論理工科專業(yè)課中潤物無聲的課程思政方法
——以化工熱力學(xué)課程思政教學(xué)實(shí)例為例

潘夢(mèng)，魏學(xué)嶺，李興揚(yáng)，李芳，霍朝飛

安徽工程大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241000

課程思政是新時(shí)代思想政治教育改革和一流課程建設(shè)的重要方向，其有利于解決高校思想政治教育存在的“孤島”困境，是實(shí)現(xiàn)全員全過程全方位育人的重要途徑[1]。隨著教育部《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》的印發(fā)，課程思政建設(shè)受到了所有高校、所有學(xué)科專業(yè)的全面重視[2]。大量研究已經(jīng)表明，課程思政的開展不僅能夠豐富課堂內(nèi)容，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，還能潛移默化地引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀念，真正實(shí)現(xiàn)“價(jià)值塑造、能力培養(yǎng)、知識(shí)傳授”三位一體的育人目的[3-5]。因此，課程思政對(duì)高校落實(shí)立德樹人根本任務(wù)具有重要意義。

課程思政貴在“春風(fēng)化雨、潤物無聲”，如果不能將課程知識(shí)與思政內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，生搬硬套，不僅達(dá)不到育人的目的，反而會(huì)使學(xué)生反感，嚴(yán)重影響教學(xué)效果[6]。然而，將思政之“鹽”恰到好處地溶入到各理工科專業(yè)課程之“湯”中目前還存在一定難度[7]。理工科專業(yè)課程不同于人文社科類課程，其內(nèi)容主要是解釋自然規(guī)律或研究工程特性的專業(yè)知識(shí)，屬于自然科學(xué)部分，較少蘊(yùn)含意識(shí)形態(tài)屬性[8]。而且大部分理工科專業(yè)課程包含大量數(shù)學(xué)推理和計(jì)算，邏輯性強(qiáng)，抽象程度高。以化工熱力學(xué)課程為例，其是化工相關(guān)專業(yè)的一門基礎(chǔ)理論課程，向來以理論嚴(yán)謹(jǐn)抽象、計(jì)算繁瑣復(fù)雜為特點(diǎn)。曾有人用“一大堆的符號(hào)，沒完沒了的數(shù)據(jù)，無窮無盡的計(jì)算”來形容這門課程[9]。對(duì)于這樣的課程，在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)教師能夠?qū)I(yè)知識(shí)講解清楚，使學(xué)生理解和領(lǐng)悟已經(jīng)非常不容易。再要求教師將抽象難懂的專業(yè)知識(shí)與思政內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)全過程全方位育人，無疑是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

1 化工熱力學(xué)課程思政教學(xué)方法

筆者所在的化工熱力學(xué)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)兩年前開始進(jìn)行課程思政建設(shè)。團(tuán)隊(duì)秉承著引導(dǎo)學(xué)生堅(jiān)定理想信念、厚植愛國情懷、加強(qiáng)品德修養(yǎng)、培養(yǎng)奮斗精神的課程思政理念，進(jìn)行了大量的文獻(xiàn)研究、研討和探索實(shí)踐，初步摸索出了符合學(xué)校專業(yè)實(shí)際和發(fā)展方向的課程思政路徑。特別是在專業(yè)知識(shí)與思政內(nèi)容相互融合方面，團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持知識(shí)傳授與價(jià)值引領(lǐng)同頻共振、相互促進(jìn)的原則，研究、總結(jié)出了四大教學(xué)方法，在此進(jìn)行詳細(xì)敘述，供其他理工科專業(yè)課程借鑒和參考。

1.1 引人入勝法

引人入勝法是指在章節(jié)內(nèi)容的課堂導(dǎo)入部分巧妙地融入思政內(nèi)容，一方面起到價(jià)值引領(lǐng)的作用，另一方面激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本章節(jié)內(nèi)容的興趣。例如，我們?cè)谥v解“均相敞開系統(tǒng)熱力學(xué)及相平衡準(zhǔn)則”這一章內(nèi)容時(shí)，首先向?qū)W生展示并講解了高壓氧艙在治療新冠肺炎過程中發(fā)揮的作用，然后進(jìn)行穿插，讓學(xué)生用一句話談一下對(duì)于此次疫情的感受。不少學(xué)生談到自己深切感受到黨和政府將人民群眾生命安全和身體健康放在第一位，同時(shí)也感受到了國家的日益強(qiáng)大。接下來我們簡單講解了高壓氧艙的工作原理，緊接著提出問題：為什么提高環(huán)境壓力，新冠肺炎患者就能吸入更多的氧氣？這其中的科學(xué)依據(jù)是什么？在留出幾秒的思考時(shí)間后，我們告知學(xué)生學(xué)完本章就能找到答案，從而引出本章的教學(xué)內(nèi)容。在這一案例中，我們并沒有向?qū)W生灌輸我國的抗疫政策和成果，而是給學(xué)生一個(gè)自我感悟的空間，有利于堅(jiān)定理想信念、提升愛國情懷。同時(shí)，該案例通過熱點(diǎn)時(shí)事引出科學(xué)問題，能夠很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于專業(yè)知識(shí)的教學(xué)。再例如，在講解“流動(dòng)系統(tǒng)的熱力學(xué)原理及應(yīng)用”這一章內(nèi)容時(shí)，我們首先播放了一段央視節(jié)能減排公益宣傳片，然后問學(xué)生為什么國家要倡導(dǎo)大家節(jié)能，有學(xué)生提及是因?yàn)槭澜缒茉次C(jī)以及我國的大國擔(dān)當(dāng)。我們繼續(xù)問學(xué)生化工企業(yè)如何才能實(shí)現(xiàn)節(jié)能，有學(xué)生提到需要實(shí)現(xiàn)能量的高效利用。緊接著我們提出問題：能量如何才能實(shí)現(xiàn)高效利用？理論依據(jù)是什么？進(jìn)而用與前述案例相同的方式引出本章的教學(xué)內(nèi)容。這一案例一方面有利于加強(qiáng)學(xué)生節(jié)能環(huán)保的意識(shí)，另一方面也激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)知識(shí)的興趣，達(dá)到了引人入勝的效果。

1.2 故事說理法

故事說理法是指在講授專業(yè)知識(shí)的過程中穿插講述含有思政元素的故事，在知識(shí)傳授的同時(shí)進(jìn)行價(jià)值引領(lǐng)。故事的來源可以是學(xué)科發(fā)展史、科學(xué)家軼事、經(jīng)典理論和方法建立的過程等等。例如，我們?cè)谥v解“馬丁-侯狀態(tài)方程”這一知識(shí)點(diǎn)時(shí)穿插講述了侯虞鈞院士的故事，主要講述侯院士20世紀(jì)50年代謝絕美國大學(xué)的盛情挽留毅然回國，將畢生的精力奉獻(xiàn)給了祖國的科技和教育事業(yè)這一偉大事實(shí)，從而弘揚(yáng)科學(xué)家的愛國主義精神。筆者認(rèn)為，目前很多文獻(xiàn)報(bào)道的課程思政案例都屬于故事說理法[10,11]。在此需要指出的是，專業(yè)課中故事說理一定要控制數(shù)量和長度，不能過分占據(jù)課堂時(shí)間讓專業(yè)課變成故事課。另外，需要強(qiáng)調(diào)的是講故事一定要注意質(zhì)量，部分故事的講述還要進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，讓簡短的故事真正促動(dòng)學(xué)生心靈。例如，我們?cè)谥v述科學(xué)也有國界的故事時(shí)，應(yīng)用了如圖1所示的設(shè)計(jì)路線。在講解完“汽-液平衡數(shù)據(jù)的一致性檢驗(yàn)”這一節(jié)內(nèi)容后，我們?cè)谡n堂上引入了ASPEN PLUS軟件，演示了該軟件在汽-液平衡數(shù)據(jù)的一致性檢驗(yàn)以及相平衡計(jì)算方面的功能，并對(duì)該軟件的其他功能以及其在工業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了簡要介紹。此時(shí)，學(xué)生已經(jīng)被ASPEN PLUS軟件的強(qiáng)大功能所震撼，認(rèn)識(shí)到這是一款在現(xiàn)代化工設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用的模擬計(jì)算軟件。緊接著我們向?qū)W生講述了前不久美國禁止中國大學(xué)使用MATLAB軟件的事件，進(jìn)而發(fā)出拷問：ASPEN PLUS軟件也是美國人開發(fā)的，如果美國哪天也禁止我們使用了，我們?cè)撛趺崔k？我們的化工廠還要不要設(shè)計(jì)和建造？待學(xué)生思考片刻后，我們告知學(xué)生唯有開發(fā)出屬于我們自己的現(xiàn)代化工設(shè)計(jì)軟件才是最好的出路，并提示學(xué)生這需要建立在深厚的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、化工原理、編程等基礎(chǔ)知識(shí)之上，進(jìn)而鼓勵(lì)學(xué)生刻苦學(xué)習(xí)，將來用所學(xué)知識(shí)解決這些“卡脖子”的問題。這一案例不僅讓學(xué)生認(rèn)識(shí)、學(xué)習(xí)了課本外的高科技軟件，而且培養(yǎng)了他們的憂患意識(shí)，有利于堅(jiān)定其報(bào)國理想、激發(fā)奮斗精神。

圖1 “科學(xué)有國界”故事講述路線示意圖

1.3 類比關(guān)聯(lián)法

類比關(guān)聯(lián)法是指將抽象的概念或公式與做人做事的道理進(jìn)行類比關(guān)聯(lián)，不僅加深學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的理解和掌握，而且讓他們對(duì)人生哲理有所感悟。例如，我們?cè)谥v解“均相熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算”這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，將“真實(shí)→理想→理想→真實(shí)”的計(jì)算原理與橋梁這一實(shí)物進(jìn)行了類比，并提醒學(xué)生在追求人生目標(biāo)的過程中如果遇到困難要懂得變通，學(xué)會(huì)架橋。這一案例將抽象的計(jì)算原理與生活實(shí)物以及人生哲理進(jìn)行了關(guān)聯(lián)，有助于學(xué)生更好地掌握對(duì)應(yīng)的專業(yè)知識(shí)，同時(shí)也啟發(fā)了學(xué)生對(duì)生活的思考。再例如，我們?cè)谥v解“純物質(zhì)的p-V-T相圖”這一節(jié)內(nèi)容時(shí)，將純物質(zhì)的p-T相圖與大學(xué)畢業(yè)生工作崗位分布圖進(jìn)行了類比關(guān)聯(lián)，如圖2所示。在這一類比關(guān)聯(lián)案例中，我們把大學(xué)生的能力大致概況為專業(yè)技能和組織管理能力兩個(gè)方面，并告訴學(xué)生專業(yè)技能較強(qiáng)的找工作時(shí)適合選擇技術(shù)型崗位，組織管理能力較強(qiáng)的適合選擇管理型崗位，兩方面比較均衡的適合選擇綜合崗位。接下來我們重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，如果專業(yè)技能和組織管理能力同時(shí)都很強(qiáng)，強(qiáng)到一定程度，達(dá)到質(zhì)變，那么學(xué)生畢業(yè)找工作時(shí)就不會(huì)再受到崗位類型的限制，很多公司、很多崗位都會(huì)敞開懷抱，這類人擁有充分的自由選擇權(quán)，我們可以稱之為超級(jí)人才。同時(shí)我們提醒學(xué)生，要想成為超級(jí)人才必須各方面能力突出，達(dá)到質(zhì)變，然后請(qǐng)學(xué)生課后思考如何才能提升自己各方面的能力。這一案例不僅促進(jìn)了學(xué)生對(duì)相圖、臨界點(diǎn)、超臨界流體這些抽象概念的掌握，更重要的是讓知識(shí)得到了升華，有利于激發(fā)學(xué)生的奮斗精神。

圖2 相圖與大學(xué)畢業(yè)生工作崗位分布圖之間的類比關(guān)聯(lián)圖

1.4 畫龍點(diǎn)睛法

畫龍點(diǎn)睛法是指在課后習(xí)題、大作業(yè)等課后環(huán)節(jié)中融入思政內(nèi)容，讓學(xué)生在復(fù)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)受到正確的價(jià)值引領(lǐng)。例如，在講授完“p-V-T關(guān)系和狀態(tài)方程”這一章后我們布置了一個(gè)關(guān)于可燃冰的材料練習(xí)題。材料重點(diǎn)介紹了我國在可燃冰開采領(lǐng)域取得的領(lǐng)先世界的成績，然后將可燃冰與所學(xué)知識(shí)進(jìn)行結(jié)合提出了問題：假設(shè)可燃冰是純凈的一水合甲烷晶體，利用Peng-Robinson狀態(tài)方程(PR方程)計(jì)算利用多少克的可燃冰可生產(chǎn)1標(biāo)準(zhǔn)立方米的天然氣？該案例不僅使學(xué)生復(fù)習(xí)了PR方程的應(yīng)用，而且潛移默化地進(jìn)行了愛國主義宣傳，有利于增強(qiáng)學(xué)生的民族自信心，堅(jiān)定其理想信念。又例如，在講授完“流動(dòng)系統(tǒng)的熱力學(xué)原理及應(yīng)用”這一章后，我們讓學(xué)生結(jié)合自己在大型化工企業(yè)參觀實(shí)習(xí)的經(jīng)歷，查閱資料，寫一篇不少于500字的論文，論述我國化工企業(yè)在節(jié)約能源方面采用了哪些先進(jìn)技術(shù)，分別應(yīng)用了本章中的什么知識(shí)？這一案例要求學(xué)生將課本理論與生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行結(jié)合，有利于學(xué)生更好地理解和掌握理論知識(shí)。同時(shí)，該案例中學(xué)生在查閱資料時(shí)能夠了解到我國化工行業(yè)的快速崛起以及安全節(jié)能環(huán)保的發(fā)展方向，有利于增強(qiáng)其民族自信心和專業(yè)自信心。

2 化工熱力學(xué)課程思政建設(shè)成效

化工熱力學(xué)課程思政建設(shè)成效可通過多個(gè)方面進(jìn)行評(píng)判。最近一次調(diào)查問卷的結(jié)果顯示：2018級(jí)共有學(xué)生74人，其中94.6%的學(xué)生認(rèn)為在該課程中收獲了滿滿的正能量，97.3%的學(xué)生對(duì)老師的教學(xué)方法十分滿意，學(xué)生回答的印象最深的知識(shí)點(diǎn)均是與思政內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的。近三個(gè)年級(jí)學(xué)生各課程目標(biāo)的達(dá)成度對(duì)比表明：2018級(jí)相比2017級(jí)平均提高了2.8%，相比于2016級(jí)平均提高了5.6%。另外，化工熱力學(xué)課程近兩年先后獲批校級(jí)“課程思政”示范課程項(xiàng)目、校級(jí)“金課”建設(shè)項(xiàng)目、省級(jí)教學(xué)示范課項(xiàng)目。上述成果反映出，化工熱力學(xué)課程思政經(jīng)過兩年的建設(shè)取得了較好的成效，形成了專業(yè)教育與思政教育的協(xié)同效應(yīng)。

3 結(jié)語

化工熱力學(xué)課程運(yùn)用靈活多變的教學(xué)方法將思政之“鹽”恰到好處地溶入到了專業(yè)課程之“湯”中，實(shí)現(xiàn)了潤物無聲的課程思政教育，取得了較為理想的成效，經(jīng)驗(yàn)可供其他理工科專業(yè)課程借鑒和參考。課程思政目前仍處于發(fā)展的初級(jí)階段，還需要不斷研究其在育人過程中的規(guī)律，進(jìn)而進(jìn)行更加系統(tǒng)化、規(guī)范化的建設(shè)。廣大專業(yè)課教師還需要更加努力，真正實(shí)現(xiàn)“教學(xué)”到“教育”的轉(zhuǎn)變，從而培養(yǎng)出更多有理想、有本領(lǐng)、有擔(dān)當(dāng)?shù)纳鐣?huì)主義建設(shè)者和接班人。