《物理化学教学中的德育元素》
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摘 要：为在物理化学教学过程中深入贯彻社会主义核心价值观,提高大学教育课程思政的执行力,通过挖掘物理化学教学过程中的德育元素培育大学生的综合素质.对科学研究实事求是,严谨治学,循序渐进地培养大学生的创新精神,最大程度地建立大学生的社会责任感.
关键词：物理化学；德育元素；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）03-0225-02
随着社会经济的迅猛发展,道德教育在现代高校教育中起着举足轻重的作用.由于当代大学生的世界观及价值观已经基本确立.仅仅从思政课程的学习还不足以引导学生树立正确的世界观及价值观.因此,对大学生的德育教育需要渗透到高等教育的每一个阶段中,每一门课程之中.作为一名物理化学课程的教师,本文从物理化学课程出发浅谈其中的德育元素,使广大教师能够通过专业课程对当代大学生进行潜移默化的道德教育.物理化学作为化学的理论基础,逻辑性很强,所研究的是普遍适用于各个化学分支的理论问题[1].在物理化学教学过程中繁杂的公式和抽象的概念背后蕴含着丰富的德育元素,不仅渗透在物理化学知识自身,还渗透于物理化学问题的探究过程中.深入挖掘这些德育元素能够为大学生完善自我个性,实现自我价值,树立正确的价值观提供保障,从而使枯燥的理论知识与学习实践相结合,培养和激发学生的学习动机,进一步对高校德育发展添砖加瓦.具体的德育元素包含如下几个方面：
一、实事求是
物理化学是一门用物理的原理和方法来研究化学中最基本的规律和理论的科学.大量实验经验的积累奠定了物理化学的发展,在物理化学教学中物理化学实验教学是理论教学的重要辅助手段.大学生需要在实验过程中来验证理论教学中获得的知识内容.因此,在培养求真务实追求本质的科学精神方面具有不可替代的作用.物理化学研究的对象是物质的组成、性质与变化.这就要求大学生从实际对象出发,探求物质系统内部联系及发展的规律,最终认识事物的本质.无论是每一个状态函数的物理意义的理解还是物理化学公式定理的推导,都需要学生能够正确认识在化学反应过程中客观存在的现象并进行数学建模,总结并归纳普适性规律.这种过程的体验有利于学生实事求是的理性精神培养.如在多组分多相系统的学习过程中对理想稀溶液及理想液态混合物模型的建立都是针对物质的共性建立的模型,但在研究个别真实多相多组成的系统时就需要具体问题具体分析.对理想模型的偏离做出进一步修正.如拉乌尔定律是描述稀溶液中溶剂的蒸气压等于同一温度下纯溶剂的饱和蒸气压与溶液中溶剂的摩尔分数的乘积.亨利定律是描述挥发性溶质在溶剂中的溶解度,与该挥发性溶质气体的压力成正比.对于二组分液态完全互溶系统的蒸气压与组成的关系图中,只有在稀溶液区系统的总压与组成才符合拉乌尔定律和亨利定律,在其他区域对拉乌尔定律及亨利定律都会发生偏离,正是有这种偏离在二组分气液平衡的压力-组成图中才会存在最大正偏差或者最大负偏差,这是由于二组分之间作用力影响的,若作用力小于各组分之间的吸引力,或纯组分之间的缔合作用,形成液态混合物时产生正偏差并伴有吸热现象和体积增大.若二组分之间的作用力大于纯组分之间的吸引力,在形成液态混合物时产生负偏差,伴有放热现象和体积减小.这就要求我们能够实事求是,追求科学精神.在实验现象的基础上建立模型,应用物理知识正确解析化学现象.
二、严谨治学
物理化学是一门以实验事实为依据,严格定量的科学.任何一个物理化学规律的发现以及数学建模和表达都有严密的逻辑推理过程.通常用定量的公式来描述物理量间的关系,于是物理量的正确表示及运算就构成了物理化学的重要组成部分.掌握其严谨的表示方法及运算规则是学好物理化学的必要条件.如熵（△S）的单位是J·mol-1·K-1；焓（△H）的单位是KJ·mol-1；化学反应的吉布斯函数（△G）的单位是KJ·mol-1.△G等于△H-T△S,在这个公式中,若学生将状态函数△S的单位与△H的单位弄混淆就无法得到正确的结果.为了实现严谨治学,在物理化学教学过程中老师应当严格要求学生,对每一个物理量的表达需要数值与单位在一起.物理化学中包含着大量的公式推导以及相关的应用计算,需要大学生建立起严谨的逻辑思维体系[2].如等温可逆过程的体积功的推导,不同温度下标准摩尔反应焓,标准摩尔反应熵变的计算,从热力学基本方程到麦克斯韦关系式的推导,与相平衡关系密切的克拉佩龙方程与克劳修斯-克拉佩龙方程的推导,多相多组分系统化学势判据的推导等.只有掌握严谨的数学思维能力才可以完成这些理论公式的推导过程.在这些物理化学知识的传授中培养大学生良好的学风,从而对大学生学习品质和精神状态产生积极的作用,使“工匠精神”发扬光大.这就能够培养大学生们无论是在求知的过程中还是在学术研究中做到严密谨慎、严格细致.
三、创新精神
所谓创新,是建立在现有的科学理论基础之上的,不是天马行空的乱想.对于物理化学课程教学首先需要大学生能够掌握综合分析问题的能力.例如如何判断一个化学反应在某一个温度下能否发生?首先利用反应物和生成物在25℃下的生成焓及熵变来计算25℃下的Gibbs函数变,由Gibbs函数变与温度的关系计算在该温度下这个化学反应的自发性.当掌握了综合分析问题的能力,理清逻辑关系中内在的联系,才可能实现在实践的基础上创新[3].另外,物理化学本身就是一门既古老又新颖的课程.随着现代分析测试技术的发展,其中的量子化学及胶体化学对近代的固体物理学以及纳米科学产生了重要及深远的影响.纳米科学中纳米材料的合成离不开胶体化学的发展.人们在掌握一定的科学理论基础上在实践中不断产生新的认识,提出新的方法.如对石墨烯胶体的净化方法就是建立在对半透膜的研究及应用的基础之上的.固体表面的物理吸附及化学吸附理论,化学动力学中的势能面模型在揭示新型纳米材料催化机理方面的应用仍然具有重要的地位.在物理化学教学过程中教师需要根据学生的接受能力及时介绍最新的物理化学方面的前沿动态,激发学生的求知,提高学习兴趣.如在介绍化学动力学时,对一些新型的催化剂及催化原理进行简单的介绍,在讲解胶体化学这一章时,对最新的纳米材料的合成方法的介绍,在施教过程中利用新的教学手段、方法激發大学生的学习动机,从而潜移默化地培养学生的创新精神.
四、社会责任感
物理化学研究的最基本的问题是如何通过化学反应来经济合理地生产产品和获取能量.这要求我们的学生要领会物理化学解决实际问题的科学方法.培养学生如何将一个复杂的实际问题,经过适当的简化、假设后建立物理模型,如理想气体模型,理想气体混合物模型,理想稀溶液模型等.培养大学生积极应用知识、探索解决具体问题的方法,形成以问题为载体的知识组织方式,实现从理论知识到问题解决的知识转变[4].如在表面过剩浓度与吉布斯吸附等温式的教学内容中涉及到表面活性剂工作原理的介绍.表面活性剂种类繁多,应用广泛,从纺织工业中的柔软剂、净洗剂到造纸工业中的阻垢剂、除油剂,再到制药工业中的乳化剂及助悬剂.由于表面活性剂的广泛使用,其对环境的影响涉及到方方面面的因素.这就要求大学生在掌握基础知识的同时提高自身的社会责任感,在之后的学习生活中进一步寻找节能环保的技术去开发利用表面活性剂.那么大学生就不仅收获了鱼,也学到了渔,可以使我们在未来的科学道路上走得更远,不断创新和发展,让科学的火炬世代传承下去.“师者,传道受业解惑也”.
参考文献：
[1]王女.创新思维在物理化学教学改革中的探索[J].教育教学论坛,2016,（19）：76-77.
[2]谈宁馨,朱权.工科物理化学课程小班研讨内容的思考[J].大学教育,2014,（5）：21-22.
[3]张丹,李君华.浅析物理化学教学中的哲学思想与应用[J].辽宁工业大学学报（社会科学版）,2016,（2）：115-116.
[4]谭顶良.高等教育心理学[M].南京师范大学出版社,2006.
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