化工原理中的工匠精神與文化自信

趙 波

(臺州學院 醫(yī)藥化工與材料工程學院，浙江 臺州 318000)

化工原理作為高校化工及其相關(guān)專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有較強的工程實踐性，與化工過程密切相關(guān)，同時該課程在基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間起著承前啟后、由理及工、由基礎(chǔ)到專業(yè)的橋梁作用。該課程主要運用數(shù)學、物理等基礎(chǔ)學科的理論使學生獲得動量傳遞、質(zhì)量傳遞和熱量傳遞的基本理論與實踐技能。研究化工生產(chǎn)中的單元操作基本原理、計算方法以及所用設(shè)備的結(jié)構(gòu)與選型等[1,2]。傳統(tǒng)化工原理課程教學的主要任務是使學生運用辯證唯物主義觀點和科學方法考察、分析和處理工程實際問題，培養(yǎng)學生的工程觀點、實驗技能和設(shè)計能力[3]。

2020年5月教育部印發(fā)《高等學校課程思政建設(shè)指導綱要》(教高[2020]3號)，《綱要》指出培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人是教育的根本問題，立德樹人成效是檢驗高校一切工作的根本標準。要求高校教師要寓價值觀引導于知識傳授和能力培養(yǎng)之中。這一戰(zhàn)略舉措，影響甚至決定著國家長治久安，影響甚至決定著民族復興和國家崛起[4]?；ぴ硎桥囵B(yǎng)合格的化工類專業(yè)技術(shù)人員知識結(jié)構(gòu)和能力的重要組成部分，在專業(yè)人才培養(yǎng)方面起到非常重要的作用[5]。因此，在化工原理教學過程中引入思政教育，使得理論課程與思政課程同向同行，將顯性教育和隱性教育相統(tǒng)一，可以幫助學生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀?；ぴ碚n程思政對推動教學改革、提升教學質(zhì)量、全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量有著極為重要的意義。

本文以化工原理課程為例，探討了課程中的部分思政元素，并重點闡述了課程中相關(guān)章節(jié)知識點所蘊含的工匠精神與文化自信，爭取在化工原理授課過程中將傳播知識與育人“無縫對接”，從而更好地培育學生，真正做到“教”“育”一體、落實立德樹人根本任務。

1 化工原理中的思政元素

從2019年起，我們在化工原理教學實踐中努力將專業(yè)知識同學生的價值觀教育、綜合素質(zhì)教育結(jié)合起來，充分發(fā)揮課堂教學在育人中的主渠道作用。教學過程中將專業(yè)知識、技能教育與育人內(nèi)容有機融合，采用講故事、看視頻、提出問題、小組討論等多種方法把課程思政融入到專業(yè)知識技能教育過程中。化工原理課程挖掘的知識點與部分思政教育元素舉例如表1。

2 化工原理中的工匠精神

工匠精神是一種職業(yè)精神，它是職業(yè)道德、職業(yè)能力、職業(yè)品質(zhì)的體現(xiàn)，是從業(yè)者的一種職業(yè)價值取向和行為表現(xiàn)?！肮そ尘瘛钡幕緝?nèi)涵包括敬業(yè)、精益、專注、創(chuàng)新等方面的內(nèi)容。工匠精神在個人人格修養(yǎng)、培育社會主義核心價值觀、建設(shè)創(chuàng)新型國家、實現(xiàn)中華民族偉大復興等方面都有著不可忽略的現(xiàn)實意義[6]。因此，在化工原理教學過程中對應相關(guān)知識點我們反復加強對學生工匠精神的培養(yǎng)，充分發(fā)揮課堂教學的主渠道作用。

表1 化工原理課程思政素材

精餾操作型計算中需要采用試差法，這是一個繁瑣的、不斷接近真值的過程，為了使學生加深對此過程的理解，向?qū)W生講述“糖丸爺爺”顧方舟研發(fā)脊髓灰質(zhì)炎糖丸疫苗的故事[7]。1960年前我國每年有2～4.3萬個孩子會患上小兒麻痹癥，顧方舟從蘇聯(lián)醫(yī)學科學院病毒研究所博士畢業(yè)后，回國扛起了此病的攻克重任。顧方舟團隊排除萬難，經(jīng)過無數(shù)次的實驗，疫苗終于研發(fā)成功。為了驗證疫苗的安全性，他自己把疫苗全部喝下。確定成人安全后，又讓他不滿一歲的兒子喝下脊髓灰質(zhì)炎疫苗來驗證兒童的安全性，后來又改善了疫苗的口感，做成了小朋友都喜歡的白色糖丸，我國也徹底消滅了脊灰野生病毒的傳播。通過講故事，使學生認識到我們在做事情的時候具有抗挫能力和工匠精神的重要性。

流體流動的操作型計算中一類問題是流體輸送量的求取，在用伯努利方程求解此問題過程中涉及到流速和摩擦系數(shù)λ兩個參數(shù)，并且λ是一個復雜的非線性函數(shù)，求解過程需要試差或者迭代，是一個比較繁瑣的過程，這就要求學生既要明確目標，又要堅持不懈才能取得成功，從而引出科學家南仁東的故事[8]。南仁東曾任FAST首席科學家、總工程師，獲評“中國天眼”的主要發(fā)起者和奠基人。1994年，他提出FAST工程概念，主導利用貴州省喀斯特洼地作為望遠鏡臺址，從論證立項到選址建設(shè)歷時22年，主持攻克了一系列技術(shù)難題，為FAST重大科學工程的順利落成發(fā)揮了關(guān)鍵作用。為了給“天眼”選址，南仁東用了12年，帶著團隊對1 000多個洼地進行比選，排除重重困難，又實地走遍上百個窩凼，最終決定選址在貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣大窩凼。而FAST的建造沒有經(jīng)驗可循，很多關(guān)鍵技術(shù)都是自主創(chuàng)新。作為世界最大的單口徑望遠鏡，F(xiàn)AST將在未來10～20年保持世界設(shè)備的領(lǐng)先地位。南仁東的愛國情懷、勇于擔當和工匠精神激勵著廣大科技工作者繼往開來，不懈奮斗！

化工管路中流體流經(jīng)管閥件造成的機械能損失稱為局部阻力損失。其中流體流動截面發(fā)生變化時產(chǎn)生的局部阻力損失和邊界層分離現(xiàn)象有關(guān)，邊界層分離會導致阻力損失增大，引申出我國高鐵車頭的流線型設(shè)計就可以最大限度減少運行過程中空氣的邊界層分離，降低運行阻力。而中國高鐵技術(shù)能實現(xiàn)世界第一，無縫鋼軌技術(shù)功不可沒。一條完整的高鐵線路，就是由大量的、精確控制誤差并且?guī)缀醪淮嬖诤缚p的無縫鋼軌焊接而成，從而引出大國工匠李萬君的事跡[9]。李萬君作為中國第一代高鐵工人杰出代表，在平凡崗位上創(chuàng)造出非凡業(yè)績。他從1987年19歲開始工作到現(xiàn)在，一直在做焊接，剛到工作崗位面對又苦又累的惡劣工作環(huán)境，一起入廠的伙伴紛紛離開技術(shù)崗位，他卻沒有動搖始終艱守在一線，從普通的焊接工人變成了焊接大師。李萬君的焊槍已經(jīng)出神入化，他能把兩根直徑僅有毫米的不銹鋼焊條，分毫不差地對焊在一起而不留一絲痕跡。他能在20米外，從焊接聲中準確地判斷出電流大小、電壓高低。他能從焊接的聲音中判斷哪個地方焊得不好，焊縫是寬還是窄。為了在國外對我國高鐵技術(shù)封鎖面前實現(xiàn)“技術(shù)突圍”，李萬君奮勇當先、迎難而上、憑著一股不服輸?shù)你@勁兒、韌勁兒，一次又一次地試驗，取得了一批重要的核心試驗數(shù)據(jù)，最終帶領(lǐng)團隊在轉(zhuǎn)向架技術(shù)上取得了重大突破，為我國開發(fā)和生產(chǎn)新型高鐵提供寶貴依據(jù)，被人們稱為“工人院士”。李萬君在平凡的崗位上做出了不平凡的業(yè)績，他精湛的技藝和積極探求的精神，令人嘆為觀止！

在化工原理授課過程中，通過多次講故事的形式使學生認識到一旦決定好職業(yè)，就要全心投入，熱愛自己的工作，具有敬業(yè)、精益、專注、創(chuàng)新的“工匠精神”，才可能成就一番事業(yè)，實現(xiàn)自己的人生價值。

3 化工原理中的文化自信

文化自信是一個民族、一個國家以及一個政黨對自身文化價值的充分肯定和積極踐行，并對其文化的生命力持有的堅定信心。我們的文化自信，不僅來自于優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的底蘊以及傳承與創(chuàng)新和發(fā)展，更來自于當今中國特色社會主義的蓬勃生機[10]。在短短幾十年的社會主義實踐中，我國創(chuàng)造了舉世矚目的成就。在化工原理授課過程中，我們深入挖掘了相關(guān)知識點所隱含的關(guān)于文化自信的思政元素。

化工原理流體流動章節(jié)中涉及流體的概念，并且化工生產(chǎn)中涉及的物料大部分是流體，和我們?nèi)粘Ｉ罹o密相關(guān)的水也屬于流體，從而引出《道德經(jīng)》中關(guān)于水的描述，使學生了解哲學經(jīng)典著作?！兜赖陆?jīng)》的第八章專門對水進行了如下描述：上善若水，水善利萬物而不爭。處眾人之所惡，故幾于道，居善地，心善淵，與善仁，言善信，正善治，事善能，動善時。夫唯不爭，故無尤[11]。老子在兩千多年前就告訴我們最高的智慧和品德就像水一樣，水善于利萬物而不爭，水處于眾人最不愿意去的地方，它處于的是行善之地，人心也要像深水一樣靜水流深，要寧靜致遠，要善于沉淀；與人相處時、給人東西時、對人有恩德時要像水一樣平等仁愛。說話也要像潮水一樣“潮信”，講信用；政治清明像水一樣公平公正清廉；為人做事要像水一樣有多種多樣的本事卻又做事專一，奔流向海；處事智慧也像水一樣，要懂得尋找時機，該動則動，該靜則靜，該隱則隱，該繞行則繞行。所以像水一樣，有善利不爭的品性，也就沒有煩惱憂愁?！兜赖陆?jīng)》中所蘊含的文化，是中國人源遠流長的根本，這些千百年傳承的理念，已浸潤于每個國人心中，成為日用而不覺的價值觀，構(gòu)成中國人的獨特精神世界，這些最基本的文化基因也是中華民族有別于其他民族的獨特標識。

化工原理傳熱章節(jié)概述的授課過程中，向?qū)W生提出我們的衣食住行都和傳熱過程息息相關(guān)，從而引出我國自主研發(fā)的“飛天”艙外航天服就巧妙地解決了熱防護和溫度調(diào)節(jié)等傳熱的問題，讓學生知道“飛天”是我國自主研發(fā)的第一套艙外航天服，它不僅可以保護航天員免受輻射、真空、微流塵等環(huán)境的危害，還可以給他們提供一個適合人體生存的氣體和溫度、濕度環(huán)境[12]。中國是繼美國和俄羅斯之后，當今世界上僅有的三個能掌握艙外航天服制作技術(shù)的國家。另外，按照研制規(guī)律而言，艙外服的研制最起碼也需要八年時間，而這個具有中國特色、國際先進水平的艙外航天服卻只用了不到四年時間就自主研制成功，創(chuàng)造了一個世界奇跡。

化工原理流體流動章節(jié)流動的內(nèi)部結(jié)構(gòu)授課過程中涉及邊界層及邊界層脫體，由邊界層分離現(xiàn)象知道流體流經(jīng)柱體時，在流道擴大段具有逆壓梯度，容易造成邊界層的分離，從而產(chǎn)生大量的旋渦，大大增加了機械能損耗。而流線型的物體可以大大減少甚至消除邊界層分離現(xiàn)象，降低物體運動時的阻力，提高運動速度。從而引出我國高鐵車頭的流線型設(shè)計，向?qū)W生講述中國高鐵具有多個世界第一[13]。中國高鐵在建里程世界第一，已經(jīng)開通的高鐵運營里程也是世界第一，商業(yè)運營速度居世界第一，京滬高鐵是世界上一次建成線路最長、標準最高的高速鐵路，哈大高鐵是世界首條新建高寒區(qū)高鐵，京廣高鐵是世界單條運營里程最長的高鐵，蘭新高鐵是世界上一次性里程最長的高鐵。中國高鐵不光速度快，舒適度也是遠超其他國家。

化工原理流體流動章節(jié)在講授流體靜力學方程的時候，引入我國“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器的例子?！膀札?zhí)枴陛d人潛水器是中國海洋科技發(fā)展的一個里程碑，實現(xiàn)了中國載人深潛新的突破，設(shè)計最大下潛深度為7 000米級[14]。讓同學們通過流體靜力學基本方程計算“蛟龍?zhí)枴背惺艿膲毫Γㄟ^其承受的巨大壓力讓學生了解“蛟龍?zhí)枴钡目萍己俊?“蛟龍?zhí)枴笔且凰矣芍袊孕性O(shè)計、自主集成研制的載人潛水器，使我國成為繼美、法、俄、日之后世界上第五個掌握大深度載人深潛技術(shù)的國家，并且在全球載人潛水器中位列第一梯隊，可在占世界海洋面積99.8%的廣闊海域中使用，對于我國開發(fā)利用深海的資源有著重要的意義。

通過深入挖掘化工原理知識點中蘊含的傳統(tǒng)文化以及相關(guān)舉世矚目成就的介紹，使學生認識到中華民族能實現(xiàn)國家的繁榮富強、屹立于世界民族之林，都離不開自身優(yōu)秀文化的積極引領(lǐng)和強力支撐，從而大大增強學生的民族自豪感，加深學生的文化自信。而堅定的文化自信，對于我們?nèi)娼ㄔO(shè)社會主義現(xiàn)代化強國、實現(xiàn)中華民族的偉大復興具有強烈的時代意義。

4 結(jié)語

在化工原理教學過程中，我們秉持著一明一暗兩條教學線索，與相關(guān)知識點關(guān)聯(lián)的課程思政案例以暗線形式引入課堂，使得原本枯燥的知識點鮮活起來。通過課程思政元素的引入，大大豐富了課程資源，提高了課程的知識性、趣味性和實用性，明顯激發(fā)了學生的學習熱情。通過教師不斷深入地挖掘，越來越多的知識點開始加入育人的行列，在不知不覺中感化學生，提升課程的溫度。教師在傳授專業(yè)知識和技能的過程中開展德育工作，傳遞正能量，對學生的人生觀、價值觀、民族自豪感、工匠精神等諸多方面進行引領(lǐng)，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)，真正實現(xiàn)教育的“三全育人”。