新工科背景下化工原理課程思政教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

谷德銀，李寧，張杰，劉學(xué)成，許惠，葉梅

(重慶工商大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，重慶 400060)

0 引言

新時(shí)代經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展對(duì)傳統(tǒng)工科專(zhuān)業(yè)人才的培育提出了新的挑戰(zhàn)。2018年，教育部全面啟動(dòng)、系統(tǒng)部署新工科建設(shè)。在新工科建設(shè)中，更加注重價(jià)值理念引領(lǐng)，堅(jiān)持以立德樹(shù)人為根本任務(wù)，強(qiáng)化學(xué)生工程倫理意識(shí)、生態(tài)環(huán)保意識(shí)、職業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)新精神、工匠精神等。因此，需要將顯性教育和隱性教育進(jìn)行有效融合，保持專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)教學(xué)與政治思想教育同行，充分挖掘?qū)I(yè)課程內(nèi)容中的思政元素，進(jìn)而推進(jìn)立德樹(shù)人的根本任務(wù)[1]。

化工原理是化工制藥類(lèi)、環(huán)境類(lèi)、材料類(lèi)以及食品類(lèi)等專(zhuān)業(yè)的一門(mén)非常重要的核心專(zhuān)業(yè)課程，是大學(xué)物理、物理化學(xué)等基礎(chǔ)課程過(guò)渡到反應(yīng)工程、傳遞工程等專(zhuān)業(yè)課程的紐帶，旨在幫助學(xué)生掌握單元設(shè)備實(shí)際工作原理及操作技能、培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力?；ぴ碚n程具有較強(qiáng)的工程實(shí)際應(yīng)用特性，承擔(dān)起由理論知識(shí)過(guò)渡到工程實(shí)際應(yīng)用的紐帶作用，是理論聯(lián)系實(shí)際比較緊密的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)、工程倫理意識(shí)、工匠精神和創(chuàng)新能力具有重要的作用。因此，需要充分挖掘化工原理課程中的思政元素，保持化工原理課程教學(xué)與思政教育并列同行，明確立德樹(shù)人的教學(xué)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授與價(jià)值引領(lǐng)的有機(jī)融合。

1 化工原理課程思政教育存在的問(wèn)題

化工原理課程涉及的內(nèi)容包括化工生產(chǎn)企業(yè)中典型的操作單元、設(shè)備結(jié)構(gòu)及其操作原理、復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算、化工設(shè)計(jì)準(zhǔn)則等等。課程重點(diǎn)難點(diǎn)較多，教學(xué)難度較大，學(xué)時(shí)也較為緊張，教師與學(xué)生都把大部分精力和時(shí)間投入到化工原理理論知識(shí)的學(xué)習(xí)上，沒(méi)有將充足的時(shí)間分配到化工原理課程思政的學(xué)習(xí)上。課程思政沒(méi)有引起一些教師的足夠重視，課程思政元素與課程理論知識(shí)在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中結(jié)合較少，缺少對(duì)思政教育內(nèi)容的整體規(guī)劃，導(dǎo)致思政教育在教學(xué)中沒(méi)有得到充分的發(fā)揮和應(yīng)用，課程思政教育的效果不理想；常規(guī)化的專(zhuān)業(yè)課程思政培訓(xùn)較少，專(zhuān)業(yè)課程教師的思政教育技巧和方法完全需要教師自行琢磨，缺乏培訓(xùn)引導(dǎo)。同時(shí)，部分學(xué)生僅重視學(xué)好專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，忽略課程思政學(xué)習(xí)，導(dǎo)致出現(xiàn)知行脫節(jié)問(wèn)題。

2 化工原理課程思政教育目標(biāo)

在挖掘化工原理課程內(nèi)容中的思政元素時(shí)，需要充分考慮課程理論知識(shí)與思政教育之間的相關(guān)性，以及思政教育在專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)講授過(guò)程中的切入點(diǎn)。通過(guò)將課程內(nèi)容與國(guó)家情懷、社會(huì)責(zé)任、倫理規(guī)范、法治意識(shí)、生態(tài)意識(shí)和科學(xué)精神等思政元素有效融合，并將這些思政元素在理論課堂中有效呈現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)與實(shí)踐技能過(guò)硬，具有社會(huì)責(zé)任感和職業(yè)素養(yǎng)的創(chuàng)新型、應(yīng)用型、復(fù)合型化工專(zhuān)業(yè)人才[2]。

3 化工原理課程思政內(nèi)容

在化工原理課程思政教學(xué)中，需將專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)傳授和思想政治教育進(jìn)行有機(jī)融合，確保育人育才相統(tǒng)一。例如，在講授化工原理課程中的具體章節(jié)內(nèi)容時(shí)，除了講授化工單元操作過(guò)程的基本原理、操作方法及應(yīng)用案例，還需強(qiáng)化學(xué)生的家國(guó)情懷、工程倫理意識(shí)、生態(tài)意識(shí)等課程思政元素；在運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理等基礎(chǔ)科學(xué)理論分析化工單元操作及其裝備的計(jì)算、設(shè)計(jì)、優(yōu)化等過(guò)程中，除了講授分析其設(shè)計(jì)優(yōu)化原理及計(jì)算過(guò)程，還需強(qiáng)化學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)、工匠精神等課程思政元素；在講授量綱分析法、數(shù)學(xué)模型法、分解與綜合法等科學(xué)研究方法時(shí)，除了強(qiáng)化學(xué)生的歸納、推理演繹等能力，還需融入創(chuàng)新精神、邏輯思辨等課程思政元素[3]。

4 化工原理課程思政建設(shè)舉措

(1)提升教師課程思政意識(shí)

教師作為理論知識(shí)、先進(jìn)思想的傳授者，教師自身的思想政治素質(zhì)對(duì)學(xué)生具有重要的引導(dǎo)作用?；?zhuān)業(yè)課程教師應(yīng)積極參加思想政治素養(yǎng)培訓(xùn)班以及教學(xué)技能提升培訓(xùn)班，努力提高教師自身的思政素養(yǎng)和教學(xué)技巧，認(rèn)真將課本知識(shí)吃透，充分挖掘與課程內(nèi)容相關(guān)的思政元素。并定期開(kāi)展教學(xué)研討會(huì)，制定合適的人才培養(yǎng)方案，研討如何在教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法中融入思政教育，用心設(shè)計(jì)思政教育在專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)講授中的切入點(diǎn)，使課堂教學(xué)不僅是專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)傳授的地方，也成為學(xué)生們思想政治教育的陣地。在教學(xué)研討會(huì)中，專(zhuān)業(yè)課程教師可以提出在課程教學(xué)中遇到的思政教育難題，進(jìn)行交流討論、取長(zhǎng)補(bǔ)短、相互學(xué)習(xí)，提升自身的思政教育水平和教學(xué)技能。同時(shí)，專(zhuān)業(yè)課程教師需要避免僅重視傳授專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)而不重視學(xué)生思政教育的思想，要將把學(xué)生培養(yǎng)成為德才兼?zhèn)涞膶?zhuān)業(yè)人才作為己任。

(2)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

化工原理課程承擔(dān)著由基礎(chǔ)課程知識(shí)過(guò)渡到工程實(shí)際應(yīng)用的紐帶作用，課程不僅要讓學(xué)生掌握操作單元的工作原理及操作技能，更要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力以及工程倫理意識(shí)。因此，需要修正課程教學(xué)大綱，明確課程教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)課程內(nèi)容搭建合理的課程思政教育教學(xué)架構(gòu)體系。結(jié)合化工原理課程內(nèi)容的特點(diǎn)，充分挖掘化工原理課程中每個(gè)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)思政元素，將正面的人、事、案例融合到相應(yīng)章節(jié)的課程內(nèi)容中，在理論知識(shí)教學(xué)中重視價(jià)值引領(lǐng)、文化傳承、能力鍛煉與培養(yǎng)，落實(shí)立德樹(shù)人的根本任務(wù)。例如，在講授流體流動(dòng)章節(jié)中的簡(jiǎn)單管路與復(fù)雜管路時(shí)，可以介紹都江堰水利工程，讓學(xué)生了解所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用聯(lián)系如此緊密，贊嘆中國(guó)人民卓越的智慧和工匠精神，這有助于培養(yǎng)學(xué)生不懈奮斗的進(jìn)取精神；在講授沉降與過(guò)濾章節(jié)中的沉降室時(shí)，可以介紹工業(yè)粉塵PM2.5，讓學(xué)生們了解“三廢”污染所帶來(lái)的環(huán)境危害，這有助于培養(yǎng)學(xué)生踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)；在講授傳熱章節(jié)中的傅里葉定律時(shí)，可以介紹法國(guó)科學(xué)家傅里葉不屈不撓的勵(lì)志人生，讓學(xué)生了解化工原理課程內(nèi)容中任何定律都是經(jīng)過(guò)科學(xué)家們反復(fù)推算、不斷驗(yàn)證才得到的，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、勇于探索的精神；在講授吸收章節(jié)中的吸收設(shè)備時(shí)，可以介紹工業(yè)廢氣的凈化技術(shù)，讓學(xué)生了解在化工生產(chǎn)過(guò)程中需要注重化工環(huán)保，這有助于增強(qiáng)學(xué)生的綠色環(huán)保意識(shí)，踐行綠色化學(xué)化工發(fā)展的理念；在講授干燥章節(jié)中的干燥設(shè)備時(shí)，可以介紹干燥設(shè)備中干燥廢氣的循環(huán)利用技術(shù)，讓學(xué)生了解在化工生產(chǎn)過(guò)程中需要注重能量的合理利用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)化工過(guò)程的節(jié)能減排，這有助于增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)和生態(tài)意識(shí)，踐行綠色化工、可持續(xù)發(fā)展的理念。

此外，還需在原有課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上不斷提高課程的高階性，以操作單元為主線(xiàn)，將課程的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)與家國(guó)情懷、社會(huì)責(zé)任、倫理規(guī)范、生態(tài)環(huán)保意識(shí)、科學(xué)精神等思政元素進(jìn)行有機(jī)融合，做到課程教學(xué)與思政教育有效融合[4]。例如，教學(xué)內(nèi)容為緒論(單元操作及分類(lèi)、研究方法、課程性質(zhì)及課程要求)時(shí)，可以挖掘的思政元素包括家國(guó)情懷、工匠精神、哲學(xué)思維、理論聯(lián)系實(shí)際的應(yīng)用實(shí)例、化工職業(yè)素養(yǎng)教育、工程倫理等，相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)包括化工學(xué)科的發(fā)展歷程、化工原理的研究方法、化工行業(yè)現(xiàn)有的工藝流程、中國(guó)化工行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)等；教學(xué)內(nèi)容為動(dòng)量傳遞單元操作(流體流動(dòng)、過(guò)濾、沉降等過(guò)程)時(shí)，可以挖掘的思政元素包括理論聯(lián)系實(shí)際的生產(chǎn)裝備、化工職業(yè)素養(yǎng)、刻苦奮斗精神、鑄就家國(guó)情懷等，相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)包括流體輸送泵的發(fā)展歷程、流體輸送的分析計(jì)算、典型流體輸送的案例分析、科學(xué)家傳記等；教學(xué)內(nèi)容為熱量傳遞單元操作(對(duì)流傳熱、熱傳導(dǎo)及熱輻射等過(guò)程)時(shí)，可以挖掘的思政元素包括節(jié)能綠色環(huán)保理念、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力、樹(shù)立社會(huì)主義核心價(jià)值觀等，相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)包括換熱器的發(fā)展歷程、科學(xué)家傳記、節(jié)能降排等；教學(xué)內(nèi)容為質(zhì)量傳遞單元操作(精餾、吸收、干燥等過(guò)程)時(shí)，可以挖掘的思政元素包括“解決問(wèn)題抓主要矛盾”的哲學(xué)觀點(diǎn)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)、綠色化工和“雙碳”目標(biāo)等，相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)包括典型的精餾和吸收案例分析、傳質(zhì)分離原理、新型能源和資源利用等。

(3)創(chuàng)新教學(xué)模式

通過(guò)“工程作業(yè)”和“案例教學(xué)”加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，并鼓勵(lì)學(xué)生使用現(xiàn)代化工設(shè)計(jì)軟件對(duì)“工程作業(yè)”進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，構(gòu)建課堂教學(xué)—課堂討論—案例教學(xué)—工程作業(yè)—應(yīng)用軟件自學(xué)相結(jié)合的研究性教學(xué)模式，強(qiáng)化學(xué)生“工藝設(shè)計(jì)能力”以及“分析、解決化工工程問(wèn)題的能力”。注重“解決工程問(wèn)題的共性方法”的凝練和傳授，一方面，講授化工單元操作的成熟內(nèi)容、單元設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算與分析方法；另一方面，建立特色的立體化課程體系，引領(lǐng)學(xué)生探究學(xué)科先驅(qū)構(gòu)建“單元操作理論”的研究和發(fā)展歷程，凝練和學(xué)習(xí)解決化工工程問(wèn)題的方法論。此外，將教學(xué)資源與信息技術(shù)相融合，建立課堂與課后、課內(nèi)與課外、實(shí)作與仿真等立體化、多維互動(dòng)的教學(xué)資源庫(kù)。以化工設(shè)計(jì)大賽、化工實(shí)驗(yàn)大賽等學(xué)科競(jìng)賽作為課程實(shí)踐的載體，強(qiáng)化理論與實(shí)踐之間的聯(lián)系，采用“以賽促教，課賽結(jié)合”的教學(xué)模式。借助MOOC課程、雨課堂、啟發(fā)式、多媒體式等多種教學(xué)方法相融合的教學(xué)模式，拓展課程思政教育的教學(xué)范圍，確保課程教學(xué)與思政教育同向共行[5]。

同時(shí)，教學(xué)中融入科研、運(yùn)用科研支撐教學(xué)。在化工原理理論課程教學(xué)過(guò)程中，任課教師需要將科研的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)事求是的態(tài)度以及勇于探索和刻苦鉆研的科學(xué)精神傳授給學(xué)生。例如，在進(jìn)行攪拌章節(jié)的教學(xué)環(huán)節(jié)中，任課教師可以結(jié)合攪拌反應(yīng)器混合強(qiáng)化技術(shù)講解攪拌槳結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化、偏心攪拌、射流攪拌、變速攪拌、同心雙軸式攪拌、對(duì)心雙軸式攪拌、側(cè)插式攪拌以及攪拌反應(yīng)器結(jié)構(gòu)參數(shù)與操作參數(shù)之間的匹配等內(nèi)容；在進(jìn)行傳熱章節(jié)的教學(xué)環(huán)節(jié)中，任課教師可以結(jié)合傳熱強(qiáng)化技術(shù)講解換熱器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化、管程和殼程的設(shè)置、折流擋板的設(shè)計(jì)、翅片的設(shè)計(jì)以及流體流速的選擇等內(nèi)容；在進(jìn)行吸收章節(jié)的教學(xué)環(huán)節(jié)中，任課教師可以結(jié)合工業(yè)廢氣處理技術(shù)講解吸收塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化、填料的類(lèi)型、吸收劑的種類(lèi)以及吸收塔結(jié)構(gòu)參數(shù)與操作參數(shù)之間的匹配等內(nèi)容；在進(jìn)行精餾章節(jié)的教學(xué)環(huán)節(jié)中，任課教師可以結(jié)合工業(yè)精餾分離技術(shù)講解精餾塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化、塔板的設(shè)計(jì)、回流比的設(shè)定、進(jìn)料板的位置以及冷凝器和再沸器的設(shè)計(jì)與選型等內(nèi)容。在化工原理理論教學(xué)過(guò)程中，任課教師需要將相關(guān)章節(jié)內(nèi)容的最新發(fā)展技術(shù)傳授給學(xué)生，讓學(xué)生了解化工原理理論知識(shí)的相關(guān)應(yīng)用技術(shù)，拓寬視野。同時(shí)，可以將科學(xué)研究領(lǐng)域中的相關(guān)思政元素與理論教學(xué)相結(jié)合，做到科研與教學(xué)相融合，幫助學(xué)生樹(shù)立正確的價(jià)值觀。

(4)構(gòu)建多元教學(xué)評(píng)價(jià)體系

搭建以專(zhuān)業(yè)教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的思政教育考核模式，在化工原理課程期末考試的基礎(chǔ)上，引入課堂討論、隨堂練習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作、課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目匯報(bào)、課后作業(yè)等過(guò)程性評(píng)價(jià)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、分析解決問(wèn)題能力、自主設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。優(yōu)化原有的單一期末考核方式，融入多元素綜合考量的考核方式，以理論課堂和實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)場(chǎng)為載體，以工程實(shí)際問(wèn)題討論、實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作、實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)與優(yōu)化等為考核內(nèi)容，考核學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)分析解決問(wèn)題的能力。例如，在化工原理實(shí)驗(yàn)課程中，引入項(xiàng)目化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生組隊(duì)完成一個(gè)實(shí)際或者虛擬的項(xiàng)目化實(shí)驗(yàn)，以學(xué)生團(tuán)隊(duì)為主體，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程，搭建實(shí)驗(yàn)設(shè)備及管道。通過(guò)獨(dú)立思考、通力合作、互相幫助、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析解決問(wèn)題以及實(shí)驗(yàn)總結(jié)來(lái)完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)項(xiàng)目步驟，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和分析解決工程問(wèn)題的能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。同時(shí)，讓學(xué)生參與過(guò)程性考評(píng)，對(duì)學(xué)生的價(jià)值觀、工程倫理意識(shí)、生態(tài)環(huán)保意識(shí)、職業(yè)素養(yǎng)、工匠精神等進(jìn)行考核，以培養(yǎng)學(xué)生成為專(zhuān)業(yè)知識(shí)與實(shí)踐技能過(guò)硬且具有職業(yè)素養(yǎng)的專(zhuān)業(yè)人才。

(5)實(shí)施教學(xué)反思

在化工原理課堂教學(xué)過(guò)程中，將相關(guān)章節(jié)的思政元素以文字、視頻等方式展現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生在課堂上積極討論，引導(dǎo)學(xué)生思考，并在課后撰寫(xiě)有關(guān)于思政案例的感想，拓展化工原理課程思政教育的深度。同時(shí)，針對(duì)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)情況和課后作業(yè)情況，任課教師需要從多維度去記錄描述學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并與課堂討論缺乏積極性和主動(dòng)性的同學(xué)進(jìn)行交流，提高這部分學(xué)生參與課堂討論的積極性和主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)得到升華，學(xué)習(xí)動(dòng)力得到增強(qiáng)。任課教師需要及時(shí)了解掌握學(xué)生的反饋意見(jiàn)，以?xún)?yōu)化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)設(shè)計(jì)，調(diào)整教學(xué)方法和考核方式，持續(xù)改進(jìn)教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容和方法，提高課程思政育人的效果，確保理論教學(xué)和思政教育并肩同行，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授與價(jià)值引領(lǐng)的有機(jī)融合，提高化工原理課程的育人質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

化工原理是化工類(lèi)專(zhuān)業(yè)最重要的專(zhuān)業(yè)課程之一，是培育新時(shí)代德才兼?zhèn)涞男鹿た苹?zhuān)業(yè)人才的主要課程，其中課程思政教育尤為關(guān)鍵。因此，要充分挖掘化工原理課程中的思政元素，保持化工原理課程教學(xué)與思政教育并列同行，明確立德樹(shù)人的教學(xué)目標(biāo)，提升教師課程思政意識(shí)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)模式，實(shí)施教學(xué)反思，做到知識(shí)傳授與價(jià)值引領(lǐng)的有機(jī)融合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“三全育人”。