《化工分離過程》教學(xué)中實(shí)施課程思政的探索與實(shí)踐

朱 晟 王羅春 閔宇霖 辛志玲

(上海電力大學(xué) 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，上海 200090)

習(xí)近平總書記在16年全國高校思想政治工作會(huì)議上指出，“要堅(jiān)持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面?！薄耙煤谜n堂教學(xué)這個(gè)主渠道，思想政治理論課要堅(jiān)持在改進(jìn)中加強(qiáng)，提升思想政治教育親和力和針對性，滿足學(xué)生成長發(fā)展需求和期待，其他各門課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)[1]?！边@一科學(xué)論述為高校開展課程思政教育指明了方向。

長期以來，大學(xué)生思政教育似乎自成一體，存在“孤島”現(xiàn)象。習(xí)總書記強(qiáng)調(diào)要把思想政治工作貫穿于教學(xué)的全過程，這就要求我們不能將思政教育全部放在傳統(tǒng)的思政課程中完成，而是應(yīng)該使所有任課教師都參與到思政教育中，把思政教育落實(shí)到每一堂課中來。特別是在專業(yè)課程中融入思政教育的內(nèi)容，充分挖掘?qū)I(yè)課程中的思政元素，有效發(fā)揮專業(yè)課程的育人功能。二十世紀(jì)著名科學(xué)家愛因斯坦在《培養(yǎng)獨(dú)立思考的教育》中指出，“用專業(yè)知識教育人是不夠的。通過專業(yè)教育，他可以成為一種有用的機(jī)器，但是不能成為一個(gè)和諧發(fā)展的人。要使學(xué)生對價(jià)值有所理解并且產(chǎn)生熱烈的感情，那是最基本的。他必須獲得對美和道德上的善惡鮮明的辨別力。否則，他——連同他的專業(yè)知識——就更像一只受過很好訓(xùn)練的狗，而不像一個(gè)和諧發(fā)展的人[2]?！?/p>

相對于人文課程而言，理工科教學(xué)更注重自然科學(xué)原理的掌握與應(yīng)用，在課程中開展思政教育存在一定的難點(diǎn)，如何在理工科專業(yè)課堂中融入思政教育內(nèi)容？怎樣才能將課程教學(xué)內(nèi)容與“課程思政”進(jìn)行有效融合？通過何種有效方法來實(shí)現(xiàn)？德育的教學(xué)成果如何體現(xiàn)？這些問題的解決需要對“課程思政”的核心內(nèi)容進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，并從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等進(jìn)行系統(tǒng)改革，促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)要素與教學(xué)過程相互耦合，構(gòu)建《化工分離過程》課程內(nèi)容與“課程思政”相融合的教學(xué)模式。

1 《化工分離過程》課程基本情況介紹

《化工分離過程》是研究過程工業(yè)中物質(zhì)分離和純化的工程技術(shù)課程，以傳遞理論和分離單元操作為主要理論體系，是化學(xué)工程與工藝學(xué)科專業(yè)課中理論性和應(yīng)用性較強(qiáng)的課程。它是利用物理化學(xué)、化工原理、化工熱力學(xué)、傳遞過程原理等技術(shù)基礎(chǔ)知識中有關(guān)相平衡熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、分子及共聚集狀態(tài)的微觀機(jī)理，傳熱、傳質(zhì)和動(dòng)量傳遞理論來對化工生產(chǎn)中常見的復(fù)雜物系的分離和提純技術(shù)作一步研究和探討。其內(nèi)容主要包括氣液相平衡，多組分精餾，特殊精餾(萃取精餾、恒沸精餾)，多組分吸收，新型分離方法等幾部分。通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠掌握各種分離技術(shù)的基本理論、設(shè)計(jì)計(jì)算方法、培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)際問題的方法和解決工程問題的能力。

2 《化工分離過程》課程思政建設(shè)的必要性

《化工分離過程》作為我院化學(xué)工程與工藝專業(yè)的專業(yè)必修課，是非常重要的思政教育陣地。在教學(xué)過程中不僅要教會(huì)學(xué)生專業(yè)知識，還要讓學(xué)生在課堂上培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣和思維習(xí)慣，打好做人的基礎(chǔ)，具有正確的政治方向，高尚的思想品德和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神。

《化工分離過程》課程涉及的分離技術(shù)在理論上高度概括，涉及的具體化工過程和設(shè)備復(fù)雜多變，因此缺乏工程實(shí)踐經(jīng)歷的學(xué)生難于理解和掌握，普遍感到理論枯燥、公式多、內(nèi)容抽象?！痘し蛛x過程》課程通常安排在第七學(xué)期，此時(shí)學(xué)生即將就業(yè)和考研，很多學(xué)生學(xué)習(xí)熱情不高，不愿投入太多的精力，因此如何通過思政教育激發(fā)學(xué)生的興趣，樹立其工程觀點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)意識，同時(shí)提高他們分析和解決實(shí)際工程問題的能力，是《化工分離過程》教學(xué)中亟需解決的關(guān)鍵問題。

3 《化工分離過程》課程思政素材設(shè)計(jì)

每一門課程都有情感、態(tài)度、價(jià)值觀的教育要求，只有對每門專業(yè)課程的思想政治教育內(nèi)涵進(jìn)行認(rèn)真挖掘，并在授課過程中進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃，才能讓思想政治教育在專業(yè)教學(xué)中有扎實(shí)的“落腳點(diǎn)”，才能將教書育人真正落實(shí)到課堂教學(xué)。

3.1 愛國主義

愛國是公民個(gè)人層面的價(jià)值觀準(zhǔn)則的第一項(xiàng)。愛國主義是中華民族精神的核心，是中華民族生生不息的強(qiáng)大精神動(dòng)力，是每一個(gè)公民應(yīng)具備的基本品德?；瘜W(xué)工業(yè)發(fā)展史中充滿了生動(dòng)的愛國主義素材，從古代的四大發(fā)明，到今天的火箭升空、航母下海，都離不開化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，都是我國勞動(dòng)人民智慧和勤勞的結(jié)晶。在《化工分離過程》課程講授中，可穿插愛國價(jià)值觀教育。如“化工泰斗”侯德榜為了打破國外的壟斷，實(shí)現(xiàn)中國人的制堿理想，把自己的全身心都投入到研究制堿中，通過五年的努力探索和與員工的團(tuán)結(jié)奮斗，最終創(chuàng)制“侯氏制堿法”，并將其毫無保留的獻(xiàn)給國家。前輩的愛國事跡能激發(fā)學(xué)生熱愛國家的熱情和信念，增強(qiáng)學(xué)生的國家使命感、社會(huì)貢獻(xiàn)感以及公民責(zé)任感。同時(shí)可以通過歷史經(jīng)驗(yàn)和當(dāng)今的國際形勢分析告訴學(xué)生，只有強(qiáng)大的綜合國力才是保障我們平等自由的基礎(chǔ)。又如近期先后發(fā)生的“中興事件”和“華為事件”，成為中美貿(mào)易摩擦下的一個(gè)縮影，使學(xué)生認(rèn)識到只有祖國強(qiáng)大了，掌握了自己的核心科技，才不會(huì)受制于人，才能有更好的發(fā)展。不同時(shí)期賦予了愛國主義新的內(nèi)涵，在面臨多元化價(jià)值觀沖擊的當(dāng)代，要求大學(xué)生能樹立堅(jiān)定的社會(huì)主義價(jià)值觀信念，投身社會(huì)主義實(shí)踐。課堂教育中鼓勵(lì)學(xué)生將愛國的熱情和信念轉(zhuǎn)化為行動(dòng)，學(xué)生能認(rèn)清學(xué)習(xí)理論知識的重要性，扎實(shí)基礎(chǔ)，逐步形成科學(xué)思維，加強(qiáng)科研意識，進(jìn)而增強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力，培養(yǎng)工程實(shí)踐能力，以便將來能夠運(yùn)用所掌握的科學(xué)技術(shù)，在各行業(yè)領(lǐng)域?yàn)閲野l(fā)展作貢獻(xiàn)，踐行愛國主義。

3.2 嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)實(shí)、探索創(chuàng)新的科學(xué)精神

化工發(fā)展史還是培育學(xué)生科學(xué)精神的生動(dòng)教材。在《化工分離過程》課程思政中講授化工發(fā)展史能使學(xué)生加深對專業(yè)知識的理解，掌握科學(xué)的思維方法，也能起到融入人文教育，弘揚(yáng)科學(xué)精神的作用[3]。例如，講授緒論時(shí)可結(jié)合分離工程的發(fā)展背景，介紹 “三傳一反”理論的提出：自20世紀(jì)五十年代以來，通過對化學(xué)工程的深入研究，化學(xué)工程師更清楚的認(rèn)識到了化工過程的本質(zhì)，即所有化工過程都可以分解成動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞這三種傳遞過程或它們的結(jié)合。同時(shí)，隨著石油化工的興起，在對連續(xù)反應(yīng)過程的研究中，逐漸形成了化學(xué)反應(yīng)工程這一學(xué)科。由此產(chǎn)生了“三傳一反”的概念，使分離工程建立在更基本的質(zhì)量傳遞的基礎(chǔ)上。從紛雜眾多的化工生產(chǎn)過程中抽象出“三傳一反”，即從特殊性中總結(jié)出普遍性，是認(rèn)識上的飛躍，具有劃時(shí)代的意義。這個(gè)理論的提出，是由于科學(xué)家具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹κ挛镒屑?xì)觀察及認(rèn)真分析的科學(xué)精神。再如，許多化工分離技術(shù)之所以能夠不斷得到優(yōu)化和改進(jìn)，是因?yàn)楸姸嗷瘜W(xué)工程師勇于在前人工作的基礎(chǔ)上不斷探索革新。對二甲苯的分離過程即為一例。在C8芳烴中，對二甲苯是經(jīng)濟(jì)價(jià)值高、用途廣泛的產(chǎn)品，對于其分離，二十世紀(jì)五十年代已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的低溫結(jié)晶分離法是較成熟的一種方法，但其能耗大，設(shè)備投資和生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品純度略低。六十年代美國UOP公司首先發(fā)展起來的Parex模擬移動(dòng)床吸附分離法，利用對對二甲苯有較強(qiáng)吸附作用的分子篩固體吸附劑，通過固相模擬移動(dòng)的方法產(chǎn)生兩相連續(xù)逆流接觸的效果，有效降低了能耗，提高了設(shè)備的生產(chǎn)能力和分離效率，可以95%的回收率得到純度為99.5%的對二甲苯。通過這樣的講述，可以讓學(xué)生感受到化學(xué)工業(yè)發(fā)展過程中閃爍的創(chuàng)新之光，很好的培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)《化工分離過程》的興趣，培育他們的科學(xué)精神。

3.3 勇于實(shí)踐、精益求精的工匠精神

在“中國制造”向“中國創(chuàng)造”轉(zhuǎn)變的歷史時(shí)期，習(xí)近平總書記在十二屆全國人大四次會(huì)議中提出“中國制造2025需要工匠精神”，李克強(qiáng)總理也在2016年政府工作報(bào)告中首次提出培育精益求精的“工匠精神”[4]。《化工分離過程》課程中有很多以科學(xué)家名字命名的關(guān)聯(lián)圖或關(guān)聯(lián)式，在講授這些關(guān)聯(lián)圖和關(guān)聯(lián)式時(shí)可以介紹這些科學(xué)家具有的“工匠精神”和感人事跡。如講授多組分精餾簡捷計(jì)算時(shí)，科學(xué)家吉利蘭(Gilliland)利用自己搭建的精餾實(shí)驗(yàn)裝置，對物系組分?jǐn)?shù)從2至11、進(jìn)料狀態(tài)從冷液至蒸汽、操作壓力從接近真空至40個(gè)大氣壓、關(guān)鍵組分間相對揮發(fā)度從1.26至4.05、最小回流比從0.53至7.0、理論板數(shù)從2.4至43.1等大量實(shí)驗(yàn)條件下的最小回流比、實(shí)際回流比、最少理論板數(shù)和實(shí)際理論板數(shù)四者之間的關(guān)系進(jìn)行日復(fù)一日的研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果最終總結(jié)成了一種經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式，即吉利蘭(Gilliland)圖，為后來多組分精餾過程的研究奠定了基礎(chǔ)。在《化工分離過程》課堂上，專業(yè)教師有義務(wù)引導(dǎo)學(xué)生在國家新工科的發(fā)展背景下，更應(yīng)有精益求精、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)實(shí)、追求卓越的“工匠精神”，胸懷匠心。

3.4 “綠色生態(tài)”和“節(jié)能環(huán)?！奔夹g(shù)觀

近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平逐步提高，但能源和環(huán)境問題也日益突顯，成為全球普遍關(guān)注的焦點(diǎn)問題。習(xí)近平總書記在黨的十九大作報(bào)告中明確堅(jiān)持人與自然和諧共生是構(gòu)成新時(shí)代堅(jiān)持和發(fā)展中國特色社會(huì)主義的基本方略之一，并提出了實(shí)現(xiàn)中國夢第二個(gè)百年目標(biāo)兩個(gè)階段的生態(tài)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)[5]。在能源和環(huán)境問題的推動(dòng)下，化工生產(chǎn)技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展，《化工分離過程》課程也需要與之契合，將“綠色生態(tài)”與“節(jié)能環(huán)?！钡暮诵乃枷胴灤┱麄€(gè)課程內(nèi)容之中，使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的過程中逐漸養(yǎng)成“人人、事事、時(shí)時(shí)崇尚生態(tài)文明的社會(huì)新風(fēng)[6]”，以身作則“推動(dòng)生活方式和消費(fèi)模式向勤儉節(jié)約、綠色低碳、文明健康的方向轉(zhuǎn)變[7]”，并運(yùn)用所學(xué)知識“構(gòu)建科技含量高、資源消耗低、環(huán)境污染少的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方式[8]”。例如，精餾操作是化學(xué)工業(yè)中耗能最大的單元操作，占整個(gè)化工生產(chǎn)的40%～70%，采取措施降低精餾過程中的能耗顯得尤為重要。在恒沸精餾中，利用恒沸組成隨壓力變化的“雙塔變壓精餾”流程即為一例，可不加恒沸劑而實(shí)現(xiàn)二元均相恒沸物的分離，節(jié)省了回收恒沸劑的設(shè)備與能耗。使學(xué)生認(rèn)識到節(jié)能不一定要上大項(xiàng)目、搞高投入，通過設(shè)計(jì)合理的工藝流程和日常操作優(yōu)化也能實(shí)現(xiàn)“節(jié)能環(huán)保”和“低碳經(jīng)濟(jì)”。

人類歷史發(fā)展至今，化學(xué)工業(yè)對社會(huì)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，但化工也有危害人體健康、破壞自然環(huán)境、加劇資源枯竭的負(fù)面效應(yīng)。通過課堂討論可以幫助學(xué)生樹立科學(xué)發(fā)展觀的理念，培養(yǎng)生態(tài)環(huán)保意識，增強(qiáng)法制觀念。例如，在萃取精餾中，在萃取劑和精餾流程的確定和選擇時(shí)，都要首先考慮使用者的安全，同時(shí)全面考慮原料的揮發(fā)性，輸送過程的安全，貯存的可靠，廢水、廢氣、廢渣的妥善處理，原料的循環(huán)利用和回收等等，都要把對環(huán)境的危害降到最低，為子孫后代留下綠水青山和藍(lán)天白云，引導(dǎo)學(xué)生從更高的角度探尋人與自然之間的和諧共處關(guān)系。

3.5 “協(xié)調(diào)發(fā)展“和”以人為本”生產(chǎn)觀

近期國內(nèi)化工企業(yè)安全事故頻發(fā)，江蘇鹽城響水縣化工園區(qū)事故發(fā)生后，慘痛的教訓(xùn)讓社會(huì)各界對這一問題的反思討論十分熱烈。事故頻發(fā)不僅造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，而且加劇了公眾“談化色變”的恐懼心理。我國不少地方的“化工圍城”問題日益突出，企業(yè)搬遷關(guān)停似乎成為了解決之道?；谶@樣的背景，我們可以引導(dǎo)學(xué)生思考：搬遷就能杜絕安全和環(huán)境隱患嗎？生產(chǎn)過程存在高風(fēng)險(xiǎn)的化工行業(yè)該如何發(fā)展？產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象的原因一方面是由于我國化工行業(yè)在生產(chǎn)技術(shù)的總體能力和水平上與世界發(fā)達(dá)國家相比還有相當(dāng)大的差距，我國石油和化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)結(jié)構(gòu)還是低端、落后和同質(zhì)化的，這就是我國石油和化學(xué)工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀，也是我們必須要承認(rèn)和正視的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)現(xiàn)實(shí)，因此，需要積極推動(dòng)我國化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，同時(shí)完善相關(guān)法律法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；另一方面，這些事故多是由操作不當(dāng)或設(shè)備失修引起的，因此在生產(chǎn)過程中必須貫徹落實(shí)安全生產(chǎn)要求，牢固樹立安全意識，最大限度消除安全隱患。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步讓學(xué)生全面、客觀的認(rèn)識化工和社會(huì)發(fā)展之間的相互作用與聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生建立“協(xié)調(diào)發(fā)展“和”以人為本”的生產(chǎn)理念。

4 結(jié)語

《化工分離過程》課程和其他專業(yè)課程一樣，都是育人的主陣地，在教學(xué)過程中不僅要教會(huì)學(xué)生專業(yè)知識，還要讓學(xué)生在課堂上培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣和思維習(xí)慣，打好做人的基礎(chǔ)，具有正確的政治方向，高尚的思想品德和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神。只要把握住課程思政的內(nèi)涵，將立德樹人內(nèi)化于心，將思政元素落實(shí)在教學(xué)的相關(guān)環(huán)節(jié)，在教材中尋找思政元素、在教案中補(bǔ)充思政元素、在教室里展現(xiàn)思政元素，每位專業(yè)教師都將是教書育人的使者，專業(yè)課堂也會(huì)成為對大學(xué)生進(jìn)行理想信念教育的重要途徑。