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[摘要]課程思政在實現價值塑造、知識傳授和能力培養三者融為一體的高等學校人才培養目標中發揮著重要的作用。在工科物理化學教學中，以蘊含豐富思政元素的案例系統地進行了課程思政教學。內容包括個人成長篇、科學思維篇和工程應用篇三個部分。培養了學生的個人成長基本素養，創新性探索未知世界的科學思維方法，理論聯系實際的工程思維能力。

[關鍵詞]工科物理化學；課程思政；個人成長素養；科學思維方法；工程應用能力

高等學校人才培養必須將價值塑造、知識傳授和能力培養三者融為一體，要在知識傳授和能力培養之中融入價值觀引導，幫助學生建立正確的世界觀、人生觀、價值觀[1]，為民族復興和國家崛起培養德才兼備的后備人才。2020年5月28日，教育部印發《高等學校課程思政建設指導綱要》，進一步細化了理工類專業課程思政的要求。理學類專業的課程，要訓練科學思維方法、加強科學倫理教育，培養學生探索未知、追求真理、勇攀科學高峰的責任感和使命感。工學類專業的課程，要強化工程倫理教育，培養精益求精的大國工匠精神，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當[2]。四川大學面向工科學生開設的《物理化學》課程，在大學二年級執行。經過一年的大學學習，有同學仍然沒有明確大學的學習目標，出現了學習熱情喪失、疲于應付學業的現象；有同學仍然沿用中學時期的題海戰術，沒有適應大學的學習方法。《物理化學》是化工類各專業本科生一門重要的主干基礎課程，具有較強的理論性、系統性和邏輯性。由于學科公式繁多、概念嚴格及推導復雜，容易導致學生學習困難、理論與實際脫節等問題，不利于大化工類相關專業后續課程的學習。為了解決學生的學習動力與學習方法問題，長期以來，在教學過程中，經過反復錘煉，形成了一套較為完整的融合思政元素的教學內容。課程思政內容包括個人成長篇、科學思維篇和工程應用篇三個部分。目的是提升大學生創新意識和能力、工程應用能力及科學探索精神；在潛移默化中堅定學生實業興邦的理想信念、厚植愛國主義情懷、加強品德修養，提升學生的綜合素質；在教學中陶冶情操、溫潤心靈、激發創造創新活力。

1課程思政的主要內容

1.1個人成長篇

通過介紹杰出校友的成功案例及科學家的生平事跡，培養學生在個人成長中需要具備的基本素養，提升學生綜合素質和能力，陶冶情操、溫潤心靈。1.1.1案例一：實業興邦、規劃和積累、技能和方法物理化學是所有其他化學課程共同的基礎，需要學生一方面學會從理論的高度來認識精彩紛呈的化學現象的本質，另一方面又學會如何通過物理量的測量，來了解某些物理化學過程，從而能夠有效地調控其中的關鍵步驟或整個過程。它對于學生科學思維、工程應用能力、綜合素質的培養和提高起著至關重要的作用[3]。因此，要求學生在開始接觸物理化學時，就要重視本課程的知識框架和學科的思想方法。在緒論中，以2011年四川大學的杰出校友海普瑞公司董事長李鋰致我校校友會的書信開篇；從書信中的“一九八四年的春天，開始了對糖化學和肝素的興趣和研究。”及李鋰的簡歷推斷，一九八四年的春天正值李鋰大學一年級下期學習階段，引出“規劃與積累”思政元素；從書信中“系統地受學術思想的影響并且受到適當的技能的培訓。”導出“技能與方法”思政元素；結合李鋰個人的成長歷程，引導學生重視個人能力的成長，并將自身的成長規劃與國家的長遠目標結合起來，融入自身的思想和行動中，激發科技報國、實業興邦的家國情懷和使命擔當。1.1.2案例二：如何讓生命充滿生機與活力？在學習吉布斯函數時，介紹對物理化學作出杰出貢獻的物理學家吉布斯(GibbsWG)的生平故事。1836年他因為《幾何學研究設計火車齒輪》的研究獲得美國歷史上第一個博士學位，同時也給他帶來了巨大的名氣和財富之后，不計名利地投身于基礎科學問題“如何描述功與熱量的關系？”的研究[4]。吉布斯研究的動力是什么？同時也給學生提出思考問題：如何讓你的生命充滿生機與活力？在課程結束時，分享本人的觀點和方法。引導學生在困境中堅強努力、積極向上，陶冶情操、溫潤心靈、激發創造創新活力。本人觀點如下：首先要發現美，介紹中國科學技術大學先進技術研究院和清華大學出版社聯合出版的《美麗化學》視頻[5]，發現化學中的美；進而發現物理化學的美，如邏輯之美、簡約之美等。例如：統計熱力學處理紛繁復雜的微觀粒子組成的系統，用概率最大的玻爾茲曼分布代替平衡分布，進而根據粒子的能量得到系統的能量，方法之精妙而簡潔。其次需要創造成就感，以肺炎爆發時鐘南山院士被急招赴武漢動車餐車上的照片和總書記為鐘南山院士頒發“共和國勛章”的照片為思政元素，體驗成就感有助于享受學習的過程，激發生命的激情與活力。最后需要好的方法，大量時間精力的投入收獲不到良好的效果會挫傷學生的積極性，產生學習懈怠與疲憊感。學生的學習需要有以下幾個層次，首先向有經驗的人學習，然后向書本系統地學習，最后在實踐中學習，要向小馬過河一樣摸索著前進，并不斷地自我總結與反思。此外，在講解可逆過程的概念時，引申出秦始皇派徐福去尋找長生不老的仙藥的歷史故事，結合李白“君不見高堂明鏡悲白發，朝如青絲暮成雪”的詩句，給出“人生就是一個不可逆過程”，規勸年輕的同學們，珍惜生命中的每一天。

1.2科學思維篇

引入物理化學科技發展史的相關內容，通過介紹科學發現過程中蘊含的內在邏輯、思辨方法與關鍵創新點，滲透唯物論和辯證法教育。培養學生創新性探索未知世界的科學思維方法，創新意識和能力，引導學生樹立追求真理、勇攀高峰、求真務實的科學作風。例如：1.2.1案例三：熱力學第二定律的發現追溯熱力學第二定律的開爾文(Kelvin)說法的發展歷程，最早是基于卡諾(CarnotNLS)的工作。卡諾從提高熱機效率的目標出發，根據可逆過程系統做功做大、環境做功最小的特點，以極簡的四個可逆的卡諾循環，出色地運用了理想模型的研究方法，精心構思了理想化的熱機-卡諾熱機，提出了作為熱力學重要理論基礎的卡諾定理，從理論上解決了提高熱機效率的根本途徑。克拉佩龍(ClapeyronBP)在卡諾工作的基礎上，進一步研究，發表了《論熱的動力》論文。開爾文讀了克拉佩龍的文章后，1851年從熱功轉換的角度提出了熱力學第二定律的開爾文說法。1.2.2案例四：熱力學第三定律的發現1902年，理查茲(RichardsTW)在研究低溫下凝聚系統電池反應時發現，溫度越低，同一電池反應恒溫下的ΔrGm和ΔrHm的值越接近。能斯特(NernstWH)根據ΔrGm=ΔrHm-TΔrSm的關系，創新性地思考可能是由于ΔrSm導致的。因而大膽地提出能斯特熱定理，后經普朗克(PlanckPM)、路易斯(LewisGN)和吉布森(GibsonGE)等人發展成熱力學第三定律。由于能斯特在熱力學第三定律發現過程中的開創性工作，獲得了1920年諾貝爾化學獎。

1.3工程應用篇

1.3.1案例五：工程應用實例通過將新的研究領域和成果引入課堂教學，講解將物理化學的基本原理用來解決實際問題的實例，激發學生積極探索、理論聯系實際的工程思維能力。例如：在化學動力學中，結合四川大學燃燒動力學中心的研究所涉及的化學動力學知識，將我國航空航天發動機(這一卡脖子的關鍵問題)設計時所需的碳氫燃料燃燒機理的構建及應用引入課堂，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當。在相變熱力學中，介紹超臨界流體萃取技術原理，以二氧化碳超臨界流體萃取為例，介紹萃取工藝和裝置，及用于從啤酒花中提取啤酒花浸膏的工程實例。1.3.2案例六：學生訓練學習了熱力學基礎、多相多組分系統熱力學、相變熱力學和化學反應熱力學等章節后，布置課程論文，介紹常用的中文資料獲取方法。論文要求將基本原理、裝置或工藝及應用實例相結合。如：(1)稀溶液的依數性在化學科學研究或工業生產上的應用，(2)超臨界流體萃取的應用，(3)恒沸精餾的應用(萃取精餾、共沸精餾、加鹽精餾等)，(4)水蒸氣蒸餾在工業生產中的應用，(5)結合自己的專業自擬題目等。對學生的論文仔細批閱，并在課上點評。學習了化學動力學、電化學、表面化學和膠體化學等章節后，開展探究式的小班討論，強化工程倫理教育，培養精益求精的大國工匠精神。選擇完成推薦題目之一：(1)電化學在金屬腐蝕與防護的應用，(2)廢舊電池的回收與再利用，(3)高能電池、微型電池的發展及研究，(4)燃料電池的進展及應用，(5)生物表面活性劑及其應用，(6)荷葉效應及其應用，(7)自擬題目等。

2學生的收獲與反饋

教書必須要育人的宗旨。不少學生慢慢掌握了物理化學的學科思想方法，有同學因為前沿研究內容的介紹，進入大學生創新項目，選擇了自己熱愛的專業；有同學在進入博士碩士研究生課題時，遇到基礎的物理化學問題，也樂于找我討論，我也收獲了教學相長。在課程結束以后，從收集的學生對本課程思政的反饋意見中，發現學生在下面兩個方面收獲最大。一是關于“發現美和成就感”。理工科學生由于人文知識匱乏，有的學生沒有享受學習的過程和結果，缺乏學習內驅力而一味追求高分，反而容易導致心理問題。通過思考，有學生觸類旁通，談到“不僅僅是物理化學，其他的學科，比如物理學中揭示電磁本質的麥克斯韋方程組，用極為簡潔的四組方程，將看不見、摸不著的電與磁相結合，揭去它們神秘的面紗，并將它們運用到無所不在的地步。”。并進一步指出：“科學中的美往往讓人難以理解，但是它們客觀存在，所謂“發現美的眼睛”就是要我們不斷增長學識，開拓眼界，培養對科學的興趣，這樣我們才能更容易地在科學之中“發現美”；之后，我們的興趣更有可能轉變為熱愛，讓我們享受所投身的事情，讓生命充滿生機與活力。”二是關于學習方法不當。一個大學四年級重修物理化學課程的學生認為自己花了大量的時間和精力，但方法不當造成學習效果差，進而導致學習積極性喪失；他反思，“我們覺得一件事情非常枯燥，并不一定是我們不喜歡它，而是我們沒有好好地思考，應該以何種方式去接受它，唯有找對方法才可激發興趣并長遠地走下去。”這樣的例子迫使我思考如何更有效地將學習方法的掌握融入知識的傳授中。

3結語

課程思政教學既需要始終貫穿于教學中，也需要與時俱進的積累。時代的發展對高等教育提出了新的要求，專業課老師一方面需要研究大學生在新時代下的學習心理，結合工科物理化學學科特色和其中蘊含的科學哲理，反復實踐，實現課程思政教學良好的可操作性，避免出現脫離實際的空洞的說教式灌輸方式；另一方面也需要密切關注物理化學領域的研究前沿與熱點；二者相結合，不斷提高自己的教學水平，以收獲良好的教學效果。

參考文獻

[1]委華，張俊宗．新時代高等教育課程思政的理論基礎[J]．中國高等教育，2020，(9)：19-21．

[2]《高等學校課程思政建設指導綱要》．

[3]談寧馨，朱權．工科物理化學課程小班研討內容的思考[J]．大學教育，2014，(3)：21-22．

[4]趙蕊愚，肖良質．不求聞達、唯求真知的一生—美國物理學家吉布斯傳略[J]．自然雜志，1985，8(6)：466-468．

[5]梁琰．用化學之美打動大眾[EB/OL]，2014．

作者：談寧馨 劉嘉欣 朱權 單位：四川大學化學工程學院