對(duì)新工科專業(yè)課程思政的探索和實(shí)踐
——以“燃燒理論與污染控制”課程為例

李 瑩，孫玉兵

（華北電力大學(xué) a.控制與計(jì)算機(jī)學(xué)院；b.環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，北京 102206）

一、課程簡(jiǎn)介

2016年，習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，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)。培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人需要貫穿、融入教學(xué)、學(xué)科、管理等各類人才培養(yǎng)體系。目前高校都如火如荼地開展課程思政的建設(shè)和改革，著力將立德樹人根本任務(wù)和社會(huì)主義核心價(jià)值觀貫穿教書育人的全過程。課程思政是高校思想政治工作的重要組成部分，要求所有教師在教學(xué)過程中正確運(yùn)用馬克思主義立場(chǎng)、觀點(diǎn)和方法，在課程教學(xué)中實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授和價(jià)值引領(lǐng)有機(jī)結(jié)合，積極引導(dǎo)學(xué)生成為核心價(jià)值觀的踐行者和社會(huì)主義的建設(shè)者。本文以“燃燒理論與污染控制”課程為例，通過挖掘思政元素，開展思想政治教育，將知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和價(jià)值塑造相得益彰，使立德樹人根本任務(wù)潤(rùn)物細(xì)無聲地貫徹整個(gè)課程，為新工科類專業(yè)探索課程思政教育提供參考依據(jù)。

21世紀(jì)以來，隨著人口劇增、城市化和工業(yè)化快速發(fā)展，資源消耗、生態(tài)破壞和環(huán)境污染嚴(yán)重。為了人與自然和諧共生，我國(guó)堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展道路?！叭紵碚撆c污染控制”課程主要研究著火理論和各種環(huán)境污染物的控制技術(shù)，是能源環(huán)境專業(yè)的專業(yè)課程之一。要求學(xué)生掌握基本理論和原理、污染控制技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用專業(yè)知識(shí)分析解決問題的能力。主要內(nèi)容包括燃燒基本概念、熱（動(dòng)）力學(xué)、燃料的著火理論、液體燃料的燃燒、煤的熱解及揮發(fā)份的燃燒、焦炭的燃燒、硫氧化物和氮氧化物污染控制。從燃燒發(fā)展歷史、基本內(nèi)容、影響因素、技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展前景等知識(shí)體系中挖掘課程思政元素例，如人格魅力和道德情操、人與自然和諧共處、內(nèi)外因辯證原理、科學(xué)素養(yǎng)與工匠精神、愛國(guó)情懷和時(shí)代使命感等（圖1）。對(duì)上述思政元素進(jìn)行全面分析和科學(xué)論證，確保專業(yè)知識(shí)傳授和價(jià)值引領(lǐng)相一致，避免出現(xiàn)專業(yè)課和思想政治理論課“兩張皮”現(xiàn)象。同時(shí)，采用翻轉(zhuǎn)課堂、線上線下相結(jié)合的信息化技術(shù)和實(shí)踐教學(xué)法（小組討論、增設(shè)綜合性實(shí)驗(yàn)）等，加深學(xué)生對(duì)燃燒理論的理解，幫助學(xué)生更好地掌握各種大氣污染物的控制技術(shù)，深化和拓展思想政治教育在新工科的應(yīng)用。

圖1 “燃燒理論與污染控制”知識(shí)體系和思政元素

二、課程思政元素

2020年5月28日，教育部下發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》明確要求，所有高校、所有學(xué)科專業(yè)全面推進(jìn)課程思政建設(shè)，落實(shí)立德樹人根本目標(biāo)。課程思政是指不同專業(yè)課需要全員、全程、全方位（“三全育人”）開展思想政治教育，將思想政治教育融入課程教學(xué)和改革各環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)立德樹人的目的。課程思政的宗旨是在傳授專業(yè)知識(shí)過程中，潤(rùn)物細(xì)無聲融入各種育人元素，幫助學(xué)生樹立正確的世界觀、價(jià)值觀和人生觀，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

（一）通過介紹燃燒理論發(fā)展史，增強(qiáng)學(xué)生人格魅力和道德情操

燃燒理論最早可以追溯到中國(guó)古代的五行學(xué)說（金木水火土，火是組成世界萬物的基本元素之一）。17世紀(jì)德國(guó)的斯坦?fàn)柼岢鋈妓卣摚ㄎ镔|(zhì)是否燃燒歸因于是否含有一種無重量的燃素），18世紀(jì)末法國(guó)的拉瓦錫提出燃燒氧化學(xué)說（發(fā)現(xiàn)金屬在空氣中燃燒質(zhì)量反而增加，空氣體積減小），推翻燃素論，真正揭示了燃燒的本質(zhì)，從而使燃燒成為一門科學(xué)。19世紀(jì)以來，燃燒理論發(fā)展更加深入（如熱力學(xué)、熱化學(xué)、著火理論、反應(yīng)流體學(xué)、計(jì)算燃燒學(xué)等）。通過介紹燃燒理論的發(fā)展史，講述這些科學(xué)家的光輝業(yè)績(jī)和先進(jìn)事跡，不僅能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科學(xué)研究熱情，而且可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度及積極向上的愛國(guó)精神。

（二）通過介紹燃燒理論和污染控制，提高環(huán)境保護(hù)及人與自然和諧共處意識(shí)

通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)燃燒理論及其固氣液態(tài)燃料的燃燒特點(diǎn)，了解各種環(huán)境污染物危害及其產(chǎn)生機(jī)理。根據(jù)可持續(xù)發(fā)展要求，樹立尊重和保護(hù)自然的生態(tài)文明理念，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生，是生態(tài)文明社會(huì)的根本所在。早在19世紀(jì)，針對(duì)人與自然的關(guān)系，恩格斯提出：“我們不要過分陶醉于我們?nèi)祟悓?duì)自然界的勝利。對(duì)于每一次這樣的勝利，自然界都報(bào)復(fù)了我們。”《馬克思恩格斯全集》第三卷指出，自然界給人類的生存提供物質(zhì)基礎(chǔ)，沒有自然界就沒有外部的感性世界，人就什么都不能創(chuàng)造。馬克思對(duì)自然辯證法和實(shí)踐論認(rèn)識(shí)深刻，認(rèn)為作為認(rèn)識(shí)主體的人是自然界的一部分，正在能動(dòng)地改造自然、發(fā)展自然。因此，人與自然的關(guān)系相互依賴、相互制約、和諧共生。

（三）通過研究影響燃燒的因素，應(yīng)用內(nèi)外因辯證原理

燃燒理論的發(fā)展史也是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展史，通過介紹燃燒理論的發(fā)展史，能夠增強(qiáng)學(xué)生對(duì)科技發(fā)展的認(rèn)識(shí)。科技作為第一生產(chǎn)力，不僅是馬克思主義的生產(chǎn)力理論的主要內(nèi)容，也是現(xiàn)代科技發(fā)展的必然結(jié)果和重要特征。影響燃燒的因素多而復(fù)雜（例如可燃性、助燃物、著火點(diǎn)、組成、濃度、初始溫度、容積尺寸、含水量、風(fēng)速、固體燃料的密度、顆粒大小和導(dǎo)熱性），我們需要根據(jù)內(nèi)外因辯證原理進(jìn)行分析。內(nèi)因是事物自身運(yùn)動(dòng)的源泉和動(dòng)力，是事物發(fā)展的根本原因，外因是事物發(fā)展的第二位原因；內(nèi)因是變化的根據(jù)，外因是變化的條件，外因通過內(nèi)因起作用。通過內(nèi)外因辯證原理分析發(fā)現(xiàn)，物質(zhì)的可燃性是燃燒的內(nèi)因，其他因素（例如著火點(diǎn)、阻燃物、溫度）等都是外因。通過引入內(nèi)外因辯證原理，能夠提高學(xué)生正確運(yùn)用馬克思主義觀點(diǎn)、方法分析問題的能力，進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)人與自然和諧共生的理解，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力。

（四）通過應(yīng)用污染控制技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和工匠精神

“燃燒理論與控制污染”課程系統(tǒng)介紹了顆粒污染物、SO和NOx等環(huán)境污染物的控制技術(shù)。目前，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)仍以煤炭為主，煤炭在燃燒過程中產(chǎn)生大量粉塵、SO和NOx等大氣污染物。2020年，全國(guó)粉塵、SO和NOx排放量分別達(dá)到611.4、318.22和1019.65萬噸。大氣中SO和NOx的控制技術(shù)主要是濕法脫硫（石灰石-石膏法）和選擇催化還原法脫氮（氨水法）。通過介紹每種控制技術(shù)在創(chuàng)新、精益和專注等方面體現(xiàn)的工匠精神，以及這些技術(shù)發(fā)明者的職業(yè)精神（職業(yè)道德、職業(yè)能力和職業(yè)品質(zhì)），培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)（耐心、協(xié)作和堅(jiān)持）和精益求精的工匠精神。通過學(xué)習(xí)課程中生態(tài)環(huán)境的重要性，使學(xué)生了解了污染控制在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用和地位。

（五）通過介紹燃燒理論和污染控制技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，提升學(xué)生愛國(guó)情懷和時(shí)代使命感

隨著燃燒理論和污染控制技術(shù)的發(fā)展，粉塵、SO和NO污染控制技術(shù)日益成熟，但是CO捕獲效率低，主要污染物排放量巨大。據(jù)報(bào)道，2019年全球CO排放達(dá)到336億噸，我國(guó)近100億噸，大氣中CO含量達(dá)到414.8ppm，然而2020年由于COVID-19疫情，導(dǎo)致石油使用量大幅減少，CO排放量降低8%。我國(guó)2020年向全世界莊嚴(yán)承諾：中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。據(jù)估計(jì)，2030年我國(guó)碳峰值約為102.7億噸，為了實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，除了節(jié)能減排和調(diào)整能源結(jié)構(gòu)外，還需對(duì)排放的碳進(jìn)行捕獲、轉(zhuǎn)化利用和地址封存等，因此，在2060年前實(shí)現(xiàn)碳零排放任重道遠(yuǎn)。天下興亡，匹夫有責(zé)。我們應(yīng)著力培養(yǎng)學(xué)生建設(shè)生態(tài)文明社會(huì)、幸福美好家園的意識(shí)和時(shí)代使命感。

愛國(guó)情懷是中華民族的精神品質(zhì)，激勵(lì)中華兒女為社會(huì)進(jìn)步和祖國(guó)發(fā)展而不懈奮斗。新時(shí)代的愛國(guó)情懷包含民族精神（自強(qiáng)不息、勤勞勇敢、團(tuán)結(jié)統(tǒng)一）和時(shí)代精神（與時(shí)俱進(jìn)、淡泊名利、勇于創(chuàng)新）。通過燃燒理論和污染控制技術(shù)的課程思政教學(xué)，進(jìn)一步提升學(xué)生的愛國(guó)情懷和時(shí)代使命感。

三、教學(xué)方法

通過使用翻轉(zhuǎn)課堂、信息和實(shí)踐法對(duì)“燃燒理論與污染控制”課程思政進(jìn)行探索和實(shí)踐，為新工科專業(yè)的課程思政提供有效途徑。

（一）翻轉(zhuǎn)課堂法

圍繞上述思政元素，通過互動(dòng)性和啟發(fā)性的翻轉(zhuǎn)課堂形式，從而達(dá)到“燃燒理論與污染控制”課程思政的教學(xué)目標(biāo)。翻轉(zhuǎn)課堂法不僅能讓學(xué)生有效地鞏固理論知識(shí)，加深對(duì)基本原理的認(rèn)識(shí)，而且是培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)方法和提高動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié)。

（二）應(yīng)用信息技術(shù)線上線下相結(jié)合多種教學(xué)模式

積極運(yùn)用雨課堂、課堂派、騰訊會(huì)議等信息技術(shù)，結(jié)合線上線下多種教學(xué)方法，使教學(xué)形式多樣化、課堂更有活力。多種教學(xué)形式的探索和實(shí)踐，不僅能夠拓展學(xué)生的知識(shí)面，而且可以提高學(xué)生對(duì)專業(yè)課程的理解。

（三）實(shí)踐教學(xué)法

馬克思實(shí)踐論指出，人們從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的過渡需兩個(gè)條件：理性思考對(duì)感性去偽求真；勇于探索、深入調(diào)查。因此，我們采取實(shí)踐教學(xué)法（例如小組討論和綜合性實(shí)驗(yàn)）讓學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)從感性認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)認(rèn)識(shí)。實(shí)行小班教學(xué)，采用分組討論的形式，學(xué)生和教師一起成為課堂的參與者，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；在講授相關(guān)理論知識(shí)的同時(shí)，開展綜合性的實(shí)驗(yàn)，即讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)會(huì)測(cè)試和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，掌握基本的實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)，讓學(xué)生明白綜合性實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性與科學(xué)性，不僅能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，而且可以讓學(xué)生從低階能力學(xué)習(xí)（記憶、掌握和理解）轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠A能力學(xué)習(xí)（分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)新）。在掌握專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，將理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作相結(jié)合，能夠提高學(xué)生解決實(shí)際環(huán)境污染問題的能力。

總之，以課堂講授為主，采用翻轉(zhuǎn)課堂、小組討論、線上線下教學(xué)、課后反饋和綜合實(shí)踐等多種教學(xué)方式，潛移默化地寓思政元素于多樣化的課堂教學(xué)中，能夠?qū)崿F(xiàn)立德樹人的根本目標(biāo)。

結(jié)語

高校實(shí)施課程思政教育是貫徹立德樹人的重要途徑。依托“燃燒理論與污染控制”課程思政，挖掘課程思政元素，確立思政元素的切入點(diǎn)，打造知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和價(jià)值塑造三位一體的教學(xué)目標(biāo)，構(gòu)建全員、全程和全方位的育人格局。從燃燒發(fā)展歷史、基本內(nèi)容、影響因素、技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展前景等知識(shí)體系中，著力挖掘人格魅力和道德情操、環(huán)境保護(hù)及人與自然和諧共處、內(nèi)外因辯證原理、科學(xué)素養(yǎng)及工匠精神、愛國(guó)情懷和時(shí)代使命感等課程思政元素，踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀，對(duì)培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞娜瞬啪哂鞋F(xiàn)實(shí)意義。

當(dāng)然，我們需要通過對(duì)結(jié)課后的學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查、走訪和網(wǎng)絡(luò)形式來評(píng)價(jià)課程思政的效果。針對(duì)學(xué)生的問題，我們將對(duì)課程中的思政元素進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，以達(dá)到立德樹人的根本目的。