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【喜迎党代会 创一流教学】 课程思政教学改革系列报道之三 《物理化学》“课程思政”教学改革总结

发布日期:2020-12-25    作者:     来源:     点击:

化学与环境工程学院·食品科技学院 史竞艳

物理化学是应用化学、制药工程、药学等专业重要的一门专业基础课程。物理化学中蕴含着丰富的世界观和方法论,是培养学生化学学科思维最重要的组成部分,堪称“化学中的哲学”。本人在教学中,从大处着手,从细处、小处、实处落实,将专业知识与课程思政教育深度融合,在知识传授同时达到育人目标,落实“立德树人”的根本任务。

一、总体思路

自2016年习近平总书记在全国思想政治工作会议上强调,要将思想政治工作贯穿教育教学全过程,各类课程要与思政理论课同向同行,形成协同效应,掀起高校“课程思政”建设高潮,将“课程思政”全面纳入本科教学新体系。因此,在专业课教学中融入“课程思政”是趋势,也是要求。同时,教育的本质就是教书育人,将“课程思政”融入到专业教学也是教育回归本分的体现。

在物理化学教学中,主要采用PDCA循环,即策划(Planning)、实施(Do)、检查(Cheek)、改进(Action),从四个方面入手,具体包括:

1.策划

通过查阅大量文献,收集课程思政素材,学习大量线上优质教学资源,了解课程思政的实施方式与方法,结合自身的教学经验摸索出适合的教学模式。根据积累的素材,修订教学大纲,增加课程及每个章节相应的素质培养目标;修订教案,根据培养目标,修改教案中相应教学内容,课程思政融入点主要涉及:培养马克思辩证唯物主义观点、科学方法、科学精神、人生哲理、人文情怀、实际应用等方面,采取问题导向、启发、研讨等方式增加与素质目标相对应的素质培养的实现过程。

2.实施

在课堂教学中,通过课前测试、问题导入、案例引入等形式充分调动学生积极性,采取启发式、研讨式、项目式等教学方法充分发挥“以学生为中心,以教师为主导”来组织教学。通过课前预习、课下布置作业、线上章节测试、思维导图总结等方式实现知识内化。

3.检查

从两个方面检查“教”与“学”的效果。采取“N+1”考核模式评价“学”的效果,其中N包括对学生考勤、章节测试、课堂互动、课下作业等方面,增大过程考核比例,建立全方位、多维度的考核模式。采取学生评教、与学生沟通交流等方式检验“教”的效果,以便及时调整教学方式和方法。

4.改进

每次教学后均会进行教学反思,把教学中突发的一些好想法,好做法及时整理总结,把教学中出现的一些新问题、新状况及时反思,思考对策,补入教案,使之能够在今后教学中反哺教学,实现PDCA有效循环。

二、实施案例——以“可逆过程”讲解为案例

可逆过程是热力学最重要的一个基本概念,同时也是最难理解的一个概念,以前教学中按部就班的讲,发现学生的听课积极性并不高,而且对概念的理解不深入,这对后面的学习,如“可逆相变”、“可逆电池”造成了很大影响。通过多年教学经验积累、文献查阅、学习网络课程,发现其实“可逆过程”蕴含着丰富的人生智慧和哲理,如果在教学中融入进去,可以很好地提高学生的听课兴趣,加深对知识的理解;同时,有助于帮助学生建立正确的人生观和价值观。

1.寻找课程思政的切入点

在设计教学之初,首先归纳和总结了大量可以引入思政元素的切入点,比如在等温膨胀过程中,膨胀次数越多,对外做的功越多,原因是做功的大小与外压有关,外压越大,做功越多,这不正好启示我们有时不要惧怕压力,压力越大,往往创造的价值就越大,比如音乐神童朗朗,在小时候正是顶住练琴的巨大压力,才在音乐上取得了举世瞩目的成就。而在等温压缩过程中发现,压缩的次数越多,付出的功就越少,这正好启示我们在做一件大事时,划分成一个一个小事情来完成最省力,就像学习一样,不要总想着一蹴而就,这样最费力,脚踏实地才是最有效、最省力的方式。而把准静态膨胀和准静态压缩过程构成一个循环会发现,如果循着这样一个途径回到始态,发现系统和环境都可以复原,说明原过程就是可逆过程,可逆过程有什么优点的?这种过程最突出的优点就是如果对外做功可以做最大功,外界对这个过程做功只需要付出一个最小功,用最小付出可以获得最大的收益,这不正是人们梦寐以求的完美境界吗?因此,在设计以前,就确定从三个角度融入“课堂思政”元素。

2.设计课程思政的实施方式

在实施过程中,为了能够很好落实这些内容,我设计了以三个问题讨论的形式展开,让学生根据以学的知识,结合图片展示,请学生自己来分析这个三个讨论问题的规律和原因,这样可以充分调动学生的积极性,提高课堂参与度,加深学生对知识内容的理解,而在总结过程中,我会启发学生思考这三个问题带给了我们怎样的人生启示,从而让“课程思政”以潜移默化的方式内化于心,这样不仅可以让学生加深理解,还可以学到为人处事的道理。

3.检验课程思政的教学效果

为了检验学生对可逆过程“双复原”的理解,举出一个非常形象的例子:从教室走到食堂是不是可逆过程?学生如果理解了双复原的概念,就应该可以分析出,这个过程不是可逆过程,因为可逆过程要求逆回来时体系和环境都能复原,显然,当你再从食堂回到教室时,你和食堂都不再是原来的你和食堂。

通过本次教学,学生每次听到“可逆过程”时都能想到“我与食堂”的故事,而且在后续讲到可逆电池章节时,提到什么是可逆电池,研究这种电池有何用处时,学生都能很快联想到“双复原”和可以做最大电功这些关键点,我觉得这样的课程教学无疑是有效果的。

4.拓展课程思政的广度

作为知识拓展,还可以提出一个问题:可逆过程并不真正存在,为什么要研究它?可逆电池其实是个“无用”的电池,为何要研究它?很多理想的东西并不一定能实现,但是由于理想的东西往往都是最美好的东西,即使不能实现,但依然可以为我们的奋斗指明方向,正如《诗经•小雅》中的一句话:“高山仰止,景行行之。虽不能至,然心向往之。”

表1《物理化学》课程思政BOPPPS教学设计

课程名称

物理化学

教学章节

第2章第2节热力学第一定律的有关概念和数学表达式

教师姓名

史竞艳

授课对象

19级应用化学1,2班

教学重点和难点

重点:热力学第一定律;

难点:对热力学第一定律的理解。

教学方法

讲授、启发、讨论、课程思政

课次

第2次课(第4学时)

教学时长

45分钟

教学设计

时间分配

教师教学行为

学生学习行为

思政元素融入

导入

5分钟

案例引入:

1.火力发电时各形式能量如何转化的,总能量如何变化?

2.电动汽车工作原理?

3.油汀发热的原理?

学生积极思考老师提出的问题,根据已学知识,能够大致回答出,能量守恒的观点。

“能量转化与守恒”自然界的普遍规律。

学习目标

3分钟

1.理解并掌握热一律数学表达式。

2.会用其解决实际问题。

3.理解其蕴含的人生哲理。

观看PPT

体现知识、能力目标以及蕴含素质培养目标。

前测

5分钟

(1)一个高空中运行的缆车具有哪些能量形式?

(2)对容积固体的密闭气缸加热系统会发生何变化?

学生需根据高中学习过的机械能有两种:动能与势能,回答出两种能量形式。对于第二问题因系统不动,所以无动能与势能,应该是一种新的能量形式。

“温故而知新”

参与式学习

25分钟

一个热力学系统最关注的能量形式——内能,介绍内能的概念。

课堂提问:根据内能的定义,请学生回答经典三问:

(1)状态函数or过程量?

(2)广度性质or强度性质

(3)绝对值是否可求?

引入焦耳的热功当量实验,介绍热力学第一定律发展历程,分析热力学第一定律的实质。

结合图片课堂小讨论:

1.第一类永动机为何不能制成?

2.第一类永动机的失败给了我们怎样的人生启示?

拓展知识:

课下查阅关于第一类永动机的小故事资料,深刻理解能量守恒与转化规律。

学生应能够通过对内能概念的阐述,已学状态函数与过程量、广度性质与强度形式的概念,分析出热能是状态函数,是广度性质,绝对值未知的三个特点。

学生应该能够通过热功当量的实验中,深刻理解功与热之间的相互转化关系,学习焦耳为科学真理不断求真、求实的近40年奋斗历程,学习科学家的科学精神和求真务实的作风。

学生要掌握热力学第一定律的本质,能量不能凭空制造和消失。分析出第一类永动机不能制成的原因是因为违反了能量守恒,并能够懂得有付出才会有收获,不劳而获是要不得的道理。

热一律来源于实践,服务于实践,无需证明,“实践时检验真理的唯一标准。”是马克思辩证唯物主义认识论的基本观点。

永动机骗局小故事,引导学生要实事求是,尊重科学,不要做违背自然规律的事情

第一定律蕴含幸福不会从天而降,“幸福都是奋斗出来的”人生道理,树立正确的社会主义核心价值观。

后测

5分钟

课堂练习考察学生对概念和定律的掌握情况。

学生做题,检验掌握程度。

体现讲练结合

总结

2分钟

思维导图总结本次课主要内容。

学生需做好笔记。

总结促内化

教学反思

热力学第一定律是自然界的普遍规律,蕴含丰富的人生启示,有助于学生建立正确的价值观。

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