化工类研究生专业课融入课程思政加强学习效果的探索与实践
——以“化工传递过程”为例

2022-02-12 12:44莫文龙苑君容马凤云任铁真刘晓玲黄雪莉
化工时刊 2022年11期
关键词:流体化工流动

莫文龙 苑君容 马凤云 任铁真 刘晓玲 高 歌 黄雪莉

(新疆大学 化工学院,新疆 乌鲁木齐 830046)

习近平总书记高度重视教育,十分关心高校思想政治工作。2016年以来,在全国高校思想政治工作会议、全国教育大会、学校思政课教师座谈会上多次作出重要讲话,围绕落实立德树人根本任务,坚持社会主义办学方向,加强党对教育工作的全面领导,提高学生思想政治素质,加强教师队伍建设,推动高校思想政治工作改革创新,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人,提出了一系列高瞻远瞩的新思想、新观点。

为进一步落实习近平总书记关于教育的系列重要讲话精神,进一步挖掘“化工传递过程”知识点中所蕴含的课程思政元素,作者根据近年来在“化工传递过程”教学中的体会,以及学生在学习中的表现和反馈的问题,从马克思主义基本原理、思想道德修养与法律基础、中华优秀文化等方面挖掘出了一些课程思政点,并将这些思政点应用于教育教学全过程。

1 “化工传递过程”的课程地位

“化工传递过程”是化工类专业的专业理论核心课,它注重从理论深度揭示各种单元操作过程和设备的基本原理。该课程结合特定的单元操作过程和设备深入研究动量、热量和质量传递现象,并归结为速率问题进行综合探讨,同时研究和归纳三类传递现象基本理论之间存在的类似性[1]。

2 “化工传递过程”的课程思政点

2016年3月30日,教育部印发的《关于全面深化课程改革,落实立德树人根本任务的意见》中明确指出:“课程是教育思想、教育目标和教育内容的主要载体,集中体现国家意识和社会主义核心价值观,是学校教育教学活动的基本依据,直接影响人才培养质量”[2]。当前,课程思政的教育理念在高等教育中已深入人心,尤其是专业课教师,已逐渐从自发到自觉,把知识传授、能力培养与价值引领有机结合起来,坚持育人导向,回归课程之本,体现育人功能,全面落实立德树人根本任务[3]。在“化工传递过程”的教学实践中,作者结合近几年的授课经历,初步归纳了马克思主义基本原理、思想道德修养与法律基础、中华优秀传统文化等方面的思政点。

2.1 马克思主义基本原理相关思政点

2.1.1 任何事物都不可能孤立存在,要以辩证统一的观点看问题

“化工传递过程”学习过程中,往往需要把前后所学知识点进行联系。知识点之间往往存在着内在的关联,具有某种逻辑关系。马克思主义基本原理中的辩证思维方法是人们认识事物的科学的、正确的思维方法,主要包括分析与综合、归纳与演绎、从抽象到具体、历史和逻辑的统一等等。要将辩证的思维方法运用到自己的学习中去,才能更加深刻地把握知识,理解问题的本质。比如,在“化工传递过程”的教学中,学生学习了黏度和动量传递的机制(牛顿黏性定律)之后,推导圆管内流体层流的速度分布时就用到牛顿黏性定律,因此学习过程可以看成是一个不断联系并获得新认知的过程。

2.1.2 学会让数字说话,感受量变引起质变的普遍规律

理工科各类专业课程的学习,离不开数学方面的基础知识。要学会从数量上分析具体的变化情况,分析客观事物发展中的数量界限,以及由数量变化引起的性质变化,从而揭示此类问题隐含的规律,进而解决具体问题。例如,当雷诺数小于2 100时,管内为层流;雷诺数在2 100~4 000之间时,圆管内的流型由层流过渡到湍流;雷诺数大于4 000时,流型已完全转变为湍流。而对于一定体系的流体,雷诺数的增加源于速度的提升。因此,流体在管内流动过程中,随着速度的增大,雷诺数随之增大,表面看来是“量变”问题,但当这种“量变”累积到一定程度,流动的“型态”就发生了变化,即导致了“质变”。由此,引导学生深刻认识“量变引起质变”的普遍规律。

2.1.3 绝对是暂时的,相对是永恒的

在流体流动相关理论的讲解过程中,会强调随体导数的概念。举一个生动的例子,即观察河流中鱼的浓度(单位体积里鱼的条数)有3种方式。第一,站在桥上看桥下水中的鱼;第二,乘着快艇迅速查看河中的鱼。显然,第一种方式位置固定,只能看到桥下的鱼随时间变化的状况;第二种方式把水中的鱼想象为位置不变,逐个区域去看。这两种方式都是暂时的绝对概念,未真实反映河中鱼的浓度分布情况。那么如何把这种永恒的相对描述得更为恰当呢?我们引入了“随体导数”的概念,即第三种方式,假设有一叶小舟,其运动轨迹与稳定水流相同,既能看到鱼的游动,又能随着水流观察流过位置的鱼的浓度。因此,“相对论”是我们永远探索的主题,引导学生养成“相对”看问题的思维习惯。

2.1.4 要关注事物的个性特征,更要把握事物的共性规律

在学习“层流流动的速度分布”内容时,基于动量衡算讨论了通过圆管的流动、通过平板的降膜流动、通过环隙的流动以及球体表面的爬流这几种典型流动模型的动量变化情况,结果显示这几种动量衡算的具体公式各不相同。通过观察,可以发现这些具体公式都是从动量衡算基本通式出发,结合流动空间模型分析讨论而得到。再如,“化工传递过程”所讨论的3种传递现象,即动量传递、热量传递、质量传递,表面上是描述各种不同现象的传递规律,但三者之间具有类似的表达公式,即传递通量=系数×传递量的梯度。这就需要在教学过程中引导学生去发现这些共性特征,从个性特征中总结出共性规律,使学生了解并掌握这种方法,更加科学地学习各部分知识点。

2.2 思想道德修养与法律基础相关思政点

2.2.1 严于律己,没有完全的自由人

授课过程中不断给学生强调,在日常学习和人际交往中,一言一行应遵循法律法规、道德准则和行为规范,严格要求自己、约束自己、修养情操、完善品德,这是终身受益的良好习惯。如在流体受力分析的学习过程中,给学生讲清楚流体不会独立存在,会受到空间限制和力的作用,并通过这种作用发挥流体的运输和传递功能。进而引申“没有完全的自由人”,个人的存在和活动必然与社会大环境密不可分,应该遵守共同的规范,营造良好的社会秩序。

2.2.2 不要因小失大,应自觉从小事做起

教学过程中,严格要求学生不迟到早退,不抄袭作业,考试不作弊,严格遵守学校的要求和规章制度,从小事做起,从身边做起,养成良好的行为习惯。在本课程的学习中,每节课都会要求学生记录重要知识点,发现抄袭的情况会及时对其进行批评教育。

2.2.3 解决学的问题,目的是要解决用的问题

“化工传递过程”是理论性较强的课程,也正因如此,本课程所学内容在化工生产的各方面都有所涉及。学生不仅需要理论知识过关,更需要理论联系实际。在讲解过程中,力求多涉及一些生产中的例子。基于这一思路,作者结合“化工传递过程”“化工原理”和“化工工艺学”基础知识,在指导学生实习过程中,讲解重要化工设备的原理、功能与注意事项,提高学生对实际装置的兴趣,营造良好的求知氛围[4]。再如,《化工传递过程》教材第一部分流体流动的内容明确显示,动量传递在生产上会影响到流体在化工设备中的空间分布或停留时间分布,对分离和反应设备的工作效率和化工设备放大有重要影响。教学实施过程中,需结合生产实践对研究和学习的相关内容进行更加深入的探讨,这样学生学到的东西才是更加实用的,才能适应日新月异的科学和技术进步[5]。

2.3 诗词、歇后语等中华优秀传统文化思政点

2.3.1 引用优秀古典诗词凸显文化自信

2.3.1.1 关乎理想与现实的中国诗词

如从理想流体机械能守恒方程和实际流体机械能守恒方程,引申至“理想与现实的较量”,进而通过对比引出中国传统文化中关乎“理想与现实”的优秀诗词,如“咬定青山不放松,立根原在破岩中”“老骥伏枥,志在千里。烈士暮年,壮心不已”“大鹏一日同风起,扶摇直上九万里”等,凸显中华优秀古典诗词的现实意义,提升学生对我国传统诗词的文化自信。

2.3.1.2 等分子反向扩散的“和谐”心态

在学习等分子反向扩散知识点的过程中,引导学生认识到这个世界是平衡的,也应该是和谐的,进而带领学生用心体会社会主义核心价值观“和谐”的伟大意义。通过引用古典诗词,如“宠辱不惊,闲看庭前花开花落;去留无意,漫随天外云卷云舒”“问君何能尔?心远地自偏”等,强调遇到任何事情首先要调整好心态,注意用“平衡”“和谐”的思想调整心态。

2.1.3.3 站在不同角度看问题的经典诗词

从物质传递的相平衡方程的三种表达方式引出“站在不同角度看问题”“一千个读者有一千个哈姆雷特”等辩证思维,重点阐述中国诗词中的辩证思想,如“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”“不畏浮云遮望眼,只缘身在最高层”“问渠那得清如许,为有源头活水来”“欲穷千里目,更上一层楼”等,引导学生坚定文化自信。

2.3.2 多用歇后语凸显所学知识的普遍性与通用性

2.3.2.1 “搂草打兔子”重视意外之喜

“化工传递过程”注重的是对基础原理的理解和掌握,涉及的知识点非常多,这就要求学生一方面注意回顾学习过的知识,另一方面注重知识的拓展和延伸,从本门课程中获得意外的知识收获,如同“搂草打兔子”。如在学习流体流动、对流传热等过程中,可引入飞机为什么能飞起来、“蛟龙号”潜水器运行过程的受力情况、载人航天飞船与气流摩擦生热如何移除等等问题,激发学生的学习兴趣。如此举一反三可进一步提升学生的发散思维能力。

2.3.2.2 看书读书,不能小和尚念经——有口无心,应做到“人到、眼到、心到”

在学习过程中,许多学生只是对课本知识机械地进行学习,并没有全身心地投入进去,难以做到要求的思考和创新。关于这一点,教师的引导非常重要。授课过程要对知识点进行拓展与挖掘,以体现课程的创新性、高阶性和挑战度。同时要求学生在学习过程中,沉浸到学习中去,用心多思考,而不是机械性地学习老师所讲授的内容。教师可以在课程的教学中,经常性地与学生进行互动问答,学生回答的过程就是思考的过程。

2.3.2.3 听话听声,锣鼓听音

“听话听声,锣鼓听音”,要明白话里的真正意思,善于聆听弦外之音。学习也是一样,不仅要看明白书本上的话语、老师所讲的内容,更要清楚知识点背后所蕴含的更深层的意思。如在学习了圆管内层流流动的速度计算公式之后,需要对管内速度分布的基本方程进行变形和引申,并由此联想到,流体通过环隙的流动因流动空间的不同,会获得不同的速度分布方程。

3 结语

“化工传递过程”课程在化工专业的学生培养中,注重从理论上揭示各种单元操作过程和设备的基本原理,专业性强,也具有一定的难度。作为我校化工类研究生的专业核心课,通过近些年的建设,此课程思政教学改革取得了一定的成效。作者结合“化工传递过程”课程实施过程中的体会,对于在课程中怎样融入课程思政点进行了思考和实践。针对课程难度较大、学生理解困难的现象,从思政角度提出了加强学习效果的“教”“学”建议,仅供参考。

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