“三全育人”視角下化工原理課程群的課程思政教學(xué)探索與實(shí)踐

胥桂萍 周富榮 姚振華 陳 婷

(江漢大學(xué) 光電材料與技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430056)

“課程思政”是高校堅(jiān)持以習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo)，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的教育理念創(chuàng)新和實(shí)踐創(chuàng)新。深入探索課程思政的教學(xué)規(guī)律，多維度增強(qiáng)“課程思政”實(shí)效，增強(qiáng)知識(shí)傳授和價(jià)值引領(lǐng)的有機(jī)融合。2021年7月21日進(jìn)行了首屆全國(guó)高等院校化工類專業(yè)教師課程思政能力大賽，大賽強(qiáng)調(diào)了課程思政建設(shè)在化工類人才培養(yǎng)中的重要地位，共同推動(dòng)化工領(lǐng)域的課程思政建設(shè)。

化工原理課程群包括化工原理理論、化工原理實(shí)驗(yàn)、化工原理課程設(shè)計(jì)、化學(xué)工程訓(xùn)練等課程，是化學(xué)工程與工藝學(xué)生的必修課程，在教學(xué)中要加強(qiáng)課程思政教育，潛移默化引導(dǎo)學(xué)生。深挖化工原理課程群中的思政元素，提煉出專業(yè)課程中蘊(yùn)含的理想信念、社會(huì)責(zé)任、科學(xué)精神、綠色環(huán)保理念、工匠精神等思政元素。

1 化工原理課程思政教育的必要性

化學(xué)工程的研討領(lǐng)域已經(jīng)擴(kuò)展到能源、環(huán)境、生物、材料等，與新能源開發(fā)、節(jié)能環(huán)保、生物醫(yī)藥、新材料研制等領(lǐng)域的新技術(shù)密切相關(guān)，對(duì)引領(lǐng)和推動(dòng)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要作用[1]。課程引導(dǎo)學(xué)生了解化工學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，化工與其他學(xué)科進(jìn)行的交叉融合情況，并針對(duì)熱點(diǎn)問題如能源危機(jī)、碳中和、碳達(dá)峰、日益嚴(yán)重的污染問題開展分組討論和匯報(bào)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)化工專業(yè)的認(rèn)同感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。結(jié)合化工原理課程特點(diǎn)，構(gòu)建化工原理課程承載的思想政治教育內(nèi)涵，推動(dòng)學(xué)生掌握質(zhì)量、能量守恒是馬克思主義哲學(xué)的自然科學(xué)基礎(chǔ)的道理，建立理論聯(lián)系實(shí)際、科學(xué)發(fā)展等人文意識(shí)，將社會(huì)主義先進(jìn)文化、核心價(jià)值觀、中國(guó)特色社會(huì)主義思想融入課堂教學(xué)，達(dá)成德育滲透的教學(xué)成效。

2 課程思政教育的途徑探討

2021年江漢大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)通過了中國(guó)工程教育認(rèn)證。專業(yè)認(rèn)證以畢業(yè)生達(dá)到的基本素質(zhì)為基礎(chǔ)，提出了12條畢業(yè)要求，包括工程知識(shí)、問題分析、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會(huì)、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)劃、個(gè)人和團(tuán)隊(duì)、溝通、項(xiàng)目管理、終身學(xué)習(xí)[2]。

《工程教育認(rèn)證自評(píng)報(bào)告指導(dǎo)書2020版》增加了落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的要求。因此，要做好化工專業(yè)頂層設(shè)計(jì)，積累思政素材，結(jié)合案例分析展開思政教育。圖1是化工專業(yè)開展思政教育的實(shí)施路徑[3]。

圖1 化工專業(yè)課程課程思政的實(shí)施路徑

3 化工原理課程思政教學(xué)的實(shí)施

3.1 課堂教學(xué)

課堂教學(xué)是傳授知識(shí)的陣地，目前大部分教師都采用MOOC、SPOC等各種教學(xué)形式，在課堂教學(xué)中使用混合式教學(xué)、項(xiàng)目式教學(xué)、案例教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等方式。圍繞課程教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)理念，每次課堂設(shè)置兩條教學(xué)線索，讓思政教育無痕跡地貫穿在知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)中。課程思政元素的引入，非但沒有減弱學(xué)科知識(shí)的傳授，反而在激起學(xué)生的學(xué)習(xí)激情、求索創(chuàng)新、探尋真諦等方面起到了至關(guān)重要的作用。圖2是傳熱章節(jié)模塊課程思政框圖，包括傳熱基本概念、傳熱過程計(jì)算和換熱器的設(shè)計(jì)校核。在學(xué)習(xí)傳熱和換熱器的內(nèi)容時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生從增大傳熱面積、增大平均溫差、增大總傳熱系數(shù)等方面入手，思考如何提高傳熱速率(Q=KA△tm)，對(duì)傳熱過程進(jìn)行強(qiáng)化。考察換熱器的傳熱能力時(shí)，不是只考慮傳熱面積A，應(yīng)該是綜合考察KA，存在如下關(guān)系：A-管數(shù)-流通截面積-流速-傳熱系數(shù)。而A和K之間經(jīng)常會(huì)存在關(guān)聯(lián)關(guān)系，過大的傳熱面積可能還會(huì)對(duì)流體流量產(chǎn)生影響造成過低的K值。如何提高單位體積的有效傳熱面積，可培育學(xué)生的節(jié)能減排和創(chuàng)新意識(shí)。

今年課程采用以項(xiàng)目式、案例教學(xué)為特征的線上線下混合式教學(xué)，以開闊視野，提高認(rèn)識(shí)。線上通過拓展思維、思政元素發(fā)掘等活動(dòng)，將能力培養(yǎng)與知識(shí)傳授有機(jī)融合，極大地提高了教學(xué)質(zhì)量。線下采用翻轉(zhuǎn)課堂方式進(jìn)行教學(xué)，收效明顯。

圖2 傳熱模塊課程思政框圖

3.2 實(shí)踐教學(xué)

化工原理實(shí)驗(yàn)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一般要求2～3人為一組，學(xué)生必須在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前完成理論預(yù)習(xí)考核和安全考核，做好預(yù)習(xí)報(bào)告，然后自主完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生會(huì)接觸高溫、易燃、易爆、登高、實(shí)驗(yàn)廢液的產(chǎn)生及處理等危險(xiǎn)因素，要提高學(xué)生的安全意識(shí)，加強(qiáng)防范，防止事故發(fā)生。實(shí)踐活動(dòng)過程中要加強(qiáng)同學(xué)之間的分工合作。團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可培養(yǎng)學(xué)生的溝通交流能力、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和責(zé)任意識(shí)。

化工原理課程設(shè)計(jì)以設(shè)計(jì)精餾塔(板式塔或者填料塔為例)為主要內(nèi)容。包含對(duì)設(shè)計(jì)工藝流程進(jìn)行選擇、設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)反復(fù)試算、對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，如圖3所示。設(shè)計(jì)過程要培養(yǎng)學(xué)生精益求精、一絲不茍的工作態(tài)度，更要加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能環(huán)保意識(shí)和經(jīng)濟(jì)核算意識(shí)，熟悉國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，做一個(gè)合格的工程師。

圖3 板式精餾塔設(shè)計(jì)步驟

3.3 課程思政素材庫建設(shè)

將化工原理知識(shí)點(diǎn)與思政育人元素的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行關(guān)聯(lián)，發(fā)掘課程的隱性思政資源，建成化工特色明顯、育人要素明確的化工原理課程思政案例素材庫，如表1。案例庫的建設(shè)有利于學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的消化理解，教書育人同步進(jìn)行。

3.4 綠色環(huán)保理念教育

化工行業(yè)具有高能耗、高污染等特點(diǎn)，始終應(yīng)該將化工環(huán)保、安全等可持續(xù)發(fā)展理念貫穿于化工原理課程群的教學(xué)之中，使學(xué)生樹立生態(tài)意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)、責(zé)任意識(shí)，強(qiáng)化責(zé)任關(guān)懷理念[4]。

如在非均相物系分離中，強(qiáng)調(diào)企業(yè)排放的含塵廢氣、含固廢液等污染物要進(jìn)行重力沉降、離心分離等處理。如采礦行業(yè)中大于50 μm粗顆粒，尤其是直徑大于200 μm以上的粗大顆粒應(yīng)先采用降塵室除塵，以減少顆粒對(duì)分離器器壁的磨損。如果顆粒為5 μm～50 μm，一般采用旋風(fēng)分離器除塵。多臺(tái)并聯(lián)使用，可以使分離顆粒粒徑更小，但并聯(lián)方案的設(shè)備投資高于單臺(tái)方案的。對(duì)于黏性粉塵、含濕量很高的粉塵及腐蝕性粉塵是不能采用的[5]。但對(duì)于嚴(yán)重危害人類健康的PM2.5等更小粒徑的顆粒只能用袋濾器、電除塵器或者濕法捕集。在講解此內(nèi)容時(shí)要強(qiáng)調(diào)單元操作是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要環(huán)節(jié)，體現(xiàn)其對(duì)人類健康的重要性，并介紹PM2.5對(duì)人類的危害。教學(xué)過程結(jié)合典型環(huán)保事件案例介紹，補(bǔ)充部分國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)，如《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16297—1996)等，教學(xué)內(nèi)容中要滲透環(huán)保、健康、安全和法律等化工過程的理念。

表1 化工原理課程思政素材庫節(jié)選

續(xù)表

4 結(jié)語

化工原理是隨著化學(xué)工業(yè)和化學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展而誕生的。化工原理課程思政要不斷積累和挖掘思政教學(xué)元素，實(shí)施多樣化、嵌入式的思政教育，努力將知識(shí)傳授與價(jià)值引領(lǐng)相結(jié)合，提升課程的高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度，推動(dòng)我國(guó)化工類專業(yè)課程思政建設(shè)，全面提升化工類專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，真正做到教育的“三全育人”。