基于過程設備設計專業課程的思政建設與實踐
——以青島科技大學為例

喬國岳，段振亞，翟紅巖，曹興，郭佩佩

(青島科技大學 機電工程學院，山東 青島 266061)

2018 年5 月習近平總書記在北京大學師生座談會上的講話提到：“青年的價值取向決定了未來整個社會的價值取向……抓好這一時期的價值觀養成十分重要。這就像穿衣服扣扣子一樣……人生的扣子從一開始就要扣好”。高校在傳授學生專業知識與技能的同時，也需要在教學過程中塑造學生正確價值觀的呼聲與日俱增。2022年，浙江大學通過分析過程裝備與控制工程專業(以下簡稱“過控專業”)的通識教育屬性，指出過于強調專業細分和專業技能分類的專業教育不利于人才的全面發展，而通識教育能夠塑造學生健全的人格，專業教育之中需要融合思政教育，培養德才兼備、全面發展的裝備制造業人才[1]。同年華東理工大學在新工科背景下提出過控專業的“四位一體”升級模式，“四位”中的跨界整合能力，將工程倫理、項目管理和環保意識等融入專業導論、過程流體機械和壓力容器設計等課程的教學與實踐環節中。通過課程思政、導論課和專業課的講授，培養學生的職業精神與職業道德[2]。2021年，天津大學從新工科課程思政建設角度出發，分析了結合專業特點分類推進課程思政工作的實施體系。專業教育課程要重視啟發性，需要深度挖掘提煉專業知識體系中蘊含的思想價值和精神內涵，引導學生在增進專業認同、接受專業訓練的同時深刻理解學科專業中所蘊含的時代與社會責任。專業課程思政需要構建系統化、精確性和融入式的實施體系，而非思想政治教育與專業知識教育的簡單疊加，需強調二者的融合與貫通，形成顯性教育與隱性教育的有機統一[3]。2020 年大連理工大學在建設一流本科、打造一流專業的過程中，知識課堂轉向能力課堂、重學輕思轉向學思結合，回歸初心培養中國特色社會主義事業的建設者和接班人，而不是旁觀者和反對派，提出學校要堅持正確的政治方向。把馬克思主義作為大學的“鮮亮底色”，要求專業課教師進行“課程思政”教學設計[4]。綜上，開展專業課程的思政教育已經成為提升學生對專業的認知度，培養大國工匠、又紅又專的中國特色社會主義事業建設者的重要一環，但是如何有效地開展該項教改工作就成為了一項亟待解決的問題。

青島科技大學過控專業的前身為化工設備與機械專業，是學校最早成立的專業之一，現為國家特色專業、工程教育專業認證通過專業[5-6]及國家一流專業。作為專業核心課程，過程設備設計的課程建設一直得到了學校和學院的大力支持，為校精品課程、山東省一流課程。2016 年進行在線開放課程建設，現已經通過山東省在線平臺的審核認證[7-8]，并被推薦進入“學習強國”面向全國開放。近年來，本課程教學團隊結合專業課課程思政的發展趨勢及山東省重點教改項目“基于提升大學生專業認可度的課程體系研究與實踐——以過程裝備與控制工程專業為例”，重點開展了“如何有效地在過程設備設計課程開展課程思政”的研究，在實際教學中進行了實踐應用并取得了很好的效果。2022 年該課程獲得了超星集團的課程思政類“示范教學包”。

因此，本文將對青島科技大學過程設備設計專業課課程思政的建設過程及具體的實踐情況進行一個簡要的介紹，以期為理工類相關專業課程的思政建設提供有益的參考與幫助。

一 過程設備設計專業課程的思政建設與實踐

（一）過程設備設計課程思政教學育人模式

專業課程的思政不是簡單做加法，關鍵是挖掘專業知識體系內的思政內涵。把握教師主導性與學生主體性相統一、知識傳授輸入性與啟發性方式相統一和思政元素顯性教育與隱形教育相統一的原則，以靈活多樣的教學方式，啟發引導學生自己探索完善知識體系構建，樹立理想信念[9-10]。過程設備設計專業課程的核心內容是依托現行的GB 150—2011《壓力容器》等國家標準給學生講解流程性設備的工程設計與制造的相關知識。課程教學內容關聯眾多大國工程，具有豐富的課程思政元素。在教學過程中，利用線上、線下混合教學模式，通過課堂互動、課后思考題及拓展作業等形式，引導學生思考大國工程的背后是我國制造工業由弱到強，由跟隨強國亦步亦趨的“學徒工”，到能夠獨當一面開拓創新的“總工”，中國在全球價值鏈中的地位逐步提升[11]。學生的家國情懷得以激發，其主動學習過程設備設計專業知識的興趣得以增強。如圖1 所示，在過程設備設計專業課程教學中，價值目標作為“金字塔塔尖”，知識目標與能力目標作為基礎，介紹國家標準中過程設備設計與容器材料等知識點，并基于數學、力學模型分析工程案例，樹立按照標準設計意識培育工匠精神；介紹國外容器標準與我國容器標準的發展脈絡的交匯點，以工程事故案例引出國家標準及技術規范在容器設計過程中發揮的重要作用，強化學生的職業道德與行業法規意識；介紹我國典型過程設備在結構與功能等方面近年來取得的卓越成就，并講解設備的優化模型獲取最佳方案的設計歷程，潛移默化之中感受中國特色社會主義制度的優越性，培植具有愛國主義精神的工程技術人才。三個目標相互支撐、相互依存，構成本課程的“鐵三角”思政教學育人模式。

圖1 過程設備設計專業課程以價值目標為塔尖的“鐵三角”思政教學育人模式

（二）過程設備設計專業課程思政教學育人模式的實施案例

1 案例1：壓力容器概述課程思政教學

在過程設備設計專業課程壓力容器導言的開篇引用毛澤東在《水調歌頭·重上井岡山》中寫到的“可上九天攬月，可下五洋捉鱉”，提出問題“怎樣的設備能實現如此愿景？”前者“九天”為天之最高處，同學們自然聯想到遨游在太空中的中國天宮空間站，而宇宙空間與地球環境相比較，沒有空氣，大氣壓強也隨之消失，然而宇航員需要一個物質環境來提供生存空間；后者“五洋”即全球海洋，同學們聯想到深海探測工程，而我國的深海載人潛水器“蛟龍號”“奮斗者”號已經先后完成了7 000 m 和10 000 m 深海下潛，其中“奮斗者”號在馬里亞納海溝深海區域7 700 m 到10 900 m 深度下潛共28次，其中就有7 次超過了萬米，向全世界宣示了中國潛水區域高頻次連續深海作業的能力，中國潛水器到達全球海洋的最深處。然而在海洋中每下降10 m 則增加約1 個大氣壓，10 000 m 深處的壓強則約為100 MPa，可見萬米海底需要承受超高壓物質環境為潛水員提供生存空間。如此前者工況需要內壓容器，而后者則需要外壓容器，引出面對宇宙與海底兩種極端工況條件，目前我國已取得了一定的技術積累，標志著中國從制造大國到制造強國的蛻變。在發揮線下教學作用的同時，可利用網絡教學平臺在線上發起討論與學生開展互動，如圖2 所示，任課教師在網絡平臺提出問題，學生在討論區給予圖文并茂的回答，其自身在完成搜集潛水器相關知識的同時，擴展其對于外壓容器作為深海潛水器的力學結構認知。發揮線上線下混合式互動教學優勢，調動學生主動學習專業知識的積極性，在實現知識目標的同時，融入社會主義核心價值觀中的“富強”，潛移默化地感受社會主義優越性，未來作為大國工匠的愛國主義熱情得以激發，課程培養具有愛國主義精神的工程技術人才的價值目標得以達成。

圖2 利用“蛟龍號”“奮斗者”號深海潛水器作為思政元素的網絡教學案例

2 案例2：壓力容器設計準則課程思政教學

壓力容器的設計核心在于辨識容器全壽命周期可能出現的失效模式，并據此選擇規范標準提出防止失效的措施，在課程教學環節引入工程案例導學職業道德與行業法規對于壓力容器設計的重要性。例如在進行塔設備載荷分析的過程中，需要考慮塔所處地理位置的風載荷及地震載荷對于塔體產生的應力和變形影響。以圖片及視頻展示的方式介紹2020 年廣東虎門大橋懸索橋振動事件，使學生直觀地感受到特定風環境條件下室外裝置受渦振的影響，明確在設計設備過程中要考慮所在環境因素的變化，樹立安全意識和責任意識；課堂教學中展示化工鍋爐運行超壓破裂后，現場采集的材料裂紋圖片，講解受壓元件的某些部位超過規定承壓時，薄弱處就會突然發生破裂，并且在高溫高壓工況下，考慮到金屬蠕變對于容器強度的影響，需要更嚴格的定期檢測與維護，培養正確的工程倫理意識，減少事故的發生。以工程實例引導學生利用力學原理來分析容器的失效形式，并介紹各種容器監察管理的安全技術規范、部門規章和行政法規與法律，融入社會主義核心價值觀中的“敬業”，強化使命意識。在實現能力目標與知識目標的同時，強化學生職業道德與行業法規意識的價值目標得以達成。

3 案例3：壓力容器分析設計課程思政教學

高壓容器的筒體壁厚往往非常大，研究人員一直致力于多層圓筒的結構設計。在學生的心目中，一般都是國外專家為主導提出創新性設計。青島科技大學吳俊飛教授在菱形繞絲式超高壓容器結構設計、計算機輔助設計等研究中作出了重要貢獻，解決了計算過程繁復、計算耗時長的問題，快速完成繞絲式超高壓容器強度設計，大大節約了設計時間。在過程設備設計專業課程的課堂教學環節，首先推導高壓工況下的容器壁厚的計算方程，并介紹制造加工大尺寸壁厚容器的困難和弊端，以“如何解決該復雜工程問題”為問題，采用啟發式和討論式教學，讓學生開動腦筋思考如何通過多層圓筒來解決該問題。而后，通過引入繞絲式超高壓容器，并列舉其優點，邀請吳俊飛教授對其研究方向和成果進行簡要介紹，從設計者的角度講解其所采用的工程方法，使學生了解青島科技大學的科研實力。引導學生在掌握標準內計算公式的基礎上，學習現代工程軟件處理“非標”容器設計的工程問題，體會設備設計工作者精益求精的求索歷程，樹立為學校、為國家技術創新和裝備研發貢獻智慧的使命意識與責任意識。培養學生掌握標準設計的同時具備一定開拓創新能力，立志成為大國工匠的價值目標得以達成。

二 過程設備設計專業課程思政教學效果與思考

過程設備設計專業課程(以下簡稱“本課程)是過控專業的一門綜合性、工程實踐性、靈活性和通用性非常強的專業技術課程，與專業領域的科學研究前沿緊密相關。而近年來伴隨我國工程技術與科學前沿取得的受世界矚目成果的增加，本課程教學過程中的思政元素也是逐年豐富。在整理2017—2021 年學生的畢業論文致謝及教學、畢業調查問卷中發現，隨著課程思政建設的推進，學生由主要關注自身的學業發展，逐步開始關注專業、學校及國家的發展與提升，入黨的積極性也逐年提升。本課程與壓力容器制造企業簽訂了校企協同育人協議，逐步錄制典型設備的加工制造視頻，已完成反應釜、換熱器與塔3 個視頻錄制，學生在生產實習的過程中將知識與實踐相結合，切身感受我國的過程設備發展的歷程和現狀，感受我國在本領域發展的速度和實力，對于專業的認同感、自豪感大大增強。可以說，在專業教師團隊的引導下，學生將知識與思政內容相融合，更加切身地感受到我國的過程設備發展的長足進步，民族自信心大大增強。思想政治教育貫穿于本課程教學的全過程，以價值目標為塔尖的“鐵三角”思政教學育人模式做到了育知和育德的有機融合，達到育人和育才相統一。介紹作為中共黨員的大國工匠和杰出科研工作者所發揮的模范帶頭作用，潛移默化之中感受中國特色社會主義制度的優越性，堅定道路自信、制度自信，學生思想中的愛國愛黨意識大大增強，學生自主學習專業課的興趣得到提升，正確的價值觀得以樹立。

本課程在思政建設的教學實踐過程中，雖然已取得階段性成果，然而目前僅僅處于零散的、非系統性的課程思政元素積累階段。即思政元素之間的關聯性并不強，仍處于“小作坊”式的摸索狀態，課程思政元素挖掘一個點就加工一個點，并未形成一套完整、獨立的課程思政教育理念與邏輯體系。另外，對于課程與思政協同教學成效評價體系的構建也處于初級階段，即思政效果與學情分析的數據仍相互獨立，并不能有機結合互為對照，需要在今后教學的每個節點收集并整理，依據反饋數據建立更完備的課程思政教學系統與效果評價機制。

三 結束語

本文總結了青島科技大學過控專業過程設備設計專業課程建設團隊，在課程的思政建設與實踐過程中所取得的階段性成果。課程教學過程中充分利用線上線下混合式互動教學、工程案例直觀展示和客座專家授課講學，調動學生主動學習專業知識的積極性，在實現知識目標與能力目標的基礎上，在潛移默化中課程育才的價值目標得以達成，對于理工類專業課程教學與思想政治理論同向同行協同育人方法與模式進行了有效的實踐與嘗試。通過對本課程的思政建設與實踐，2017—2021年本專業畢業生對于過控專業在國家工業體系中所發揮的重要作用更為明確。本課程厚植工匠精神、使命意識，使學生感受中國特色社會主義制度的優越性，將愛國愛黨敬業的種子在教學過程中完成播撒，培育社會主義合格建設者和可靠接班人。