化工安全與環保課程思政導向性教學改革研究與實踐

尹 疆，毛麗秋，蘭支利，彭 馨，張 超，趙海紅

(湖南師范大學化學化工學院，湖南 長沙 410081)

為推進工程教育改革、提高工程教育質量，全國高校工科專業陸續開展工程教育認證。中國工程教育專業認證協會2015年3月修訂的《工程教育認證標準》對化工與制藥類專業課程設置明確規定，工程基礎類課程的教學內容應包括過程安全、環境與資源保護及可持續發展等內容。化工產業是我國國民經濟的支柱產業，我們的衣食住行都離不開化工產業，同時，化工又是一個高污染，高危險的行業，在現階段人人談化工變色的形勢下，我們在培養化工人才必須將安全與環保知識與意識銘刻在每位學生的腦海，要求學生不僅能幫助企業贏得更多的利潤空間，還要能考慮工藝方案對生態環境的影響，實現企業的社會效益，促進化工行業綠色、健康、可持續發展。《化工安全與環保概論》作為一門化工類公共基礎課是培養合格化工人才的重要課程，肩負著培養化工學生具有高度的安全生產責任感和環境保護意識的任務。

《高等學校課程思政建設指導綱要》中指出：落實立德樹人的根本任務，必須將價值塑造、知識傳授和能力培養三者融為一體，不可割裂。全面推進課程思政建設，就是要寓價值觀引導知識傳授和能力培養之中，幫助學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀[1]。在課程思政的導向下，結合《化工安全與環保概論》豐富的思政元素，我院化工安全與環保概論教學團隊進行了創新性的教學探索，經實踐取得良好效果。

1 改善師資，建設專業教師隊伍

課程思政的教學原則是堅持“方向上旗幟鮮明、方法上潤物無聲”。一方面課堂教學必須堅持正確政治方向，充分發揮所有課堂的內在品格培育功能。另一方面要求做到“專業不減量，育人提質量”，思政元素應與專業知識內容交織交融、相輔相成，起到撥動心弦、引起共鳴的點睛之效，從而實現“教書”和“育人”的相互促進、相得益彰[2]。教師隊伍是課程思政的主力軍。教育一貫以來強調言傳身教，身教重于言傳。有調查表明，80%的學生認為大學學習階段是影響人生觀和世界觀最重要的時刻，而授課老師，特別是專業課程老師，其自身的學術水平、治學境界、教學投入，學生有著最為真切的感受，教師在教學期間所展現出來的學術精神和人生觀，對學生有著深刻的影響。因此課程思政也對教師隊伍的建設、教師的學問品行和潛心育人提出了更高的要求。化工與環保概論的課程建設以拓寬學生知識視野為主要任務，需要專業水平高、實踐豐富的課程教學團隊。當前，很多高校教師經過某一專業學科長期訓練，專業能力強，但對于如化工與環保概論這類型綜合公共課程來說單一的學科背景明顯不足。我院化工安全與環保概論教學團隊共5人，團隊教師全部為中國共產黨黨員且分別具有環境工程、化學工程及安全工程研究背景，工程實踐豐富，知識結構合理，不同專業背景的教師教授相應的課程章節，將自己的專業知識帶入課堂，擴大課程框架，擴展補充教材之外的知識點，優化了學生的知識結構，促使學生從環保與安全專業學科前沿的角度理性的看待化工專業，既培養了學生對本專業的熱愛，也牢固樹立安全與環保意識。二是建立高效的團隊合作的機制，以課程思政為主題進行改革和研究教學內容和方法，通過教師之間的集思廣益、相互借鑒等合作，將相關章節進行重新規劃和設計，整合成結構合理、具有邏輯性和內在一致性特點的課程體系。并通過集體備課、定期互相聽課等教學活動的形式，促使團隊成員提高自己的業務能力。

2 課程教學環節的建設與實踐

課程思政的主渠道即是課程教學。安全與環保概論課程主要由兩部分構成，一部分內容是化工環境保護篇，主要是化工行業“三廢”的處理技術、化工清潔生產等；另一部分主要是化工安全生產技術篇，主要是化工安全管理、化工防火防爆技術、工業毒物的危害及防護技術等。課程教學內容多、實踐性強、涉及學科門類多。針對課程廣泛性和實用性，團隊充分利用各種教學資源積極探討了不同的教學模式[3]。

2.1 將環保、安全與化工設計深度融合

大學生化工設計競賽是一項全國性的賽事，以2021為例，全國共有401所高校的2767支隊伍報名參加，參賽人數近1.4萬人。我院從2009年開始每年都積極組織學生參加全國化工設計大賽和湖南省化工設計大賽，多次獲得國家級及省級獎項。我們在指導學生競賽和評審比賽作品的過程中，發現部分參賽作品的環保及安全專題篇章通常都是敷衍完成，盡管參賽學生都學習過化工安全與環保，但是不知道如何將所學的知識較好的應用于化工設計競賽中。我們改革了教學方法，深化了理論教學，將化工設計競賽的要素融入到教學當中。

例如：我們以2019年化工設計競賽我校某團隊提交作品為引線，在設計項目中，廢水處理措施一章中學生對設計項目中含硫廢液預處理采用“一級生物反應器+二級生物反應器+膜處理”處理工藝后與其他生產廢水一起進入含油污水集中處理裝置進行集中處理，生物工藝主要是通過特別的硫氧化細菌將硫化物轉化為硫和硫酸鹽。廢堿液的汽油洗滌工序在除去烴類后排至環保中心廢堿液濕式氧化裝置處理，達到排放標準后排入廢水生物處理裝置進行達標處理。章節中明顯感覺學生對于污水處理概念不清，工藝選擇不合理。針對這類問題，我們從三個方面進行“化工廢水廢氣處理”章節的導入：

2.1.1 廢水的危害

含硫廢水來源于H2S氣體的水洗產物，硫化氫氣體是一種日益引起全球重視的大氣污染公害，是典型的惡臭氣體，具有污染范圍很廣，影響很大的特點，同時引入“2019年甕福達州化工硫化氫中毒事故”警示片，使學生將自身的設計作品與實際的案例聯系起來，在設計作品中學習有毒氣體產生過程中的注意事項。認識到化工業造福人類社會的同時也伴隨著環境污染和安全的問題，這是不可避免的矛盾。因此我們在設計過程中一方面要盡量選擇綠色化工路線，另一方面也要注重“三廢”的治理，學習了解《大氣污染防治計劃條例》，《污水綜合排放標準》等理論知識，自覺樹立正確的安全環保意識，激勵學生為建設資源節約型、環境友好型社會做出貢獻。

2.1.2 廢水的處理方法

以作品中水洗硫化氫廢水為例，進行化工廢水處理方法及原理等內容的教學。同時采用多樣化教學模式，在充分學習理論知識后，學生進行自愿組合的前提下進行課堂討論，對此類廢水處理工藝進行探討，通過合作學習的方法讓小組成員相學習、共同進步。通過理論加討論的學習過程，學生對污水處理知識有了更深刻的理解，對于工藝選擇方案的合理性及正確性，設計說明書表述的規范性和內容的完整性有了更清楚的認知，提高了自己設計作品的質量，建立了知識學習和工程項目實踐和創新能力培養的互動關系。

2.1.3 廢水的處理技術的拓展

一個完整的工藝設計需要建筑、給排水、自動化控制等等各個方面技術的配合才能完整，學習不能僅僅局限于某一個專業學科知識，社會越來越需要綜合型的人才，學生不僅要掌握專而精的專業知識，形成系統化、結構化、層次化的堅實的知識體系，還要涉獵更廣闊的學科知識[4]。針對學生所述“生物工藝主要是通過特別的硫氧化細菌將硫化物轉化為硫和硫酸鹽”等內容，授課老師結合自身的水處理專業背景對廢水生物處理技術進行拓展，講述國內外污水生物技術的研究現狀，如短程硝化、自養脫氮、硫酸鹽型厭氧氨氧化、鐵離子型厭氧氨氧化等知識。以教師的研究成果為背景，拓展學生的知識面，使學生在專注于自己專業的同時，也注重學科交叉，對其他專業和領域有所涉獵，深度與廣度結合，開闊視野。

以學生的化工設計競賽成果為案例，闡述“三廢”治理和廠區安全設計，以及工廠運行中的安全要求[5]。推動實踐與教育相統一，加強了工程倫理，精益求精的思政元素。通過對設計作品中環保與安全部分的學習和討論，同學們對自己的化工設計作品進行修正，將所學知識用于化工設計，也對于實際的問題有了明確的求解目標，這樣就極大的調動了學生學習的興趣，最終使學生能夠積極、主動的參與到課程教學中，完成以學生為主體的教學方式方法改革，培養強化學生對環保與安全設計的認知和重視。

2.2 體驗式教學和仿真

體驗式教學和實際操作訓練最容易給學生留下深刻印象[6]。因為課時較少，化工安全與環保概論課程沒有設置實訓課，我們利用全院教師的先進科研實驗平臺，課后開展科研實驗參觀學習活動，例如學生通過參觀實驗室中現有的各種污染物處理實驗工藝，在老師的講解下能真正了解這些污染防治處理工藝的工作原理和流程，身臨其境地感受所學知識的先進性、科學性和實用性。同時也將科技工作者的擔當、創新、大國工匠精神融入其中，學生除了學到知識和技能外，也得到了專業訓練和價值引導。課程組同時依托校虛擬仿真實驗教學中心進行虛擬仿真安全實訓，比如開展硫磺制硫酸和煤制甲醇合成等工藝仿真，模擬實際操作故障，使學生能夠在化工工藝異常操作的處理過程中了解環境與安全的重要性，加深學生對理論知識的理解和掌握，并培養學生積極探索的精神[7]。

2.3 以調查實踐代替考試

化工安全與環保概論課程屬于公共課程，課內學時少，只有32學時。如果教師在課堂上僅通過理論授課進行知識的傳授，根據以往的課堂反饋，大部分的學生常常處于上課時都懂，

考試都會，但是考完就會全部忘記的狀態中。“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，實踐環節是培養學生綜合能力的重要手段之一[8]。由于本課程的課內學時有限，無法實現課內實踐環節。為了激發學生的學習興趣，加強學生理論聯系實際的能力，因此我們選擇將課外實踐作為本課程有益的補充[9]。以調查實踐代替考試，讓同學們結合自己的專業背景和生活背景，通過調查認識相關的環境和安全問題，并進一步提出如何才能避免或降低環境影響或安全問題的控制策略、思想和方法。例如，高校化學實驗課程中危險源的識別，化學品或材料的使用安全注意事項以及產生的廢液、廢氣的收集與處理；校園生活中廢水的處理；身邊或實時新聞中工廠的“三廢”污染及安全事故等等[10]。學生可以單獨或成組完成調查研究。通過實踐，促使學生從價值取舍和公共政策的角度，更深層次、更全面的理解化工安全與環保問題。

3 結 語

完成課程學習后，不少學生給老師們留言，普遍認為：拓寬了專業的知識面，專業知識得到了延伸，加深了對環境保護和安全防護相關理論知識的理解。本課程的創新實踐提高了學生對環境保護和安全防護問題的認識，為今后的職業生涯牢固樹立安全與環保意識奠定了基礎，更充分調動了學生的學習積極性和主動性，培養了學生對專業的熱愛，基本達到了習近平總書記所提出的使各類課程與思政課程同向而行，將顯性教育和隱性教育相統一，形成協同效應，構建全員全程全方法育人大格局的要求，實現了價值塑造、知識傳授和能力培養的“三位一體”目標。