化工原理課程思政的探索

［摘 要］目前，把思想政治教育工作貫穿教育教學全過程面臨教師和學生課程思政意識薄弱、工科課程內容引入思政元素難度大的問題。化工原理課程是化工類專業的核心基礎和技術基礎課程。基于化工原理課程思政的現狀，文章對化工原理課程思政的三種強化途徑進行了闡述，闡明了化工原理課程思政的兩種策略，并且給出了六種具體的融合案例，以期為化工原理課程思政教學提供參考，使立德樹人的目標在潤物無聲中落地落實、見功見效。

［關鍵詞］化工原理課程；課程思政；策略

［中圖分類號］G642.0 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2024）21-0093-05

習近平總書記在2016年全國高校思想政治會議上指出，高校思想政治工作關系高校培養什么樣的人、如何培養人以及為誰培養人這個根本問題，要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面[1]。2020年，教育部印發了《高等學校課程思政建設指導綱要》，讓所有高校、所有教師、所有課程承擔好育人責任，守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思政課程同向同行[2]。課程思政指在具體學科教學中把知識傳授與價值引領相結合，運用可以培養大學生理想信念、價值取向、政治信仰、社會責任的題材與內容，全面提高大學生緣事析理、明辨是非的能力，使大學生成為德才兼備的人才[3]。化工原理課程是化工類專業的核心基礎課程，教學時間跨越兩個學期，其內容對于化工類專業的學生來說應用最廣，影響最為深遠[4]。結合化工原理課程的內容，發揮專業課程的德育功能，實現“授業解惑”與“傳道”的有機結合，對人才培養質量的提高意義重大[5-6]。

一、化工原理課程思政的現狀

（一）教師課程思政意識和能力有待加強

教師是實施課程思政的主體，為了實現化工原理課程全程育人和全方位育人目標，高素質教師隊伍的建設是核心[7]。教師不僅要掌握專業知識，而且要深刻認識到課程的育人潛質，深入挖掘其中蘊含的思政元素。目前在化工原理課程教學過程中，部分教師把課程思政看作完成教學任務的負擔，部分教師難以做到把思政元素“隨風潛入”式地融入專業知識的講授過程中。教師如何在傳授專業知識的同時，潤物無聲地塑造學生正確的世界觀、人生觀和價值觀，是教師課程思政能力提升面臨的一大挑戰。

（二）課程內容多、難度大

化工原理課程教學主要圍繞流體流動與輸送，非均相物系的分離、傳熱、吸收、精餾、萃取、干燥等單元操作的理論基礎、過程分析計算和典型設備介紹展開。教學內容具有概念多、公式多、數學模型多、實踐性和綜合性強等特點。雖然課程中的各個單元操作之間由傳遞過程和研究問題的方法這兩條主線相連[8]，但每個單元操作的概念關聯性不夠明顯、公式通用性不強。眾多的概念和公式、抽象的課程內容使學生較難理解、記憶和應用，導致大量的課堂時間用于理解和記憶等認知活動上，這在一定程度上限制了課程思政的開展。再者，由于化工原理課程在專業課程中的基礎性地位，使得最新的科技成果的內容相對缺乏，這加大了課程思政的難度。

（三）學生對課程思政的認知程度不夠

課程思政要想真正落地，其理念不但要深入教師之心，而且要深入學生之心。學生的認同對課程思政發揮積極效果起到不可替代的作用。化工原理課程中蘊含著豐富的思政元素，而學生對這門課程思政教育重要性的認知程度還有待加強。部分學生認為專業技能的學習與提升才是學習的根本任務，把課程思政簡單地認為是“心靈雞湯”或是教師為了吸引學生注意力而講的“故事”，對專業知識的學習沒有任何實際效用。課程思政內容難以被學生真正接受而成為自身道德品質培養的“培養基”，也影響了思政教育的效果。

二、化工原理課程思政的途徑

（一）全面提升教師的思政意識和思政能力

教師的思政意識和思政能力直接影響德育效果[9]。高校應通過會議、講座等方式組織教師學習最新的思政教育方針、政策，使教師深刻認識到教書育人的使命和課程思政的重要性，從而改變教師重知識傳授、輕價值引領的思想觀念。教師要深刻理解課程思政的內涵、目標和要求，深度挖掘專業課程中蘊含的德育元素，不斷充實豐富思政素材，提高課程思政的能力。應經常開展教研活動，引導教師交流課程思政經驗，取長補短，利用團隊的力量和智慧創建共享的思政素材庫。除從課程本身挖掘思政元素外，教師還要加強自身的思想政治學習，提高政治素養，堅定正確的政治方向，增強對化工原理課程思政元素開發的能力。

（二）優化教學內容和方法

化工原理課程內容多且難、課時相對較少，所以應注重線上教學與線下教學相結合，強化學習效果。教師應精心設計上課內容，通過文字、圖片、短視頻等方式把思政元素融入課件中，并制定包含挑戰性計算題、項目案例和專題的學習任務。課前把包含思政元素的課件和學習任務發布到雨課堂、學習通等線上教學平臺供學生學習。通過課前線上學習，使學生完成大部分課程知識的理解和記憶等認知活動，初步體會課程知識中所蘊含的家國情懷、科學精神、工程倫理及哲學思想等。線下教學中，通過講授法、案例探究法、討論法等方法，幫助學生解決學習中遇到的問題，以實現課程的高階性和挑戰性，同時融入思政元素，使學生在學好專業知識的同時深刻領悟專業知識背后的思想價值和精神內涵。

（三）提高學生對課程思政的認知程度

目前，在開展化工原理課程思政的過程中，教師和學生的互動較少，部分學生難以體會到課程思政的本質和目的，使課程思政教學難以達到預期的目標。為此，教師可以在課前布置思政調研預習作業，上課時通過提問或分組討論的方式與學生交流專業知識中所蘊含的道理；可以通過翻轉課堂的方式，讓學生分組設計制作基于思政認知的學習材料，把思政元素融入的數量和質量作為重要的評價依據。此外，改進化工原理課程設計的內容和評價標準，例如豐富選題的內容并要求設計作品中體現出百折不撓的科學精神、安全環保意識和經濟節能意識等思政元素。這些做法無疑調動了學生自主進行思政教育的積極性，加深了學生對專業知識的掌握程度和對思政元素的認知程度。

三、化工原理課程思政的策略

（一）強化課程思政的總體設計

把課程思政作為評價教學大綱、教案和課件的重要指標，使教師明確課程思政是化工原理課程的重要組成部分。在化工原理課程教學過程中，教師首先要夯實學生對單元操作的基本原理、過程計算和分析、典型設備操作和設計以及工程應用案例的掌握。其次，精心設計教學內容，對思政元素的融入點和融入方式進行構思，融入家國情懷、理想信念、安全環保理念、科學精神等元素。通過傳授知識與思政教育的有機融合，讓學生掌握專業知識的同時增強愛國情懷和民族自豪感，領悟專業知識背后蘊含的實事求是、百折不撓的科學精神，強化安全環保、經濟生產意識，并激發專業自信和使命感。在教學過程中，注重教師開展課程思政教學與學生自主進行思政教育相結合，并把課程思政內容體現在學生的期末成績評定中。

（二）注重教學內容與課程思政的融合

1.重視緒論教學，厚植愛國情懷和奉獻精神

緒論是化工原理課程的第一課，也是課程思政的第一陣地，將思政元素融入緒論部分，能為后續的教學以及學生綜合素質的提高奠定基礎。我國化工行業發展史和化工原理課程發展史是化工原理緒論中不可或缺的內容，可在第一課中介紹知名科學家為我國化工行業和化工原理課程的發展所作出的貢獻，培養學生的愛國情懷和奉獻精神。例如講我國化工行業發展史時，可以介紹我國制堿工業創始人侯德榜先生的豐功偉績。侯先生放棄外國的優越條件，帶領祖國的科技工作者建設完善了硫酸廠、氨廠、硫酸銨廠和硝酸廠的整體工程；經過艱苦的探索，發明了節能環保的“侯氏制堿法”，開創了世界制堿工業的新紀元；成功實現了碳化法合成氨流程制碳酸氫銨化肥新工藝的產業化。講化工原理發展史時，可以介紹被譽為“中國化工教育界宗師”的時鈞先生的光輝人生。1938年，時先生放棄了留在美國麻省理工學院任教的機會，回到了當時條件落后的祖國，獻身于祖國的教育事業，長期主講化工原理、化工熱力學等課程，為中國培養了大批高水平的科技人才。侯德榜先生和時鈞先生甘于奉獻的精神和愛國情操能深深打動并激勵學生。

2.依托人名公式和定律培養學生的科學精神

化工原理中有很多以人名命名的公式和定律，如伯努利方程、哈根-泊謖葉方程、傅里葉定律、牛頓冷卻定律、亨利定律等。可在講授這些知識時，介紹創立這些方程或定律的科學家的故事。雖然這些科學家所處的年代和成長經歷不同，但他們取得舉世矚目成績的過程都體現了百折不撓、堅守真理的科學精神。例如伯努利年輕時，他的父親試圖讓他經商和學醫，但他堅持研究數學和力學，于1738年出版了一生中最重要的著作《流體動力學》。再如傅里葉9歲時父母雙亡，被當地教堂收養，但坎坷的人生經歷沒有磨滅他追求真理的意志，沒有阻礙他在科學道路上不斷探索的腳步。傅里葉關于熱傳導的論文《熱的傳播》受到了當時權威科學家的打壓和否定，但他以百折不撓的精神對論文進行擴充，最終成就了劃時代的經典巨著《熱的解析理論》。通過科學家曲折的人生經歷和奮斗歷程，春風化雨般地深化學生對理想信念和科學精神的認知[10]。

3.利用中華優秀文化和偉大創舉培養學生的民族自豪感和認同感

我國很多優秀文化中體現了化工原理的基本知識。例如南唐詞人馮延巳的《謁金門》第一句“風乍起，吹皺一池春水”，把“液體不能承受切向力，任何微小切向力都會引起液體的變形流動”的特性描繪得栩栩如生；唐代詩人王維的《使至塞上》中，“大漠孤煙直”形象地體現了流體層流時的狀態。我國很多偉大工程也蘊含了豐富的化工原理。例如4000多年前，大禹所采用的疏通河道和拓寬峽口的治水策略符合連續性方程原理，即流體的流通截面積越大，流速就越小，河水通過時對河岸的破壞就越小。熱管是一種以真空相變原理工作的特殊類型的換熱器。我國科學家把熱管技術創造性地應用于青藏鐵路的修建過程中，解決了路基凍土層在夏天融沉和冬天凍脹的問題，建成了舉世聞名的青藏鐵路。熱管技術的應用使得青藏鐵路在凍土地區的運行速度遠遠超過世界同類鐵路的平均速度。把我國人民創造的優秀文化、輝煌成就融于化工原理課程教學，既能加深學生對專業知識的理解，又能增強學生的民族認同感和自豪感，激發其愛國熱情。

4.引入化工設備（技術）改進案例，培養學生的創新精神和責任擔當

化工原理研究的是化工生產過程中的物理操作，即單元操作，而物理操作在很大程度上決定了生產過程的經濟性和生產技術的先進性[8]。精餾是化工生產過程中非常重要但能耗很大的單元操作。北京化工大學的李群生教授團隊研發了精餾—其他分離（結晶、萃取、膜分離等）聯合節能技術，解決了沸點相近的物系采用單一精餾能耗較大的問題。該技術已在15家大中型企業實現了工業化應用，采用此項技術后，節能減排效果顯著，企業的利潤明顯增加。化工設備的集成化設計有利于減少化工單元操作，進而減少化工設備的投資和操作費用。菏澤學院的韓國鵬團隊創新性地設計并成功實現了“吸收—催化—分離”的偶合操作：環氧丙烷和二氧化碳以氣態形式進料，被吸收在多孔催化劑上發生反應，生成的碳酸丙烯酯液態產品和氣態反應物及固態催化劑自動分離；集成設備單程轉化率高達30%，反應選擇性高達99%[11]。在化工原理課程中引入化工設備（技術）改進案例，把身邊的教師所研發的優秀成果引入課堂，可以開闊學生的視野，有效地調動學生聽課的積極性，增強學生參與教師科研創新活動的興趣和決心。

5.嵌入哲學思想，培養學生的辯證唯物主義科學思維

化工原理中蘊含豐富的哲學思想。例如離心泵能量方程和固體顆粒床層當量直徑計算式的推導、對流傳熱系數和傳質速率計算式的建立都用到了數學模型法。在對實際過程進行簡化建立數學模型的過程，體現了解決問題要抓主要矛盾的哲學思想。強化總傳熱系數和總傳質系數時要想辦法減小較大的阻力，體現了解決問題要抓主要矛盾的哲學思想。對立統一規律在化工原理中多有體現。例如管徑的選擇、吸收塔液氣比的選擇及精餾塔回流比的選擇，都體現了設備費用和操作費用是一對既互相制約又互相聯系的矛盾。體現從量變到質變規律的素材在化工原理中也多次出現。例如流體流動形態隨著流動速度的逐漸增大由層流發展為湍流，固體顆粒床層隨著流體流速的增大由固定床發展為流化床最后到稀相輸送床，塔設備內隨著液相流量或氣相流量的增大出現液泛現象，這些都體現了量變到質變的哲學觀點。在教學過程中融入哲學思想可以啟迪學生智慧，幫助學生透過復雜的現象認清事物的本質，從而培養學生的科學思維能力。

6.結合實踐項目提升學生的安全環保、經濟生產意識和團隊協作能力

學科競賽是對課堂教學的有效補充[12]。雖然每年都會有幾次各級化工設計大賽，但由于場地或時間的限制，主辦方通常會限制參賽的組數，因此只有少部分學生能通過參賽得到鍛煉。為此，在教學過程中可以把往年部分省級或國家級化工設計大賽題目作為實踐項目，讓學生分組完成設計過程和設計說明書，并把學生的設計成果中所體現的節能環保和安全生產理念作為評價的重要指標。為完成任務，學生要設計工藝流程。在完成多個工藝流程設計的過程中，學生要查閱資料，比較不同流程的環境友好程度和經濟性。確定好工藝流程后，學生需通過軟件進行模擬計算，計算過程調整參數時也要考慮生產的安全性和經濟性。學生在不斷調整參數以達到最佳結果的過程中，培養了百折不撓的科學精神。通過實踐項目，不僅可以提高學生理論聯系實際、實踐創新、團隊協作和抗挫折的能力，而且可以將安全環保、經濟生產意識厚植于學生內心深處，并在實踐中實現知行合一[13]。

四、結語

化工原理課程的教學過程中，教師應在明確課程思政是必不可少的教學環節的基礎上，積極發掘課程中蘊含的思政元素，精心設計課堂教學；改進教學方法并增強學生對課程思政的認知程度，使課程思政融入專業教學之中，真正發揮化工原理課程在培養學生的家國情懷、科學精神、創新意識、安全環保、經濟意識以及辯證唯物主義科學思維中的作用和價值，使立德樹人的目標在潤物無聲中落地落實、見功見效。

［ 參 考 文 獻 ］

[1］ 習近平在全國高校思想政治工作會議上強調：把思想政治工作貫穿教育教學全過程" 開創我國高等教育事業發展新局面[N].人民日報，2016-12-09（1）.

[2］ 教育部關于印發《高等學校課程思政建設指導綱要》的通知[EB/OL].（2020-06-01）[2024-05-12].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

[3] 以“課程思政”為抓手構建大思政格局[EB/OL].（2018-01-09）[2024-05-12].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/xw_zt/moe_357/jyzt_2018n/2018_zt01/zt1801_gddx/201801/t20180109_324057.html.

[4］ 陶海燕，王艷，趙麗鳳.基于滲透理論化工原理教學與課程思政融合探索[J].化工時刊，2022，36（4）：37-39.

[5］ 王晟，張曉艷，石麗蕓，等.化工原理課程思政案例教學的探索實踐[J].化工時刊，2022，36（7）：56-59.

[6］ 趙彥巧，張鑫，李建穎，等.課程思政在“化工原理”教學中的設計與思考[J].教育教學論壇，2022（2）：160-163.

[7］ 陳強，胡勝楠，俞同文.“化工原理實驗”課程思政建設[J].教育教學論壇，2023（42）：146-149.

[8］ 柴誠敬，賈邵義，張鳳寶，等.化工原理：上冊[M].北京：高等教育出版社，2016.

[9］ 王立紅，李田田，郝永佳.《化工原理》課程思政元素的挖掘與實踐[J].廣州化工，2022，50（24）：203-205.

[10］ 胡磊，吳真，周守勇，等.化工原理教學中課程思政教育的探索與實踐[J].廣州化工，2020，48（9）：190-192.

[11］ HAN G P，XU M L，FAN H L，et al.A tailoredIL@M OF catalyst for the rapid chemical fixation of CO2 using fixed-bed reactor based on the coupling of reaction and separation under ambient conditions[J].Catalysis Communications，2023（174）：106592-106599.

[12］ 許晶，欒敏杰，孫佰賀，等.化工原理教學、實踐及競賽三位一體課程體系初探[J].化工時刊，2021，35（4）：56-58.

[13］ 于魯汕，王平，黃昊飛，等.化工專業“課程思政”教學融合的實踐探索在專業課教學中的政治思想與工程倫理教育[J].高教學刊，2020（21）：189-193.

［責任編輯：黃緊德］