新工科背景下化工原理課程思政教學改革的探索與實踐

谷德銀，李寧，張杰，劉學成，許惠，葉梅

(重慶工商大學 環境與資源學院，重慶 400060)

0 引言

新時代經濟的飛速發展對傳統工科專業人才的培育提出了新的挑戰。2018年，教育部全面啟動、系統部署新工科建設。在新工科建設中，更加注重價值理念引領，堅持以立德樹人為根本任務，強化學生工程倫理意識、生態環保意識、職業素養、創新精神、工匠精神等。因此，需要將顯性教育和隱性教育進行有效融合，保持專業理論知識教學與政治思想教育同行，充分挖掘專業課程內容中的思政元素，進而推進立德樹人的根本任務[1]。

化工原理是化工制藥類、環境類、材料類以及食品類等專業的一門非常重要的核心專業課程，是大學物理、物理化學等基礎課程過渡到反應工程、傳遞工程等專業課程的紐帶，旨在幫助學生掌握單元設備實際工作原理及操作技能、培養學生分析和解決工程實際問題的能力。化工原理課程具有較強的工程實際應用特性，承擔起由理論知識過渡到工程實際應用的紐帶作用，是理論聯系實際比較緊密的一門專業課程，對培養學生的專業素養、工程倫理意識、工匠精神和創新能力具有重要的作用。因此，需要充分挖掘化工原理課程中的思政元素，保持化工原理課程教學與思政教育并列同行，明確立德樹人的教學目標，優化教學內容及教學模式，實現知識傳授與價值引領的有機融合。

1 化工原理課程思政教育存在的問題

化工原理課程涉及的內容包括化工生產企業中典型的操作單元、設備結構及其操作原理、復雜的數學計算、化工設計準則等等。課程重點難點較多，教學難度較大，學時也較為緊張，教師與學生都把大部分精力和時間投入到化工原理理論知識的學習上，沒有將充足的時間分配到化工原理課程思政的學習上。課程思政沒有引起一些教師的足夠重視，課程思政元素與課程理論知識在整個教學過程中結合較少，缺少對思政教育內容的整體規劃，導致思政教育在教學中沒有得到充分的發揮和應用，課程思政教育的效果不理想；常規化的專業課程思政培訓較少，專業課程教師的思政教育技巧和方法完全需要教師自行琢磨，缺乏培訓引導。同時，部分學生僅重視學好專業理論知識，忽略課程思政學習，導致出現知行脫節問題。

2 化工原理課程思政教育目標

在挖掘化工原理課程內容中的思政元素時，需要充分考慮課程理論知識與思政教育之間的相關性，以及思政教育在專業理論知識講授過程中的切入點。通過將課程內容與國家情懷、社會責任、倫理規范、法治意識、生態意識和科學精神等思政元素有效融合，并將這些思政元素在理論課堂中有效呈現，引導學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，培養專業知識與實踐技能過硬，具有社會責任感和職業素養的創新型、應用型、復合型化工專業人才[2]。

3 化工原理課程思政內容

在化工原理課程思政教學中，需將專業理論知識傳授和思想政治教育進行有機融合，確保育人育才相統一。例如，在講授化工原理課程中的具體章節內容時，除了講授化工單元操作過程的基本原理、操作方法及應用案例，還需強化學生的家國情懷、工程倫理意識、生態意識等課程思政元素；在運用數學、物理等基礎科學理論分析化工單元操作及其裝備的計算、設計、優化等過程中，除了講授分析其設計優化原理及計算過程，還需強化學生的職業素養、工匠精神等課程思政元素；在講授量綱分析法、數學模型法、分解與綜合法等科學研究方法時，除了強化學生的歸納、推理演繹等能力，還需融入創新精神、邏輯思辨等課程思政元素[3]。

4 化工原理課程思政建設舉措

(1)提升教師課程思政意識

教師作為理論知識、先進思想的傳授者，教師自身的思想政治素質對學生具有重要的引導作用。化工專業課程教師應積極參加思想政治素養培訓班以及教學技能提升培訓班，努力提高教師自身的思政素養和教學技巧，認真將課本知識吃透，充分挖掘與課程內容相關的思政元素。并定期開展教學研討會，制定合適的人才培養方案，研討如何在教學大綱、教學內容、教學方法中融入思政教育，用心設計思政教育在專業理論知識講授中的切入點，使課堂教學不僅是專業理論知識傳授的地方，也成為學生們思想政治教育的陣地。在教學研討會中，專業課程教師可以提出在課程教學中遇到的思政教育難題，進行交流討論、取長補短、相互學習，提升自身的思政教育水平和教學技能。同時，專業課程教師需要避免僅重視傳授專業理論知識而不重視學生思政教育的思想，要將把學生培養成為德才兼備的專業人才作為己任。

(2)優化教學內容

化工原理課程承擔著由基礎課程知識過渡到工程實際應用的紐帶作用，課程不僅要讓學生掌握操作單元的工作原理及操作技能，更要培養學生的創新能力、實踐能力以及工程倫理意識。因此，需要修正課程教學大綱，明確課程教學目標，根據課程內容搭建合理的課程思政教育教學架構體系。結合化工原理課程內容的特點，充分挖掘化工原理課程中每個章節知識點的相關思政元素，將正面的人、事、案例融合到相應章節的課程內容中，在理論知識教學中重視價值引領、文化傳承、能力鍛煉與培養，落實立德樹人的根本任務。例如，在講授流體流動章節中的簡單管路與復雜管路時，可以介紹都江堰水利工程，讓學生了解所學的理論知識與實踐應用聯系如此緊密，贊嘆中國人民卓越的智慧和工匠精神，這有助于培養學生不懈奮斗的進取精神；在講授沉降與過濾章節中的沉降室時，可以介紹工業粉塵PM2.5，讓學生們了解“三廢”污染所帶來的環境危害，這有助于培養學生踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，增強環保意識；在講授傳熱章節中的傅里葉定律時，可以介紹法國科學家傅里葉不屈不撓的勵志人生，讓學生了解化工原理課程內容中任何定律都是經過科學家們反復推算、不斷驗證才得到的，這有助于培養學生的嚴謹治學、勇于探索的精神；在講授吸收章節中的吸收設備時，可以介紹工業廢氣的凈化技術，讓學生了解在化工生產過程中需要注重化工環保，這有助于增強學生的綠色環保意識，踐行綠色化學化工發展的理念；在講授干燥章節中的干燥設備時，可以介紹干燥設備中干燥廢氣的循環利用技術，讓學生了解在化工生產過程中需要注重能量的合理利用，進而實現化工過程的節能減排，這有助于增強學生的環保意識和生態意識，踐行綠色化工、可持續發展的理念。

此外，還需在原有課程內容的基礎上不斷提高課程的高階性，以操作單元為主線，將課程的專業理論知識與家國情懷、社會責任、倫理規范、生態環保意識、科學精神等思政元素進行有機融合，做到課程教學與思政教育有效融合[4]。例如，教學內容為緒論(單元操作及分類、研究方法、課程性質及課程要求)時，可以挖掘的思政元素包括家國情懷、工匠精神、哲學思維、理論聯系實際的應用實例、化工職業素養教育、工程倫理等，相應的教學設計包括化工學科的發展歷程、化工原理的研究方法、化工行業現有的工藝流程、中國化工行業的發展現狀及未來趨勢等；教學內容為動量傳遞單元操作(流體流動、過濾、沉降等過程)時，可以挖掘的思政元素包括理論聯系實際的生產裝備、化工職業素養、刻苦奮斗精神、鑄就家國情懷等，相應的教學設計包括流體輸送泵的發展歷程、流體輸送的分析計算、典型流體輸送的案例分析、科學家傳記等；教學內容為熱量傳遞單元操作(對流傳熱、熱傳導及熱輻射等過程)時，可以挖掘的思政元素包括節能綠色環保理念、創新思維和創新能力、樹立社會主義核心價值觀等，相應的教學設計包括換熱器的發展歷程、科學家傳記、節能降排等；教學內容為質量傳遞單元操作(精餾、吸收、干燥等過程)時，可以挖掘的思政元素包括“解決問題抓主要矛盾”的哲學觀點、團隊協作意識、綠色化工和“雙碳”目標等，相應的教學設計包括典型的精餾和吸收案例分析、傳質分離原理、新型能源和資源利用等。

(3)創新教學模式

通過“工程作業”和“案例教學”加強學生創新設計能力的培養，并鼓勵學生使用現代化工設計軟件對“工程作業”進行設計計算，構建課堂教學—課堂討論—案例教學—工程作業—應用軟件自學相結合的研究性教學模式，強化學生“工藝設計能力”以及“分析、解決化工工程問題的能力”。注重“解決工程問題的共性方法”的凝練和傳授，一方面，講授化工單元操作的成熟內容、單元設備的設計計算與分析方法；另一方面，建立特色的立體化課程體系，引領學生探究學科先驅構建“單元操作理論”的研究和發展歷程，凝練和學習解決化工工程問題的方法論。此外，將教學資源與信息技術相融合，建立課堂與課后、課內與課外、實作與仿真等立體化、多維互動的教學資源庫。以化工設計大賽、化工實驗大賽等學科競賽作為課程實踐的載體，強化理論與實踐之間的聯系，采用“以賽促教，課賽結合”的教學模式。借助MOOC課程、雨課堂、啟發式、多媒體式等多種教學方法相融合的教學模式，拓展課程思政教育的教學范圍，確保課程教學與思政教育同向共行[5]。

同時，教學中融入科研、運用科研支撐教學。在化工原理理論課程教學過程中，任課教師需要將科研的創新思維和創新意識、實事求是的態度以及勇于探索和刻苦鉆研的科學精神傳授給學生。例如，在進行攪拌章節的教學環節中，任課教師可以結合攪拌反應器混合強化技術講解攪拌槳結構的設計優化、偏心攪拌、射流攪拌、變速攪拌、同心雙軸式攪拌、對心雙軸式攪拌、側插式攪拌以及攪拌反應器結構參數與操作參數之間的匹配等內容；在進行傳熱章節的教學環節中，任課教師可以結合傳熱強化技術講解換熱器結構的設計優化、管程和殼程的設置、折流擋板的設計、翅片的設計以及流體流速的選擇等內容；在進行吸收章節的教學環節中，任課教師可以結合工業廢氣處理技術講解吸收塔結構的設計優化、填料的類型、吸收劑的種類以及吸收塔結構參數與操作參數之間的匹配等內容；在進行精餾章節的教學環節中，任課教師可以結合工業精餾分離技術講解精餾塔結構的設計優化、塔板的設計、回流比的設定、進料板的位置以及冷凝器和再沸器的設計與選型等內容。在化工原理理論教學過程中，任課教師需要將相關章節內容的最新發展技術傳授給學生，讓學生了解化工原理理論知識的相關應用技術，拓寬視野。同時，可以將科學研究領域中的相關思政元素與理論教學相結合，做到科研與教學相融合，幫助學生樹立正確的價值觀。

(4)構建多元教學評價體系

搭建以專業教師為主導、學生為主體的思政教育考核模式，在化工原理課程期末考試的基礎上，引入課堂討論、隨堂練習、實驗操作、課程設計項目匯報、課后作業等過程性評價，充分調動學生學習的主觀能動性和積極性，培養學生的團隊協作能力、分析解決問題能力、自主設計能力和創新能力。優化原有的單一期末考核方式，融入多元素綜合考量的考核方式，以理論課堂和實驗操作現場為載體，以工程實際問題討論、實驗團隊協作、實驗流程設計與優化等為考核內容，考核學生運用理論知識分析解決問題的能力。例如，在化工原理實驗課程中，引入項目化實驗教學，讓學生組隊完成一個實際或者虛擬的項目化實驗，以學生團隊為主體，讓學生自主設計實驗流程，搭建實驗設備及管道。通過獨立思考、通力合作、互相幫助、發現問題、分析解決問題以及實驗總結來完成實驗項目，讓學生自主設計項目步驟，增強學生的實踐能力和分析解決工程問題的能力，進而培養學生的創新設計能力。同時，讓學生參與過程性考評，對學生的價值觀、工程倫理意識、生態環保意識、職業素養、工匠精神等進行考核，以培養學生成為專業知識與實踐技能過硬且具有職業素養的專業人才。

(5)實施教學反思

在化工原理課堂教學過程中，將相關章節的思政元素以文字、視頻等方式展現給學生，讓學生在課堂上積極討論，引導學生思考，并在課后撰寫有關于思政案例的感想，拓展化工原理課程思政教育的深度。同時，針對學生的課堂學習情況和課后作業情況，任課教師需要從多維度去記錄描述學生的學習情況，并與課堂討論缺乏積極性和主動性的同學進行交流，提高這部分學生參與課堂討論的積極性和主觀能動性，讓學生的學習動機得到升華，學習動力得到增強。任課教師需要及時了解掌握學生的反饋意見，以優化教學內容和教學設計，調整教學方法和考核方式，持續改進教學目標、內容和方法，提高課程思政育人的效果，確保理論教學和思政教育并肩同行，實現知識傳授與價值引領的有機融合，提高化工原理課程的育人質量。

5 結語

化工原理是化工類專業最重要的專業課程之一，是培育新時代德才兼備的新工科化工專業人才的主要課程，其中課程思政教育尤為關鍵。因此，要充分挖掘化工原理課程中的思政元素，保持化工原理課程教學與思政教育并列同行，明確立德樹人的教學目標，提升教師課程思政意識，優化教學內容及教學模式，實施教學反思，做到知識傳授與價值引領的有機融合，進而實現“三全育人”。