《化工單元操作》課程思政教學(xué)改革與實(shí)踐

馬其坤，勞旺梅，曾 川，楊永紅，張冬梅，李步先

(唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑化工系，河北 唐山 063299)

《化工單元操作》課程作為高職化工類及相近專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)核心課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的有關(guān)原理分析和解決化工生產(chǎn)過程實(shí)際問題的能力。它具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐性，與化工過程密切相關(guān)。結(jié)合學(xué)院化工人才培養(yǎng)特色，將思政教育潤物無聲地融入“三全育人”，從化工過程和化工問題中幫學(xué)生堅(jiān)定理想信念、追求高尚情操，是教師的首要任務(wù)[1]。我院化工單元操作教師團(tuán)隊(duì)秉承教書育人的理念，探索該課程思政教育融入教學(xué)的方法和模式，以提高化工人才的綜合素質(zhì)。

1 課程思政教學(xué)改革的必要性與可行性

幸福優(yōu)越生活環(huán)境中成長的當(dāng)今青年大學(xué)生思維活躍，樂于接受新鮮事物，有獨(dú)特的自我意識和認(rèn)知，個(gè)性突出。但以自我為中心，自我管控能力、抗挫折能力和獨(dú)立分析解決問題的能力較差；安全環(huán)保意識、責(zé)任意識淡薄。因受到網(wǎng)絡(luò)多元價(jià)值觀的影響，理想信念模糊，找不到努力的方向。《化工單元操作》的內(nèi)容包括化工生產(chǎn)過程中流體輸送、物料換熱、均相與非均相物系分離等典型化工單元操作的基本原理、設(shè)備結(jié)構(gòu)、過程優(yōu)化、設(shè)計(jì)選型及基本操作[2-3]。課程教學(xué)內(nèi)容貼近化工生產(chǎn)實(shí)際，易滲透實(shí)施思想政治教育。但《化工單元操作》知識點(diǎn)和技能點(diǎn)較多，課時(shí)有限，亟需教學(xué)內(nèi)容整合設(shè)計(jì)，靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法和信息化手段，將專業(yè)知識技能與思想政治育人有機(jī)融合，通過“春風(fēng)化雨，潤物無聲”方式將正確的人生觀、價(jià)值觀傳遞給學(xué)生。

2 課程思政教學(xué)方法與信息化應(yīng)用

教學(xué)團(tuán)隊(duì)深入挖掘、梳理了課程中的知識點(diǎn)、技能點(diǎn)及蘊(yùn)含的德育元素，進(jìn)行《化工單元操作》課程教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)。教學(xué)過程中綜合運(yùn)用多種教學(xué)方法，將與本崗位相關(guān)的專業(yè)知識和思政元素以事先查閱、課前測試、小組討論、教師總結(jié)、課后拓展等形式穿插其中。專業(yè)知識強(qiáng)調(diào)與工作任務(wù)相關(guān)的同時(shí)盡可能展示新技術(shù)、新工藝等與崗位相關(guān)最新研究成果，提高學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感和民族自豪感。同時(shí)，充分利用微課、視頻、電子書、慕課等多種學(xué)習(xí)資源，在 QQ、微信、MOOC 課程、在線教學(xué)平臺等具有時(shí)代感和吸引力的新媒體與學(xué)生交流互動[4]。學(xué)生在完成整個(gè)項(xiàng)目課程要求的工作任務(wù)過程中培養(yǎng)崗位所需的專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)。

3 化工單元操作課程思政教學(xué)的實(shí)施

3.1 邏輯思維能力、抗挫能力和工匠精神的培養(yǎng)

“三傳一反”概括了化工生產(chǎn)過程的全部特征，傳遞是聯(lián)系各單元操作的一條主線，最能夠反映分析解決實(shí)際化工生產(chǎn)問題的的指導(dǎo)思想。在歷史發(fā)展過程中形成了一些基本研究方法，主要包括基于實(shí)驗(yàn)的量綱分析法(經(jīng)驗(yàn)方法)、數(shù)學(xué)模型法(半經(jīng)驗(yàn)半理論方法)及過程分解與綜合法等[5]。引入實(shí)際生產(chǎn)案例將這些研究方法與學(xué)生邏輯思辨能力、抗挫折能力和工匠精神培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合，正是加強(qiáng)學(xué)生能力培養(yǎng)和進(jìn)行素質(zhì)教育的關(guān)鍵。典型單元操作過程相關(guān)研究方法見表1。

表1 單元操作典型研究方法Table 1 Typical research methods for unit operation

試差計(jì)算是多數(shù)單元操作過程常用的計(jì)算方法，如流體輸送、物料換熱、氣體吸收、精餾、沉降等單元操作。試差法是不斷趨于真值的計(jì)算過程，籍此可以培養(yǎng)學(xué)生的一絲不茍的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)和精益求精的工匠精神，幫助學(xué)生堅(jiān)定意志和信心，相信通過自己的不懈努力終究會成就美麗的人生。

3.2 理想信念、愛國情懷和科學(xué)精神的培養(yǎng)

化工單元操作過程涉及的諸多學(xué)科，各學(xué)科的發(fā)展、單元操作及設(shè)備發(fā)展過程中，無數(shù)科學(xué)家做出了突出貢獻(xiàn)，如牛頓、伯努利、雷諾、傅里葉、努塞爾、斯托克斯、亨利、道爾頓等等。集各學(xué)科發(fā)展史、單元操作設(shè)備發(fā)展史和科學(xué)家傳記等素材大大豐富了課程思政內(nèi)容。教學(xué)過程中隱性滲透愛國主義、理想信念、使命感和科學(xué)精神等德育教育，具有極強(qiáng)的感召力。

3.3 安全環(huán)保意識和法律意識的培養(yǎng)

化工生產(chǎn)過程日益追求綠色化，對人體健康、安全管理和環(huán)境保護(hù)提出更高要求[6]。吸收、萃取等單元操作都涉及吸收劑、萃取劑等化學(xué)添加劑的選擇與用量確定，若處理不當(dāng)，排放的廢氣、廢水和廢渣等廢棄物勢必危害人體健康和生存環(huán)境，造成極大的安全隱患。典型環(huán)保問題和單元操作處理見表 2。如何做到綠色與經(jīng)濟(jì)是從事化工過程的科研人員臻于追求的。

表2 典型污染物及處理方法Table 2 Typical pollutants and treatment methods

教學(xué)過程中以教學(xué)內(nèi)容為載體，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中安全環(huán)保方面的典型案例，適時(shí)進(jìn)行相應(yīng)法律法規(guī)和國家標(biāo)準(zhǔn)普及，如《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國水污染防治法》、《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn) GB16297-2017》(GB16297-1996)、《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) GB8798-1996》及強(qiáng)制性國家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值第 1 部分：化學(xué)有害因素》GBZ2.1-2019)等，強(qiáng)化綠色化工理念，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保、安全、法律道德意識。

3.4 資源能源開發(fā)與有效利用意識的培養(yǎng)

經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展必須有各種資源和能源作為支撐。切實(shí)保護(hù)和合理利用各種資源和能源具有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。化工生產(chǎn)過程是典型耗能、耗資源的過程，精餾過程選擇適宜回流比、吸收過程適宜吸收劑用量、萃取過程適宜萃取劑的用量等不僅關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，資源與能源的有效、合理利用同樣不容忽視。隨著全球能源結(jié)構(gòu)和資源的日益緊缺，如何確定適宜的設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)，優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)、工藝過程和運(yùn)行條件成為首要考慮的問題，籍此增強(qiáng)學(xué)生資源合理利用和新能源開發(fā)的意識。

3.5 科學(xué)的世界觀和方法論的培養(yǎng)

化工單元操作課程除知識點(diǎn)和技能點(diǎn)極其豐富外，還蘊(yùn)含著豐富的哲學(xué)思想[7]。傳質(zhì)與傳熱的動態(tài)平衡體現(xiàn)著“運(yùn)動的絕對性和靜止的相對性”哲學(xué)思想；將重力沉降簡化為光滑球形顆粒的自由沉降過程分析沉降速率、將過濾過程簡化為流體通過平行細(xì)管分析過濾速率、將過程分解法應(yīng)用于傳質(zhì)與傳熱速率分析體現(xiàn)著“主要矛盾與次要矛盾”的哲學(xué)觀點(diǎn)；蒸汽冷凝、溶液結(jié)晶、溶劑汽化等相變過程是“量變到質(zhì)變”的典型代表。精餾回流比、吸收劑用量和萃取劑用量等的確定涉及操作費(fèi)用與設(shè)備費(fèi)用這一對矛盾的對立統(tǒng)一。精餾的多次部分氣化和多次部分冷凝過程體現(xiàn)著“否定之否定”的哲學(xué)理念。湍流流動層流內(nèi)層的傳質(zhì)傳熱分析說明學(xué)習(xí)必須通過現(xiàn)象抓住本質(zhì)。在教學(xué)過程中，將科學(xué)和哲學(xué)有機(jī)地結(jié)合，激發(fā)學(xué)生對所學(xué)課程的興趣，讓學(xué)生用科學(xué)的世界觀和方法論來分析和解決問題。

4 結(jié) 語

課程思政的初心是培養(yǎng)人文素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)兼?zhèn)涞男聲r(shí)代青年英才[8]。教師的任務(wù)不僅要提高學(xué)生的專業(yè)知識和技能，更應(yīng)擔(dān)當(dāng)起“立德樹人”的時(shí)代要求，樹立“人人思政”的理念，充分挖掘和發(fā)揮專業(yè)課程所蘊(yùn)含的思政教育元素和所承載的思政教育功能，立足專業(yè)課程學(xué)術(shù)內(nèi)涵，制定課程思政背景下專業(yè)課程的素質(zhì)目標(biāo)，有效利用教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，靈活運(yùn)用案例式、啟發(fā)式等教學(xué)方法和信息化教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識體系教育與思想政治教育的有機(jī)統(tǒng)一，促進(jìn)二者同頻共振。