張雅潔，杜 攀，季益剛

(江蘇第二師范學(xué)院生命科學(xué)與化學(xué)化工學(xué)院，江蘇 南京 211200)

2020年5月28日，教育部印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》中指出：“全面推進(jìn)課程思政建設(shè)是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的戰(zhàn)略舉措”[1]。當(dāng)前，增強(qiáng)思政教育與各類學(xué)科教育的融合發(fā)展、全面發(fā)揮每門課程的育人作用，是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的必然要求，也是培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義接班人的有效途徑。

1 物理化學(xué)課程思政建設(shè)

物理化學(xué)是一門通過(guò)物理和數(shù)學(xué)的方法來(lái)研究揭示化學(xué)現(xiàn)象背后本質(zhì)的學(xué)科。作為一門重要的基礎(chǔ)理論課程，物理化學(xué)中蘊(yùn)含著豐富的思政素材，這也有利于教師從多個(gè)維度來(lái)開展課程思政教學(xué)。教師不僅可以立足科學(xué)家的科研故事，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、持之以恒、勇于探索、敢于創(chuàng)新的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)家精神；也可以構(gòu)建理論知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn)生活相聯(lián)系的橋梁，通過(guò)對(duì)實(shí)際問題的調(diào)研，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心國(guó)情、社情，將個(gè)人發(fā)展與祖國(guó)發(fā)展緊密結(jié)合，厚植愛國(guó)主義情懷等[2]。

在傳統(tǒng)的物理化學(xué)課程教學(xué)中，由于課程自身有著內(nèi)容豐富、知識(shí)點(diǎn)難度較大等特點(diǎn)，教師們?cè)谟邢薜恼n時(shí)內(nèi)往往更多地關(guān)注于知識(shí)、技能等方面教學(xué)目標(biāo)的落實(shí)，課程內(nèi)含的“育人”作用未能得到充分發(fā)揮，不利于德智體美勞全面發(fā)展型人才的培養(yǎng)[3]。因此，“如何在保證完成專業(yè)知識(shí)技能教學(xué)活動(dòng)的同時(shí)，發(fā)揮課程的‘育人’作用？”是物理化學(xué)課程思政建設(shè)過(guò)程中需要攻克的一個(gè)難題。

2 課程思政“微課”的內(nèi)涵與意義

新時(shí)代下，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已為人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了新變化，而“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的融合發(fā)展更是為物理化學(xué)的課程思政建設(shè)帶來(lái)了新方法。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輔助下，教學(xué)活動(dòng)已可以打破傳統(tǒng)線下課堂中有限的時(shí)間和空間的束縛：借助智慧教學(xué)云平臺(tái)，開展形式更靈活、參與更廣泛、探討更深入的線上線下混合式教學(xué)[4]。

在過(guò)去的十年中，學(xué)者們運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)平臺(tái)已創(chuàng)設(shè)出一些新的教學(xué)呈現(xiàn)形式，而“微課”便是其中較早提出的一種。2011年，廣東省佛山市教育局的胡鐵生首次在國(guó)內(nèi)提出“微課”，他認(rèn)為“微課”是以微型教學(xué)視頻為主要載體，緊扣某一主題而精心設(shè)計(jì)開發(fā)的一種情景化、支持多種學(xué)習(xí)方式的微型在線視頻網(wǎng)絡(luò)課程[5]。此后，隨著學(xué)者們對(duì)“微課”的深入研究與實(shí)踐運(yùn)用，人們對(duì)“微課”內(nèi)涵及價(jià)值的認(rèn)識(shí)也在逐漸加深。作為一種在線課程，優(yōu)質(zhì)“微課”往往應(yīng)滿足如下特點(diǎn)：短小精悍、交互性強(qiáng)、應(yīng)用性廣等，而這些特點(diǎn)正滿足物理化學(xué)中開展課程思政教育的要求[6]。

在借助“微課”開展課程思政教育時(shí)，教師需要精心優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，包括：深挖物理化學(xué)課程的思政元素、搜集素材并構(gòu)思有趣的教學(xué)情境等，隨后制作教學(xué)微視頻，并于課堂教學(xué)之前，發(fā)布于互聯(lián)網(wǎng)智慧平臺(tái)并開展進(jìn)一步的交流互動(dòng)。這種借助“微課”的課程思政教學(xué)，避免了過(guò)多占用線下課堂教學(xué)時(shí)間的問題，且憑借其短小、互動(dòng)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，能夠快速將學(xué)生引入教學(xué)情境中，有利于課程思政教學(xué)目標(biāo)的全面落實(shí)，對(duì)于推進(jìn)物理化學(xué)的課程思政建設(shè)有著重要意義。

下面以“Brown運(yùn)動(dòng)”這一知識(shí)點(diǎn)為例，圍繞課程思政的“微課”教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)，作具體說(shuō)明。

3 物理化學(xué)“課程思政”微課案例

“Brown運(yùn)動(dòng)”這一知識(shí)點(diǎn)是“膠體分散系統(tǒng)”中的一個(gè)教學(xué)重點(diǎn)，通過(guò)對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，學(xué)生們將發(fā)現(xiàn)膠體中粒子作不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)原因，理解膠體的動(dòng)力性質(zhì)，并為后續(xù)了解膠體的電學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)奠定理論基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)深挖知識(shí)點(diǎn)背后的思政元素后，可以發(fā)現(xiàn)：這一知識(shí)點(diǎn)與當(dāng)前全球面臨的“COVID-19新型冠狀病毒的疫情防控”這一重大問題有著緊密聯(lián)系。

在本次新冠疫情的防控期間，“氣溶膠”一詞頻繁出現(xiàn)，但人們對(duì)這一名詞的理解和認(rèn)識(shí)卻未必充分?；谶@一現(xiàn)狀，結(jié)合“Brown運(yùn)動(dòng)”這一知識(shí)點(diǎn)，可設(shè)立如下5個(gè)三維目標(biāo)：①掌握膠體和氣溶膠的定義；②掌握Brown運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)；③學(xué)會(huì)運(yùn)用Einstein-Brown運(yùn)動(dòng)公式解決實(shí)際問題；④注重關(guān)注當(dāng)前社會(huì)熱點(diǎn)問題，結(jié)合所學(xué)學(xué)科知識(shí)，以“愛國(guó)主義”為核心，培養(yǎng)良好的科學(xué)素養(yǎng)和高度的社會(huì)責(zé)任感；⑤學(xué)會(huì)使用唯物辯證法的基本規(guī)律看待問題，具備勇于探索，敢于創(chuàng)新的能力。

圍繞上述教學(xué)目標(biāo)，遵循學(xué)生的認(rèn)識(shí)發(fā)展規(guī)律，通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境、提出問題、啟發(fā)思考等方式開展探究式課程思政“微課”教學(xué)，主要涉及如下5個(gè)教學(xué)過(guò)程：創(chuàng)設(shè)情境→概念探究→構(gòu)建新知→運(yùn)用領(lǐng)悟→總結(jié)延伸。

3.1 創(chuàng)設(shè)情境

在本次疫情期間，“氣溶膠”作為一種潛在的病毒傳播形式受到媒體的大量宣傳，很多人由于對(duì)這一名詞的陌生而談“氣溶膠”色變。立足切實(shí)問題，激發(fā)學(xué)生共同探索尋找這一名詞的科學(xué)定義的興趣。課程初始的引入可以以校園中兩位學(xué)生近距離打招呼時(shí)，一方突然打噴嚏而引起另一方對(duì)其產(chǎn)生的氣溶膠感到“恐慌”為情境，從而引發(fā)思考：氣溶膠真的很可怕嗎？

進(jìn)一步，引導(dǎo)學(xué)生在日常生活中：尋找“氣溶膠”的身影(比如：云霧、煙、霧霾等)、思考“氣溶膠”的常見產(chǎn)生方式(比如：咳嗽、打噴嚏、沖馬桶等)。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)自身的生活經(jīng)驗(yàn)，有助于學(xué)生在腦海中構(gòu)建“氣溶膠”的科學(xué)模型，將抽象名詞具體化，從而增強(qiáng)對(duì)“氣溶膠”的感性認(rèn)識(shí)。

上述情境以熱點(diǎn)話題為切入點(diǎn)，通過(guò)與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合、自然展開，易引發(fā)學(xué)生的情感共鳴，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)興趣，并培養(yǎng)其以學(xué)致用的能力。以學(xué)生們熟悉的校園環(huán)境為背景創(chuàng)設(shè)情境，體現(xiàn)了“以生為本，以學(xué)定教”的主導(dǎo)思想，將抽象問題具體化，便于學(xué)生理解，并主動(dòng)參與思考情境所描述的問題。此外，通過(guò)對(duì)社會(huì)熱點(diǎn)問題的討論，可以引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)關(guān)心國(guó)家和社會(huì)，增強(qiáng)其社會(huì)責(zé)任感。

3.2 概念探究

通過(guò)上述情境中引出的問題：“氣溶膠是否真的很可怕？為什么？”啟發(fā)學(xué)生深入思考，可將這一問題分解為兩個(gè)不同層次的子問題開展探究，分別是：①氣溶膠是什么？②氣溶膠粒子能“跑”多快？圍繞兩個(gè)子問題，可分別再設(shè)定探究話題，如：基于“氣溶膠是什么”這一子問題，可以列出生活中常見的一些物質(zhì)和現(xiàn)象，請(qǐng)學(xué)生找出屬于“氣溶膠”的實(shí)例。以日常生活中常見物質(zhì)為例，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)建立所學(xué)知識(shí)與周邊事物的聯(lián)系。同時(shí)，運(yùn)用對(duì)比、演繹等方法，啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)相似概念之間的異同點(diǎn)，逐步形成對(duì)“氣溶膠”本質(zhì)特點(diǎn)、形成方式等的認(rèn)識(shí)。

此外，基于問題探究教學(xué)模式，在解決第一個(gè)子問題的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討第二個(gè)問題，如：“已知物質(zhì)世界是永恒運(yùn)動(dòng)的，那么無(wú)風(fēng)情況下初速為零的氣溶膠中的病毒粒子如何運(yùn)動(dòng)？能‘跑’多快？”從而自然過(guò)渡到下一個(gè)環(huán)節(jié)：“探究膠體粒子的Brown運(yùn)動(dòng)”。通過(guò)問題的逐一解決，有利于學(xué)生構(gòu)建層層遞進(jìn)的知識(shí)框架，更有利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力，激發(fā)其對(duì)知識(shí)的探究興趣。

3.3 構(gòu)建新知

這一環(huán)節(jié)首先通過(guò)追溯“Brown運(yùn)動(dòng)”理論的發(fā)展史，引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)認(rèn)知的一般規(guī)律：任何一門知識(shí)或技能的發(fā)展總是前進(jìn)性與曲折性相統(tǒng)一的，在探索的過(guò)程中，需要認(rèn)真總結(jié)前人的經(jīng)驗(yàn)并積極開展科學(xué)探究，才能不斷提升認(rèn)知水平、完善認(rèn)知體系。此外，也有助于學(xué)生了解科學(xué)家基于實(shí)驗(yàn)總結(jié)歸納得出新知識(shí)的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和探究能力。

進(jìn)一步，基于“Brown運(yùn)動(dòng)”本質(zhì)的定性描述，設(shè)定問題，如：“Brown運(yùn)動(dòng)看起來(lái)復(fù)雜而無(wú)規(guī)則，但在一定條件下，粒子所移動(dòng)的平均位移卻具有一定數(shù)值。那么平均位移和哪些因素有關(guān)呢”，啟發(fā)學(xué)生思考其中隱含的定量關(guān)系，從而進(jìn)一步引出下一個(gè)知識(shí)點(diǎn)(Einstein-Brown運(yùn)動(dòng)公式)，有利于學(xué)生構(gòu)建知識(shí)點(diǎn)之間的有效鏈接。

3.4 運(yùn)用領(lǐng)悟

完成基本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)后，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)新知，共同破解“含有新冠病毒的氣溶膠粒子憑借自身Brown運(yùn)動(dòng)到底能‘跑’多快？”這一問題。通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料，聯(lián)系實(shí)際設(shè)立簡(jiǎn)化的病毒氣溶膠模型，提出問題，以增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。如：“298 K下，空氣粘度為1.86×10-6Pas，假設(shè)氣溶膠中粒子僅為對(duì)稱球形的COVID-19 病毒微粒，半徑約在25～100 nm之間。試計(jì)算，由于Brown運(yùn)動(dòng)：在1 s時(shí)間內(nèi)，病毒沿x軸方向的最大平均位移為多少？”[7-9]將數(shù)據(jù)代入Einstein-Brown 運(yùn)動(dòng)方程即可得：在1s時(shí)間內(nèi)，病毒沿x軸方向的最大平均位移約為0.097 mm。學(xué)生們通過(guò)計(jì)算，可以從理論上認(rèn)識(shí)到：僅依靠粒子自身的Brown運(yùn)動(dòng)時(shí)，病毒粒子的運(yùn)動(dòng)速度并不“快”?；诖?，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考并討論：“實(shí)際環(huán)境中，除了粒子自身的Brown運(yùn)動(dòng)外，打噴嚏時(shí)的初速度、空氣對(duì)流、溫濕度等將會(huì)對(duì)粒子的實(shí)際運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生何影響？其中哪一因素在病毒氣溶膠的傳播中起到了主導(dǎo)作用？”。以此作為學(xué)生開展課外自主探究學(xué)習(xí)的課題，既培養(yǎng)了學(xué)生的探究能力和科學(xué)素養(yǎng)，也為后續(xù)學(xué)習(xí)溶膠的另外兩個(gè)動(dòng)力學(xué)性質(zhì)(擴(kuò)散、沉降)做好鋪引。

通過(guò)建立理論知識(shí)與解決實(shí)際問題之間的聯(lián)系，不僅有利于學(xué)生加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解、實(shí)現(xiàn)課內(nèi)與課外的統(tǒng)一，更有利于學(xué)生收獲“以學(xué)致用”的良好學(xué)習(xí)體驗(yàn)，增強(qiáng)其分析問題和解決問題的能力。

3.5 總結(jié)延伸

在“微課”的最后環(huán)節(jié)，首先引導(dǎo)學(xué)生歸納回顧知識(shí)點(diǎn)，并結(jié)合研究背景提出新問題：“在一些易產(chǎn)生氣溶膠的場(chǎng)合，如何做好科學(xué)的防護(hù)？”，使學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)理解各類防護(hù)措施的意義。隨后，通過(guò)回顧疫情期間祖國(guó)上下眾志成城齊心抗疫所取得的成果，增強(qiáng)民族自豪感和愛國(guó)熱情的同時(shí)，也激發(fā)學(xué)生努力求學(xué)以強(qiáng)國(guó)的斗志。同時(shí)，通過(guò)啟發(fā)學(xué)生對(duì)疫情期間“網(wǎng)絡(luò)謠言”、“科學(xué)素養(yǎng)匱乏”等現(xiàn)象的思考，增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感、激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的求知欲，在日后學(xué)習(xí)中，學(xué)生們也將更注重對(duì)自身科學(xué)素養(yǎng)、質(zhì)疑精神、探究能力等的培養(yǎng)。最后，通過(guò)智慧教學(xué)平臺(tái)進(jìn)一步延伸與學(xué)生的探討互動(dòng)，促進(jìn)整個(gè)“微課”教學(xué)效果的不斷完善提升。

上述教學(xué)過(guò)程緊扣“Brown運(yùn)動(dòng)”這一知識(shí)點(diǎn)，基于本次疫情創(chuàng)設(shè)背景，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，采用了問題啟發(fā)等教學(xué)方式，不僅完成了知識(shí)技能等相關(guān)教學(xué)目標(biāo)的落實(shí)，也在不占用課堂教學(xué)的前提下，在較短的時(shí)間內(nèi)有效地發(fā)揮出物理化學(xué)課程思政的育人作用。

4 結(jié) 語(yǔ)

教師是人類靈魂的工程師，是人類文明的傳承者，承載著傳播知識(shí)、傳播思想、傳播真理，塑造靈魂、塑造生命、塑造新人的時(shí)代重任[10]。在物理化學(xué)“微課”中融入課程思政教學(xué)，是在物理化學(xué)中開展課程思政教育的有力工具，教師需要緊扣主題深入挖掘知識(shí)點(diǎn)背后的思政元素，并靈活運(yùn)用適用于在線教學(xué)的各類方法，創(chuàng)造性地運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，巧妙地將專業(yè)知識(shí)的教學(xué)與思政育人過(guò)程協(xié)同融合，才能全面培養(yǎng)出有理想、有道德、有文化、有紀(jì)律的社會(huì)主義接班人。