化工儀表及自動化課程思政教學改革與實踐

李曉春,王 靜

(鄂爾多斯應用技術學院,內蒙古 鄂爾多斯 017000)

“化工儀表及自動化”是一門面向多個專業的必修課。該課程融合了多個學科的綜合技術,核心內容涵蓋自動控制系統、自動檢測技術和自動控制裝置的基礎知識。同時,緊密關注信息時代的特點,課程特別注重將檢測控制儀器和自動化技術與計算機控制有機地融合在一起,并貫穿于整個學習過程,為學生提供全面的教學體驗[1]。本文通過構建“化工儀表及自動化”課程思政育人要點、梳理課程思政元素,探索課程思政教學改革,以期為理工科課程教學及發揮課程思政育人功能提供參考和借鑒。

1 化工儀表及自動化課程思政教學設計

1.1 思政元素的挖掘

化工儀表及自動化課程中蘊藏著豐富的思政元素,這些思政元素并非直接呈現在課程內容中,而是深藏在各個知識點中。因此,課程團隊積極探索、深入挖掘,充分利用這些思政資源[2]。結合課程所歸屬和服務化工類專業的背景、發展歷程、現實狀況和未來趨勢,特別是所涉及的重大工程和科學技術發展成果,科學家或模范人物事跡,學科專業原理、觀點以及與之相關的生活實踐、教學實踐、科技實踐等,挖掘其中所蘊含的工匠精神、愛國主義精神、創新精神、環保意識、工程倫理、奮斗精神、開拓創新精神等教育元素,使之內化為學生的精神追求、外化為學生的自覺行動。化工儀表及自動化課程思政元素示例見表1。

表1 化工儀表及自動化課程思政元素示例

通過講授中國化工設備的發展歷程和中國在化工領域的成就,培養學生的愛國主義情感和家國情懷,激發學生的民族自豪感和自信心。通過案例研究和討論,弘揚社會主義核心價值觀,引導學生思考化工儀表及自動化領域的倫理道德問題,培養學生正確的道德觀念和職業操守。通過項目設計和實驗操作等實踐環節,培養學生的創新精神和實踐能力,激發學生的創新思維和動手能力,培養學生解決實際問題的能力。通過課程內容的貫穿和案例分析,培養學生的社會責任感和環境意識,引導學生關注化工儀表及自動化在環境保護和可持續發展的作用,培養學生的環境意識和社會責任感。

1.2 教學理念和教學方法設計

1.2.1 教學理念

堅持教書育人的理念:教師傳授化工儀表及自動化的專業知識的同時,還應注重培養學生的綜合素質和人文精神。在課程中展示中國化工設備的發展歷程,介紹相關領域的科技成果和創新案例,激發學生對本國工業發展的民族自豪感和自信心。引導學生深入了解化工行業的社會責任和影響,培養學生的工程倫理和環保意識。

以學生為中心的理念:關注學生的學習需求和興趣,根據不同學生的特點和學習風格,靈活調整教學方法和內容,激發學生的學習動力。強調實踐教學,通過案例分析、項目實踐、實驗操作等,引導學生主動參與學習,將所學知識應用于實際問題解決。提供個性化的學習支持和反饋,鼓勵學生積極思考、探索和創新,培養獨立思考和問題解決的能力[3]。

綜合知識與實際應用相結合:著重培養學生的實際應用能力,將理論知識與實踐操作相結合,讓學生通過實驗和實際案例的探索,理解和掌握化工儀表及自動化的實際應用技能。引導學生進行實際工程項目的設計和實施,鍛煉學生的團隊合作、項目管理和問題解決的能力。鼓勵學生積極參與行業實習和實踐活動,與實際工程師和專業人士進行交流和合作,提升學生的實際應用水平和職業素養。

激發學生的創新精神:培養學生的科學精神和創新思維,鼓勵學生對化工儀表及自動化領域存在的問題進行探索和改進。提供創新性的教學項目和任務,激發學生的創造力和解決問題的能力,培養學生的創新意識和創業精神。

1.2.2 教學方法設計

運用以學生為中心的理念,采用混合式教學模式,解構知識體系、重構學習體系[4]。為了更好地組織和拆解學習內容,將課程知識點劃分為自主學習、引導學習和深度學習三個層級,幫助學生更有效地掌握知識并提高學習成果[5]。

在解構知識體系的基礎上,形成一條學習主線,基于知識點的層級,構建了一種學習模式:學生自主完成低層級知識的學習,教師輔導幫助學生完成中層級知識,高層級知識則通過教師設計有效的教學活動引導學生完成。這一學習模式的實施有助于學生在不同層次上擴展知識和能力水平[4]。

通過教師的傾聽和啟發式問題引導,激發學生主動思考、提出問題和尋找答案的能力;通過組織小組討論、小組項目設計等活動,培養學生的團隊合作精神、溝通協作能力和解決問題的能力;鼓勵學生在學習過程中進行感悟和反思,幫助他們將所學知識與實際應用相結合,培養實踐能力和價值觀。

1.3 考核方式設計

為了更好地評價課程思政教學效果,創新課程思政教學效果評價,采用從結果性評價轉向過程評價和結果評價相結合的評價方法。

過程性評價:通過作業、展示、合作項目等方式評價學生的學習成果。鼓勵學生在課程中展示他們的思政素養和創新能力,以及學生對倫理道德和社會責任的思考和實踐。

結果性評價:采用考試、測驗等方式考察學生對化工儀表及自動化知識的掌握程度和能力發展。這有助于評估學生在課程中獲得的專業知識和技能。通過綜合考量過程評價和結果評價,教師能夠更全面地了解學生在課程思政教學中的表現和成長,為進一步優化教學設計和提高教學質量提供參考。

2 課程思政教學案例設計

以化工自動控制系統發展歷史及組成一節為例,進行課程思政教學案例設計。

2.1 教學目標

知識目標:使學生了解化工儀表和自動化技術的發展歷史;掌握水箱液位人工控制原理和水箱液位自動控制系統原理。

能力目標:通過對比法,分析比較水箱液位人工和自動控制系統的差異,并能解釋實際工程應用。

思政目標:使學生們具有愛國主義情懷,激發學生對實現民族復興的理想和責任的追求;使學生理解科學技術的發展就是傳承和創新的過程;領悟馬克思關于科學技術的發展最終目的是人的發展的科學論斷;提高學生環境意識。

2.2 教學環節和方法設計

將課程知識點劃分為三個層級。低階知識:化工行業儀表和自動化技術的發展歷史;中階知識:換熱器的溫度控制,容器和貯槽等液位控制系統;愛國主義情懷、傳承和創新及馬克思關于科學技術的發展最終目的是人的發展的科學論斷等;高階知識:水箱液位手動控制和自動控制系統的原理。

構建學習模式。自主學習:自主完成低層級知識的學習;引導學習:教師輔導幫助學生完成中層級知識;深度學習:高階知識通過教師設計的有效教學活動(講授、小組討論等)帶領學生進行深度學習,培養學生的團隊合作精神、溝通協作能力和解決問題的能力,引導學生最終達成學習成果。

2.3 教學實施

2.3.1 課前

學生獨立學習化工行業儀表和自動化技術的發展歷史,使學生理解科學技術如何逐步提高中國化工行業的儀表和自動化水平,有些領域已經達到或接近國際先進水平。

2.3.2 課中

學生分享課前自學的成果,教師引導學生進行總結歸納,加深學生對化工自動化儀表技術發展歷史的理解,激發愛國主義情感,并鼓勵學生為民族復興而努力學習。

通過對比分析法深入剖析水箱液位手動控制和自動控制系統的原理,幫助學生理解從手動控制到自動控制的進步,理解科學技術的發展是傳承和創新的過程。同時強調化工自動化的發展和提升不僅提高了生產效率,更重要的是極大地提高了化工生產的安全性。這反映了馬克思關于科學技術發展最終目的是人類發展的科學論斷。化工自動化水平的提高,增強了化工產品的質量,提升環保水平,從而提高了人們的生活質量和環境質量。

2.3.3 課后

拓展學習,學生通過自學和小組合作學習換熱器的溫度控制,分析容器和貯槽等液位控制系統。

通過課前、課中、課后的自學、分享、對比和研討以及拓展學習(圖1),學生不僅掌握了知識和技能,同時激發了他們的家國情懷、明白了傳承和創新、工程倫理的重要性,提高了學生的環境意識,可謂將課程思政元素(鹽)溶于專業課程內容(湯)中,起到了潤物無聲的育人作用。

圖1 “化工自動控制系統發展歷史及組成”課程思政教學過程

2.4 效果評價

教學活動評價見表2,各項評價標準分為優秀、良好、尚可和還需努力。根據教學活動評價表對本節課進行評價。結果顯示,學生課前查閱資料及預習、課堂案例及知識掌握均為優秀,說明學生課前做了充分的準備,課堂學習活動效果良好;展示評價同樣為優秀,說明參與展示的學生較為準確地總結了化工自動控制系統發展歷史,并能清晰展示;小組合作學習評價結果為良好,其中小組學習討論和協助學習得分較低,說明學生分析問題的能力還有欠缺,小組合作學習還需加強。

表2 教學活動評價表

3 教學反思

基于上述認識和應化專業課程的具體情況,本課程教學團隊今后還需要進一步明確“課程思政”目標,挖掘課程的思政元素(思政的“鹽”),通過改革教學方法,把“鹽”融入化工儀表及自動化課程內容的“湯”中。通過學生學業評價改革,務求取得實效。同時,作為教師自身要加強師德師風建設,在教學實踐過程中成為立德樹人、政治立場堅定的榜樣,以身作則踐行思政理念,把思政元素融入課堂以及教學實踐的各個環節中,深入挖掘,靈活應用,與專業知識相互促進,培養德、智、體、美、勞全面發展,踐行社會主義核心價值觀,具有良好的職業道德和人文素養的高級應用技術型人才。