“化工設備機械基礎”課程思政建設的探索與實踐

董俊華 張偉 高炳軍

［摘 要］ “化工設備機械基礎”是高校化工類專業的主干課程之一，肩負著思政育人的重任。結合課程內容深入挖掘了該課程的思政元素，凝練了思政育人目標，探討了課程思政具體實施的方法和途徑，并嘗試把課程思政融入考評體系中，將課程教學效果評價與愛國情懷、安全意識和時代使命感等思政元素結合起來。教學實踐證明，思政元素與教學內容的有機融合，不僅實現了課程的育人目標，還提高了專業教學效果。

［關鍵詞］ 課程思政；思政元素；化工設備機械基礎

［基金項目］ 2021年度河北工業大學本科教育教學改革研究與實踐重點項目“化工設備機械基礎課程思政建設的探索與實踐”；2021—2022年河北省高等教育教學改革研究與實踐項目“新工科背景下基于數字孿生技術的過程裝備與控制工程專業實驗開發與實踐”（2021GJJG033）

［作者簡介］ 董俊華（1978—），女，吉林大安人，博士，河北工業大學化工學院講師，主要從事壓力容器及管道強度分析與結構優化研究。

［中圖分類號］ G641［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2023）21-0099-04［收稿日期］ 2022-08-22

化學工業以工藝為先導，以設備為保障。“化工設備機械基礎”是高校化工類專業開設的唯一一門綜合性的機械類課程，許多院校將其列為化學工程與工藝、應用化學等專業的技術基礎課。“化工設備機械基礎”課程的教學內容分為工程力學基礎、壓力容器和典型化工設備三部分［1］。教學目標是使學生具備解決復雜化學工程問題所需的機械方面基礎知識，初步具備能夠運用所學知識，根據相應標準和規范，對壓力容器和化工設備進行選材、設計和管理使用的能力。

“化工設備機械基礎”課程有其自身特色，涉及力學、機械、化工、材料和制造等多學科的內容，課程內容豐富，思政元素較多；研究對象是壓力容器和化工設備，這些均屬于特種設備，一旦失效會對環境、社會經濟和人民健康產生極大影響，所以對操作人員安全意識、敬業精神和社會責任感提出了更高的要求；同時其也是一門理論聯系實際的課程，工程實踐性強，所以更適合挖掘與生產實際密切聯系的工程案例作為思政切入點［2-4］。因此，深入研究本課程的思政元素和思政目標，精心設計課程思政教學的實施，把價值觀引導有機融入知識傳授和能力培養中，可以更好地發揮本門課程立德樹人的功能。

一、課程思政育人元素的挖掘

在課程思政建設過程中，課程思政育人元素的挖掘是第一環節，我們緊密結合教學內容和專業培養目標，梳理出的思政元素主要有以下幾點。

（一）愛國情懷

在力學部分，講解材料性能時給出趙州橋和安瀾索橋的圖片，啟發學生思考為什么趙州橋（石材）是拱形的，而安瀾索橋是吊橋，從而讓學生理解韌性材料和脆性材料力學性能的不同；講解彈性變形時，引出比胡克定律早1 500多年的東漢時期鄭玄對彈性規律的描述；介紹梁的合理截面時，讓學生分析討論矩形截面梁取1.5的高度比是否合理，最后給出答案并說明這是由我國宋代工匠李誡提出來的［5］。通過這些案例，讓學生體會我國古代人民的智慧，激發學生的民族自豪感。

討論如何提高梁彎曲的強度時，可播放一段我國高鐵軌道橋梁鋪設的錄像，讓學生分析高鐵軌道橋梁為何這樣鋪設，并引出中國高鐵發展現狀；由于半潛式鉆井平臺“藍鯨二號”的轉軸發生的變形主要是扭轉變形，因此可以將其作為扭轉變形的實例引入，并介紹“藍鯨二號”實現了哪些突破和重要作用，從而激發學生對祖國快速發展的自豪感，深植愛國情懷［6］。

（二）辯證唯物主義思維

梁的彎曲應力分布規律最早是由伽利略提出的，他認為彎曲正應力是均勻分布的，但這個主張是錯誤的，后來經過多人研究，143年后才形成正確的結論。利用這個案例可引導學生不迷信權威，應有思辨能力［6］。通過力學中的“剛體”和小變形假設、細長梁剪切彎曲中的正應力和剪應力等體現主要矛盾與次要矛盾的辯證規律［5］，通過材料強度和韌性的矛盾和統一性，讓學生了解事物的辯證關系，學會多角度思考問題。

（三）安全意識

在講授法蘭連接部分時會介紹法蘭連接的結構和選用，以此告訴學生雖然小小的墊片看似微不足道，但作為密封元件，會直接影響法蘭密封效果，如果墊片貼合不嚴，可能會因介質泄漏而引發中毒、火災、爆炸等災難性事故。此時可引入大連某石化企業因換熱器管箱法蘭檢修更換的墊片不符合設計要求且安裝不正確而造成原油泄漏并引發大火的事故，明確提出化工行業中安全無小事，學生應該樹立安全意識，增強社會責任感，積極學好專業課程，為自覺成為一名合格的化工人而努力。

介紹壓力容器焊接結構時，以福建某PX項目因管道焊接質量不良而引發燃爆事故為例，強調焊接結構是壓力容器上強度較弱的環節，應予以重視。并說明這次事故與崗位責任不到位、缺乏安全生產意識有直接關系，因為經過嚴格流程的化工生產不會輕易出現焊縫開裂閃燃的情況［7］。

介紹第15章壓力容器的監察管理時，為了說明定期檢驗的重要性，引入重慶某化工廠氯氣泄漏爆炸事故作為反面教材。雖然該事故是由氯冷凝器腐蝕穿孔引起的，但是設備老化、檢測檢驗不規范也是事故發生的重要原因［8］。通過播放該事故搶險紀錄片，讓學生看到驚心動魄的現場處理過程，并深切感受到該事故的嚴重后果，從而讓學生意識到化工生產要時刻繃緊安全這根弦，必須嚴格按規定進行化工設備的操作和檢驗，否則后患無窮。

（四）法治意識

講解壓力容器和化工設備設計時，介紹國內化工設備及壓力容器涉及的法律、標準和規范，加強學生對本行業相關政策、法規的理解，讓其明白工程師必須遵守的底線，了解保證安全生產的基本規定。另外，可引入一些反面案例，例如，某化工企業長期違法貯存廢料，因自燃引發爆炸；某石油化工有限公司違規設計、違規制造氣體分餾裝置，使用6年后發生爆炸，造成4人死亡。這些事故的發生都是安全生產法規在企業中沒有很好地落實、與相關主體責任人法律意識淡薄甚至知法犯法有關。通過正反兩方面介紹，讓學生意識到嚴格遵守安全生產規定的重要性，培養學生的法治意識。

（五）職業素養

內壓容器殼體壁厚的確定，需要考慮安全性和經濟性。讓學生討論當兩者不能兼顧時應如何取舍，從而讓學生思考合格的工程師應具有哪些工程倫理和職業素養。

環保意識是工程師的基本素養。特別是化工行業污染嚴重，綠色化工和環保意識的培養很重要。介紹金屬材料的腐蝕時，可以引入點蝕、應力腐蝕、晶間腐蝕等引發的有毒有害介質的泄漏事故。通過列數據和展示圖片的方法，讓學生意識到化工污染物的危險性，樹立綠色發展的環保理念，增強社會責任感。

（六）科技強國的信心

在材料部分介紹鋼材的種類時，可講授特殊性能鋼，如航母用特種鋼和航母甲板鋼，這類鋼材具有普通鋼材沒有的特點。通過播放視頻讓學生了解這兩類鋼的性能要求和制造難度，以及我國科技人員如何通過艱苦奮斗，克服重重困難，解決“卡脖子”技術難題，才使我國成為繼美國、俄羅斯之后第三個可以自主研制和生產航母全部用鋼的國家［9］。

在介紹化工設備中的塔設備時，引入2007年我國自主研發的大型塔設備，“亞洲第一塔”—年產46萬噸煤基烯烴項目中的C3分離塔，該塔不僅在當時創造了多項國內第一，在亞洲同行業內也屬首創。經過不斷發展，目前我國大型塔器技術已經達到了全球領先水平，在塔制造領域，我們可以自豪地說“中國制造”［10］。

在反應設備章節中，結合加氫反應器介紹反應設備的工作原理和結構，同時展開說明在石油資源日益萎縮、原油品質不斷劣化的壓力下研發大型化、高參數加氫反應器的戰略意義，從而引出2018年我國自主研發的、目前全球最大的石化技術裝備——鎮海沸騰床渣油鍛焊加氫反應器。除此以外，通過播放視頻，讓學生了解我國2020年研制出全球首臺3 000噸超級漿態床鍛焊加氫反應器，標志著我國超大噸位石化裝備現場制造技術再次領跑國際。

緊密結合教學內容，將這些“大國重器”引入課堂，讓學生了解我國科技日新月異的發展及我國科技工作者吃苦耐勞、拼搏向上的精神，從而激發學生的時代使命感，使其樹立發憤圖強、報效祖國，書寫我國科技強國新篇章的信心。

二、篩選主要育人元素，凝練思政教育目標

雖然“化工設備機械基礎”可挖掘的思政元素很多，但思政元素過多地、零散地引入課堂，重點不突出可能引起學生反感，因此要對思政元素進行選取。選取的方法是先根據挖掘出的思政元素凝練思政育人目標，然后將與育人目標匹配的思政元素進行詳細的思政案例設計，將思政元素潤物無聲地融入課程。而與教育目標脫嵌的思政元素則應舍棄或者簡單地一帶而過。

課程中有關愛國情懷的素材較多，而且高校要培養的是熱愛祖國的優秀人才，所以把深植愛國情懷、提升民族自豪感作為首要的思政育人目標。

石化工業是我國國民經濟的支柱產業，但化工設備若在操作過程中存在泄漏、開裂等失效情況，不僅會影響生產，甚至有可能造成人員傷亡和環境污染。這就要求化工從業人員必須有強烈的安全意識和高度的社會責任感，堅守本職崗位，遵章作業。結合工程事故案例，使學生樹立安全意識，培養社會責任感，這是本門課程的重要育人目標。

我國科技工作者突破各種技術封鎖，通過自主研發，各種“大國重器”不斷涌現。課程中引入這些大國重器，不僅使學生受到精神上的震撼，激發學生科技強國的信心，還能引導學生勇敢地肩負起時代賦予的光榮使命，加強專業知識的學習，為建設祖國做好知識儲備。因此增強科技強國信心、激發時代使命感是本門課程的核心育人目標。

三、課程思政實施的方法和途徑

思政教育忌生搬硬套、枯燥說教，教師應精心設計，巧妙地將思政元素與教學內容結合，找到合適的教學切入點，并采用不同的方式引入課程，實現專業教學目標和思政育人目標的緊密結合。

上課前通過雨課堂發布課程預習內容和與思政教育相關的資料，預習內容包括本課主要內容提要、學習目標和要求、PPT課件等；與思政教育相關的資料包括視頻、圖片、論文和資料鏈接等。并鼓勵學生提前查閱資料，有目的地引導學生自主學習。授課過程中，思政案例可以采用問題式教學啟發學生思考，可以開門見山直奔主題，還可以組織學生一起討論，讓思政教育真正入耳入眼、入腦入心。課后布置作業進行持續強化。作業可以是心得體會、調研報告、主題幻燈片等。學生在搜索、閱讀和整理相關文獻資料的拓展學習中，潛移默化地實現思政教學效果的內化。

四、課程思政育人效果的評價

課程思政除了要融入教學設計方案，還要納入考評體系。課程的考核包含知識、能力和價值觀的考核，分別與專業教學目標和思政育人目標對應，體現學生的綜合素質。

考核形式分為過程考核與結果考核。過程考核包括網絡平臺上的學習、課堂討論、報告、作業和自評等，結果考核以期末考試為主。過程考核和結果考核均包括專業知識和思政育人兩方面。通過各章節作業、課堂問答、章節小測驗、期末試卷等進行專業知識的考核，考查專業教學目標的達成情況。平時課堂表現、視頻觀看情況、報告和互評分數可以作為思政目標達成度的主要考核依據。

此外，在期末試卷中也可以加入適當比例的思政主觀題目，將此類題目與知識點考題融合。例如，題目中可以給出某化工設備因腐蝕和人為失誤導致的爆炸事故的背景材料，讓學生分析設備失效的直接原因及預防措施，考查學生對材料防腐知識的掌握情況及運用知識分析問題、解決問題的能力。然后讓學生闡明事故中的人為原因有哪些（如未按規定進行設備的定期檢驗、操作不當等），以及可以從該事故中吸取哪些經驗教訓，將考題向思政育人方面延伸。

五、課程思政的實踐與反饋

通過一學期的課程思政教學改革實踐，發現融入思政元素后，促進了學生對課程知識點的深刻理解，并讓教學內容變得更加生動有趣，大大提高了學生學習的熱情。課堂上學生參與互動的積極性明顯提高，大多數學生能認真觀看視頻、主題幻燈片，積極發表見解；課前學生能按要求完成預習任務，課后能主動完成作業、查閱文獻和完成報告；學生的總體成績明顯提高，課程教學目標達成度達到90%以上。

同時，課程思政育人的效果較好。通過課堂上教師的講述、觀看紀錄片、討論互動、查閱文獻、撰寫小報告等感染和觸動學生。從課堂表現、小報告、主題匯報和試卷考題上能看出學生明白了化工設備與國民經濟、社會、環境、人民健康的關系，意識到了化工從業人員肩負的重任，在為祖國快速發展深感自豪的同時具有了“強國有我”的奮斗決心和不負青春、砥礪前行的豪情。

（課題組成員：董俊華、張偉、高炳軍、余雛麟、魏峰）

參考文獻

［1］董俊華，高炳軍.化工設備機械基礎［M］.5版.北京：化學工業出版社，2018：25.

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［5］李延芳，蘇勇，金瑩.“材料力學”課程思政教學模式研究［J］.科教文匯（上旬刊），2020（31）：75-76.

［6］賈寶華，顧永強，李革.“工程力學”課程思政教學改革探究［J］.教育教學論壇，2020（39）：57-58.

［7］林潔.起底福建漳州PX項目爆炸事故［J］.湖南安全與防災，2016（1）：43-45.

［8］荊波.重大事故回放：重慶天原化工總廠“4·15”氯氣泄漏爆炸事故［J］.現代班組，2007（11）：45.

［9］崔紹波，鄂永勝，潘寧寧，等.“化工設備基礎”課程思政元素的設計［J］.遼寧科技學院學報，2022，24（4）：

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［10］白明粹，郝雄慧.我國大型塔器技術發展研究［J］.

石化技術，2017，24（9）：302.

Exploration and Practice of Curriculum Ideology and Politics Construction in Mechanical Basis of Chemical Equipment Course

DONG Jun-hua， ZHANG Wei， GAO Bing-jun

（School of Chemical Engineering and Technology， Hebei University of Technology，

Tianjin 300130， ?China）

Abstract： Mechanical basis of chemical equipment is one of the main courses of chemical engineering major in colleges and universities， which is responsible for ideological and political education. Combined with the course content， the ideological and political education elements of the course are deeply explored， then on this basis， ideological and political education goals are condensed. The concrete implementation methods and ways of curriculum ideology and politics are discussed and ideological and political education is integrated into the teaching evaluation system to combine ideological and political elements such as patriotism， safety awareness and a sense of mission for the times with the evaluation of the teaching effect. Teaching practice has proved that the organic integration of ideological and political elements with teaching content not only achieves the goal of ideological and political education， but also improves the professional teaching effect. It is expected that the method proposed in this paper can provide reference for similar courses.

Key words： curriculum ideology and politics; ideologies and political elements; mechanical basis of chemical equipment