0引言
在應試教育的大背景下,成績成為教學工作的杠桿,致使教師往往只重視知識傳授與解答,忽視包括育人方面的素質教育,其最終結果往往是教學與實踐脫節,學生高分低能,不能滿足現代化建設、社會生產的人才需求。
面對目前中國教育的現狀,許多教育工作者積極進行教育模式的研究探索,不斷更新教材和教學模式。作為學校培養人才的最后一個環節,高校在人才培養方面也受到社會的挑戰和批評。社會認為當前中國高校僅僅是培養了人才胚子而已,并沒有有效起到培養專業技能、創新思維等綜合素質人才的作用。
教學工作過程是一個"教書-育人"過程,理論上講"育人"比"教書"更加重要。而在應試教育的背景下,中國學校的老師們在"教書"方面可以說絞盡腦汁,而在"育人"教育方面挖掘的內容甚少,尤其是理工科老師更是如此。
物理化學作為化學專業的一門專業基礎課程,其知識體系與重點難點較多,以至于物理化學的教學工作者們大部分工作致力于教學內容與教學法的研究探索[1-3],在于如何使學生更有效掌握該課程的知識內容[4-6].這樣以來,老師們更多的時間是琢磨如何精簡地講述教學內容,很容易忽視教學過程中"育人"的重要性。
科學既需要繼承又需要發揚[7],本文將物理化學熱力學基本理論應用于生命體系,來解讀生命過程規律,希望為我們人類的學習、工作和生活等活動指明目標和方向。在教學內容和教學方法方面,利用發散性創造思維模式進行剖析,以達到既完成"教學"又實現"育人"的目的。
1生命發展方向問題
我們經常說:"生活沒有目標,就猶如在大海中航行的輪船沒有航線",可見,人生目標有多么重要。在當今年代,由于社會壓力比較大,人們很容易產生煩躁情緒,導致生活方向迷失;有些人的生活目標,是采用"刀在石上磨,人在世上練"的方式探索而找到的。那么,人生的根本目標和方向到底在哪里呢?是否有永恒的目標呢?
熱力學第二定律告訴我們,一個非生命的孤立體系始終向著熵(entropy)增加的方向發展[1,2].熵本質上是體系組成粒子混亂度的量度,非生命體系在不受環境影響的條件下,始終朝著混亂度增大的方向發展,亦即始終朝著化學勢(μ)降低的方向發展(見圖1)[8,9].
作為物質世界的統一體,整個物質世界是守恒的,其總熵值不會改變;那么非生命體系所對應的生命體系應該朝著混亂度減小的方向發展,亦即生命體系始終朝著提高"自身勢(μ)"的方向發展(見圖1).由圖1可見,生命和非生命體系的本質區別在于發展過程中勢(μ)的方向不同,亦即生命體系的發展方向在于熵減少(增加勢),而非生命體系的發展方向在于熵增加(降低勢).
作為生命體系的人,同樣會遵守生命體系的方向性規律。一個生命個體人成長和思想成熟的過程,是個體不斷提高"自身勢"的過程;當個體的"勢"積累到一定程度后,將會發生量變到質變,通過個體與個體的聯合,以提高體系容量,為進一步提高"勢"創建更大空間,即只有具有一定"勢"的個體才能發生質變,如"成家立業";個體組成的生命團體的方向同樣也是在于逐漸提高團體的"勢",不斷降低團體的混亂度,這就需要團體成員的協調一致、團結合作,從而形成強有力群體(即高μ值).這種量變到質變的不斷發展,從而促成了"個體勢"、"群體勢"的存在,進而有社會的不斷進步和完善。
2物質的運動形式特點
有了物質運動的方向,那么物質又是如何在運動中變化的呢?讓我們考察熱力學定律給我們的啟發。熱力學第一定律可表示為:ΔU=Q+W(1)其中Q可表示熱,W為功,U為體系自身內能。
物質世界的運動形式可分為有序(order)運動和無序(disorder)運動兩種形式,如功是物質體系粒子有序運動的宏觀表現,而熱是物質體系粒子無序運動的宏觀表現[8,9].熵(混亂度)增加是非生命體系的發展規律特點,其發展過程是無序運動占主導地位。熵(混亂度)減小是生命體系的發展規律特點,其發展目標是有序運動占主導地位。