化工原理课程教学中思政建设的探索与思考∗

武卫荣, 梁克中, 李廷真, 宋先雨, 谢永生, 黄美英, 赖庆柯

(重庆三峡学院环境与化学工程学院, 重庆 404199)

2016 年习总书记在全国高校思想政治工作会议上指出,“做好高校思想政治工作, 要用好课堂教学这个主渠道, 思想政治理论课要坚持在改进中加强, 提高思想政治教育亲和力和针对性, 满足学生成长发展需求和期待, 其他各门课都要守好一段渠、 种好责任田, 使各类课程与思想政治理论课同向同行, 形成协同效应。”[1]“办好中国特色社会主义大学, 要坚持把立德树人作为中心环节, 把思想政治工作贯穿教育教学全过程, 实现全程育人、 全方位育人, 努力开创我国高等教育事业发展新局面。”[2]这一科学论述为高校的核心课程在教书育人方面开展课程思政建设指明了方向。

《化工原理》课程是化工以及相近专业必修的一门核心基础课, 具有极强的工程性和应用性特点。 它以动量传递、 热量传递和质量传递过程原理和研究方法论为主线[3], 主要研究各个物理加工过程的基本规律, 典型设备的设计方法, 过程的操作和调节; 在整个教学体系中承担着由理论到工程、 由基础到专业的桥梁作用, 对培养学生的专业素养和工程能力具有至关重要的作用。 如何在化工原理课程的教学中融入思政教育元素?通过什么方式来有效实现? 如何体现化工原理课程德育的教学成果? 要解决以上这些问题需要深入学习 “课程思政” 的核心内容, 并从教学内容、 方法、 手段等方面进行系统改革, 以促进教学目标以及教学过程的有效结合, 进而构建 “课程思政”与《化工原理》课程内容相融合的教学模式。

1 《化工原理》课程基本情况信息

化工原理课程是化学工程与工艺专业的一门极其重要的技术基础课程, 它运用数学、 物理等基础科学的理论知识研究化工生产中单元操作的基本原理及其设备的设计、 操作与调节,是联系基础课程(如无机、 有机、 物化等)与专业课程(如分离工程、 反应工程等)的桥梁。 其主要内容包括流体力学基础,流体输送, 非均相分离, 传热, 蒸馏, 气体吸收与干燥等几部分。 通过本课程的学习, 使学生了解掌握各种分离技术的基本原理、 设备构造、 设计计算方法、 培养学生分析问题的方法以及解决工程问题的能力。

2 《化工原理》课程思政建设的必要性及育人目标

化工原理课程作为我校环化学院化学工程与工艺专业学生的一门核心专业必修课, 是对学生进行思想教育非常重要的阵地。 在授课过程中教师不仅要注重学生专业知识的传授, 同时要将思政元素与课程教学内容有效融合, 从而提升和培养学生科学思维习惯和职业素养, 并树立正确的价值观。

《化工原理》课程是学生大学阶段首次接触的一门工程学科, 一般安排在第五学期, 此时学生刚完成基础课程(如普通化学、 无机、 有机、 大学物理、 物理化学等)的学习。 该课程涉及的内容在理论上综合性强, 涉及化工过程和设备复杂多变, 计算公式繁杂, 并与实际生产生活联系紧密。 对于缺乏工程实践经历的大学生而言, 普遍感觉公式多、 理论枯燥、 内容抽象、 学习难度大。 学生听课时, 容易倦怠走神, 缺乏学习积极性, 出现听课率不佳的现象。 因此, 通过课程思政教育激发学生的学习热情和兴趣为后续专业课程的学习打好基础, 树立工程观念和经济意识, 进而提高他们分析和解决工程问题的能力显得尤为重要。

目前, 正值工程教育认证的大背景下, 思政教育融入课堂教学中的探索势在必行。 化工原理课程育人目标的实现要求任课老师在课程教学的全过程中把价值引领、 知识传授贯穿其中, 实实在在地促进 “课程思政” 落地生根。 因此, 依据化工原理课程教学内容, 深度挖掘提炼蕴含在专业知识体系中的思政元素, 我们把现有的课程育人目标分为两部分: 课程专业目标和思政育人目标。 课程专业目标主要是培养学生在知识和技能方面要求达到的目标, 而课程育人目标则是以立德树人为核心, 将思想政治教育融入课程教学和改革的各个方面, 使教书育人贯穿教学活动的全过程, 从而增强学生的社会责任感、 创新精神和实践能力。

3 化工原理课程教学内容与思政元素的有机融合

化工原理课程主要以传递过程为研究对象、 研究方法为主线, 不同于传统的大学生思政教育课程。 因此, 该课程的思政教育需要寻找思政元素与课程教学内容的结合点和切入点; 需要充分挖掘化工原理课程中蕴含的人文精神和科学精神, 例如引入著名科学家、 爱国人士以及在化工生产中发挥积极作用的建设者案例, 用以激励强化学生爱国主义精神、 工匠精神和创新意识; 引入生产生活中实际发生的警示性案例, 用以强化学生职业素养、 法律法规意识; 引入当下环境污染问题, 强化生态文明教育等。

3.1 利用第一堂课, 激发学生学习兴趣

化工原理课程是学生由基础课程的学习转向专业课程学习的过渡阶段, 也是大学阶段学生第一次接触的工程学科。 该课程由于综合了高等数学、 物理、 物理化学、 计算技术等基础知识, 综合起来学习自然复杂难解, 学生容易产生畏难情绪, 进而失去学习热情。

现代管理心理学研究[4]发现, 态度对于人的行为, 尤其对人的工作和学习效率影响很大。 因此, 上好《化工原理》第一堂课尤为重要。 因为它是培养学生对本课程学习兴趣的重要一环, 对端正学生的学习态度起决定性作用, 更重要的是, 它是学生将来能否学好这门课程的必要条件。

在第一堂课上, 教师首先要抓住大学生不同于一般学生的心理特征, 提前告知学生本课程的学习目的。 引用实际生产和生活中的例子让学生知晓这门课程的优势, 取得学生的认可,为端正学生的学习态度打好良好的基础; 其次通过介绍课程发展史, 阐明 “化学工业” 这把双刃剑的特点, 并针对时下热点问题和化工专业就业前景让学生初步了解本课程的学习内容,学习本课程所能达到的知识水平以及需要掌握的技能, 有助于激发学生的学习热情; 最后针对本课程理论性和工程性强的特点, 告知学生学习本课程的方法从而减轻学生对这门课程的焦虑情绪。 总之, 在正式学习本课程前, 教师充分利用好第一堂课, 使学生明确为什么学, 怎样学之后, 有助于激发学生的学习热情和兴趣。

3.2 引入科学家传记, 增强学生的理想信念、 使命感和科学精神

化工原理课程中涉及大量的原理、 定律和公式。 例如伯努利方程、 傅里叶定律等, 这些规律的发现都离不开科学家坚持不懈的探索精神。 在教学中, 教师注重融入 “工匠精神” 传递给学生爱岗敬业、 精益求精、 严谨求实、 开拓创新、 执着专注的职业理念。 如在塔设备章节中介绍我国首位学部院士、 化学工程学家苏元复先生曾历经重重困难, 把精馏实验装置从国外带回, 该装置一直以来用于学生实验教学直到上世纪80 年代末期。 在对流传热系数章节介绍顾毓珍公式的由来, 以及顾先生学成回国后报效祖国的事例。 这些德育元素, 用作为爱国主义、 理想信念和科学精神教育。

3.3 引入现今能源短缺和环境污染问题, 强化学生节能环保意识

据统计, 2018 年, 全球能源消耗总量达到138.7 亿吨原油当量, 其中化石燃料的比重高达84.7%[5-6]。 化石燃料的过量开采和利用不仅带来了能源危机, 而且导致大气中二氧化碳的浓度已达到近年来的最高水平(400 ppm), 且仍在持续增长,进一步引发了诸如全球变暖、 海平面上升和海洋酸化等严重的环境问题, 极大地影响了人类的健康生活和社会的可持续发展[7-9]。 2019 年 6 月 30 日, 中国科学技术协会发布了 2019 年度20 个对科学发展具有导向作用、 对技术和产业创新具有关键作用的前沿科学问题和工程技术难题, “可再生合成燃料”成为其中内容之一[9]。 能源和环境是人类赖以生存的基石。

化学工业的单元操作过程尤其是精馏、 吸收和萃取过程是耗能耗资源的过程, 合理有效利用能量是现在企业追求效益的目标。 随着全世界能源结构和资源的日益紧缺, 寻找更适宜的回流比(R)、 吸收剂用量(L)以及萃取剂用量(S)等值得深入研究。 因此, 在这几章节教学中, 要注重对学生进行节能环保意识教育。

3.4 引入现实警示案例, 强化学生的职业素养意识

敬业是一个人对自己所从事的工作负责的态度, 是一个人对自己工作的基本尊敬, 是中华民族的传统美德; 是社会主义核心价值观的外在直接体现。 职业素养是公民在社会活动中需要遵守的行为规范, 从业的基本素质, 也是不可缺少的职业道德。 在介绍第一章静力学方程式的应用章节时, 介绍历史上毕托管故障引发的灾难事例, 分析事故产生的原因, 让学生认识到大多数事故是人为因素造成, 进而强调职业操守和专业素养。 除了以上这些内容, 在化工原理课程每个章节, 我们都与相应思政元素融合, 具体见表1 所示。

表1 化工原理课程知识体系中思政元素与教学内容融合点Table 1 Integrationpoints of ideological and political elements and teaching content of Chemical Engineering Principle

3.5 化工原理课程思政落地形式

确定了课程思政建设的内容以后, 需要确定它的存在和传播形式。 除了传统的授课方式外, 思政内容可以以多种形式如视频、 多媒体课件、 微课、 在线文档等展现, 以供学生反复观看阅读, 提高课程思政教育传播的广度和深度。 此外, 案例教学是一种动态、 开放的教学方式, 教师将化工领域研究热点引入教学内容, 组织学生通过讨论、 汇报形式参与课堂学习有助于提高学生分析问题解决问题能力。 同时, 教师可以依据互联网与教育结合的方式实现在线开放课程资源和课堂教学的有机结合, 有利于培养学生自主式、 协助式、 探究式学习能力, 从而有利于教师关注每一个学生的学习状况, 为学生提供个性化的学习反馈, 提升课程思政育人效果。

4 结 语

本文探讨了化工原理课程中如何深入挖掘蕴含其中的思政元素, 把人文精神、 科学素养、 环保意识、 工匠精神等元素融入课程内容中, 同时通过案例教学与互联网将知识传授, 提升育人效果; 切实坚持立德树人, 把培育和践行社会主义核心价值观融入教书育人全过程, 真正实现全程育人, 全方位育人。