《化工原理》课程思政教学在学生德育培养中的作用研究*

2022-10-08 08:54李小菊李惠成胡浩斌李治军王丽朋余军霞池汝安

广州化工 2022年17期

李小菊，武芸，李惠成，胡浩斌，李治军，张兵，王丽朋，余军霞，池汝安

(1 陇东学院化学化工学院，甘肃庆阳 745000；2 武汉工程大学化学与环境工程学院，湖北武汉 430200；3 武汉工程大学兴发矿业学院，湖北武汉 430000)

德育教育是人才培养过程的重要方面，要发挥各个角度把专业课程与思政教育融入课堂教学，是目前德育教育实施的重要举措[1]，所以充分发挥课程的育人功能是十分必要的。我们在授课过程中注重学生使命感，责任感，安全感的教育，把立德树人，即德育的培养放在首位，这样才能在德育教育方面夯实基础。《化工原理》是联系化工理论知识和生产实践的桥梁，是化学化工专业的主干课程，且课程横跨时间长，开展课程思政教育独具优势[2]。在《化工原理》课程的教学过程中让德育贯穿始终，且让化工惠及全人类[3]，是在讲述理论知识的过程中要一直铭记的。因化工是国家支柱产业，是资金密集型的基础性产业，它为能源、纺织、轻工、建材等工农业和人民日常生活提供配套服务，在国民经济中占有举足轻重的地位，人们的衣食住行离不开化工[4]，但化工又因其特殊性具有一定的危险性，如各种原辅材料及产品的易燃易爆性；高温操作带来的危险性；高压运行带来的危险性；原材料本身引起的中毒窒息性等。所以在《化工原理》的教学中纳入思政的安全，责任，法制，绿色，环保等理念显得尤为重要。

1 《化工原理》课程思政的实施方案主要从以下八大思政维度出发，分别进行阐述

(1)把家国情怀，政治理念，专业自豪感融入《化工原理》课程教学

在讲述《化工原理》课程的知识点如萃取剂，吸收剂的选择和蒸馏中最小回流比大小的制定中从国家对化工行业的最新政策解读。化工行业的一些行业标准，操作方式，原材料的要求等方面发生了翻天覆地的变化，这些都是从习总书记以人为本，绿色发展的理念出发的。在课程讲述中给学生讲述这次疫情正是因为国家政策的颁布，国家领导人及时的应对，全民众共同的努力，我们才能重新坐到明亮的教室里学习。我们也发现不管是消毒液，酒精，口罩的生产还是新疫苗的研发都跟化工息息相关。从这些方面增强学生的政治认同感，名族自豪感，专业自豪感[5]。爱国主义精神是中华民族精神的核心，要大力弘扬，学生感受到个人前途与国家命运的同频共振、不可分割；体会到 “国家好，大家才会好”，从而激发学生努力学习，为中华民族复兴而奋斗的担当[6-7]。

图1 八大思政维度

(2)把可持续发展，绿色发展融入《化工原理》课程教学

把绿色发展融入《化工原理》课程教学，提升学生的绿色环保意识[8]。《化工原理》中的很多单元操作都涉及废弃物的排放，原材料的重复利用，如萃取，吸收，蒸馏等章节，传热，干燥单元中废热的循环使用等，让同学们深刻意识到追求经济效益最大化的时代已经过去。随着全球能源结构的转变和资源的日益紧缺，作为一个化工环境人，需要担负更多的社会责任，因为我们比一般人更明白污染带来的危害。启发学生树立环保领域主人翁的意识，树立一种大局观和社会责任意识，从合格的“化工环境人”这个角色出发。使用便宜但会产生大量固体废弃物的技术，亦或是高成本投入研发但是不会产生二次污染的绿色技术[9]。将社会主义核心价值观润物无声地融入《化工原理》专业课程当中，在潜移默化中引导学生理解、认同并践行一个“环境人”的责任与使命。

(3)安全，严谨，精益求精的工匠精神，法治意识以及以人为本的生态工程伦理

在《化工原理》的单元讲述中选择一些化工事故方面的案例，提高学生的职业安全意识，培养学生在操作中养成严谨，安全，精益求精，一丝不苟的操作理念。将工程伦理道德融于《化工原理》教学全过程，将工程师价值观和工程伦理教育寓于实践之中。《化工原理》讲述中工程伦理的教育应该成为课程思政教育的重点，只有培养具有伦理意识以及具有可持续发展理念的现代工程师[10-11]，才能让化工更好地造福人类。例如，工厂的气体排放要经过事先处理，配备合适的处理系统和设备，这可能比较昂贵，但对于整个环境和人类的可持续发展来说，这个成本显然要低得多，且让同学们意识到，任何一项工程，不管是设计、建造还是实施阶段，都要对周围的生命和环境保持理解和尊重[12-13]，只有这样，才能避免因为漠视生命引起的许多社会问题。

(4)科学精神——通过科学家生平，鼓励同学们持之以恒，不断求索

通过介绍相关单元中科学家的小传，体会科学家严谨的工匠精神。通过各种理论的发展简史体会科学发展是不断探索，曲折发展的过程。在教学中要把科学精神渗透到《化工原理》教学中。通过介绍中外科学家的典型事迹，让学生理解，科学探索是一个长期、艰苦的过程，它需要付出辛勤的劳动。科学家小传：压强单位-帕斯卡；流体流动的机械能守恒-伯努利家族；热传导理论奠基人-傅里叶；传热量纲分析奠基人-努赛尔；边界理论奠基人-普朗特；牛顿黏性定律-牛顿；泊谡叶方程-泊谡叶；道尔顿分压定律-道尔顿；层流和湍流的基本结构-雷诺[14-15]。各种理论的发展简史：流体力学发展史; 传热学发展史；导热简史；对流给热简史；辐射传热简史；塔设备发展简史；膜分离发展史；泵的发展史等。主要以泵的发展简史举例，利用离心力输水最早是列奥纳·多达芬奇，1851-1875年，带有导叶的多级离心泵相继被发明，公元前3世纪，阿基米德发明的螺旋杆[16]。

(5)《化工原理》课程中文化自信，全球视野的融入

《化工原理》讲授中中华优秀传统文化的传承，如在讲授流体力学原理时引入有关古代水利工程的介绍，如大禹治水的故事，禹采取疏通河道，拓宽峡口的方法，让洪水能更快地通过，而这也正符合我们在流体力学中学习到的连续性方程原理，即流体流径越大，流速约小。禹采用了“治水须顺水性，水性就下，导之入海 “高处凿通，低处疏导”的治水思想，这也运用到了我们所学习的流体阻力的一些基本原理。

2 把辩证唯物主义的哲学思想融入《化工原理》课程，化工原理知识在哲学中的体现主要有以下几个方面

(1)主要矛盾和次要矛盾、对立统一规律

从流体通过颗粒层的压降，管内强制湍流，对流给热系数，高度湍流时摩擦系数和雷诺数，相对粗糙度之间的关系等，可以领略到解决问题抓主要矛盾的哲学理念[17-18]。三传的相似性、雷诺实验揭示的流体运动规律，理想流体、理论板、双膜理论等反映了主要矛盾与次要矛盾的内涵[19-20]。从而我们会发现以“单元操作”为核心的《化工原理》，在科学体系的建立方面为其他工程学科树立了典范。

图2 哲学思想

(2)量变到质变和大道至简、知易行难的哲学情怀

流化床从固定床的过程，沸腾过程，蒸发过程，精馏过程，液液萃取过程，吸收过程，干燥中湿份的脱除过程，膜分离过程等，都是浓度渐变过程，富含着从量变到质变的哲学思想。速度梯度、温度梯度、浓度梯度的科学定义，对数平均面积、对数平均温度差、对数平均分压、对数平均推动力等，无不反映出“大道至简、知易行难”的哲学情怀。三传中蕴含的大道至简、知易行难的哲学情怀，管道或单元设备设计中蕴含的工程伦理等，都蕴含着一定的哲学情怀[21]。

3 寓教于乐——创新案例库的建设

把生活，工程经典案例融入《化工原理》课程，激发学生学习的兴趣。让学生体会学以致用的乐趣，让他们意识到化工原理知识并不是空泛的，学的知识都是为以后的生活更好的服务。

图3 创新案例

自然融入生动活泼，喜闻乐见的生活案例，学生在引人入胜中潜移默化受到感染。伯努利原理实际应用中对应的案例有：台风掀翻屋顶或压垮桥梁，香蕉球(弧线球)，列车(高铁、地铁)安全黄线，船吸现象等[22-23]；吸收解吸案例：“打开汽水瓶会冒泡”，这是由于汽水中含有气体而造成的，空气中游荡的CO2加了很大的压力后，它就溶解在水里，即水吸收了CO2气体，当打开瓶子时，外面的压力小，汽水中的CO2就会往外跑，这时就会看到气泡像锅溢了一样翻腾，CO2从水中解吸出来，所以打开汽水瓶会冒泡；在火力发电中燃烧煤炭产生的大量烟气含有大量的硫氧化物和氮氧化物，直接排放到空气中会对环境产生严重的危害[24-25]，在化工操作单元中一般用吸收来除去这些有害气体；蒸馏案例：牛奶浓度的提纯，名酒五粮液的产生，都离不开蒸馏。所以同学们会发现化工单元操作跟我们的日常生活息息相关[26]。从而增加学生对《化工原理》课程学习的兴趣感，让他们有学以致用，带着问题去探索的动力。

4 《化工原理》考核方式、教学方式以及课程体系的改变

思政考核的体现主要从课程设计的方面考核，如课程设计换热器，吸收塔，填料塔等的考核主要从经济成本，国家各种安全法规，绿色环保的设计方面考虑，也可以从实践教学中实验环节对环保，节能，操作的严谨度等方面考察。教学方式：结合科技发展，引入MOOC，翻转课堂，线上线下的混合式教学，结合互动式，讨论式，探究式；通过深度讨论、角色体验与情感模拟等探索，引导学生通过体验式思考，感受《化工原理》单元教学中加入思政过程的重要性[27]。如在讲授公式推导的过程中，要求学生保持一种严谨踏实的态度，某一个环节出现些微的差错，将会导致后续的错误；再比如化工生产中事故的发生就是因为一些小的问题没有及时发现导致后续灾难的发生，一定要养成防微杜渐，将工作的精准、精确、精细和人民生命等价起来，不惜花费时间和精力，反复改进修改，深刻的感悟精益求精的工匠精神。

5 结语