論理工科專業課中潤物無聲的課程思政方法
——以化工熱力學課程思政教學實例為例

潘夢，魏學嶺，李興揚，李芳，霍朝飛

安徽工程大學化學與環境工程學院，安徽 蕪湖 241000

課程思政是新時代思想政治教育改革和一流課程建設的重要方向，其有利于解決高校思想政治教育存在的“孤島”困境，是實現全員全過程全方位育人的重要途徑[1]。隨著教育部《高等學校課程思政建設指導綱要》的印發，課程思政建設受到了所有高校、所有學科專業的全面重視[2]。大量研究已經表明，課程思政的開展不僅能夠豐富課堂內容，調動學生的學習積極性，還能潛移默化地引導學生樹立正確的價值觀念，真正實現“價值塑造、能力培養、知識傳授”三位一體的育人目的[3-5]。因此，課程思政對高校落實立德樹人根本任務具有重要意義。

課程思政貴在“春風化雨、潤物無聲”，如果不能將課程知識與思政內容有機結合，生搬硬套，不僅達不到育人的目的，反而會使學生反感，嚴重影響教學效果[6]。然而，將思政之“鹽”恰到好處地溶入到各理工科專業課程之“湯”中目前還存在一定難度[7]。理工科專業課程不同于人文社科類課程，其內容主要是解釋自然規律或研究工程特性的專業知識，屬于自然科學部分，較少蘊含意識形態屬性[8]。而且大部分理工科專業課程包含大量數學推理和計算，邏輯性強，抽象程度高。以化工熱力學課程為例，其是化工相關專業的一門基礎理論課程，向來以理論嚴謹抽象、計算繁瑣復雜為特點。曾有人用“一大堆的符號，沒完沒了的數據，無窮無盡的計算”來形容這門課程[9]。對于這樣的課程，在有限的教學時間內教師能夠將專業知識講解清楚，使學生理解和領悟已經非常不容易。再要求教師將抽象難懂的專業知識與思政內容進行有機結合實現全過程全方位育人，無疑是一個巨大的挑戰。

1 化工熱力學課程思政教學方法

筆者所在的化工熱力學課程教學團隊兩年前開始進行課程思政建設。團隊秉承著引導學生堅定理想信念、厚植愛國情懷、加強品德修養、培養奮斗精神的課程思政理念，進行了大量的文獻研究、研討和探索實踐，初步摸索出了符合學校專業實際和發展方向的課程思政路徑。特別是在專業知識與思政內容相互融合方面，團隊堅持知識傳授與價值引領同頻共振、相互促進的原則，研究、總結出了四大教學方法，在此進行詳細敘述，供其他理工科專業課程借鑒和參考。

1.1 引人入勝法

引人入勝法是指在章節內容的課堂導入部分巧妙地融入思政內容，一方面起到價值引領的作用，另一方面激發學生學習本章節內容的興趣。例如，我們在講解“均相敞開系統熱力學及相平衡準則”這一章內容時，首先向學生展示并講解了高壓氧艙在治療新冠肺炎過程中發揮的作用，然后進行穿插，讓學生用一句話談一下對于此次疫情的感受。不少學生談到自己深切感受到黨和政府將人民群眾生命安全和身體健康放在第一位，同時也感受到了國家的日益強大。接下來我們簡單講解了高壓氧艙的工作原理，緊接著提出問題：為什么提高環境壓力，新冠肺炎患者就能吸入更多的氧氣？這其中的科學依據是什么？在留出幾秒的思考時間后，我們告知學生學完本章就能找到答案，從而引出本章的教學內容。在這一案例中，我們并沒有向學生灌輸我國的抗疫政策和成果，而是給學生一個自我感悟的空間，有利于堅定理想信念、提升愛國情懷。同時，該案例通過熱點時事引出科學問題，能夠很好地激發學生的學習興趣，有利于專業知識的教學。再例如，在講解“流動系統的熱力學原理及應用”這一章內容時，我們首先播放了一段央視節能減排公益宣傳片，然后問學生為什么國家要倡導大家節能，有學生提及是因為世界能源危機以及我國的大國擔當。我們繼續問學生化工企業如何才能實現節能，有學生提到需要實現能量的高效利用。緊接著我們提出問題：能量如何才能實現高效利用？理論依據是什么？進而用與前述案例相同的方式引出本章的教學內容。這一案例一方面有利于加強學生節能環保的意識，另一方面也激發了學生學習后續知識的興趣，達到了引人入勝的效果。

1.2 故事說理法

故事說理法是指在講授專業知識的過程中穿插講述含有思政元素的故事，在知識傳授的同時進行價值引領。故事的來源可以是學科發展史、科學家軼事、經典理論和方法建立的過程等等。例如，我們在講解“馬丁-侯狀態方程”這一知識點時穿插講述了侯虞鈞院士的故事，主要講述侯院士20世紀50年代謝絕美國大學的盛情挽留毅然回國，將畢生的精力奉獻給了祖國的科技和教育事業這一偉大事實，從而弘揚科學家的愛國主義精神。筆者認為，目前很多文獻報道的課程思政案例都屬于故事說理法[10,11]。在此需要指出的是，專業課中故事說理一定要控制數量和長度，不能過分占據課堂時間讓專業課變成故事課。另外，需要強調的是講故事一定要注意質量，部分故事的講述還要進行精心設計，讓簡短的故事真正促動學生心靈。例如，我們在講述科學也有國界的故事時，應用了如圖1所示的設計路線。在講解完“汽-液平衡數據的一致性檢驗”這一節內容后，我們在課堂上引入了ASPEN PLUS軟件，演示了該軟件在汽-液平衡數據的一致性檢驗以及相平衡計算方面的功能，并對該軟件的其他功能以及其在工業中的應用進行了簡要介紹。此時，學生已經被ASPEN PLUS軟件的強大功能所震撼，認識到這是一款在現代化工設計領域發揮著巨大作用的模擬計算軟件。緊接著我們向學生講述了前不久美國禁止中國大學使用MATLAB軟件的事件，進而發出拷問：ASPEN PLUS軟件也是美國人開發的，如果美國哪天也禁止我們使用了，我們該怎么辦？我們的化工廠還要不要設計和建造？待學生思考片刻后，我們告知學生唯有開發出屬于我們自己的現代化工設計軟件才是最好的出路，并提示學生這需要建立在深厚的熱力學、動力學、化工原理、編程等基礎知識之上，進而鼓勵學生刻苦學習，將來用所學知識解決這些“卡脖子”的問題。這一案例不僅讓學生認識、學習了課本外的高科技軟件，而且培養了他們的憂患意識，有利于堅定其報國理想、激發奮斗精神。

圖1 “科學有國界”故事講述路線示意圖

1.3 類比關聯法

類比關聯法是指將抽象的概念或公式與做人做事的道理進行類比關聯，不僅加深學生對抽象知識的理解和掌握，而且讓他們對人生哲理有所感悟。例如，我們在講解“均相熱力學性質的計算”這一節內容時，將“真實→理想→理想→真實”的計算原理與橋梁這一實物進行了類比，并提醒學生在追求人生目標的過程中如果遇到困難要懂得變通，學會架橋。這一案例將抽象的計算原理與生活實物以及人生哲理進行了關聯，有助于學生更好地掌握對應的專業知識，同時也啟發了學生對生活的思考。再例如，我們在講解“純物質的p-V-T相圖”這一節內容時，將純物質的p-T相圖與大學畢業生工作崗位分布圖進行了類比關聯，如圖2所示。在這一類比關聯案例中，我們把大學生的能力大致概況為專業技能和組織管理能力兩個方面，并告訴學生專業技能較強的找工作時適合選擇技術型崗位，組織管理能力較強的適合選擇管理型崗位，兩方面比較均衡的適合選擇綜合崗位。接下來我們重點強調，如果專業技能和組織管理能力同時都很強，強到一定程度，達到質變，那么學生畢業找工作時就不會再受到崗位類型的限制，很多公司、很多崗位都會敞開懷抱，這類人擁有充分的自由選擇權，我們可以稱之為超級人才。同時我們提醒學生，要想成為超級人才必須各方面能力突出，達到質變，然后請學生課后思考如何才能提升自己各方面的能力。這一案例不僅促進了學生對相圖、臨界點、超臨界流體這些抽象概念的掌握，更重要的是讓知識得到了升華，有利于激發學生的奮斗精神。

圖2 相圖與大學畢業生工作崗位分布圖之間的類比關聯圖

1.4 畫龍點睛法

畫龍點睛法是指在課后習題、大作業等課后環節中融入思政內容，讓學生在復習專業知識的同時受到正確的價值引領。例如，在講授完“p-V-T關系和狀態方程”這一章后我們布置了一個關于可燃冰的材料練習題。材料重點介紹了我國在可燃冰開采領域取得的領先世界的成績，然后將可燃冰與所學知識進行結合提出了問題：假設可燃冰是純凈的一水合甲烷晶體，利用Peng-Robinson狀態方程(PR方程)計算利用多少克的可燃冰可生產1標準立方米的天然氣？該案例不僅使學生復習了PR方程的應用，而且潛移默化地進行了愛國主義宣傳，有利于增強學生的民族自信心，堅定其理想信念。又例如，在講授完“流動系統的熱力學原理及應用”這一章后，我們讓學生結合自己在大型化工企業參觀實習的經歷，查閱資料，寫一篇不少于500字的論文，論述我國化工企業在節約能源方面采用了哪些先進技術，分別應用了本章中的什么知識？這一案例要求學生將課本理論與生產實際進行結合，有利于學生更好地理解和掌握理論知識。同時，該案例中學生在查閱資料時能夠了解到我國化工行業的快速崛起以及安全節能環保的發展方向，有利于增強其民族自信心和專業自信心。

2 化工熱力學課程思政建設成效

化工熱力學課程思政建設成效可通過多個方面進行評判。最近一次調查問卷的結果顯示：2018級共有學生74人，其中94.6%的學生認為在該課程中收獲了滿滿的正能量，97.3%的學生對老師的教學方法十分滿意，學生回答的印象最深的知識點均是與思政內容相關聯的。近三個年級學生各課程目標的達成度對比表明：2018級相比2017級平均提高了2.8%，相比于2016級平均提高了5.6%。另外，化工熱力學課程近兩年先后獲批校級“課程思政”示范課程項目、校級“金課”建設項目、省級教學示范課項目。上述成果反映出，化工熱力學課程思政經過兩年的建設取得了較好的成效，形成了專業教育與思政教育的協同效應。

3 結語

化工熱力學課程運用靈活多變的教學方法將思政之“鹽”恰到好處地溶入到了專業課程之“湯”中，實現了潤物無聲的課程思政教育，取得了較為理想的成效，經驗可供其他理工科專業課程借鑒和參考。課程思政目前仍處于發展的初級階段，還需要不斷研究其在育人過程中的規律，進而進行更加系統化、規范化的建設。廣大專業課教師還需要更加努力，真正實現“教學”到“教育”的轉變，從而培養出更多有理想、有本領、有擔當的社會主義建設者和接班人。