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2022年第22期·浅谈“物理化学”与课程思政的有机融合

2022-7-11 11:45:08点击:

[出处] 教育教学论坛_2022年第22期

刘腾 孙捷 牟艳玲 庞春坤

[关键词] 物理化学;课程思政;发展史;哲学教育;创新意识

[基金项目] 2021年度山东第一医科大学教育教学改革研究项目“药学专业‘物理化学’课程思政建设”(2021XY013);2019年度山东第一医科大学学术提升计划(2019LJ003、2019QL011)

[作者简介] 刘 腾(1986—),女,山东临朐人,博士,山东第一医科大学(山东省医学科学院)药学与制药科学学院(药物研究所)助理研究员,硕士生导师,主要从事物理化学与聚合物胶束作为药物载体研究;庞春坤(1973—),男,山东昌乐人,硕士,山东第一医科大学(山东省医学科学院)药学与制药科学学院(药物研究所)副研究员,学院党委书记(通信作者),主要从事学生教育管理与思想政治研究。

[中图分类号] G641 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2022)22-0161-04 [收稿日期] 2022-01-05

引言

课程思政是指以构建全员、全程、全课程育人格局的形式,将各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应,把立德树人作为教育的根本任务的一种综合教育理念[1]。國家未来的发展与以育人为本、德育为先的教育目标的实现程度息息相关,思想政治理论课的添加弥补了传统教育单一性教学的缺陷,使教育不再单独侧重于学生的理论文化,而是将思想政治同理论文化两手紧抓。经过教育工作者的实践与努力后,课程思政在本科的教学中已然成了不可或缺的一部分。高校要高度重视课程思政建设,做好顶层设计,创新育人方式,把课程思政融入课堂教学、人才培养的全过程。

课程思政,就是在传授知识和培养能力之中为学生树立正确的世界观、人生观、价值观。思想政治与课程的联系,不是将一节课程与思想政治单一相加,也不是在专业课程中单独剥出几节课讲授思想政治内容,应当是“如春在花、如盐化水”,而非“眼中金屑、米中掺沙”[2]。这就表明了思想政治教育可以有机地融入任何课程中,二者并不是独立的,而是相互依存、辩证统一的,就如同湖中有鱼,山中有木。设计科学的思想政治教学体系,要坚持学生为本、产出导向、不断改进,着力提高学生的课程学习感受与学习成效,坚决防止“贴标签”和“两张皮”现象。各类专业课程要以适合自己特质的形式,构筑课程思政的有效途径。在各类课堂教学中要有机地融入思政元素,于课程准备和设计中让价值引导的成分产生润物无声的育人效果。

一、“物理化学”课程思政的思考

物理化学是从化学和物理现象之间的相互关系入手,揭示在化学运动中具有的普遍基本规律的一门学科。它通过探究化学反应的速率和机理、限度和方向问题及物质结构和性质之间的关系,对生产和实验中的理论问题进行回答,从而让化学更好地服务于生产实际。“物理化学”是高校专业课程(化学、药学、生物技术等)中的一门重要的并且较抽象的基础课,对学生专业能力的培养起着承上启下的作用。教师能够在“物理化学”课程中有效地贯彻课程思政,对学生的发展有重要意义。

在“物理化学”授课中加入思政元素,将教书和育人有机融合,以实现与智育相辅而行,以图德育之完成者也[3]。授课中应引入相应的科学发展史和所蕴含的哲学道理与传统文化,同时着重引发学生对知识的创新思维和实际应用的重视,培养学生的专业精神和社会责任感,以期对“物理化学”课程思政的建设做出进一步探索。

二、“物理化学”课程思政的教学思路

(一)物理化学发展史下的思想政治教育

物理化学的发展史是一部丰富的拓展性教学题材,它的历史不但记载了化学家发现科学并改变世界的伟绩,而且为我们留下了追求真理而尽心竭力的精神食粮[4]。将科学史中的典故作为课程的背景介绍,一方面可以活跃课堂气氛,另一方面还能够培育学生的价值观,让学科发展史和思想政治教育的结合更加相得益彰。

以热力学第一定律为例,它的提出历经了数位不同时代科学家的心血和努力。例如,迈尔在《天体力学》中提出了全面的能量转化与守恒原理,却因为这个思想不符合当时的权威理论,受到众人嘲讽,但他仍然坚信自己的发现,大胆质疑当时的权威。焦耳则通过四百多次实验精确地测量出热功当量,进一步证明了能量的转化和守恒定律这个客观真理,同时宣布了第一类永动机幻想的破灭。热力学第一定律阶梯式的完善,启示学生成功的来之不易,成功的获取需要不断地实践和努力。同时,根据化学家迈尔的经历,能够教导学生要实事求是、敢于质疑,在科研的道路上始终保持一颗尊重事实,坚持真理的初心,要在迷茫中找到自我,不能盲目从众、随波逐流。而焦耳的故事则可以向学生展现出科研的严谨性,鼓励学生坚持不懈、百折不挠的精神。以这样的方式不仅可以培养学生的学习意识,还能激发学生对该学科的兴趣和对科研探索的向往。

(二)“物理化学”中的哲学教育

物理化学一直被科学界誉为“化学中的哲学”,其运用抽象化的思维方式推导出复杂的公式,让很多学生望而止步,这也是许多人觉得物理化学难学的主要原因。针对这些问题,可以变换教学角度,将一些复杂定理定律融会贯通于人生哲理上,将抽象的概念形象化,以人生哲理类比思考。

比如熵增定律:一切自发过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行。从熵增定律的角度看待人生规律:如果生活上没有自律、自控力,没有外加因素约束自己,那我们的生活将会变得无序且糟糕,自己也将变得浑浑噩噩、碌碌无为,唯有逆着“熵增”前进,用自律、自控力约束自己,才能提高自我,实现自己的人生价值,报效社会。再比如对表面活性剂展开的哲学思考,加入少量的表面活性剂即可使表面张力明显下降的特点可以隐喻一些哲理:所谓天下大事,必作于细,不要小瞧任何渺小的事物,学习生活中要注重细节,有时一个小小的细节就可以决定事情的成败。

(三)传统文化的融合

中华民族传统文化源远流长,博大精深,不仅是我们宝贵的精神财富,更是需要我们传承的文化积淀。传统文化与物理化学的有机结合可以体现在各个方面,例如可以将思想政治教育元素的切入点放到中华民族的文化瑰宝——古诗词上,将与物理化学现象相关的古诗穿插于课堂中,加深学生对中国传统文化的认知和喜爱,带动学生从古诗中学习古人的优秀品质,使学生更直观地体验传统文化的魅力,从而传承民族精神。

关于固体的表面能及其亲水和疏水性的学习,融入古诗词向学生讲授。比如,周敦颐在《爱莲说》中通过“独爱莲之出淤泥而不染,濯清涟而不妖”托物言志,借莲花的表面特性表达洁身自好、不与世俗同流合污的高尚情操;阎选的《临江仙·雨停荷芰逗浓香》中“藕花珠缀,犹似汗凝妆”,用貌美女子脸上的汗珠描绘露水在荷叶上的景象,从而展开对液体润湿与铺展的学习;刘禹锡用“日照澄洲江雾开,淘金女伴满江隈”的动人情景诠释了朝阳透过江雾时产生的丁达尔效应;张若虚则在其名篇《春江花月夜》中用“江流宛转绕芳甸,月照花林皆似霰”展现出月光透过枝叶间的缝隙照在鲜花上所产生的散射效应,从优美的诗词、令人陶醉的意境中引出对溶胶由浅入深的学习。具备格律美、语言美、意境美的中华古诗词,不仅能够提升学生的审美能力,还能使学生融入古诗词中的意境,让课堂诗意盎然,让学生领略古诗词之美,增强我们每个人的文化自信。

(四)不忘中国物化家初心

我国物理化学的发展历程,可以大体分成两个阶段,第一个阶段是20世纪三四十年代,我国物理化学界的先辈依靠极其薄弱的科研条件,却仍然在化学热力学、电化学、胶体和表面化学等方面有所成就。第二个阶段是物理化学高校普及阶段,物理化学的普及使我国物理化学领域的发展逐步追上世界先进水平。我国物理化学家留下来的精神财富非常值得我们学习和弘扬,一方面在教学中可以激励学生领会和传承他们艰苦卓绝与爱国爱民等精神内涵;另一方面,可以使学生了解当今物理化学取得的巨大成就,为祖国取得的巨大成就感到骄傲,增强民族自信心。

如以下实例:黄子卿不仅是我国物理化学领域的奠基人,还是一名赤诚的爱国主义者,其他国家给予了丰厚的待遇欲挽留他,他却不为所动,义无反顾投身于祖国母亲的怀抱。他扎根于教育界,1956年出版了《物理化学》一书,为我国物理化学的发展和教育奠定了坚实的基础。在我国风雨飘摇的年代,他就怀有救国兴国的抱负,苦心钻研溶液理论四十余年,精确测定了热力学温标的基准点(0.00980℃),即水的三相点,被国际温标会议采纳,定为国际温度标准之一。我国伟大的物理化学家还有很多,比如我国胶体化学奠基人傅鹰、我国量子化学之父唐敖庆、我国催化化学先驱者张大煜等人,这些前辈不仅在科研上有众多建树,其个人身上也具备忠诚爱国、刻苦钻研、严谨端正、敬业育人等优秀质量,学生可以通过先辈的模范和榜样作用,传承优秀品格,鼓足干劲,争取为祖国的发展做出自己的贡献。

(五)创新意识与科学前沿

创新,不但为国家发展和国家繁荣提供强盛的动力,也是新时代高校学生必备的素养,当下对于创新型人才的培养已是刻不容缓。创新意识的产生往往与学科交叉点休戚相关,而学科交叉点往往就是新的科学生长点和科学前沿,最有可能产生重大的科学突破,因此,物理化学作为交叉学科也是最具创新力的体现点。

将与物理化学相关的前沿发展及最新研究成果适当地引入课堂,不仅可以提高学生的学习兴趣和积极性,也能培养学生的创新意识,更是现今国家和社会对学科交叉和创新人才的需求[5]。将前沿发展融入思想政治教育,比如向学生普及光电化学、生物标记纳米粒子、生物传感器等与物理化学有关的热门领域新发现;在课堂上讲述科学家在物理化学领域的研究成果,比如诺贝尔奖获得者埃及物理学家艾哈迈德·泽维尔应用“飞秒化学”研究微观分子的结构,即利用飞秒激光研究各种化学反应中的动力学过程;亚瑟·阿斯金利用光学镊子这一技术探索了细胞内部,调整其内部结构,为理解人体正常和疾病状态提供了新的思路[6]。这些新的发现和成果可以使授课内容与时俱進,更能增加教学内容的先进性。

(六)注重实际,学以致用

教师在授课时,将物理化学知识在社会、生活上的应用展示给大家,让学生确切感受到知识改变生活,科技改变世界。将物理化学理论与现实生活进行联系,引导学生分析和解决实际问题时使用理论知识,使学生可以学以致用、知行并进。

比如化学平衡的应用,在交警查酒驾的时候会使用酒精含量探测器,其原理就用到了化学平衡的知识,涉及的反应是:Cr2O72-+3C2H5OH+8H+=2Cr3++3CH3CHO+7H2O,其中重铬酸根是橙色的,三价铬离子是绿色的,根据反应式,如果被测对象酒驾,呼出的气体会含有一定量的乙醇,则会导致反应向右进行,生成的三价铬离子增多,再通过传感器换算出酒精含量值,从而确定酒驾。再比如明矾净水,涉及分散系统中胶体的知识,明矾在水中会部分水解为氢氧化铝,而氢氧化铝与水中胶粒所带的电荷相反,使胶粒聚集形成较大颗粒,发生聚沉,从而达到净水的目的。利用生活中实用型的例子,学生既能“有所学”,更知“用所学”,培养学生领悟所学有所用的重要性,提高实践能力。

(七)渗透专业精神,增强社会责任感

专业课中的思政元素需要教师挖掘与发挥,将物理化学的学习渗透专业素养中,通过对该课程内容的学习体现该专业在社会上的价值及对社会的重要性,从而增强学生的专业能力,培养学生的敬业精神,提升学生的社会责任感。

笔者的教授对象是药学和制药工程专业学生,以药学和制药专业的角度进行实践教学中的思想政治教育,在课程中将药剂学知识渗透“物理化学”教学中,从而为专业课“药剂学”的学习奠定基础[7]。例如,利用表面活性剂形成胶束的原理可以对一些溶解度低的药物进行增溶,从而提高药物的生物利用度;表面活性剂在不同药物制剂中还可以发挥不同作用:在混悬剂中作助悬剂,在固体片剂中作崩解剂,在乳剂中作乳化剂等。还可以通过化学动力学研究药物所适合的温度、光照、湿度等条件,计算和预测药物的降解速度,推测药物的有效期,从而进一步保证药品在原料药合成、剂型设计到生产、运输、贮存、销售,直至临床使用的过程中的安全性和有效性。利用这种教学方式,能够激发学生对专业的兴趣和热爱,鼓励学生注重实际应用,增强学以致用的能力,用自己所学发光发热。

結语

百年大计,教育为本;教育大计,教师为本;大学初心,旨在育人。立德树人铸师魂,不忘初心正师风,教师在育人树人方面承担着重要的使命和责任。教师是课程思政建设的主体力量,直接影响着高校思想政治建设的成效,而教师对其建设的能力与意识是思想政治教育落实的关键。教师在授课过程中要通过巧妙的教学设计,提炼相关的思政元素,并在专业知识的学习中自然渗入思想政治教育。广大教育工作者需要不断地克服教学难题、研究教学方法以完善思想政治教育的教学体系,为祖国培育更多全方面发展的综合性人才,思想政治教育也将如含苞待放的花朵,终会于课堂上绽放光彩。