化工原理實驗課程思政的多層次建設

張瑜，王雅，侯雄坡，郝妙莉

(西安交通大學化學工程與技術學院，陜西 西安 710049)

0 引言

2020年5月教育部《高等學校課程思政建設指導綱要》發布，指出必須抓好思政建設，課程思政是立德樹人的根本遵循[1]，育人與育才的有機統一一直是一線教師的追求所在。針對化工類專業人才的培養，各大高校教學人員從多角度探索思政建設，廣泛開展了大類招生背景下化工專業的課程思政改革[2]，基礎化學課程及實驗的思政改革[3-5]，專業類的化工原理課程思政的改革探索[6-8]等，同時還有針對化工專業資源庫與思政隱性融合的探索[9]，以及以具體實驗為例詳細介紹了思政課程的開展[10]，教學與課程思政結合的協同、分層教學也有了新模式[11]。化工類課程思政在各個高校已形成各具特色的教學體系，育人與育才正在實現多方面多層次的有機統一。實驗課程作為新工科人才培養體系中的重要內容，其課程思政的建設勢在必行。

1 化工原理實驗課程思政建設的必要性

我校化工專業以培養具有家國情懷、民族使命感、社會責任感、人文素養和創新精神，掌握堅實自然科學基礎知識、專業知識的工程技術人才為目標，使學生具備國際視野、創新能力、團結協作能力及終身學習等能力，為確保高質量的育人育才目標的實現，必須堅持貫徹思政課程與課程思政雙管齊下，做好每一門課程的特色思政建設，將知識教育與思政教育深入融合，協同促進，實現學生專業能力與綜合素養的全方位提高。

其中化工原理實驗課程以培養化工類專業學生的安全素養、實踐及研究能力、團隊協作能力為目標，面向化工類本科生開放，是學生理論指導實踐的關鍵嘗試。課程涵蓋了基本的化工單元操作，相關的設備及流程知識與行業、社會聯系緊密，努力挖掘知識原理、硬件設備及工藝流程的方方面面的思政元素，使得實驗課堂更加豐富有內涵，更有助于學生理解專業知識，建立行業認知。同時課程安排在學生建立行業認知、具備工科基礎實踐能力的關鍵時期，也是學生人生觀、價值觀成熟的關鍵時期，正確的價值引導必不可少。特別是在當前社會聞“化”色變的背景下，實踐類課堂的言傳身教、親眼目睹更有利于學生正確認識行業，理性看待未來職業，積極承擔起行業責任，踐行行業使命，做行業的社會主義接班人。

化工原理課程思政建設是達成我校化工專業人才培養目標、促進實現課程目標、培養新時代行業優秀人才的必要措施，我院實驗教學中心團隊充分利用實驗過程中師生、生生互動頻繁，交流時間充分的實驗課堂優勢，在充分調研、反復討論、多次修改之后，針對化工原理實驗課程建立了多層次課程思政體系，在實驗教學過程中通過多途徑教學實現課程與思政教育的完美契合。

2 化工原理實驗課程思政的多層次建設

新時代學生的素質培養中不僅包含工科基礎素質，專業素質，也包含社會主義接班人的家國情懷和理想信念，及化工人在時代變遷中的行業初心與使命。化工原理實驗課程思政內涵豐富，涉及層面較多，可按照課程特點建設包含實驗原理、實驗體系、實驗設備、實驗室文化建設、實驗教學團隊建設的多層次課程思政體系，形成特色的、系統的教學設計，將立德樹人融入實驗教學的每一個環節每一個層面，使專業教學與思政教育相輔相成，相互促進，實現育人與育才的有機統一，全方位培養新時代行業接班人。

2.1 實驗原理中的思政

本校化工原理實驗課程包含9個實驗內容，是化工過程涉及的基本單元操作，各實驗基于單元操作原理在實驗裝置上進行驗證型、設計型及綜合型實驗。如表1所列，各基礎單元操作的原理中內含多方面思政元素，專業與思政融合的實驗教學使課堂更加生動豐富，理論與實際聯系更加緊密深刻，便于學生理解內化、實踐應用。

表1 基于實驗原理的化工原理實驗課程思政要素

2.2 實驗體系中的思政

化工原理實驗課程基于基本單元操作，運用不同的實驗體系實現實驗教學的相關知識、能力及素質目標。實驗內容及體系的設置須緊跟時代步伐，根據專業特色、科技聚焦、行業熱點、設備進步不斷更新調整，實現教學與行業現狀的實時接軌，保持教學內容的先進性，使學生學有所用，實驗有所得。

(1)吸收單元操作的實驗體系改進，二氧化碳吸收-解吸實驗替代了氧解吸實驗，與當前的“雙碳”目標遙相呼應，簡單的二氧化碳的吸收—解吸聯動過程，基礎的單元操作啟發學生關于實現“雙碳”目標的專業思考，引導學生思考新時代的行業使命。

(2)精餾及特殊精餾系列實驗內容，均采用乙醇-水體系，采用類比教學法，得到普通精餾與特殊精餾在原理、原料使用及分離效果等方面的差異，從實際操作中體會其異同。同時根據不同的實驗，利用不同的工具，采取不同的測量方法，引導學生學會因地制宜，靈活運用理論知識。如普通精餾和特殊精餾，因產品純度及產量不同，分別采用酒精計和阿貝折光儀進行測量，同時該體系的各類精餾釜液便于回收利用，引導學生強化節能減排意識，增強專業認同感與使命感。

(3)教學實驗體系的選擇總體遵循安全高效、經濟易得、有代表性、低碳無害等原則，在教學中通過教師引導、學生討論等途徑使學生掌握實驗體系與對應單元操作的協同作用，體會實驗在原料消耗、設備保護、環境污染各方面的綠色化工概念。

2.3 實驗設備構成中的思政

實驗教學的完成與實驗設備息息相關，設備的構成與更新一方面影響實驗的完成度，另一方面也豐富了實驗教學的內容。從設備對比展開教學，不僅有專業知識，也有從設備構成與更新中反映出的行業變化、技術進步。科學規劃實驗設備的構成為實驗課程的專業教學與思政教學提供了諸多切入點。

(1)目前國內實驗教學使用的多為國產教學儀器，是國內運用較為廣泛的工業設備的實驗室版本。教師在教學中，抓住關鍵核心設備，通過圖文、動畫視頻等方法將其與實際工廠設備、國際同類型設備進行對比，在類比教學中幫助學生建立對實驗室與工廠實際的距離認知，引起學生關于國產設備與國際設備的差異性反思，拓展國際視野，可進一步升華至愛國奮斗、強國有我的行業使命教育與職業理想信念教育。如萃取精餾新舊設備分別采用泵進料和高位進料，實驗中可發現兩種進料方法的穩定性差異，使學生體會到先進設備的優越性，更重要的是在差異體會中明白技術進步的重要性，從中折射出我國工業發展與國際先進水平的差距，引導學生愛國奮斗，增強民族使命感，勇于承擔行業責任。

(2)工業在進步，實驗設備也要持續更新，但在更新過程中可以保留功能較為完好的舊設備，同時增建功能更為先進的新設備，一方面充分利用了設備資源，減少了浪費，另一方面便于在實驗中采用類比教學法，引導學生對比、思考新舊設備的異同，分析設備改進的思路，學習工藝優化的方法，培養創新改革的能力，鍛煉基本的工程技術及行業素養。同時，實驗設備在更新過程中，更加注重原料的高效利用，在對比中引導學生發現新舊設備在節能減排方面的進步，如原料的循環及回收利用、平價替換等，體會行業從多方面落實節能減排的措施。如吸收實驗中，新設備與舊設備相比，吸收劑水存儲于水箱中循環利用，極大提高了原料利用率；原料由氧氣改為二氧化碳，實驗更加安全；多方對比中啟發學生行業追求節能減排從未止步，追求安全高效一往無前。

(3)新舊實驗設備在實驗過程中表現出差異性，引導學生通過現象、設備組件等分析產生差異的本質，辯證性看待設備及問題。同時，新舊設備會出現不一樣的實驗誤差，引導學生理性分析誤差產生的原因，掌握誤差分析、減小誤差的方法。另外，新舊設備在性能、實驗成本、實驗安全、實驗效果等多方面存在差異，但整體上有利有弊，引導學生全面看待問題，針對性選擇設備。如引導學生對比新舊萃取精餾設備在進料量，產品濃度，產量等方面的差異，發現新設備進料穩定但原料用料較多，而舊設備雖不易控制但原料用料少、產品濃度高，啟發學生客觀、全面看待事物，辯證性解決問題。

2.4 實驗室文化建設助力課程思政

實驗課程根據實驗設備所處的物理空間不同在不同的實驗室進行，實驗室在基本的安全、消防、設備建設以外，充分利用可用空間進行專業文化及人文文化建設，營造良好的實驗課堂環境與氛圍，有效促進課程教學及思政教學，助力實驗課堂達到更飽滿的教學效果。

(1)專業文化建設中，在相關實驗設備所處的物理空間附近，以墻報、展板、小視頻的形式展出關于對應單元操作的發展歷程、常用設備、工業運用實例、相關發明專利等，便于學生自主了解，充分利用實驗等待時間，豐富實驗教學的內容輸出。系列展出使學生循序漸進、以小見大掌握行業發展進程，客觀認識所處行業，樹立正確的行業價值觀與使命感。

(2)人文文化建設中，在實驗室相關設備的剩余物理空間，以小展板、小電影的形式講述有關科學家、企業家、工程師的故事，以行業榜樣力量鼓舞學生追求專業進步，勇于承擔行業使命，踐行“西遷精神”，愛國奮斗。

實驗室文化建設的豐富形式與內容，營造了良好的實驗課堂環境，讓文化潛移默化感染學生，同時，各種形式的展板、視頻中的優美元素還能陶冶學生的人文素養。從實驗室的點滴建設循序漸進構建學生關于行業發展與人類進步的關系認知，樹立行業自信與初心使命，實現育才與育人的有機結合。

2.5 實驗教學團隊貫徹課程思政

化工原理課程思政的多層次建設，其中關鍵一環在于實驗教學團隊的實際貫徹與運用。實驗教學團隊的教學能力的提高、思政素養的提高及團隊綜合水平的進步是貫徹落實課程思政的重點，是課程思政建設的軟實力所在。

(1)教學能力的提高。實驗課堂從教學設計、教學開展至教學提高，優秀的教學能力才能使得實驗專業教學與思政教學在實驗課堂的各個環節完美融合，協同促進。一線教師在從事教學工作的過程中，要通過持續的各類理論學習、教學研討、公開課學習等途徑，追求教學技巧的不斷進步，課堂設計的不斷飽滿，思政教育的不斷更新，以高水平教學實現專業與思政教育的有機統一。

(2)思政素養的提高。實驗課程思政教育不僅要求教師完整、順利的指導實驗操作，完成實驗課堂，更重要的是在完整的教學過程中潤物細無聲的將思政元素深入到學生心中，建立起思政元素與理論、實驗內容的深層聯系。教師的教學能力可以將已有的思政元素在實驗教學中滲入，但持續變化且不斷深入的思政教育要通過不斷提高教師的思政素養，使得思政教育自然而然的進入課堂，深入學生內心。

(3)綜合水平的進步。時代及行業的不斷進步，要做到課堂的高水平教學，要求基層教師行業視野的與時俱進，科技前沿的捕捉學習，研究熱點的追蹤學習等多方面進步。基層教師的綜合水平要不斷進步，才能科學合理的在實驗課堂中以充實的多方位知識儲備面向學生，輸出豐富且先進的專業及思政內容。

3 結語

化工原理實驗課程思政的多層次建設，在化工類專業學生的培養過程中有充分的必要性，其內容與思政可以協同促進教學效果的提高。結合課程特點與行業特點，化工原理實驗教學團隊建立了包含實驗原理、實驗體系、實驗設備構成、實驗室文化建設、實驗教學團隊建設的多層次課程思政體系，將實驗課程與思政教學深入融合，在多個層次中滲入思政教學內容，有效促進學生基本工程能力、科研素養、行業認知、行業使命、愛國奮斗精神的培養，實現育才與育人的有機統一。