《化工原理》課程思政教學在學生德育培養中的作用研究*

李小菊，武 蕓，李惠成，胡浩斌，李治軍，張 兵，王麗朋，余軍霞，池汝安

(1 隴東學院化學化工學院，甘肅 慶陽 745000；2 武漢工程大學化學與環境工程學院，湖北 武漢 430200；3 武漢工程大學興發礦業學院，湖北 武漢 430000)

德育教育是人才培養過程的重要方面，要發揮各個角度把專業課程與思政教育融入課堂教學，是目前德育教育實施的重要舉措[1]，所以充分發揮課程的育人功能是十分必要的。我們在授課過程中注重學生使命感，責任感，安全感的教育，把立德樹人，即德育的培養放在首位，這樣才能在德育教育方面夯實基礎。《化工原理》是聯系化工理論知識和生產實踐的橋梁，是化學化工專業的主干課程，且課程橫跨時間長，開展課程思政教育獨具優勢[2]。在《化工原理》課程的教學過程中讓德育貫穿始終，且讓化工惠及全人類[3]，是在講述理論知識的過程中要一直銘記的。因化工是國家支柱產業，是資金密集型的基礎性產業，它為能源、紡織、輕工、建材等工農業和人民日常生活提供配套服務，在國民經濟中占有舉足輕重的地位，人們的衣食住行離不開化工[4]，但化工又因其特殊性具有一定的危險性，如各種原輔材料及產品的易燃易爆性；高溫操作帶來的危險性；高壓運行帶來的危險性；原材料本身引起的中毒窒息性等。所以在《化工原理》的教學中納入思政的安全，責任，法制，綠色，環保等理念顯得尤為重要。

1 《化工原理》課程思政的實施方案主要從以下八大思政維度出發，分別進行闡述

(1)把家國情懷，政治理念，專業自豪感融入《化工原理》課程教學

在講述《化工原理》課程的知識點如萃取劑，吸收劑的選擇和蒸餾中最小回流比大小的制定中從國家對化工行業的最新政策解讀。化工行業的一些行業標準，操作方式，原材料的要求等方面發生了翻天覆地的變化，這些都是從習總書記以人為本，綠色發展的理念出發的。在課程講述中給學生講述這次疫情正是因為國家政策的頒布，國家領導人及時的應對，全民眾共同的努力，我們才能重新坐到明亮的教室里學習。我們也發現不管是消毒液，酒精，口罩的生產還是新疫苗的研發都跟化工息息相關。從這些方面增強學生的政治認同感，名族自豪感，專業自豪感[5]。愛國主義精神是中華民族精神的核心，要大力弘揚，學生感受到個人前途與國家命運的同頻共振、不可分割；體會到 “國家好，大家才會好”，從而激發學生努力學習，為中華民族復興而奮斗的擔當[6-7]。

圖1 八大思政維度

(2)把可持續發展，綠色發展融入《化工原理》課程教學

把綠色發展融入《化工原理》課程教學，提升學生的綠色環保意識[8]。《化工原理》中的很多單元操作都涉及廢棄物的排放，原材料的重復利用，如萃取，吸收，蒸餾等章節，傳熱，干燥單元中廢熱的循環使用等，讓同學們深刻意識到追求經濟效益最大化的時代已經過去。隨著全球能源結構的轉變和資源的日益緊缺，作為一個化工環境人，需要擔負更多的社會責任，因為我們比一般人更明白污染帶來的危害。啟發學生樹立環保領域主人翁的意識，樹立一種大局觀和社會責任意識，從合格的“化工環境人”這個角色出發。使用便宜但會產生大量固體廢棄物的技術，亦或是高成本投入研發但是不會產生二次污染的綠色技術[9]。將社會主義核心價值觀潤物無聲地融入《化工原理》專業課程當中，在潛移默化中引導學生理解、認同并踐行一個“環境人”的責任與使命。

(3)安全，嚴謹，精益求精的工匠精神，法治意識以及以人為本的生態工程倫理

在《化工原理》的單元講述中選擇一些化工事故方面的案例，提高學生的職業安全意識，培養學生在操作中養成嚴謹，安全，精益求精，一絲不茍的操作理念。將工程倫理道德融于《化工原理》教學全過程，將工程師價值觀和工程倫理教育寓于實踐之中。《化工原理》講述中工程倫理的教育應該成為課程思政教育的重點，只有培養具有倫理意識以及具有可持續發展理念的現代工程師[10-11]，才能讓化工更好地造福人類。例如，工廠的氣體排放要經過事先處理，配備合適的處理系統和設備，這可能比較昂貴，但對于整個環境和人類的可持續發展來說，這個成本顯然要低得多，且讓同學們意識到，任何一項工程，不管是設計、建造還是實施階段，都要對周圍的生命和環境保持理解和尊重[12-13]，只有這樣，才能避免因為漠視生命引起的許多社會問題。

(4)科學精神——通過科學家生平，鼓勵同學們持之以恒，不斷求索

通過介紹相關單元中科學家的小傳，體會科學家嚴謹的工匠精神。通過各種理論的發展簡史體會科學發展是不斷探索，曲折發展的過程。在教學中要把科學精神滲透到《化工原理》教學中。通過介紹中外科學家的典型事跡，讓學生理解，科學探索是一個長期、艱苦的過程，它需要付出辛勤的勞動。科學家小傳：壓強單位-帕斯卡；流體流動的機械能守恒-伯努利家族；熱傳導理論奠基人-傅里葉；傳熱量綱分析奠基人-努賽爾；邊界理論奠基人-普朗特；牛頓黏性定律-牛頓；泊謖葉方程-泊謖葉；道爾頓分壓定律-道爾頓；層流和湍流的基本結構-雷諾[14-15]。各種理論的發展簡史：流體力學發展史; 傳熱學發展史；導熱簡史；對流給熱簡史；輻射傳熱簡史；塔設備發展簡史；膜分離發展史；泵的發展史等。主要以泵的發展簡史舉例，利用離心力輸水最早是列奧納·多達芬奇，1851-1875年，帶有導葉的多級離心泵相繼被發明，公元前3世紀，阿基米德發明的螺旋桿[16]。

(5)《化工原理》課程中文化自信，全球視野的融入

《化工原理》講授中中華優秀傳統文化的傳承，如在講授流體力學原理時引入有關古代水利工程的介紹，如大禹治水的故事，禹采取疏通河道，拓寬峽口的方法，讓洪水能更快地通過，而這也正符合我們在流體力學中學習到的連續性方程原理，即流體流徑越大，流速約小。禹采用了“治水須順水性，水性就下，導之入海 “高處鑿通，低處疏導”的治水思想，這也運用到了我們所學習的流體阻力的一些基本原理。

2 把辯證唯物主義的哲學思想融入《化工原理》課程，化工原理知識在哲學中的體現主要有以下幾個方面

(1)主要矛盾和次要矛盾、對立統一規律

從流體通過顆粒層的壓降，管內強制湍流，對流給熱系數，高度湍流時摩擦系數和雷諾數，相對粗糙度之間的關系等，可以領略到解決問題抓主要矛盾的哲學理念[17-18]。三傳的相似性、雷諾實驗揭示的流體運動規律，理想流體、理論板、雙膜理論等反映了主要矛盾與次要矛盾的內涵[19-20]。從而我們會發現以“單元操作”為核心的《化工原理》，在科學體系的建立方面為其他工程學科樹立了典范。

圖2 哲學思想

(2)量變到質變和大道至簡、知易行難的哲學情懷

流化床從固定床的過程，沸騰過程，蒸發過程，精餾過程，液液萃取過程，吸收過程，干燥中濕份的脫除過程，膜分離過程等，都是濃度漸變過程，富含著從量變到質變的哲學思想。速度梯度、溫度梯度、濃度梯度的科學定義，對數平均面積、對數平均溫度差、對數平均分壓、對數平均推動力等，無不反映出“大道至簡、知易行難”的哲學情懷。三傳中蘊含的大道至簡、知易行難的哲學情懷，管道或單元設備設計中蘊含的工程倫理等，都蘊含著一定的哲學情懷[21]。

3 寓教于樂——創新案例庫的建設

把生活，工程經典案例融入《化工原理》課程，激發學生學習的興趣。讓學生體會學以致用的樂趣，讓他們意識到化工原理知識并不是空泛的，學的知識都是為以后的生活更好的服務。

圖3 創新案例

自然融入生動活潑，喜聞樂見的生活案例，學生在引人入勝中潛移默化受到感染。伯努利原理實際應用中對應的案例有：臺風掀翻屋頂或壓垮橋梁，香蕉球(弧線球)，列車(高鐵、地鐵)安全黃線，船吸現象等[22-23]； 吸收解吸案例：“打開汽水瓶會冒泡”，這是由于汽水中含有氣體而造成的，空氣中游蕩的CO2加了很大的壓力后，它就溶解在水里，即水吸收了CO2氣體，當打開瓶子時，外面的壓力小，汽水中的CO2就會往外跑，這時就會看到氣泡像鍋溢了一樣翻騰，CO2從水中解吸出來，所以打開汽水瓶會冒泡；在火力發電中燃燒煤炭產生的大量煙氣含有大量的硫氧化物和氮氧化物，直接排放到空氣中會對環境產生嚴重的危害[24-25]，在化工操作單元中一般用吸收來除去這些有害氣體；蒸餾案例：牛奶濃度的提純，名酒五糧液的產生，都離不開蒸餾。所以同學們會發現化工單元操作跟我們的日常生活息息相關[26]。從而增加學生對《化工原理》課程學習的興趣感，讓他們有學以致用，帶著問題去探索的動力。

4 《化工原理》考核方式、教學方式以及課程體系的改變

思政考核的體現主要從課程設計的方面考核，如課程設計換熱器，吸收塔，填料塔等的考核主要從經濟成本，國家各種安全法規，綠色環保的設計方面考慮，也可以從實踐教學中實驗環節對環保，節能，操作的嚴謹度等方面考察。教學方式：結合科技發展，引入MOOC，翻轉課堂，線上線下的混合式教學，結合互動式，討論式，探究式；通過深度討論、角色體驗與情感模擬等探索，引導學生通過體驗式思考，感受《化工原理》單元教學中加入思政過程的重要性[27]。如在講授公式推導的過程中，要求學生保持一種嚴謹踏實的態度，某一個環節出現些微的差錯，將會導致后續的錯誤；再比如化工生產中事故的發生就是因為一些小的問題沒有及時發現導致后續災難的發生，一定要養成防微杜漸，將工作的精準、精確、精細和人民生命等價起來，不惜花費時間和精力，反復改進修改，深刻的感悟精益求精的工匠精神。

5 結 語

通過八大思政維度，哲學思想，案例教學，考核方式等的改變等多維度的應用，在化工原理的教學中培養具有演繹歸納的邏輯思維能力，安全嚴謹的科學素養，耐挫堅持的科學創新能力，培養具有正確的人生觀，價值觀，具有家國情懷的新時代的工程師。在《化工原理》教學中融入課程思政教育，豐富了課程教學內容，活躍了課堂教學氣氛，提高了學生學習熱情，促進學生知識、能力和德育等課程教學目標的實現。最后，隨著課程思政的深入，同學們對于專業知識的興趣和接受度也有了很大提高。