大道至简,润物无声——物理化学课程思政的实践
Truths Simplify and Moisten Things Silently: Practice of Course Ideology and Politics Education in Teaching Physical Chemistry
Received: 2019-09-2 Accepted: 2019-10-21
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物理化学是高校化学化工专业重要的大类基础课,其课程改革建设必须紧跟时代步伐。介绍在当前“本科为本”背景下,我们基于深入学习对课程思政内涵的认识,提出了物理化学课程思政的基本原则,即把思政元素与科学知识有机地融合,“润物细无声”,培养社会主义建设者和接班人。并列举了通过科学发展史、中国物理化学家、优秀传统文化、学科交叉与创新、身边的科学家等方面开展课程思政的一些实例,对教学同行具有启发性。
关键词:
Physical chemistry is a major basic course of chemistry and chemical engineering specialties for undergraduate students in colleges and universities. Its curriculum reform and improvement must keep pace with the times. This paper introduces the basic principles of course ideology and politics in physical chemistry course based on in-depth study and understanding of the connotation of "course education" in the current wave of "undergraduate oriented", that is, to integrate ideological and political elements with scientific knowledge organically through the mode of "moistening things in silence" and to train socialist builders and successors. In addition, some examples of course education including the history of scientific development, Chinese physicochemists, excellent traditional culture, interdisciplinary innovation, as well as contemporary scientists around us are presented, which would be enlightened to teaching counterparts.
Keywords:
本文引用格式
王旭珍, 王新平, 王新葵, 田福平, 田东旭, 陈冰冰.
WANG Xuzhen.
1 引言
自古以来,教师就是最伟大、最神圣的职业之一,被誉为“人类灵魂的工程师”。面向我国实现“两个一百年”奋斗目标和中华民族伟大复兴,习近平总书记在2014年北京师范大学庆祝教师节大会上指出“百年大计,教育为本;教育大计,教师为本”[1];2016年12月,在全国高校思想政治工作会议上强调,要用好课堂教学这个主渠道,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,各类课程都要与思政理论课同向同行,形成协同效应[2],开启了高校“课程思政”建设高潮。2018年在全国教育大会上,习总书记再次深刻阐释了教育的重要地位,对教师提出了做“四个引路人”的殷切期望,要求教师做有理想信念、有道德情操、有扎实学识、有仁爱之心的“四有”好老师,把立德树人作为根本任务[3]。2018年6月,教育部召开高等学校本科教育工作会议,陈宝生部长指出“高教大计,本科为本”[4],要求每一位教师都要坚持“以本为本”,做到“四个回归”,把人才培养质量和效果放在首位,在工作中不能只谈“教学”,而是要脚踏实地关注“教育”——塑造品格、塑造灵魂,以培养“德智体美劳”全面发展、堪当民族复兴大任的社会主义建设者和接班人为己任[3, 4]。自此,“课程思政”纳入本科教学新体系。
显然,“课程思政”与“思政课程”不同,两者各有侧重。当前,人类历史已进入“人的时代”“人的世纪”,强调人的非智力因素(如品格、意志、担当精神等)与智力因素、科学知识具有同等的重要性。而这些非智力因素的培养,绝非一朝一夕或仅靠几门“思政课程”就能完成,应当贯穿于每个人教育成长的全过程。高校教师有责任把“培养人”作为根本使命,在专业基础课和专业课教学中对本科生进行价值引领、传递正确导向,让社会主义核心价值观进课堂、进学生头脑,构建“全员-全过程-全方位”的“三全育人”大格局[2]。因此,“课程思政”实质上是一种综合教育理念,要求专业课程教师转变观念,不仅仅以教学为中心,还要以育人为己任,真正落实“教书育人”。
物理化学课程是高校化学、化工、环境、生物、能源、材料等大类专业的基础课,对人才培养起着承上启下的重要作用。身处高等教育的新时代,我们应积极行动起来,认真思考物理化学的“课程思政”如何做,并付诸教学实践,点滴心得与同行交流。
2 物理化学课程思政建设
2.1 物理化学课程思政的思考
物理化学一向被认为是“教师难教,学生难学”的课程,其公式推导多、概念原理多,内容抽象、逻辑性强。如何在教学中有效地贯彻课程思政呢?笔者认为需要遵循隐性教育的理念和原则,即把思政元素与科学知识有机地融合,做到寓教于无形、润物细无声。正如教育家苏霍姆林斯基[5]指出的,“假如一个人处处感到和知道别人是在教育他,他的自我认识与自我完善的能力就会迟钝起来。”所以,做好课程思政需要教师时时处处牢记教育使命,正确把握“教学”与“教育”的和谐统一,在传授知识的同时,力争不露痕迹地实施非智力教育,“把思政之‘盐’溶入专业教育之‘汤’”[6],为学生同步提供“美味的”知识与精神营养。这无疑对教师提出了更高的要求。
“没有爱就没有教育”[5]。教师要以身作则,心中始终装着学生,一切以“学生成为德才兼备的人”为出发点:教学过程中不仅要吃透教材、精通自己所教的学科,还要懂得比教材内容多若干倍的广博知识,有开阔的视野和高尚的人文情怀;备课时要注重融入“育人”的内容设计、播撒德育种子,与学生在课上、课下形成良好互动,通过教师言传身教、耳濡目染地影响学生。在思政内容选材上,可以是学科发展史、科学家轶事、优秀传统文化、发展的全局观、创新意识启蒙等等[7]。此外,还可以通过组织灵活多样的教学活动,如合作学习、主题讨论,培养学生敢担当、有作为的优秀品格。总之,教师要把握好课程教学过程的“育人点”,把知识技能上的“成长”和精神上的“成人”有机结合起来,依照“率先垂范,因势利导,潜移默化,润物无声”的指导思想开展物理化学课程思政,让学生发自内心地“悟道”,同步实现专业知识学习与道德情操修为的统一。
2.2 物理化学课程思政实例
在物理化学课程教学中,根据不同的教学内容和环节,可设计不同风格的思政内容。以下简述几个实例,与教学同行探讨。
在讲授热力学第二定律时,我们会交代热机的工作原理和热机效率问题,此时可以利用3–5分钟穿插简介热机的发展,并自然地引入国人引以为傲的中国高铁。从瓦特重大改进得到世界上第一台可连续工作的蒸汽机(1763–1784年),到用于船舶(1807年)、铁路机车(1825年),再到内燃机(1860年)、电力机车(1879年)、高速铁路,当今“中国制造”的高铁技术[8] (无砟轨道、和谐号动车组、极端条件如高寒地区通车技术)令人震撼,正在“一带一路”建设中扮演重要角色。让学生感受“高铁始于日本、发展于欧洲、格局大变于中国”,甚至在下一代超级高铁(胶囊高铁、飞铁)研发方面,中国的技术贮备也位列仅有的四国之一,增强学生的民族自豪感和自信心。还有我校材料学院研发的合金凝固电磁调控系列专利技术,解决了我国高铁等重大工程中的材料制备难题,助力中国高铁运行时速刷新世界纪录。这些事例可以激励学生“我能行”的自信心,培养报效祖国的情怀。
物理化学课程理论性强,被誉为“化学中的哲学”,在学科思维教育方面独具魅力,在课堂上讲授一些科学发展史,介绍科学家的奇思妙想、失败与成功的经验等,有利于启迪学生心智。比如,热力学第二定律的建立与发展[9]就极具特色。卡诺设计了具有最高效率的理想热机,发表论文“论‘火’的动力和能发动这种动力的机器”(1824年),但不幸英年(36岁)早逝,他的工作很快被人遗忘。1834年,卡诺去世两年后,其学弟克拉贝龙认真研读了这篇论文,如获至宝,经过重新研究,发展了卡诺的理论,在学院出版的杂志上发表了题为“论热的动力”的论文,用p–V曲线翻译了卡诺循环,但并未引起人们注意。在热力学第一定律建立以后,克劳修斯和开尔文分别重新审视了卡诺定理,据此提出热力学第二定律的克劳修斯表述(1850年)和开尔文表述(1851年),从此奠定了卡诺定理的重要地位。后来,克劳修斯又对卡诺热机进行数学阐述,于1857及1866年提出和建立了熵的概念(热力学第二定律的数学表达式)。在这一系列故事中,科学家的理解、坚持、再创造,体现了传承与发展;晦涩理论的简洁表达——图形化、公式化,展示了科学之美;学长与学弟、学院刊物则提示学生要认真完成自己的在校作品,也许会有重大发现。
在课程中体现中国元素,也是课程思政的重要途径。一方面,可以充分挖掘中国科学家对物理化学学科发展的重大贡献,引导学生感知他们求真求实的科学精神和追求理想的科学品质。如中国物理化学奠基人之一的黄子卿先生,在电化学、生物化学、热力学和溶液理论方面颇有建树。他以严谨的科学态度精心设计实验装置,精确测定了水的三相点[10],在测定过程中排除了各种可能的干扰(如大气压强及水液面高度产生的附加压强对冰室平衡温度的影响;水样杂质造成的水的凝固点降低;水样严格纯化去除CO2;精选“三相点室”材料并严格清洗;对体系采取严格的隔热防辐射措施,采用了当时最精确的测温手段并加以校正),历经长达一年的反复测试,测得水的三相点为0.00980 ± 0.00005 ℃,被确定为国际热力学温标的基准点(IPTS-1948),具有划时代意义。其实验设计的缜密性、坚持不懈的精神,无不令人印象深刻。傅鹰先生,中国胶体科学的主要奠基人,在表面化学的吸附理论方面进行了深入、系统、独具特色的研究工作,受到国际学术界的重视[11]。但他多次婉拒国外优厚条件,一心报效祖国。他研究了中国蒙脱土的吸附和润湿、石油钻井泥浆流变性、矿物浮选等国家建设急需的应用课题,解决了生产中的许多实际问题;首次提出了利用润湿热测定固体粉末比表面的公式和方法,早于BET吸附法八年。张大煜先生,自青年时期就力主“工业救国”“科学救国”,建国初期针对国家需求组织水煤气催化合成液体燃料,结合钴催化剂性能研究,逐步建立了物理吸附、化学吸附等一系列研究方法,并提出了“表面键”催化理论,推动了催化化学、化学动力学等学科的发展[12]。这些物理化学老前辈的渊博学识、高尚品德、求实作风和爱国精神,不断激励和鼓舞学生的家国情怀和社会责任感。顾翼东先生曾经撰文“中国化学家对于物理化学的贡献”[13-15],从热力学、物性、结构、理论等研究领域,列举了我国诸多科学家早年的贡献,颇令人振奋。
另一方面,中国传统文化博大精深,诗歌具有文字美、韵律美、意境美的特点,也可择其一二穿插于课堂,触动学生根植于内心的美育情感。因为“所有能使孩子得到美的享受、美的快乐和美的满足的东西,都具有一种奇特的教育力量”[5]。譬如,“接天莲叶无穷碧,映日荷花别样红(杨万里)”绘出了一池荷花的美妙画卷;“予独爱莲之出淤泥而不染,濯清涟而不妖(周敦颐)”“嫩竹犹含粉,初荷未聚尘(徐陵)”描写了荷花的高洁品质。课堂上由此开篇,带领学生明晰固体表面润湿性、亲水与疏水,剖析荷花自洁净效应的原因,并进一步介绍江雷课题组仿生荷叶表面微-纳米双重结构、设计制备各种亲/疏水材料的创新性工作。由表及里,使学生既感受文化熏陶,又增长学科视野。再比如“横看成岭侧成峰,远近高低各不同。不识庐山真面目,只缘身在此山中(苏轼)”可用来描述热力学三大定律在不同物系、不同条件下具体运用时学生的心情;教师带领学生厘清热力学主线、通透核心内容,举一反三,可谓拨开云雾“守得云开见月明(《水浒传》)”。
此外,物理化学学科内容是当前材料、能源、环境科学等热点领域发展的基石,教师授课中要注重渗透学科交叉知识,培养学生的创新意识;同时也要帮助学生树立全局观念,培养社会责任感。如讲授催化反应动力学时,推荐科普读物《寂静的春天》,让学生明白科学研究有时是一把“双刃剑”,在化学工作者创造新物质、改善人类生活的同时,也可能会消耗能源、带来环境污染,培养他们注重环保、注重人与自然和谐发展的全局观;而面对已有的环境问题和能源短缺,又需要催化技术来解决。借此机会,结合我校物理化学教师(王新平-汽车尾气催化,石川-室内空气污染物催化消除)的相关工作和中科院大连化物所包信和(限域催化)、李灿(光催化)、张涛(单原子催化)等院士几十年坚守与锐意创新的高水平成果展开讨论,使学生开阔学科思维、领悟科技报国。“我们要走从实验室到工厂,从工厂到市场的科研路子,为振兴民族工业尽一份力。”我院高分子材料蹇锡高院士的家国情怀令人动容。这些鲜活的身边人、身边事,更容易成为学生学习模仿的“标杆”,激发他们刻苦学习、努力进取,立志成为国之栋梁。
3 结语
要做好课程思政,首先需“备好料”,其次有“好厨艺”,才能保证加“盐”适量,“汤”味鲜美[6]。这对教师提出了很高的要求,也带来了相应问题。教师必须在“教学全周期”内关注学生的德育培养,不断结合课程内容思考、挖掘,广泛收集思政素材;教师要舍得花时间精力,寻找到与物理化学知识相融合的交叉点和结合点,巧妙设计“育人”内容,备课任务显然加重;课堂教学时间本来有限,思政内容的引入和讨论,势必会占据一部分课堂时间等等,必须从方方面面做好平衡。厦门大学郑兰荪院士的“加减法”原则[16]值得借鉴,即在学科内容方面适当做“减法”,突出知识主干,强调实际应用,枝蔓内容略讲;或者利用网上丰富的教学资源,通过“线上-线下”相结合的教学方式,把一部分知识留给学生自主学习,实现课堂教学时间的缩减,留出时间做“加法”——引进思政内容。但是,这个“加法”必须根据物理化学课程的特点,本着“适时、适当、适量”的“三适原则”合理组织,与教学内容有机地融合、自然展开,才容易引发学生的情感共鸣,达到预期的教育效果。
总之,高校教师应严格要求自己,立德树人,紧跟时代步伐,“回归本分,回归初心”,积极主动挑起“思政担”,努力成为业务能力精湛、育人水平高超、方法技术娴熟的好老师,以爱为载体,做学生成长的领路人,为培养自信、自强、爱祖国、勇担当、有强烈社会责任感的时代新人做出贡献。
参考文献
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