高校“化工原理”課程思政教學實踐與思考

魯曼霞 鄧蘭青* 毛 志

（1.湖南中醫(yī)藥大學 藥學院，湖南 長沙 410208；2 湖南大學 保衛(wèi)部綜合科，湖南 長沙 410000）

1 “化工原理”課程思政的現(xiàn)實意義

2020 年教育部印發(fā)《高等學校課程思政建設指導綱要》明確指出，把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系，全面推進高校課程思政建設，發(fā)揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養(yǎng)質量[1]。新時期全面推進大學專業(yè)課程思政教學實踐是教學改革之核心內(nèi)容，在各專業(yè)課程“大思政”的背景下堅持立德樹人，站好工科專業(yè)課堂教學主講臺，注重正確的價值導向，將工科知識素養(yǎng)、創(chuàng)新能力和思想政治教育層層疊扣，實現(xiàn)“中國制造2025”新工科專業(yè)課程建設十分必要。

“化工原理”是一門工程類專業(yè)必修課程,它研究化工與制藥生產(chǎn)中的動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞的過程速率以及各單元操作的基本原理與設備應用。筆者所在學校以傳統(tǒng)中醫(yī)藥課程體系為背景，在生物工程、制藥工程、藥物制劑和食品工程等工科性質專業(yè)中開設“化工原理”課程?！盎ぴ怼闭n程開設前，學生須先修四大化學（無機化學、有機化學、分析化學、物理化學）、高等數(shù)學、物理學、工程制圖及中醫(yī)藥傳統(tǒng)課程，后續(xù)緊密連接生物制藥技術、制藥工藝學、制劑工程和食品工藝學等重要的工業(yè)化專業(yè)課程，可以說“化工原理”課程在工程類課程體系中處于承上啟下的重要地位?！盎ぴ怼闭n程思政以上述4 個專業(yè)大學生為對象，培養(yǎng)其運用馬克思辯證唯物觀分析科學技術問題的能力，陶冶學生的愛國主義情懷，激發(fā)學生的化工設計創(chuàng)新思維和磨練精益求精的大國工匠精神。

2 “化工原理”課程思政教學實踐

2.1 “化工原理”課程中蘊含的哲學原理

馬克思辯證唯物主義認識論指出，實踐是認識發(fā)展的動力，是檢驗認識的真理性的唯一標準，是認識的目的和歸宿[2]?！盎ぴ怼闭n程中許多基本原理、定律和研究方法都蘊含著豐富的馬克思辯證唯物主義認識論的哲學思想。例如熱量傳遞過程的傳熱速率可以表述為其推動力除以阻力的形式，又如過濾過程的過濾速率同樣也可以表示為其推動力除以阻力的形式，沉降過程同樣可以類推。以“認識事物，要透過現(xiàn)象抓住本質”的哲學觀點為理論依據(jù)，“化工原理”課程是在不斷透過現(xiàn)象挖掘傳遞的過程本質和共性，運用理論來指導工程問題的過程實踐，根據(jù)實際過程實踐結果再來檢驗和修正。例如，流體流動現(xiàn)象的雷諾實驗中，流體流速小，雷諾數(shù)小于2000，其為層流；隨著流速增大，雷諾數(shù)大于4000，流體逐漸發(fā)展為湍流，該過程體現(xiàn)了“量變引起質變”的哲學觀點。在講解離心泵工作原理時，葉輪高速旋轉產(chǎn)生離心力，流體從葉輪獲得動能，當流入蝸殼時流通截面積變大，流速變小，動能轉化為靜壓能，從而為流體在管內(nèi)流動提供靜壓能。此處可以解析為能量的物質基礎，物質的相互轉化。同時為學生樹立社會服務意識，在學校獲得知識和能力，正如流體在葉輪處獲得自身動能，當進入社會參加工作時正如進入蝸殼，將動能轉化為靜壓能為社會做貢獻。例如，在沉降過程中歷經(jīng)分散沉降、絮凝沉降、受阻沉降、壓縮沉降，整個過程揭示的哲學原理展現(xiàn)了事物發(fā)生發(fā)展的過程中既有矛盾的對立統(tǒng)一，也存在著一定的曲折性，以鼓勵學生認識事物發(fā)展的本質，擁有在曲折中堅持前進的勇氣。

2.2 樹立遠大理想，培養(yǎng)大學生愛國主義情懷

2.2.1 將對大學生的理想信念教育融入課程思政

針對干燥這一知識點，講解干燥介質濕空氣性質時，可由問題引入：為何提高濕空氣溫度能增加濕空氣的干燥能力？此時，學生容易誤認為濕空氣的濕度降低了。而實際原理是相對濕度降低，究其根源是因為溫度上升，濕空氣的飽和蒸汽壓同時上升，故而相對濕度下降，濕空氣的干燥能力增加。教師在設計理想教育思政教學時，可以將濕空氣的飽和蒸汽壓參數(shù)類比為理想，提高溫度的過程就是理想教育，將大學生的能力類比為濕空氣的干燥能力，空氣溫度提高飽和蒸汽壓增大即理想更遠大，大學生為了實現(xiàn)理想的內(nèi)驅力增強，干燥能力將隨之變強。在知識傳授的潛移默化中融入課程思政，從而避免生硬和刻意。

2.2.2 將對學生的愛園主義教育融入課程思政

愛國主義情懷是中國科學家最神圣的精神境界。在“化工原理”課程各章節(jié)的概述部分可以介紹我國著名化學、化工科學家侯德榜、唐敖慶、郭慕孫、唐有祺、余國琮等科學家的愛國事跡，弘揚并學習老一輩科學家胸懷祖國、勇于創(chuàng)新和百折不撓的精神。例如在介紹蒸餾技術時，可引入余國琮先生開發(fā)重水精餾提純技術的事跡。建國初期，由于我國的精餾技術落后，無法從天然水（氘含量約0.014%）中提純得到高純度重水（氘含量高于99.9%）。開發(fā)我國自主的重水生產(chǎn)技術，并實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)是一項巨大的挑戰(zhàn)。余國琮先生臨危受命，在極其艱苦的條件下，創(chuàng)造性地采用了多個精餾塔級聯(lián)的方式替代傳統(tǒng)精餾方式，最終成功開發(fā)出高效經(jīng)濟的重水精餾提純技術，為新中國核技術起步提供有力保障[3]。例如，在講解“萃取”知識點時，可以青蒿素的萃取工藝為例，講解萃取原理，同時引入屠呦呦發(fā)現(xiàn)青蒿素的歷程。屠呦呦課題組在發(fā)現(xiàn)青蒿素的實際功效前，已經(jīng)根據(jù)中藥經(jīng)典古籍篩選了幾百種中藥提取物樣品，而結果不理想，但其始終不輕言放棄，百折不撓。最終，受東晉名醫(yī)葛洪《肘后備急方》“青蒿一握，以水二升，漬絞取汁，盡服之”的啟發(fā)，意識到可能是“高溫”破壞了活性成分，因此，屠呦呦決定改用低沸點的乙醚提取青蒿。在后續(xù)的臨床實驗中，為了加快推進實驗進程，屠呦呦更是主動申請成為首批人體實驗志愿者，她為國家發(fā)展、為世界人民的健康的科研獻身精神值得每個當代大學生學習[4]。

2.3 工程理論結合傳統(tǒng)文化，增強文化自信

文化自信是“化工原理”課程思政的靈魂，中華民族五千年的燦爛文化文明與源遠流長的物質文明緊密聯(lián)系。例如在講解“蒸餾”時引入源自東漢時期的《九醞酒法》中記錄的我國傳統(tǒng)的釀造酒法，這是有文字記載的世界上最早的古老蒸餾釀酒的方法，傳承至今已有1800 多年歷史[5]。在授課時，教師可以結合酒文化詩詞如曹操短歌行“何以解憂，唯有杜康”，又如李白的“舉杯邀明月，對影成三人”，又如蘇軾的“明月幾時有，把酒問青天”等等。又如，在課程中引入《天工開物》中記載的工程技術知識。在課程思政實施中融入中國傳統(tǒng)文化知識，使大學生在文化傳承中形成強烈的民族自豪感，提升學生的傳統(tǒng)文化修養(yǎng)，從而增強其文化自信。

2.4 樹立科學發(fā)展觀，培養(yǎng)環(huán)境工程意識

對于沉降和過濾分離，沉降室可分離粒徑大于50μm 的粗顆粒；旋風分離器的分離粒徑范圍為5～10μm，但嚴重危害人類健康的PM2.5 等粒徑更小的顆粒則需要膜分離、袋式過濾器、靜電除塵器等設備來除去[2]，因此，教師可講解降塵霧炮機的強化降塵作用原理與沉降和過濾分離的關聯(lián)。一方面，水霧可以降低氣體溫度從而降低氣體粘度，有利于沉降；另一方面，水霧可作粘合劑，使粉塵微粒凝結變大，從而增加重力并強化沉降。教師在講解專業(yè)知識原理時，應注重實踐創(chuàng)新應用，并結合課程思政理念樹立學生的環(huán)境保護意識，以及培養(yǎng)學生在環(huán)境工程領域結合化工原理專業(yè)知識解決問題的能力。

3 “化工原理”課程思政教學體系構建

3.1 加強師德師風建設，樹立師德師風楷模

“政治素質過硬、業(yè)務能力精湛、育人水平高超”是習近平總書記對強化新時代高素質教師隊伍建設的要求。教師要堅定信念，以身作則，達到“四有”“四個引路人”和“四個相統(tǒng)一”標準[6]。教師的育人能力與教師自身的師德師風密切相關。筆者認為教育不能是浮于表面的說教，也不能是刻意的要求或是流于形式主義。學校應該定期開展師德師風培訓，要求教師加強思想政治教育學習，向師德師風楷模學習。同時開展課程思政教學大賽，為課程思政教學能力提升提供良好條件，確保教師“師德”的質量。教師具備高尚的師德、精良的業(yè)務能力、創(chuàng)新實干的精神，是“化工原理”實施課程思政教學的切實保障。

3.2 教學融入科研，科研支撐教學

在“化工原理”課程教學中，教師將創(chuàng)新性科研思維、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和百折不撓的科學精神潛移默化傳遞給學生[7]。在進行超臨界流體萃取實驗教學環(huán)節(jié)中，教師可結合科研思路講解超臨界流體萃取原理、提取速率與各因素之間的動力學過程研究。在精餾實驗中，可以應用Aspen Plus 模擬，根據(jù)精餾設計的結果確定精餾操作的回流比、理論塔板進料位置，并且進行塔頂冷凝器、塔底再沸器的設計和選型與校核。在“化工原理”課程設計中，運用Aspen Plus 模擬設計計算解決工藝中反應、溶劑回收循環(huán)利用等問題。在講解蒸發(fā)時，可觸類旁通地引入閃蒸技術在廢水廢氣處理中的新技術。在教學過程中，通過研習新的文獻資料不斷創(chuàng)新、勇攀高峰，爭取解決一些關鍵的“卡脖子”應用問題。另外，教師通過指導學生完成大學生創(chuàng)新性項目和參加挑戰(zhàn)杯賽獲獎，做到教學融入科研，科研支撐教學。

3.3 以化工設計大賽為契機，全面提升學生綜合素質

將化工原理與化工設計的工程實踐相結合，打造從基礎的設計計算到設計設備選型，再到圖紙繪制以及廠區(qū)設計一系列課程體系實踐應用實例。為強化學生的團隊協(xié)作精神和百折不撓的創(chuàng)新精神培養(yǎng)，教師可以全國大學生化工設計大賽為契機，以學生參加全國性的設計競賽作為課程評價新指標，不斷更新教學形式，勇于實踐專業(yè)課程思政，實踐多門課程體系建設，不斷提高教學能力，充分發(fā)揮化工學科的優(yōu)勢，從提高學生內(nèi)驅力出發(fā)，從工程類實際運用的化工設計比賽出發(fā)，激發(fā)學生的學習熱情，營造濃厚的創(chuàng)新氛圍，實現(xiàn)“以賽促學、以賽促教、以賽促創(chuàng)”。

4 思考與建議

課程思政是新時期課程教學中一個戰(zhàn)略性與長期性的實踐工作。教師在講解“化工原理”課程專業(yè)知識時，融入正能量的課程思政內(nèi)容是一門講臺上的藝術。首先，教師要加強政治理論學習，具備對政治事件的正面把握和宣傳能力，利用馬克思主義的唯物論、矛盾對立統(tǒng)一理論解釋自然規(guī)律。其次，教師要加強對傳統(tǒng)文化的學習，克服理工科教師人文知識儲備不足的缺陷，講解枯燥的專業(yè)課時，通過引經(jīng)據(jù)典傳遞中國傳統(tǒng)文化中寶貴的精神。再次，教師要加強課程教案設計與講稿文案設計，將充滿正能量的課程思政文化元素融入專業(yè)課程講解中，拓展課程思政建設與實踐的頂層設計方法，在潛移默化中創(chuàng)新“化工原理”課程思政教學實踐方式。最后，教師要以教育教學基本理論和基本技能學習為重點，滲透前沿教學理念和教學方法的運用，包括教學設計、教學行為、教學評價、教學反思與研究、微課實踐教學、PBL 實踐教學工作坊、BOPPPS 實踐教學工作坊、OBE 理念的運用。