張業(yè)++李和平

摘要：本文嘗試對(duì)傳統(tǒng)的物理化學(xué)與化工熱力學(xué)教學(xué)模式進(jìn)行改革，通過(guò)將物理化學(xué)與化工熱力學(xué)中的自然科學(xué)原理與社會(huì)科學(xué)原理進(jìn)行類比，將自然科學(xué)原理向社會(huì)科學(xué)原理拓展和延伸，在物理化學(xué)與化工熱力學(xué)課堂教學(xué)中對(duì)當(dāng)代大學(xué)生進(jìn)行人生哲理教育，以期構(gòu)建主義視角下理工科物理化學(xué)與化工熱力學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課新型教學(xué)模式，促進(jìn)當(dāng)代大學(xué)生的素質(zhì)教育。

關(guān)鍵詞：教學(xué)模式；人生哲理；物理化學(xué)；化工熱力學(xué)；當(dāng)代大學(xué)生

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）01-0120-03

長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)傳統(tǒng)的物理化學(xué)與化工熱力學(xué)課堂教學(xué)模式進(jìn)行改革，構(gòu)建新型課堂教學(xué)模式一直是專家、學(xué)者、大學(xué)教師們研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的主要教學(xué)生學(xué)會(huì)書本知識(shí)的教學(xué)模式已經(jīng)難以適應(yīng)社會(huì)及專業(yè)發(fā)展需求。近年來(lái)，經(jīng)過(guò)廣大教育專家、學(xué)者及一線教師等各方面的共同努力，物理化學(xué)與化工熱力學(xué)課堂教學(xué)改革取得了突破性的進(jìn)展和令人矚目的成就，但暴露出來(lái)的問(wèn)題也不容忽視。比如，以往的課堂教學(xué)改革過(guò)多地強(qiáng)調(diào)課程本身教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法的改革，而忽視了關(guān)鍵性的問(wèn)題——教學(xué)模式與教學(xué)興趣的改革。教學(xué)模式的改革是深層次的改革，它必然會(huì)觸及教育思想、教育理念等根本性問(wèn)題。因此，在社會(huì)發(fā)展日新月異的今天，如何構(gòu)建物理化學(xué)與化工熱力學(xué)課堂教學(xué)模式成為一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題[1-3]。鑒于此，筆者以促進(jìn)當(dāng)代大學(xué)生的全面成才為主要目標(biāo)，以人本主義理論、構(gòu)建主義理論為主要依據(jù)，結(jié)合物理化學(xué)與化工熱力學(xué)兩門課程的特點(diǎn)，嘗試構(gòu)建促進(jìn)當(dāng)代大學(xué)生應(yīng)對(duì)社會(huì)變化和謀求個(gè)人發(fā)展的新型課堂教學(xué)模式，以期為大學(xué)課堂教學(xué)實(shí)踐提供新的視角與思路。

本文結(jié)合自己多年從事物理化學(xué)與化工熱力學(xué)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，將熱力學(xué)原理與人生哲理滲透到物理化學(xué)與化工熱力學(xué)課堂教學(xué)中。下面將一一闡述對(duì)這些人生哲理命題的提煉和解讀。

一、自然界的各種能量可以相互轉(zhuǎn)化，但總量守恒；人生的苦難與幸福可以相互轉(zhuǎn)化，但總量守恒

在物理化學(xué)與化工熱力學(xué)中的熱力學(xué)第一定律其實(shí)就是能量轉(zhuǎn)化與守恒定律，其數(shù)學(xué)形式為ΔU= Q+W。其中Q為過(guò)程的熱，W為過(guò)程的功，ΔU為過(guò)程中系統(tǒng)熱力學(xué)能的改變。熱力學(xué)第一定律揭示出上述三種能量形式彼此之間可以相互轉(zhuǎn)化，但轉(zhuǎn)化過(guò)程中總能量是守恒的[2，3]。能量雖守恒，“正能量”越多，社會(huì)才會(huì)充滿希望?！罢芰俊笔且环N健康樂(lè)觀、積極向上的動(dòng)力和情感。將這一定律推廣，用以詮釋人生苦與樂(lè)之間的相互轉(zhuǎn)化，也是很有勵(lì)志意義的。漫漫人生，苦難與幸福并存，二者之間彼此可以相互轉(zhuǎn)化，但總量其實(shí)也是守恒的。有關(guān)于此，有許多人生格言為我們所熟知。比如，樂(lè)極生悲；少壯不努力，老大徒傷悲；梅花香自苦寒來(lái)；要想人前顯貴，就得背后遭罪等，不一而足。既然人生終究要經(jīng)歷苦難與幸福，倒不如趁年輕的時(shí)候經(jīng)歷苦難，然后再安度晚年。因?yàn)橐粋€(gè)人在年輕的時(shí)候，體力、精力和上進(jìn)心等各個(gè)方面正處于旺盛時(shí)期，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮這一時(shí)期的年齡優(yōu)勢(shì)，這樣才能高效率地取得應(yīng)有的人生成就。否則，等到中年或晚年再去奮斗，再去吃苦，已經(jīng)沒(méi)有什么優(yōu)勢(shì)、效率和斗志可言了。應(yīng)當(dāng)讓當(dāng)代大學(xué)生盡早明白這一人生哲理。這樣才不會(huì)虛度青春年華，才不會(huì)空嘆晚年的悲涼。

二、過(guò)程的方向是熱力學(xué)的重點(diǎn)；人生的方向至關(guān)重要

熱力學(xué)第一定律和第二定律是熱力學(xué)的重點(diǎn)所在。熱力學(xué)第一定律研究的是過(guò)程的能量問(wèn)題，而熱力學(xué)第二定律研究的則是過(guò)程的方向問(wèn)題。在熱力學(xué)中，過(guò)程的方向問(wèn)題是一個(gè)十分重要的問(wèn)題。同樣，在人的一生中，人生的奮斗方向也至關(guān)重要。我們常說(shuō)，人生應(yīng)該有明確的理想和奮斗目標(biāo)，這樣，人生奮斗才有意義。朝著既定的方向努力，終有一天會(huì)夢(mèng)想成真，正所謂有志者事竟成。否則，沒(méi)有理想和奮斗目標(biāo)的人生，只能是虛度光陰，浪費(fèi)寶貴的青春年華。在當(dāng)代大學(xué)生中，一個(gè)不容忽視的問(wèn)題是，許多大學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)之后忽然有一種方向感的缺失。以前在他們的中學(xué)時(shí)代，迫于父母和社會(huì)的壓力，尚且明白考上大學(xué)是他們的人生理想。但一旦進(jìn)入大學(xué)之后，以為自己的人生理想已然實(shí)現(xiàn)，往往會(huì)滋生出松懈、迷惘的思想，于是得過(guò)且過(guò)。更有甚者，有相當(dāng)一部分大學(xué)生沉溺于玩樂(lè)，成天不務(wù)正業(yè)，上課時(shí)玩弄手機(jī)或逃課，上網(wǎng)打游戲，經(jīng)商或者談情說(shuō)愛(ài)。他們始終沒(méi)有搞明白上大學(xué)究竟是為了什么，這樣的人生其實(shí)是很危險(xiǎn)的。人生需要規(guī)劃和經(jīng)營(yíng)，如果當(dāng)代大學(xué)生的自律能力不夠，人生的奮斗方向不夠明確，那么為人師者就應(yīng)該擔(dān)負(fù)起當(dāng)代大學(xué)生人生導(dǎo)師的責(zé)任，幫助其樹立正確的人生觀，確立正確的人生奮斗方向，指點(diǎn)迷津，從而履行其教書育人、傳道、授業(yè)、解惑的天職。

三、化學(xué)平衡不再移動(dòng)；人生安逸動(dòng)力盡失

在化學(xué)反應(yīng)平衡一章中講到，在一定條件下，化學(xué)反應(yīng)一旦達(dá)到平衡，反應(yīng)的推動(dòng)力即為零，此時(shí)反應(yīng)便不再移動(dòng)。這一原理又可以讓我們聯(lián)想到，人生一旦處于安逸狀態(tài)便會(huì)失去奮斗的動(dòng)力。所謂人生的安逸狀態(tài)，其實(shí)就是達(dá)到了人生的平衡狀態(tài)。這時(shí)，原有的上進(jìn)心和斗志便不復(fù)存在，人生奮斗的推動(dòng)力也就驟降為零。人生奮斗應(yīng)當(dāng)盡量避免處于這種狀態(tài)，尤其是在年輕的時(shí)候，更是如此。所以說(shuō)，許多時(shí)候人生奮斗所面臨的種種壓力其實(shí)并不是壞事情，因?yàn)樗鼈儠?huì)驅(qū)使我們不斷拼搏、不斷進(jìn)步、不斷地有所成就，是我們奮發(fā)向上的強(qiáng)有力的推動(dòng)力。英語(yǔ)中有一個(gè)成語(yǔ)“No pain，no gain”，意思是說(shuō)，不經(jīng)歷痛苦就不會(huì)有收獲。平時(shí)我們也常說(shuō)，當(dāng)一個(gè)人感到壓力和痛苦的時(shí)候，往往是其進(jìn)步的時(shí)候。許多偉大的人生成就都是人們?cè)诮?jīng)歷了苦苦奮斗之后的結(jié)果，而絕不是安逸狀態(tài)下的產(chǎn)物。

四、熱量是正能量，會(huì)推動(dòng)吸熱反應(yīng)正向進(jìn)行；忠言是正能量，會(huì)驅(qū)使虛心的人走向成功

在化學(xué)平衡一章中還講到了工藝參數(shù)改變時(shí)的化學(xué)平衡移動(dòng)原理。影響化學(xué)平衡移動(dòng)的條件很多，其中熱量或者溫度是影響化學(xué)平衡移動(dòng)的主要條件。對(duì)于吸熱反應(yīng)，供給系統(tǒng)熱量或者升高溫度，會(huì)推動(dòng)反應(yīng)正向移動(dòng)。因此，可以說(shuō)熱量是推動(dòng)吸熱反應(yīng)正向進(jìn)行的正能量。人生奮斗又何嘗不是如此，我們不僅需要自身所擁有的原動(dòng)力，更需要來(lái)自周圍環(huán)境為我們注入的正能量，其中他人的忠言即是驅(qū)使我們走向成功的正能量。當(dāng)然前提條件是我們必須虛心，善納忠言，這一機(jī)理才能奏效。將人體比作一個(gè)能量場(chǎng)，通過(guò)激發(fā)內(nèi)在潛能，可以使人表現(xiàn)出一個(gè)新的自我，從而更加自信、更加充滿活力。為所有積極的、健康的、催人奮進(jìn)的、給人力量的、充滿希望的人和事，貼上“正能量”標(biāo)簽。一個(gè)人的思想或智慧，受其年齡、經(jīng)歷、個(gè)性等因素的制約，往往會(huì)具有某種程度的局限性，加之生命的本能原本就不會(huì)自發(fā)地驅(qū)使人們走向高處，因此他人的忠言對(duì)于我們走向成功就顯得尤為重要。俗話說(shuō)他山之石可以攻玉；又語(yǔ)云，旁觀者清?？梢妼?duì)于忠言這一人生奮斗過(guò)程中來(lái)自外部的正能量，既要意識(shí)到其重要性，又要虛心以待。這樣才是我們應(yīng)有的認(rèn)識(shí)和應(yīng)取的人生態(tài)度。endprint

五、科學(xué)研究中大膽假設(shè)，往往導(dǎo)致科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)；考慮問(wèn)題時(shí)突破思維定勢(shì)，往往會(huì)有新的收獲

在熱力學(xué)理論體系建立初期，科學(xué)家曾有過(guò)許多大膽的假設(shè)。這些假設(shè)盡管在當(dāng)時(shí)看來(lái)不可思議甚至是十分荒謬的，但是后來(lái)都導(dǎo)致了科學(xué)上的重大發(fā)現(xiàn)。例如，熱力學(xué)第二定律中熵函數(shù)的引出和熵判據(jù)的發(fā)現(xiàn)，就是科學(xué)家在研究可逆卡諾循環(huán)時(shí)注意到該過(guò)程的熱溫商之和為零，當(dāng)時(shí)預(yù)感到可逆過(guò)程的熱溫商之和可能是某個(gè)狀態(tài)函數(shù)的變化值，進(jìn)而大膽假定這個(gè)狀態(tài)函數(shù)為熵函數(shù)，再結(jié)合卡諾定理，最終導(dǎo)出了判斷過(guò)程自發(fā)性和方向性的熵判據(jù)。而熵判據(jù)的正確性后經(jīng)無(wú)數(shù)事實(shí)所證明，不容質(zhì)疑。再比如，熱力學(xué)第三定律的創(chuàng)立也是在當(dāng)時(shí)研究低溫下凝聚態(tài)物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)的熵變趨于零的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過(guò)大膽假定絕對(duì)溫度為零時(shí)，純物質(zhì)凝聚態(tài)的熵值為零而建立起來(lái)的。而熱力學(xué)第三定律后來(lái)經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的證明是正確的。以上大膽假設(shè)、小心求證的科學(xué)思維模式對(duì)于指導(dǎo)我們考慮問(wèn)題時(shí)的思維方式是很有借鑒意義的。生活中的許多時(shí)候，我們?cè)诳紤]一些問(wèn)題時(shí)，由于固有的思維定勢(shì)，問(wèn)題可能顯得一時(shí)難以解決。但如果能嘗試著換個(gè)角度去考慮問(wèn)題，可能就會(huì)出現(xiàn)峰回路轉(zhuǎn)的局面，問(wèn)題也就容易解決了。平時(shí)我們常說(shuō)辦法總比困難多，就是這個(gè)道理。如今事事講究創(chuàng)新，就是倡導(dǎo)人們突破思維定勢(shì)，標(biāo)新立異，以獲得更多解決問(wèn)題的方法并取得更好的成績(jī)。

六、科學(xué)家之間的合作可以建立新的定律；人與人之間的合作可以創(chuàng)造新的成果

任何一門科學(xué)理論的創(chuàng)立固然離不開科學(xué)家們獨(dú)自的貢獻(xiàn)，但也應(yīng)該看到，許多科學(xué)定律的創(chuàng)立有賴于科學(xué)家之間的合作。這種例子在物理化學(xué)中比比皆是。例如，焦耳與湯姆遜合作而有節(jié)流膨脹原理；吉布斯與亥姆霍茲合作而有吉布斯-亥姆霍茲方程；克勞修斯與克拉佩龍合作而有克勞修斯-克拉佩龍方程；Redlich與Kwong合作得到RK方程，等等?？茖W(xué)家之間合作的優(yōu)勢(shì)在于，形成合作之后使得彼此的視野變得更加開闊了，彼此都能看到自己所從事領(lǐng)域以外的東西，因此，使得科學(xué)研究更具有開拓性和創(chuàng)新性。這一原理昭示出人與人之間合作的重要性。這種重要性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①合作可以實(shí)現(xiàn)合作者的知識(shí)互補(bǔ)、經(jīng)驗(yàn)互補(bǔ)和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)；②合作者彼此思想的相互碰撞往往可以擦出新的思想火花來(lái)；③合作的力量大于個(gè)體力量的簡(jiǎn)單加和，這也就是平時(shí)我們常說(shuō)的1+1>2。當(dāng)代大學(xué)生往往自我意識(shí)太強(qiáng)，合作意識(shí)淡漠。這種思維和行為定勢(shì)亟待矯正。每一個(gè)大學(xué)生都應(yīng)當(dāng)樹立與人合作的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，這樣，無(wú)論對(duì)其做事還是做人都是大有裨益的。因?yàn)閷?lái)大學(xué)生無(wú)論在哪里工作，都不可能是單槍匹馬，單打獨(dú)斗，獨(dú)立于社會(huì)的生命個(gè)體，都將是某一個(gè)團(tuán)體中的成員。

作為21世紀(jì)的教育工作者，應(yīng)當(dāng)牢記“授人以魚僅供一飯之需，授人以漁則終生受用無(wú)窮”的道理。筆者認(rèn)為，“魚”與“漁”之間的關(guān)系可以和當(dāng)代大學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備與其個(gè)人在社會(huì)中的生存發(fā)展能力之間的關(guān)系相類比。當(dāng)代大學(xué)生在大學(xué)里所應(yīng)學(xué)習(xí)和掌握的知識(shí)，不應(yīng)僅僅局限于自然科學(xué)知識(shí)，還應(yīng)學(xué)習(xí)和掌握必要的人生哲理等社會(huì)科學(xué)知識(shí)。惟其如此，才可稱得上是全面成才。而物理化學(xué)與化工熱力學(xué)課堂是對(duì)當(dāng)代大學(xué)生進(jìn)行人生哲理教育的良好場(chǎng)所和載體。大學(xué)生在大學(xué)里的主要任務(wù)就是學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)動(dòng)力源于學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，而學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)源于內(nèi)心需求。當(dāng)代大學(xué)生對(duì)于將來(lái)走上工作崗位之后所欠缺的人生哲理等社會(huì)科學(xué)知識(shí)有一種強(qiáng)烈的渴望，這種渴望來(lái)源于其豐富自身、提高自身和發(fā)展自身的內(nèi)在需求。

大學(xué)教育應(yīng)是最系統(tǒng)、最全面、最集中的一種教育，大學(xué)生在大學(xué)里的學(xué)習(xí)，應(yīng)當(dāng)既立足于當(dāng)前的學(xué)習(xí)，又著眼于終身學(xué)習(xí)。因此，作為大學(xué)教育的主要形式和途徑——課堂教學(xué)，就要從社會(huì)發(fā)展的需要和人的發(fā)展需要出發(fā)，構(gòu)建以促進(jìn)人的全面發(fā)展為核心的新型課堂教學(xué)模式。

參考文獻(xiàn)：

[1]聯(lián)合國(guó)教科文組織國(guó)際教育發(fā)展委員會(huì).學(xué)會(huì)生存——教育世界的今天和明天[M].北京：教育科學(xué)出版社，1996：1-55.

[2]天津大學(xué)物理化學(xué)教研室.物理化學(xué)（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2009：35-43.

[3]馬沛生，李永紅.化工熱力學(xué)（第二版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.endprint