“化工原理”课程思政教学创新与实践

2021-11-12 20:48袁新松刘晓倩曹海梅张晖郑斌朱金苗
安徽化工 2021年3期
关键词:化工原理化工原理

袁新松,刘晓倩,曹海梅,张晖,郑斌,朱金苗

(合肥师范学院化学与化学工程学院,安徽合肥230601)

“化工原理”是高等院校化工专业的一门基础核心课程,在四大基础化学、高等数学、大学物理等基础课程与“化学反应工程”“化工分离技术”“化工传递”等专业课程之间起到承上启下的作用,具有较强的工程实践性,非常重要而且有一定难度。为提升学生学习“化工原理”的动力,提高学习效果,并在教学过程中对学生进行思政教育,引导学生树立正确的人生观和价值观,达到要教书更要育人的目标,本文结合本人及本课程组的教学经验,就“化工原理”课程思政的教学任务和目标、思政元素挖掘以及教学方法等提出一些观点和体会。

1 教学任务和目标

“化工原理”课程思政的主要教学任务:培养学生运用辩证唯物主义的世界观和科学的方法论分析和解决化学工程实际问题的能力。将专业知识教学和思政教育进行融合,将立德树人的教育理念贯穿于专业知识教学当中。

主要教学目标:要求学习者掌握动量传递、热量传递和质量传递三种传递现象的基本原理,以及各种单元操作中相关设备的设计、选型、操作;同时,要求教师严于律己,注重对学生科学思维能力及职业素养的培养,并用严谨的学术态度和尽职尽责的精神去感染学生,在培养和提升学生专业能力的同时,引导学生树立正确的人生观和价值观。

2 课程思政元素的挖掘

2.1 将辩证唯物主义的哲学思想融入“化工原理”课程教学

不同的化工单元操作之间存在一些共性,并且所有化工单元的操作均涉及到三种传递现象或者它们的组合。如传递过程的速率都等于其推动力除以阻力,体现了“认识事物,要透过现象抓住本质”的哲学观点;雷诺实验中,流体流速较低时,其流动型态为层流,随着流速逐渐增大,流体的流动形态最终发展为湍流,该过程体现了“量变引起质变”的哲学观点。

对立统一规律在整个“化工原理”的教学过程中随处可见。在吸收过程吸收剂用量的计算中,如果吸收剂用量减小(即操作费用减小),则操作线越接近平衡线,吸收的推动力也随之减小。为了达到一定的吸收速率,需要增大气液接触面积(即增大设备费用)。操作费用越小,设备费用越大;相反,操作费用越大(吸收剂用量越大),则设备费用越小(吸收塔尺寸越小)。显然,投资费用和操作费用是一对矛盾,它们之间既互相制约又互相联系,要降低操作费用,投资费用必然增大,反之亦然。因此,必须寻找一个平衡点,选择一个适宜的吸收剂用量,使吸收过程的总费用最低。

2.2 将爱国主义精神融入“化工原理”课程教学

为强化学生的爱国主义思想,我们在本课程教学过程中会介绍一些我国老一辈化工学者的感人事迹和主要贡献。比如,我们在绪论中介绍化学工业发展史时,会讲解我国著名的化学工业先驱侯德榜先生的光辉事迹,及其在化工领域的三大主要贡献。侯先生对我国化学工业的贡献值得我们永远铭记!

时钧先生是我国著名的化学工程学家、教育家。他1935年赴美留学,并于次年获得缅因大学造纸专业硕士学位,随后赴麻省理工学院专攻化学工程。1938年,他婉言谢绝了麻省理工学院化工系主任怀德曼(Whitman)教授的盛情挽留,放弃了在美国优越的科研平台和生活条件,毅然回到灾难深重的祖国,将一生奉献给祖国的教育事业。

时钧先生长期主讲“化工原理”等课程,为祖国培养了大批杰出人才(其中两院院士16人)。2001年2月16日下午,先生在90岁高龄时加入了中国共产党。先生爱国爱党的坚定信念、严谨治学的优良作风以及甘为人梯的崇高精神,永远是我们学习的榜样!

2.3 将科学精神的培养融入“化工原理”课程教学

“化工原理”课程中包含大量以科学家名字命名的原理、定律及公式,如傅里叶定律、范宁公式、费克定律等,这些规律的发现都离不开科学家不怕艰险、孜孜以求的探索精神。

傅里叶(Jean Baptiste Joseph Fourier,1768~1830)是法国著名数学家和物理学家,在大学数学课程中我们对“傅里叶级数”“傅里叶积分”以及“傅里叶变换”等概念即已熟悉,但是,傅里叶本人充满艰辛的成才之路及其在科学道路上坚持不懈、上下求索的故事很多同学可能并不知道。傅里叶出身贫寒,9岁时因父母先后离世而沦为孤儿,他从小即对数学表现出浓厚的兴趣和极高的天赋,可是在法国大革命期间,他的成才之路充满波折,极为坎坷。傅里叶的一部代表作——《热的解析理论》,是科学史上公认的一部划时代的经典巨著。然而在这部巨著出版之前,傅里叶所投递的相关研究论文却多次遭到拉格朗日等法国著名科学家的否定。他以不畏艰辛、坚持不懈的精神对论文中的部分内容进行了多次完善和扩充,决心将该论文中的数学部分扩充成一本书,最终,出版了这部巨著。傅里叶在极其艰辛而坎坷的条件下,能够始终以坚定的信念和执着的态度对待科学事业,令人钦佩,值得我们学习。

2.4 将绿色发展和环保理念的培养融入“化工原理”课程教学

在讲解沉降和过滤分离时,我们会讲到沉降室可分离粒径大于50μm的粗颗粒;旋风分离器能分离5~10μm的颗粒,但无法分离粒径更小的颗粒;严重危害人类健康的PM2.5等粒径更小的颗粒则需要借助袋滤器、电除尘器、膜分离等手段进行分离。在此基础上介绍粉尘和雾霾等污染物的危害及治理的方式,讲授化工分离技术的同时,增强学生的环保意识。

在讲解气体吸收时,我们会讲到工业废气中往往含有二氧化硫、氧化氮及挥发性有机物等有害成分,其主要来源于化石燃料等不可再生能源燃烧,通常可采用吸收的方法进行脱除。引导学生了解煤焦化、煤气化等洁净煤技术、可再生能源和绿色化工的概念。

3 课程思政的教学方法

首先,教学目标要明确。要将教学目标凝练于课程标准并具体体现在教案当中,落实于教学过程中的各个环节,使本课程专业知识的教学与思政教育密切融合。课程思政只有把握好了时机及深度,才有吸引力、说服力和生命力,否则,容易给学生造成刻意说教的印象,影响教育的效果。

其次,课程思政讲授的内容贵在精而不在多。思政教育若过多,不但会引起学生的反感,起不到课程思政教育的作用,而且会影响课程专业知识的学习和教学任务的完成,使结果适得其反。所以,思政教育的素材要精挑细选、精心准备,要抓住关键点,必要时宁缺毋滥,并在课程教学过程中找准切入时机,使思政教育与专业知识的传授高度融合、齐头并进。

再次,思政教育设例要准确、巧妙。优质的思政设例有助于学生对相关概念的理解,不仅使学生学习更有激情,还能够引发学生自发地思考和积极地讨论。

最后,不应局限于“专人思政”,也不应局限于课堂教学。要突破传统的教学观念、教学空间和时间的限制。要由“专人思政”“课堂思政”的传统教学观念向“人人思政”“时时事事处处皆可思政”的现代教育观念转变。教师应充分利用“学习通”“雨课堂”等网络教学平台,将本课程教学的时间和空间进行拓展和延伸。

4 结束语

“化工原理”课程思政教学的主要目标是专业知识教学和思政教育的高度融合,以达到在教书的同时育人的目的。教学过程中应注重思政元素的挖掘及其准确、巧妙运用。在此基础上,形成课程标准、ppt电子教案、习题集与答案等基础教学资源,以及网络课件、教学录像、线上课堂及答疑平台等拓展资源。在保障本课程教学效果的同时,扩大课程建设的成果、受益面和共享效果。

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