对新工科专业课程思政的探索和实践——以“燃烧理论与污染控制”课程为例

李 莹，孙玉兵

（华北电力大学 a.控制与计算机学院；b.环境科学与工程学院，北京 102206）

一、课程简介

2016年，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调，其他各门课都要守好一段渠，种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。培养什么样的人、如何培养人、为谁培养人需要贯穿、融入教学、学科、管理等各类人才培养体系。目前高校都如火如荼地开展课程思政的建设和改革，着力将立德树人根本任务和社会主义核心价值观贯穿教书育人的全过程。课程思政是高校思想政治工作的重要组成部分，要求所有教师在教学过程中正确运用马克思主义立场、观点和方法，在课程教学中实现知识传授和价值引领有机结合，积极引导学生成为核心价值观的践行者和社会主义的建设者。本文以“燃烧理论与污染控制”课程为例，通过挖掘思政元素，开展思想政治教育，将知识传授、能力培养和价值塑造相得益彰，使立德树人根本任务润物细无声地贯彻整个课程，为新工科类专业探索课程思政教育提供参考依据。

21世纪以来，随着人口剧增、城市化和工业化快速发展，资源消耗、生态破坏和环境污染严重。为了人与自然和谐共生，我国坚持走可持续发展道路。“燃烧理论与污染控制”课程主要研究着火理论和各种环境污染物的控制技术，是能源环境专业的专业课程之一。要求学生掌握基本理论和原理、污染控制技术，培养学生应用专业知识分析解决问题的能力。主要内容包括燃烧基本概念、热（动）力学、燃料的着火理论、液体燃料的燃烧、煤的热解及挥发份的燃烧、焦炭的燃烧、硫氧化物和氮氧化物污染控制。从燃烧发展历史、基本内容、影响因素、技术应用和发展前景等知识体系中挖掘课程思政元素例，如人格魅力和道德情操、人与自然和谐共处、内外因辩证原理、科学素养与工匠精神、爱国情怀和时代使命感等（图1）。对上述思政元素进行全面分析和科学论证，确保专业知识传授和价值引领相一致，避免出现专业课和思想政治理论课“两张皮”现象。同时，采用翻转课堂、线上线下相结合的信息化技术和实践教学法（小组讨论、增设综合性实验）等，加深学生对燃烧理论的理解，帮助学生更好地掌握各种大气污染物的控制技术，深化和拓展思想政治教育在新工科的应用。

图1 “燃烧理论与污染控制”知识体系和思政元素

二、课程思政元素

2020年5月28日，教育部下发的《高等学校课程思政建设指导纲要》明确要求，所有高校、所有学科专业全面推进课程思政建设，落实立德树人根本目标。课程思政是指不同专业课需要全员、全程、全方位（“三全育人”）开展思想政治教育，将思想政治教育融入课程教学和改革各环节，实现立德树人的目的。课程思政的宗旨是在传授专业知识过程中，润物细无声融入各种育人元素，帮助学生树立正确的世界观、价值观和人生观，促进学生全面发展。

（一）通过介绍燃烧理论发展史，增强学生人格魅力和道德情操

燃烧理论最早可以追溯到中国古代的五行学说（金木水火土，火是组成世界万物的基本元素之一）。17世纪德国的斯坦尔提出燃素论（物质是否燃烧归因于是否含有一种无重量的燃素），18世纪末法国的拉瓦锡提出燃烧氧化学说（发现金属在空气中燃烧质量反而增加，空气体积减小），推翻燃素论，真正揭示了燃烧的本质，从而使燃烧成为一门科学。19世纪以来，燃烧理论发展更加深入（如热力学、热化学、着火理论、反应流体学、计算燃烧学等）。通过介绍燃烧理论的发展史，讲述这些科学家的光辉业绩和先进事迹，不仅能够提高学生的学习兴趣和科学研究热情，而且可以培养学生科学严谨的学习态度及积极向上的爱国精神。

（二）通过介绍燃烧理论和污染控制，提高环境保护及人与自然和谐共处意识

通过系统学习燃烧理论及其固气液态燃料的燃烧特点，了解各种环境污染物危害及其产生机理。根据可持续发展要求，树立尊重和保护自然的生态文明理念，实现人与自然和谐共生，是生态文明社会的根本所在。早在19世纪，针对人与自然的关系，恩格斯提出：“我们不要过分陶醉于我们人类对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们。”《马克思恩格斯全集》第三卷指出，自然界给人类的生存提供物质基础，没有自然界就没有外部的感性世界，人就什么都不能创造。马克思对自然辩证法和实践论认识深刻，认为作为认识主体的人是自然界的一部分，正在能动地改造自然、发展自然。因此，人与自然的关系相互依赖、相互制约、和谐共生。

（三）通过研究影响燃烧的因素，应用内外因辩证原理

燃烧理论的发展史也是科学技术的发展史，通过介绍燃烧理论的发展史，能够增强学生对科技发展的认识。科技作为第一生产力，不仅是马克思主义的生产力理论的主要内容，也是现代科技发展的必然结果和重要特征。影响燃烧的因素多而复杂（例如可燃性、助燃物、着火点、组成、浓度、初始温度、容积尺寸、含水量、风速、固体燃料的密度、颗粒大小和导热性），我们需要根据内外因辩证原理进行分析。内因是事物自身运动的源泉和动力，是事物发展的根本原因，外因是事物发展的第二位原因；内因是变化的根据，外因是变化的条件，外因通过内因起作用。通过内外因辩证原理分析发现，物质的可燃性是燃烧的内因，其他因素（例如着火点、阻燃物、温度）等都是外因。通过引入内外因辩证原理，能够提高学生正确运用马克思主义观点、方法分析问题的能力，进一步提高学生对人与自然和谐共生的理解，培养学生学习能力。

（四）通过应用污染控制技术，培养学生科学素养和工匠精神

“燃烧理论与控制污染”课程系统介绍了颗粒污染物、SO和NOx等环境污染物的控制技术。目前，我国能源结构仍以煤炭为主，煤炭在燃烧过程中产生大量粉尘、SO和NOx等大气污染物。2020年，全国粉尘、SO和NOx排放量分别达到611.4、318.22和1019.65万吨。大气中SO和NOx的控制技术主要是湿法脱硫（石灰石-石膏法）和选择催化还原法脱氮（氨水法）。通过介绍每种控制技术在创新、精益和专注等方面体现的工匠精神，以及这些技术发明者的职业精神（职业道德、职业能力和职业品质），培养学生科学素养（耐心、协作和坚持）和精益求精的工匠精神。通过学习课程中生态环境的重要性，使学生了解了污染控制在国民经济建设中的作用和地位。

（五）通过介绍燃烧理论和污染控制技术发展趋势，提升学生爱国情怀和时代使命感

随着燃烧理论和污染控制技术的发展，粉尘、SO和NO污染控制技术日益成熟，但是CO捕获效率低，主要污染物排放量巨大。据报道，2019年全球CO排放达到336亿吨，我国近100亿吨，大气中CO含量达到414.8ppm，然而2020年由于COVID-19疫情，导致石油使用量大幅减少，CO排放量降低8%。我国2020年向全世界庄严承诺：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取在2060年前实现碳中和。据估计，2030年我国碳峰值约为102.7亿吨，为了实现“双碳”目标，除了节能减排和调整能源结构外，还需对排放的碳进行捕获、转化利用和地址封存等，因此，在2060年前实现碳零排放任重道远。天下兴亡，匹夫有责。我们应着力培养学生建设生态文明社会、幸福美好家园的意识和时代使命感。

爱国情怀是中华民族的精神品质，激励中华儿女为社会进步和祖国发展而不懈奋斗。新时代的爱国情怀包含民族精神（自强不息、勤劳勇敢、团结统一）和时代精神（与时俱进、淡泊名利、勇于创新）。通过燃烧理论和污染控制技术的课程思政教学，进一步提升学生的爱国情怀和时代使命感。

三、教学方法

通过使用翻转课堂、信息和实践法对“燃烧理论与污染控制”课程思政进行探索和实践，为新工科专业的课程思政提供有效途径。

（一）翻转课堂法

围绕上述思政元素，通过互动性和启发性的翻转课堂形式，从而达到“燃烧理论与污染控制”课程思政的教学目标。翻转课堂法不仅能让学生有效地巩固理论知识，加深对基本原理的认识，而且是培养学生掌握科学方法和提高动手能力的重要环节。

（二）应用信息技术线上线下相结合多种教学模式

积极运用雨课堂、课堂派、腾讯会议等信息技术，结合线上线下多种教学方法，使教学形式多样化、课堂更有活力。多种教学形式的探索和实践，不仅能够拓展学生的知识面，而且可以提高学生对专业课程的理解。

（三）实践教学法

马克思实践论指出，人们从感性认识到理性认识的过渡需两个条件：理性思考对感性去伪求真；勇于探索、深入调查。因此，我们采取实践教学法（例如小组讨论和综合性实验）让学生对专业知识从感性认识转变为科学认识。实行小班教学，采用分组讨论的形式，学生和教师一起成为课堂的参与者，激发学生的学习兴趣；在讲授相关理论知识的同时，开展综合性的实验，即让学生自主设计实验方案、独立完成实验操作，学会测试和分析实验数据，掌握基本的实验操作技术，让学生明白综合性实验的严谨性与科学性，不仅能培养学生的动手能力，而且可以让学生从低阶能力学习（记忆、掌握和理解）转变为高阶能力学习（分析、评价和创新）。在掌握专业知识的基础上，将理论学习与实践操作相结合，能够提高学生解决实际环境污染问题的能力。

总之，以课堂讲授为主，采用翻转课堂、小组讨论、线上线下教学、课后反馈和综合实践等多种教学方式，潜移默化地寓思政元素于多样化的课堂教学中，能够实现立德树人的根本目标。

结语

高校实施课程思政教育是贯彻立德树人的重要途径。依托“燃烧理论与污染控制”课程思政，挖掘课程思政元素，确立思政元素的切入点，打造知识传授、能力培养和价值塑造三位一体的教学目标，构建全员、全程和全方位的育人格局。从燃烧发展历史、基本内容、影响因素、技术应用和发展前景等知识体系中，着力挖掘人格魅力和道德情操、环境保护及人与自然和谐共处、内外因辩证原理、科学素养及工匠精神、爱国情怀和时代使命感等课程思政元素，践行社会主义核心价值观，对培养德才兼备的人才具有现实意义。

当然，我们需要通过对结课后的学生进行问卷调查、走访和网络形式来评价课程思政的效果。针对学生的问题，我们将对课程中的思政元素进行进一步优化，以达到立德树人的根本目的。