“化工原理”課程思政教學(xué)方式探索

趙 波 李嶸嶸 夏智軍 王德花

(臺州學(xué)院 醫(yī)藥化工與材料工程學(xué)院,浙江 臺州 318000)

大學(xué)生是未來建設(shè)有中國特色社會主義的主力軍,大學(xué)生的整體素質(zhì)影響甚至決定著民族復(fù)興和國家崛起[1]。大學(xué)生的特點(diǎn)是思維比較活躍,認(rèn)知體系還未完全形成并且政治意識模糊。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,大學(xué)生接觸的事物不斷擴(kuò)大,思想變得日益復(fù)雜。因此,新形勢下黨和國家對高校教育作出了重要指示和要求,即立德樹人成效是檢驗(yàn)高校一切工作的根本標(biāo)準(zhǔn)[1]。大學(xué)時期的教育對一個人世界觀、人生觀、價值觀的形成,政治的認(rèn)同,品德的塑造和人格的養(yǎng)成都具有決定性的影響,這就迫切要求高校教師要將素質(zhì)教育融于知識傳授和能力培養(yǎng)之中。

化工原理研究的是化工生產(chǎn)中單元操作的基本原理、計(jì)算方法以及所用設(shè)備的結(jié)構(gòu)、操作與選型等[2,3]。該課程是化學(xué)工程、材料工程、高分子材料、制藥工程、化學(xué)、環(huán)境工程和生物工程等專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)必修課程,在專業(yè)人才培養(yǎng)方面起到非常重要的作用[4]。因此,在“化工原理”的教學(xué)過程中積極開展課程思政對推動教學(xué)改革,提升教學(xué)質(zhì)量,全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量有著極為重要的意義。為了實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識教育與思想政治教育的同向同行,作者對“化工原理”課程思政教學(xué)進(jìn)行了積極的探索,希望能為同類課程的思政教育提供參考。

1 修訂課程教學(xué)目標(biāo)

針對新時期黨和國家對教育的重要指示和要求,對化工原理課程的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行了修訂,在以往知識和能力培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上,又增添了思政育人目標(biāo),即把教學(xué)目標(biāo)修訂為以下3個[4,5]。

知識目標(biāo):理解并掌握化工單元操作過程的基本知識和原理,掌握有關(guān)單元操作的設(shè)備計(jì)算與設(shè)計(jì),加強(qiáng)對單元操作過程的認(rèn)識,并為學(xué)習(xí)與化工有關(guān)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展打下基礎(chǔ)。

能力目標(biāo):培養(yǎng)獲取知識的能力,掌握化工原理的科學(xué)思維方法,培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決化工生產(chǎn)過程中實(shí)際工程問題的能力。

思政育人目標(biāo):強(qiáng)化學(xué)生的工程倫理、職業(yè)素養(yǎng)和工匠精神,培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感與科學(xué)精神,激發(fā)學(xué)生科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng),在教學(xué)過程中實(shí)現(xiàn)知識、能力和素養(yǎng)培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合,促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

2 挖掘課程思政教學(xué)內(nèi)容

在“化工原理”教學(xué)實(shí)踐中,作者努力將知識傳授與價值引領(lǐng)相結(jié)合,充分發(fā)揮課堂教學(xué)在育人中的主渠道作用。教學(xué)過程中通過深入挖掘課程中的思政元素,將專業(yè)知識技能教育與育人有機(jī)融合,重點(diǎn)從以下幾個方面融入思政教育。

2.1 文化自信、民族自豪感與愛國主義精神

我們的文化自信,不僅來自文化的積淀、傳承、創(chuàng)新、發(fā)展,更來自當(dāng)今中國特色社會主義的蓬勃生機(jī)。改革開放以來,我們創(chuàng)造了舉世矚目的成就,在“化工原理”授課過程中,把與課本知識點(diǎn)相關(guān)的“中國制造”向?qū)W生介紹,培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷,堅(jiān)定學(xué)生文化自信與民族自豪感,同時激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如在講授第一章流體流動的靜力學(xué)方程時向?qū)W生介紹我國處于全球載人潛水器第一梯隊(duì)的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器,其設(shè)計(jì)最大下潛深度為7 000 m級[6]。通過讓同學(xué)們計(jì)算“蛟龍?zhí)枴背惺艿膲毫砹私狻膀札垺碧柕目萍己?。傳熱章?jié)的“概述”授課過程中,向?qū)W生講述我國自主研發(fā)的“飛天”艙外航天服如何巧妙地解決了熱防護(hù)和溫度調(diào)節(jié)等傳熱的問題[7],并向?qū)W生強(qiáng)調(diào)這個具有中國特色、國際先進(jìn)水平的艙外航天服只用了不到4年時間就自主研制成功,創(chuàng)造了一個世界奇跡。這樣同學(xué)們既了解了專業(yè)知識,又感受了中國的強(qiáng)大,增強(qiáng)了同學(xué)們實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的精神動力。

2.2 抗挫能力與工匠精神

“化工原理”是化工類相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課,這門課程比較抽象,并且概念多、公式多、理論與實(shí)踐聯(lián)系緊密、對知識的靈活運(yùn)用要求較高。因此長期以來,學(xué)生對“化工原理”的學(xué)習(xí)都存在很大的畏難情緒。我們針對“化工原理”相關(guān)知識點(diǎn),向?qū)W生講述科學(xué)家的生平事跡,從而培養(yǎng)學(xué)生刻苦勤奮、不怕困難和不屈不撓的精神。例如在流體流動章節(jié)講述流體運(yùn)動的考察方法“歐拉法”時,向?qū)W生介紹數(shù)學(xué)家歐拉的事跡,他一生高產(chǎn),共寫出了800多篇論文,在左眼已經(jīng)失明的情況下,仍然堅(jiān)持奮斗,出版了科學(xué)巨著《力學(xué),或解析地敘述運(yùn)動的理論》,晚年他雙眼徹底失明,但是他仍然用心算進(jìn)行著研究,直至逝世[8]。精餾章節(jié)在講授繁瑣的試差法時向?qū)W生講述“糖丸爺爺”顧方舟排除種種困難,終于研發(fā)成功脊髓灰質(zhì)炎糖丸疫苗的故事,顧先生一生對脊髓灰質(zhì)炎預(yù)防和控制的研究長達(dá)42年,使無數(shù)兒童免于致殘,為中國消滅 “脊灰”作出了巨大貢獻(xiàn)[9]。通過科學(xué)家的故事使學(xué)生認(rèn)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。

2.3 綠色化工理念

隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,環(huán)境問題越來越引起人們的關(guān)注。環(huán)境問題是當(dāng)今人類所面臨的重大課題之一[10]。化工行業(yè)產(chǎn)品品種多,涉及的有毒有害物質(zhì)需要進(jìn)行回收處理。在講授非均相物系的分離單元操作時,列舉霧霾的案例,講述霧霾的危害以及常用的防治方法;講授沉降的非均相分離方法時給學(xué)生講美國探險家維克托韋斯科沃深潛至10 927 m處的馬里亞納海溝,發(fā)現(xiàn)那里居然有塑料袋,讓學(xué)生認(rèn)識到人類對環(huán)境破壞的嚴(yán)重程度[11];當(dāng)講授用于均相物系分離的吸收單元操作時,給學(xué)生講述2015年8月12日發(fā)生的天津港爆炸事故,事故后,由于空氣中含有大量的有毒有害物質(zhì),這些物質(zhì)部分被雨水吸收,從而對土壤和水環(huán)境造成了不同程度的污染[10]。習(xí)近平總書記說過綠水青山就是金山銀山,在“化工原理”的授課過程中,針對相關(guān)知識點(diǎn),反復(fù)向?qū)W生灌輸生態(tài)文明建設(shè)和綠色化工的發(fā)展理念,為同學(xué)們工作以后能扛起生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重任做好準(zhǔn)備。

2.4 理想信念和科學(xué)精神

“化工原理”中有很多的定律或者公式都是以科學(xué)家的名字命名的,比如用來判斷流體流動型態(tài)的雷諾數(shù),描述流體運(yùn)動規(guī)律的伯努利方程、普朗特邊界層理論,求曳力系數(shù)的斯托克斯定律,描述傳導(dǎo)傳熱的傅里葉定律和描述對流傳熱的牛頓冷卻定律等,因此在講授理論知識的過程中穿插科學(xué)家的故事。雖然每位科學(xué)家的生平事跡各不相同,但是從不同科學(xué)家身上同學(xué)們都能夠看到對理想和信念的追求以及科學(xué)家的勤奮踏實(shí)、堅(jiān)韌持久、不怕困難、開拓創(chuàng)新、實(shí)事求是和與時俱進(jìn)的科學(xué)精神,從而希望在潛移默化中對學(xué)生產(chǎn)生影響。

2.5 團(tuán)結(jié)協(xié)作的重要性

某些單元操作需要不同設(shè)備間的配合工作,比如吸收塔和解析塔的聯(lián)合操作才能保證吸收過程得以順利進(jìn)行。針對此知識點(diǎn),給學(xué)生講述2020年初武漢新冠肺炎疫情暴發(fā)初期,全國人民眾志成城、萬眾一心抗擊疫情的事例[12]。當(dāng)時,全國醫(yī)療人員馳援湖北,緊急“輸血式”緩解重災(zāi)區(qū)醫(yī)療資源枯竭困境;基層的黨員干部群眾不謀私利、不計(jì)報酬堅(jiān)守陣地;科研人員加緊攻關(guān),把最新科研成果運(yùn)用到對抗疫情中;工人忠于職守,加班加點(diǎn)制造防護(hù)服和口罩,緩解抗疫物資缺乏的壓力;公安干警立即行動,有序參與疫情防控,堅(jiān)決遏制疫情擴(kuò)散;人民群眾也積極響應(yīng)并配合政府的防控部署和號召,形成群防群控,舉全國之力最終打贏了“武漢保衛(wèi)戰(zhàn)”,取得了疫情防控階段性重要成效。通過事例使同學(xué)們認(rèn)識到團(tuán)結(jié)協(xié)作對事情的成敗有著決定性的影響,任何工作只依靠個人的力量很難取得成就,只有擁有很強(qiáng)的向心力、戰(zhàn)斗力和凝聚力的團(tuán)隊(duì),才能使工作順利而圓滿地完成。

3 課程思政教學(xué)實(shí)施方式

課程思政通過隱性教育將價值塑造有機(jī)融入專業(yè)課程教學(xué)過程中,切忌刻板生硬地說教,應(yīng)該講求潤物無聲的育人效果。課程思政的教學(xué)實(shí)施方式可以靈活多樣,以下為作者在實(shí)施課程思政教學(xué)過程中采用的幾種教學(xué)方法。

3.1 任務(wù)驅(qū)動思政教學(xué)

化工原理的研究對象是單元操作,單元操作起源于化學(xué)工業(yè)。在講授緒論之前先給學(xué)生布置任務(wù),要求其分組查閱資料,了解我國化學(xué)工業(yè)的發(fā)展歷程并每組提交一份書面總結(jié)材料。學(xué)生在查閱資料過程中可以了解到時鈞、侯德榜等科學(xué)家對我國化學(xué)工業(yè)發(fā)展作出的重要貢獻(xiàn),同時認(rèn)識到科學(xué)精神的重要性。另外,學(xué)生還會了解到我國的化學(xué)工業(yè)在起步晚、條件落后的情況下經(jīng)過一代代科研工作者的努力,現(xiàn)在很多方面都處于國際領(lǐng)先水平,從而增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感,激發(fā)學(xué)生科技報國的決心和信心,同時可以提高學(xué)生對本課程的學(xué)習(xí)興趣。

3.2 思政融于視頻資源中

視頻資源形象、直觀,授課過程中穿插視頻能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)效果。但是網(wǎng)絡(luò)上已有的視頻往往因?yàn)闀r間長、知識性不足和思政點(diǎn)不突出等原因不適合單獨(dú)直接應(yīng)用于課堂教學(xué)。因此作者針對課本的知識點(diǎn)對已有的網(wǎng)絡(luò)視頻進(jìn)行剪輯與合成,制作滿足課堂教學(xué)要求的3～5 min的視頻資源。比如講授到萃取操作單元的概述時,請同學(xué)們觀看的視頻中包括了青蒿素的特點(diǎn)、為什么能用萃取的辦法成功從青蒿中提取到青蒿素、參與研發(fā)的所有研究所介紹及屠呦呦在瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院發(fā)表演講的實(shí)況摘錄。屠呦呦特別強(qiáng)調(diào),沒有大家的無私合作,不可能在短期內(nèi)將青蒿素貢獻(xiàn)給世界。通過觀看視頻,學(xué)生既學(xué)習(xí)了萃取的原理,又充分認(rèn)識到團(tuán)隊(duì)合作的重要性。

3.3 思政融于教師講述中

“化工原理”的操作型計(jì)算中多次用到試差法,這是一個繁瑣的、不斷接近真值的過程,為了使學(xué)生能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)炎糖丸疫苗的事跡。從學(xué)生的表情中可以看出他們被故事深深地吸引,當(dāng)聽到研發(fā)過程遇到的巨大困難時,同學(xué)們表情凝重,研發(fā)初見成效時同學(xué)們一臉輕松,當(dāng)聽到顧方舟居然讓他不滿一歲的兒子來驗(yàn)證疫苗對兒童的安全性時,同學(xué)們表情震驚,最后聽到經(jīng)過顧方舟及其團(tuán)隊(duì)的努力,我國2000年徹底消滅了脊灰野生病毒的傳播時,同學(xué)們歡欣鼓舞。通過聽故事,使學(xué)生認(rèn)識到做事情的抗挫能力和工匠精神的重要性。

3.4 思政融于學(xué)生講述中

“化工原理”的傳熱章節(jié)主要講解了熱量傳遞的3種方式,即傳導(dǎo)、對流和輻射,每種傳熱方式對應(yīng)一位科學(xué)家命名的定律,即傅里葉定律、牛頓冷卻定律和斯蒂芬-玻爾茲曼定律。作者在授課之前把學(xué)生分成3組,每組同學(xué)通過網(wǎng)絡(luò)查找不同科學(xué)家的生平事跡并做出PPT。在講到對應(yīng)科學(xué)家的定律之前,先請同學(xué)講解科學(xué)家的故事,并且組間可以互相提問并打分。授課過程中發(fā)現(xiàn),組內(nèi)同學(xué)們能進(jìn)行較好的分工與合作,培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作精神。同學(xué)相互講故事更能提高學(xué)習(xí)興趣。另外,通過查閱資料,同學(xué)們認(rèn)識到每個定律來之不易,激發(fā)了學(xué)生的好奇心,并且使同學(xué)們認(rèn)識到理想信念和科學(xué)精神的重要性。

3.5 思政融于線上問答中

思政教學(xué)重在育人,重在潛移默化中對學(xué)生世界觀、人生觀和價值觀的塑造,而思政育人的成果往往也是隱性的,包含在學(xué)生的態(tài)度、觀點(diǎn)和思想中。作者對思政教學(xué)也采取了線上線下相結(jié)合的教學(xué)方式,把視頻和故事都放在思政資源庫中,并且采用頭腦風(fēng)暴的形式對思政教學(xué)效果進(jìn)行檢驗(yàn),針對不同的視頻或者故事,設(shè)立不同的主題,請同學(xué)們暢所欲言,將所見所聞轉(zhuǎn)化為所思所想所得,這個過程中同學(xué)間也可以相互學(xué)習(xí)。由實(shí)施情況來看,同學(xué)們的發(fā)言都很積極,并且從同學(xué)的言論中可以看出每個思政資源都能達(dá)到預(yù)期的育人目標(biāo),真正做到把思政教育內(nèi)化于心。

4 課程思政考核方法

考核是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一個重要手段,思政教育的著力點(diǎn)為“育人”,即學(xué)生的價值塑造,因此考核方式與針對知識及能力的考核有所不同。在“化工原理”的教學(xué)過程中,針對課程思政采用了一明一暗兩條線的方式來進(jìn)行考核。

所謂暗線就是指經(jīng)過課程思政的多角度浸潤式教學(xué),學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)積極性和拼搏進(jìn)取的內(nèi)驅(qū)力等都會大幅度提高,這必然會在課堂紀(jì)律、學(xué)習(xí)態(tài)度、隨堂小測驗(yàn)以及課后作業(yè)等方面有正向反饋。所謂明線,一方面是針對課堂上講述的思政案例,教師在課下會在藍(lán)墨云班課中采用頭腦風(fēng)暴的形式讓學(xué)生暢所欲言,從學(xué)生的發(fā)言中教師可以了解思政的學(xué)習(xí)效果;另一方面針對課程中案例豐富的知識點(diǎn),教師設(shè)置議題,學(xué)生分組后通過查閱資料,以課堂匯報的形式呈現(xiàn)本組的所思所想和所得,鼓勵組間的積極探討,最后通過生生互評以及教師的評價綜合考核學(xué)生的課程思政學(xué)習(xí)效果。具體課程的考核方法如下:課程總成績=期末成績×60%+平時成績×40%,其中平時成績的構(gòu)成如下:平時成績=作業(yè)×20%+小測驗(yàn)×10%+思政考核×10%。思政考核采用了過程性考核方式,具體量化評分表如表1。

表1 化工原理課程思政考核量化表

5 課程思政教學(xué)總結(jié)

課程思政是立德樹人的根本要求和教師的重要職責(zé)。課程思政的引入要做到有意而無痕,即水到渠成,在不知不覺中感化學(xué)生。而課程思政的實(shí)施過程不能過長,結(jié)束的時候要恰到好處,讓學(xué)生意猶未盡,并給學(xué)生留下思考的空間。通過課程思政的教學(xué),學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性都明顯地提高,使得“化工原理”這門原本枯燥的專業(yè)課開始變得鮮活和有感染力。教學(xué)內(nèi)容、方法和思政元素的緊密結(jié)合需要巧妙構(gòu)思、科學(xué)設(shè)計(jì),這對教師提出了更高的要求。這需要教師轉(zhuǎn)變教學(xué)理念,并認(rèn)識到課程思政是個系統(tǒng)的工程。同時,教師應(yīng)通過多種渠道或者平臺進(jìn)行學(xué)習(xí),并在平時要多加積累,不斷提高自己實(shí)施課程思政的能力,做到教書與育人渾然一體,實(shí)現(xiàn)立德樹人。