化工原理教學(xué)中課程思政教育的探索與實踐*

胡 磊，吳 真，周守勇，李梅生，許家興，賀愛永，徐繼明

(1 淮陰師范學(xué)院江蘇省生物質(zhì)能與酶技術(shù)重點實驗室，江蘇 淮安 223300；2 淮陰師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，江蘇 淮安 223300)

在當(dāng)今的“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，海量信息層出不窮，思想潮流復(fù)雜多變，多元文化碰撞頻繁，高等教育正面臨著社會變革、產(chǎn)業(yè)革命和新生行業(yè)等帶來的諸多挑戰(zhàn)，過度依賴單一的思想政治課對“網(wǎng)生代”大學(xué)生進(jìn)行正確人生觀、價值觀及道德觀的引導(dǎo)存在明顯的局限性。習(xí)近平總書記在2016年召開的全國高校思想政治工作會議上指出：“做好高校思想政治工作，要用好課堂教學(xué)這個主渠道，思想政治理論課要堅持在改進(jìn)中加強，提升思想政治教育親和力和針對性，滿足學(xué)生成長發(fā)展需求和期待，其它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)[1]”。總書記的這一重要論述進(jìn)一步拓展了高校思想政治工作的思路，并為高校思想政治工作的持續(xù)開展指明了方向，即：高校教育工作者要把思想政治工作貫穿于教育教學(xué)的各個環(huán)節(jié)和各個方面，實現(xiàn)全員、全過程和全方位育人。也就是說，高校思想政治教育絕不只是思想政治課程的“獨角戲”和“一家之言”，而是需要各類課程進(jìn)行“大合唱”和“通力合作”，努力使“思政課程”和“課程思政”在高校思想政治教育中緊密結(jié)合，進(jìn)而達(dá)到同頻共振與和弦同奏，實現(xiàn)立德樹人潤物無聲[2-3]。

《化工原理》是化學(xué)化工類、生物工程類和環(huán)境類等專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，承擔(dān)著由基礎(chǔ)到專業(yè)、由理論到工程的橋梁作用。《化工原理》課程中蘊含著眾多的思政元素，如何結(jié)合《化工原理》課程的內(nèi)容和特點，在課堂教學(xué)過程中，將傳授專業(yè)知識、培養(yǎng)專業(yè)技能和提升專業(yè)素質(zhì)等與家國情懷培養(yǎng)、理想信念塑造和正確價值引領(lǐng)等有機結(jié)合起來，進(jìn)而將思想政治教育柔性恰當(dāng)?shù)呢灤┯凇痘ぴ怼返恼麄€授課體系中，實現(xiàn)教書和育人的“無縫對接”，需要進(jìn)行積極的探索。筆者所在教學(xué)團(tuán)隊通過對《化工原理》的“課程思政”教學(xué)改革實踐，挖掘了一些典型的思政元素，現(xiàn)將課堂教學(xué)過程中實施的相關(guān)教學(xué)案例總結(jié)如下。

1 家國情懷和愛國主義的培養(yǎng)

“家國情懷是中華名族優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的基本內(nèi)涵之一，它是個人對家庭、社會和國家所表現(xiàn)出來的深情大愛，是對社會責(zé)任和國家前途命運所體現(xiàn)出來的使命和擔(dān)當(dāng)[4]”。“愛國主義是中華民族精神的核心，它集中反映了人們對國家的依存關(guān)系和對自己故土家園的歸屬感和榮譽感，是人們對自己國家的深厚感情、認(rèn)同意識和報效行為的有機統(tǒng)一[5]”。在《化工原理》的課堂教學(xué)過程中，我們會選擇性的切入我國老一輩科學(xué)家的感人事跡、突出貢獻(xiàn)或杰出成就等，在激發(fā)學(xué)生對所學(xué)知識點產(chǎn)生興趣的同時，潛移默化的培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷和愛國主義精神。比如，在緒論里講到《化工原理》課程的發(fā)展史以及對化工工業(yè)的貢獻(xiàn)時，我們會介紹被譽為“中國化工界宗師”時鈞先生的光輝人生。時鈞先生在七七事變后婉言謝絕了美國麻省理工學(xué)院化工系主任懷德曼教授的盛情挽留，于1938年5月回到了災(zāi)難深重的祖國，從此獻(xiàn)身于中國的教育事業(yè)，長期主講《化工原理》等課程，不僅為中國培養(yǎng)了大批高水平的科技人才，還在90歲高齡時成為了一名優(yōu)秀的中國共產(chǎn)黨黨員。時鈞先生熱愛祖國、一心向黨的堅定信念，嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、甘為人梯、對事業(yè)不斷追求的崇高品質(zhì)，激勵著一代又一代的青年學(xué)子。再比如，在流體流動里講到管內(nèi)流動阻力的計算時，我們會介紹到顧毓珍先生的生平。1927-1932年，顧毓珍先生在美國麻省理工學(xué)院留學(xué)期間，提出了“流體在圓管內(nèi)流動時摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)聯(lián)式”，后被稱為“顧氏公式”。由于該公式理論基礎(chǔ)可靠且便于實際應(yīng)用，很快就得到了國際學(xué)術(shù)界的公認(rèn)，這是我國科學(xué)家在化學(xué)工程學(xué)科領(lǐng)域做出的杰出貢獻(xiàn)之一。更為重要的是，顧毓珍先生學(xué)成后便回到了祖國的懷抱，帶著最前沿的理念和知識開創(chuàng)了我國的化學(xué)工程學(xué)科，并與張洪沅先生和丁緒淮先生合編了《化學(xué)工業(yè)過程及設(shè)備》一書，這是我國高等院校第一部化工原理通用教材。顧毓珍先生一生致力于我國化學(xué)工程學(xué)科的建設(shè)和化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，親身實踐著一代學(xué)者教育報國和科學(xué)報國的崇高精神和愛國情操。

2 民族認(rèn)同感和自豪感的培養(yǎng)

中華民族是一個歷史悠久的偉大民族，自古以來就利用超凡的智慧和力量創(chuàng)造了無數(shù)的工程奇跡，古代社會如此，現(xiàn)代社會更是如此。在《化工原理》的課堂教學(xué)過程中，我們會介紹我國一些古代的經(jīng)典工程或現(xiàn)代的重大工程，一方面加深學(xué)生對知識點的理解程度，一方面加強學(xué)生的民族認(rèn)同感和自豪感。比如，在流體流動里講到連續(xù)性方程時，我們會切入大禹治水的故事。4000多年前，大禹為了治理黃河流域的洪水泛濫問題，從鯀治水的失敗中汲取教訓(xùn)，改變了“堵或水來土擋”的辦法，進(jìn)而采用疏通河道和拓寬峽口的治水策略，讓洪水能夠更加順利的通過，這符合連續(xù)性方程原理，即流體流徑越大，流速越小，洪水通過時的破壞性也就越小。另外，禹采用的“治水須順?biāo)裕跃拖拢瑢?dǎo)之入海”以及“高處鑿?fù)ǎ吞幨鑼?dǎo)”的治水思想，也運用到了一些流體阻力的基本原理。再比如，在傳熱里講到換熱器時，我們會介紹青藏鐵路工程中用到的熱管技術(shù)。青藏鐵路是我國建設(shè)的世界上海拔最高且跨度最長的高原凍土鐵路。為了解決青藏鐵路建設(shè)過程中凍土層在夏天融沉和冬天凍脹的問題，我國科學(xué)家創(chuàng)造性開發(fā)出了神奇的低溫?zé)峁芗夹g(shù)，利用低溫?zé)峁艿膯蜗驅(qū)嶙饔茫粌H在冬天強化了凍土層的冷凍過程，而且在夏天又不會增加凍土層的融化過程，從而保證了凍土路基的長期穩(wěn)定，這使得青藏鐵路在凍土地區(qū)的運行速度始終保持在100公里/小時，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過世界同類鐵路40公里/小時的平均速度。如今，我國的低溫?zé)峁芗夹g(shù)已經(jīng)成功推廣到了俄羅斯和加拿大等“一帶一路”沿線國家。

3 理想信念和科學(xué)精神的培養(yǎng)

《化工原理》課程里會涉及眾多的定律和方程，比如，“牛頓黏性定律”、“傅里葉定律”、“牛頓冷卻定率”、“費克定律”、“伯努利方程”和“康采尼方程”等，這些定律和方程都是以科學(xué)家的名字命名的。雖然學(xué)生對定律和方程的內(nèi)容以及科學(xué)家的名字都比較熟悉，但是對定律、方程以及名字背后的故事卻知之甚少。我們知道，科學(xué)家所處年代不同，成長經(jīng)歷也不盡相同，但這其中都隱藏著他們百折不撓、矢志不渝和堅定不移的理想信念以及不畏艱險、堅守真理和勇攀高峰的科學(xué)精神。因此，在講到相應(yīng)的定律和方程時，我們會以短視頻或者微課的方式穿插科學(xué)家曲折的人生故事以及在科學(xué)道路上的奮斗歷程，這樣既能活躍課堂氣氛，又能春風(fēng)化雨般引發(fā)學(xué)生對理想信念和科學(xué)精神的思考。

4 抗挫能力和工匠精神的培養(yǎng)

《化工原理》課程里，每個單元操作都有多種形式的計算過程，但不管是管路的計算，還是沉降速度的計算，又或是傳熱、吸收及精餾中的計算，都會用到試差法。在很多情況下，我們并不能從已知條件直接求得某一個參數(shù)，而是需要進(jìn)行重復(fù)不斷的探索，循序漸進(jìn)直到獲得最接近最理想的結(jié)果。同樣，在現(xiàn)實生活中或者工作崗位上，有些問題也不是簡簡單單就能解決的，我們?nèi)匀恍枰冻龃罅康呐Γ瑘猿植恍福y而上。因此，在《化工原理》的課堂教學(xué)過程中，我們會借助試差法的運用教育學(xué)生，在生活中遇到困難和挫折時，要敢于面對，勇于挑戰(zhàn)，不輕言放棄；在工作中，要有匠人品質(zhì)，專注執(zhí)著，追求完美，精益求精。

5 安全意識和職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)

眾所周知，化工產(chǎn)業(yè)為中國經(jīng)濟的高速增長和人們生活水平的不斷提高立下了汗馬功勞。但是，伴隨著一系列觸目驚心的“爆炸”和“污染”事件的發(fā)生，今天的社會往往“談化色變”，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)與化工從業(yè)人員缺乏足夠的安全意識和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)素養(yǎng)有很大的關(guān)系。在《化工原理》的課堂教學(xué)過程中，我們會通過對不同單元操作過程中的注意事項進(jìn)行重點講解和闡述，以便讓學(xué)生更好的了解和掌握不同單元操作過程中的安全隱患和防范措施，進(jìn)而提高學(xué)生的安全意識，培養(yǎng)學(xué)生細(xì)致的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)素養(yǎng)。比如，在流體輸送機械里講到離心泵的使用時，我們要告知學(xué)生在啟動離心泵前和停泵前都應(yīng)關(guān)閉出口閥門，以保護(hù)電機和葉輪；在非均相混合物分離里講到板框壓濾機的使用時，我們要給學(xué)生強調(diào)過濾板、濾框和洗滌板等一定要按照正確順序安裝，否則會造成漏液或局部壓力過高；再比如，在傳熱里講到換熱器時，我們要告知學(xué)生換熱器開車時，應(yīng)該先進(jìn)冷物料，后進(jìn)熱物料，以防止換熱器突然受熱變形造成危險。另外，除了上述方面，我們也會引入一些災(zāi)難性案例(如1912年“奧林匹克”號郵輪和“豪克”號巡洋艦因船吸現(xiàn)象導(dǎo)致兩船相撞的海難事件；1996年秘魯航空603航班因畢托管靜壓口被膠布貼住導(dǎo)致70人死亡的空難事件)并結(jié)合課程中所學(xué)的知識給學(xué)生講解災(zāi)難中涉及的安全性原理，進(jìn)一步加強學(xué)生的安全意識，為養(yǎng)成良好的職業(yè)素養(yǎng)打下堅實的基礎(chǔ)。

6 循環(huán)利用和成本意識的培養(yǎng)

循環(huán)利用是轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展模式的必然要求，是提高資源利用效率的必由之路，也是降低企業(yè)生產(chǎn)成本的有效方式。在《化工原理》的課堂教學(xué)過程中，我們會在講傳熱時介紹一些化工企業(yè)廢熱利用的案例，也會在講精餾時介紹塔頂蒸汽或塔底釜殘液余熱利用的案例，還會在講氣體吸收時介紹解吸操作回收吸收劑的案例，這樣都可以有效拓展學(xué)生對資源循環(huán)利用的理解，并使學(xué)生能夠更好的將所學(xué)理論知識與工業(yè)實際應(yīng)用進(jìn)行耦聯(lián)。另外，我們在氣體吸收、精餾和萃取單元操作里會分別著重介紹適宜液氣比、適宜回流比和適宜溶劑比的確定原則，即設(shè)備費和操作費之和最小的原則，這樣既可以讓學(xué)生了解成本對于單元操作順利進(jìn)行的重要性，又可以進(jìn)一步增加學(xué)生對成本的關(guān)注，培養(yǎng)和提高學(xué)生的成本意識。

7 綠色發(fā)展和環(huán)保理念的培養(yǎng)

綠色發(fā)展理念是我國十八屆五中全會上提出的“五大發(fā)展理念”之一，它要求人類發(fā)展活動必須尊重自然、順應(yīng)自然，保護(hù)自然且與自然和諧共處，這對于推進(jìn)我國的生態(tài)文明建設(shè)，構(gòu)建人類命運共同體具有重大意義。在《化工原理》的課堂教學(xué)過程中，我們會在講非均相混合物的沉降和過濾分離時，通過短視頻或微課的形式切入粉塵和霧霾等污染現(xiàn)象產(chǎn)生的原因、帶來的危害及治理的方式，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)非均相混合物分離途徑的同時，引導(dǎo)學(xué)生注意身邊化工原理理論的應(yīng)用，促使學(xué)生逐步提升自己的環(huán)保意識；我們也會在講氣體吸收時，通過翻轉(zhuǎn)課堂的形式讓學(xué)生了解空氣中二氧化硫主要來源于不可再生的化石燃料以及相關(guān)的脫除方法，引導(dǎo)學(xué)生積極了解潔凈煤技術(shù)、清潔能源和綠色化工的概念，培養(yǎng)學(xué)生牢固樹立“保護(hù)環(huán)境就是保護(hù)生產(chǎn)力”和“綠水青山就是金山銀山”的綠色發(fā)展理念。

8 哲學(xué)思維和思辨能力的培養(yǎng)

《化工原理》雖然是一門理工類課程，但是它其中也同樣蘊含著豐富的哲學(xué)觀點。比如，不同的單元操作之間存在共性及所有單元操作均可分解為動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞過程和它們的組合，體現(xiàn)了“認(rèn)識事物，要透過現(xiàn)象抓住本質(zhì)”的哲學(xué)觀點；動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞過程，體現(xiàn)了“物質(zhì)是運動的，運動是有規(guī)律的，規(guī)律是可以認(rèn)識的”哲學(xué)觀點；流體靜力學(xué)方程是流體動力學(xué)方程的一種特殊形式或相平衡是一種動態(tài)平衡，體現(xiàn)了“運動是絕對的，靜止是相對的”哲學(xué)觀點；歐根方程的使用在床層雷諾數(shù)較大和較小時有不同的取舍、固體顆粒床層中流體復(fù)雜不規(guī)則的流道簡化為了一組與床層高度相等的平行細(xì)管或連續(xù)精餾計算中離開某一塔板時氣液兩相互成平衡的理論板假定，體現(xiàn)了“解決問題，要抓住主要矛盾”的哲學(xué)觀點；雷諾實驗中流體流動型態(tài)由層流發(fā)展為湍流過程、固體流態(tài)化中顆粒床層由固定床階段過渡到稀相輸送床階段、填料塔內(nèi)填料層的持液量隨氣速的不斷增加出現(xiàn)液泛現(xiàn)象或板式塔內(nèi)氣液兩相的接觸由鼓泡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閲娚錉顟B(tài)，體現(xiàn)了“量變到質(zhì)變”的哲學(xué)觀點。因此，在《化工原理》的課堂教學(xué)過程中，我們會運用哲學(xué)的觀點剖析所學(xué)的知識點，并將各種知識點之間的辯證關(guān)系闡述清楚，這樣不僅有利于學(xué)生抓住課程內(nèi)容的脈絡(luò)要領(lǐng)，而且還能提高學(xué)生的邏輯思辨能力。

9 結(jié) 語

《化工原理》的課堂思政是貫徹落實全國高校思想政治工作會議精神的有益探索和實踐。今后，我們將繼續(xù)以專業(yè)知識為載體開展育人工作，在課堂教學(xué)過程中注重對主流價值的積極引領(lǐng)，充分發(fā)揮“課程思政”的隱性育人優(yōu)勢，潛移默化影響學(xué)生的思想行為，促使專業(yè)教育和思政教育同步進(jìn)行，真正實現(xiàn)“課程思政”的教育理念。