱力學(xué)兩個基本定律的確定，奠定了物理學(xué)中的熱力學(xué)部分作為一門科學(xué)的基礎(chǔ)。但是，克勞修斯隨后錯誤地將熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用范圍無限放大，提出了“熱寂說”的觀點[5]。熱寂說認為，宇宙的能永遠守恒，宇宙的熵永遠增大，當宇宙的熵處于極大，進一步變化的能力就變??；若最后達到極限狀態(tài)，任何進一步的變化都將不再發(fā)生，整個宇宙將進入一個死寂的狀態(tài)?！盁峒耪f”是熱力學(xué)第二定律的宇宙學(xué)推論，這一推論是否正確，引起了科學(xué)界和哲學(xué)界一百多年持續(xù)不斷的爭論。熱寂說一經(jīng)提出就遭到馬克思主義哲學(xué)家的批判。恩格斯針對克勞修斯在宇宙學(xué)上對熱力學(xué)的推論，在《自然辯證法》[6]中指出“克勞修斯的第二原理等等，無論以什么形式提出來，都不外乎是說：能消失了，如果不是在量上，那也是在質(zhì)上消失了?！?/p>

現(xiàn)代的宇宙學(xué)觀點和宇宙發(fā)展的客觀事實也已經(jīng)證明了“熱寂說”的荒謬所在。一方面我們不能簡單地假定宇宙是一個孤立系統(tǒng)；另一方面，更不能確定宇宙是一個平衡體系?？茖W(xué)的發(fā)展進一步證明，馬克思、恩格斯辯證唯物主義哲學(xué)的先進性，對于指導(dǎo)學(xué)生建立馬克思主義的世界觀有十分重要的意義。

三、通過熵增原理，培養(yǎng)學(xué)生正確的人生觀和價值觀

熵是表征體系混亂程度的物理量。熵的物理意義表示，在孤立體系內(nèi)發(fā)生的一切變化都是向著熵增加的方向進行的。一個體系的熵越小，表明它所處的狀態(tài)越有序；體系的熵越大，它所處的狀態(tài)越是無序。熱力學(xué)基本定律告訴我們，系統(tǒng)總是自發(fā)地向熵值增大的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，或者說自發(fā)的從有序狀態(tài)轉(zhuǎn)向無序狀態(tài)。這就是孤立系統(tǒng)“熵增原理”的微觀物理意義[3]。物理學(xué)家薛定諤[7]指出，人體是一個巨大的化學(xué)反應(yīng)庫，在人體的生命化學(xué)活動中，自發(fā)和非自發(fā)過程同時存在，相互依存，因為熵增的必然性，生命體不斷地由有序走回?zé)o序，最終不可逆地走向老化死亡。認為生命過程就是一種非平衡系統(tǒng)并以負熵為生的概念。

我們每一個人在個人的成長中，都要意識到“熵增”，應(yīng)該學(xué)習(xí)“熵減”，并成為一個熵減高手，這樣你才能清晰的認知到哪些事情是重要的，哪些是應(yīng)該快速攻破的。生命的維持本身需要不斷地攝入低熵體，排出高熵體。必須明確，個體對熵減的追求，絕不意味著是對熱力學(xué)第二定律的反動！事實上，每一個個體均是一個敞開的體系，只有結(jié)合與其相關(guān)的環(huán)境一道才會構(gòu)成一個大的孤立體系，個體的熵減就意味著環(huán)境的熵增，總的孤立體系是熵增加的。因此，一般而言，一個生命的存在會使非己環(huán)境的熵增大。簡單說，犧牲環(huán)境，成全自己。從這個角度而言，生命的本性是自私的。平衡態(tài)是一個人“熵”最大的時候，看似平穩(wěn)安逸，實則假性繁華，危機重重。運動很痛苦但結(jié)果很美好；欲望如火，如果不加以克制和引導(dǎo)，人的生命就會很快化為灰燼；躺在沙發(fā)上非常的舒服，讓自己靜下來安靜做一件事情就非常難；有的人一個月可以胖10斤，但是減5斤就變得非常的不易。

怠惰是熵增，奮斗是熵減，我們要懂得如何掌握節(jié)奏。為此，我們需要自我克制。人的價值在于奉獻，不在于索取。因為奉獻使社會系統(tǒng)的熵減小，而索取會使社會系統(tǒng)的熵增大。人應(yīng)當和自然和諧相處。因為過度索取資源，會使自然系統(tǒng)的熵增大，是壞的。認真觀察，世上所有的事物都是從“有序”變得無序，比如一星期不出門，屋子照樣會變得混亂，我們一直在強調(diào)自律，可是卻只有極少人做到。

在一個系統(tǒng)中，無序和有序其實是相對的。為什么很多文章有的人看得非常容易，而有的人卻看不懂；為什么科學(xué)家可以解釋復(fù)雜的問題，而我們卻不能，這取決于個人的認知程度，即識別信息的核心能力。作為一個普通人，我們只有持續(xù)的學(xué)習(xí)，提升自身的認知，才能獲得更多高于別人的視角去看世界，這樣對自己來說才能“熵減”。熵值越大，你的大腦就越混亂，就越不想進步，就會待在舒適區(qū)，久而久之，認知就會不斷下降。學(xué)會跟自己較真，人生就是一場對抗“熵增”的旅程，熵減了形成復(fù)利，你的生活將變得有序，熵增了或許你將變的“碌碌無為”。這個熵增的過程，對于人來說，就是生長、衰老、死亡的過程。事實上，每一個人，都是無時無刻不在對抗熵增。每一個人，為了延長生命，為了更好的生活，必須不斷地進行熵減，熵減就是一個非自發(fā)過程，這個過程是非常痛苦的，體現(xiàn)在思想上就是要奮斗和不斷學(xué)習(xí)，體現(xiàn)在身體上和生活、工作中則是要嚴格自律，你對自己管理越好，就越能延長自己的生命時間。隨波逐流是能量的釋放，逆流而上是能量的重新凝聚，古人說順則成人逆則成仙，逆水行舟，不進則退，就是這個道理。逆流而上才是熵減，才有希望。

四、利用“有效能”概念，培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能環(huán)保意識

2020年9月22日，中國政府在第七十五屆聯(lián)合國大會上提出：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和?！碧贾泻褪侵钙髽I(yè)、團體或個人測算在一定時間內(nèi)直接或間接產(chǎn)生的溫室氣體排放總量，然后通過植物造樹造林、節(jié)能減排等形式，抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳排放量，實現(xiàn)二氧化碳“零排放”。

節(jié)能降耗減排是實現(xiàn)碳中和的重要手段。對化工過程及其他一切用能過程如何做到節(jié)能降耗，進行熱力學(xué)分析是非常重要的一環(huán)。由熱力學(xué)基本定律引申的理想功、損失功以及有效能的定義和概念，對于能量消耗的實質(zhì)意義做出了明確的揭示。物質(zhì)具有的能量不僅有數(shù)量的大小，而且有品位的高低，即各種不同形式的能量轉(zhuǎn)換為功的能力是不同的。有效能就是一個度量能量中的可利用度或比較在不同狀態(tài)下轉(zhuǎn)換為功的能量大小的單位名稱。通過有效能概念及內(nèi)涵的學(xué)習(xí)，指導(dǎo)學(xué)生計算能量消耗過程中有效能的變化，利用有效能分析法找出用能過程中有效能損失的部位、大小及原因，從而在本質(zhì)上提出改進的措施，指出節(jié)能降耗的真正方向，避免能量的無償降級。這種實踐計算過程不僅培養(yǎng)了學(xué)生的節(jié)能降耗意識，而且為他們今后實際工作中無論是遇到新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)的開發(fā)還是老工藝、老設(shè)備的改造，都始終保持“能盡其用”的理念，力爭實踐中物盡其用，為實現(xiàn)我國“雙碳目標”及生態(tài)保護做出自己應(yīng)有的貢獻。

五、結(jié)語

專業(yè)課程與思想政治課程相結(jié)合，是新時代高校思想政治教育工作的新模式。中國特色的社會主義大學(xué)培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)當是有理想、有擔當、甘于為社會主義建設(shè)做奉獻的一代新人。他們將是國家建設(shè)的接班人，擔負著歷史重任，是百年復(fù)興中國夢的締造者；教師是人類靈魂的工程師，承擔著為國家培育高素質(zhì)人才的使命。在專業(yè)知識教學(xué)的過程中，不僅傳授學(xué)生專業(yè)知識和技能，而且讓學(xué)生樹立正確的人生觀、價值觀，增強他們的民族自豪感以及探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感；提高他們對馬克思主義哲學(xué)先進性的認識，為民族復(fù)興鋪路架橋，為祖國建設(shè)添磚加瓦。