浅析融入思政元素的化工原理课程教学设计*

李 敏，徐冬梅，张治山,马 准

(山东科技大学化学与生物工程学院，山东 青岛 266590)

自2016年习总书记在全国高校思想政治工作会议上提出“坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程”后，“课程思政”的教育理念逐渐被高校教师所推崇，它是以构建全员、全程、全课程育人格局的形式将各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应，把“立德树人”作为教育的根本任务的一种综合教育理念[1-2]。教学实施过程中，要抓住课程改革核心环节，充分发挥课堂教学在育人中主渠道作用，将思想政治教育元素多角度、全方位、立体化地融入课堂，最终实现全程育人、多方位育人的目的[3-4]。

化工原理，作为化工类及相关专业的一门重要的专业基础课，开设专业面非常广，在我校化学工程与工艺、应用化学、生物工程、环境工程、过程装备与控制工程、高分子材料、无机非金属材料、材料化学等专业开设，是化工类专业考研的必考课之一，它是第一门具有工程特色的专业基础课，在基础课和专业课之间起着承前启后、由理及工的桥梁作用，也是学生建立工程概念的接触到的第一门化学工程启蒙课。该课程蕴含着大量的思政元素，是相关专业课协同育人的主阵地。若将思政元素渗透到化工原理授课的全过程，将有助于学生对专业知识的认识和理解，提高他们对本专业的归属感与认同度，提高学生学习的能动性，帮助学生树立正确的人生观、价值观、世界观。

为了使授课内容在知识目标和思政目标上统一，达到教书与育人同步的目的，任课教师在进行课程的教学设计时，必须深挖课程中的德育元素，根据教学内容系统规划与设计，要力争将课程内容与思政元素融为一体，达到水乳交融的状态，真正实现教书育人、立德树人的浸润无声。对于化工原理这门课程，笔者在授课前先进行教学内容的剖析及学情分析，然后搜集大量思政元素并从中精选与课程内容相匹配的思政内容，找准切入点，理清授课思路，设计授课内容。下面笔者将以“对流传热”一节的内容为例阐述融入思政元素的化工原理课程的教学样例设计过程。

1 “对流传热”一节教学内容剖析

对流传热是我们生产生活中非常常见的传热方式，是传热三种方式之一，内容蕴含多个与生产生活相结合的思政元素，这部分内容是工科《化工原理》的教学内容，大多数工科专业均学习这部分内容，适用面广，该部分内容不仅仅有定义还有基本定律的介绍、计算和应用，内容全面丰富，深入浅出，独立完整、且在生活生产中应用和实例较多，深入学习这部分内容可以解释和解决很多生产生活的实际问题。同时“对流传热”这部分内容，看似浅显易懂，而实际上里面的牛顿冷却定律和对流传热系数蕴含着深刻的物理意义，是一个教学难点，要想把该知识点讲通讲透，必须要充分运用各种教学手段，结合生活案例及典型换热设备来完美展现该部分教学内容，提升教学效果。

如何能让同学有兴趣，并且带着渴求的心情来学习这部分内容，这是需要教师认真思考的问题。围绕课程知识点及授课目标，在授课过程中，结合生产和生活实例，逐步引导引出基本定义、分类和基本定律，浅显易懂，让同学们一方面了解对流传热的定义和分类，一方面掌握对流传热的基本计算公式牛顿冷却定律，然后趁热打铁，通过典型事例分析让同学学会如何运用对流传热的基本知识来分析和解决生产生活乃至自然界中的对流传热问题，同时举例说明对流传热在生产生活中的应用，最后通过介绍典型的间壁式换热器，进一步让同学们深入理解对流换热，激起同学们对传热这一章的学习兴趣，对于后续内容的学习起到重要的铺垫作用。

2 “对流传热”一节课程思政教学设计思路

在进行课程的教学设计时，要有计划地融入思政要素，将思政元素与生产生活案例相结合，使知识目标与思政目标达到统一，努力实现“盐溶于汤”、“润物细无声”的教学效果。在剖析教学内容的基础上，进行课程思政教学设计时要先进行学情分析，设定好教学目标，然后根据目标进行教学内容设计，最后开展课堂实施。

2.1 学情分析

学生一般在大二的第一学期或在大三第一学期开始开设这门课程，要分两学期讲授。在此之前，学生已经学习了《高等数学》、《物理化学》等课，为《化工原理》课程开设准备了良好的知识储备和知识结构，在充分考虑听课学生的接受能力、知识结构和心理特点的基础上，在讲授时要特别注意由浅入深，充分结合生产生活中的实例来进行分析，以培养学生的学习兴趣。

2.2 课堂教学目标的设定

依据我校化学工程与工艺专业人才培养目标及化工原理课程目标，结合对流传热部分教学内容，从知识目标、能力目标及思政目标三个维度设定了对流传热的教学目标。

(1)知识目标

了解对流传热的定义和分类；掌握对流传热量的基本计算公式-牛顿冷却定律、并通过典型事例分析让同学学会如何运用对流传热的基本知识来分析和解决生产生活乃至自然界中的对流传热问题，同时举例说明对流传热在生产生活中的应用，最后通过介绍典型的换热设备，使同学进一步深入理解对流换热。

(2)能力目标

学以致用，通过学习对流换热概述，使同学们能够分析和解决生产生活以及自然界中的对流传热问题，并能灵活应用。引导学生开展探究性和个性化学习，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。

(3)思政目标

引入思政元素，通过介绍伟大科学家生平、传奇故事和科学前沿来培养学生不断追求、勇于探索的科学精神，在潜移默化中培养学生的抗挫折能力以及严谨认真的工匠精神；同时引导学生贯彻绿色发展观、强化学生的安全意识和环保意识，树立理想信念，弘扬爱国主义和奉献精神，实现思政教育和专业教育的自然融合和无缝对接。

2.3 融合思政元素的教学内容设计

对于对流传热这节内容，主要的知识点有对流传热机理、牛顿冷却定律、对流传热系数、影响对流传热系数的因素及准数关联式，本着知识目标和思政目标上相统一的原则，笔者确定了5个与思政元素相结合的知识点，具体如表1所示。

表1 “对流传热”部分思政元素一览表

续表1

2.4 课堂实施

结合生产生活中的传热应用实例和对流传热公式的产生背景，在授课过程中潜移默化地融入思政内容，通过逐步引导和设问的方式，介绍对流传热定义、 分类和基本定律(对于牛顿冷却定律，将结合科学家牛顿曲折和传奇的人生经历，讲述牛顿在科学路上忘我和不断求索的奋斗故事以及牛顿冷却定律推导的场景，引导同学在科学的道路上不畏艰险、勇于探索。)，同时趁热打铁，通过生活生产中的典型实例(如烧水过程、暖气片的传热过程以及泰坦尼克号)，进一步说明对流传热的基本应用，并介绍典型换热设备和新型换热器(如套管式、列管式换热器和热管)，从而深化同学们对对流传热基本概念和定律的理解，使同学们在了解基本定义和定理的基础上，更加深刻、透彻地掌握该知识点并能运用自如(讲解暖水瓶如何保温、电脑CPU如何散热以及家里的空调和冰箱如何散热等问题)，解释和解决生产生活中的实际问题。接着分析影响对流传热的各个影响因素，引出因次分析法分析对流传热系数准数关联式，并推导出无相变情况下流体在管内作强制湍流时的准数关联式，引导学生运用此关联式解释一些典型实例(孔子的电影片段，龙卷风)，最后以思维导图结尾。

在教学上突出以学生为主体的教学理念，在学生线上学习的基础上重构了线下教学内容：增加了石油输送过程中的传热问题这一应用案例的分析和新型换热器-热管的介绍。方法上：利用丰富的图片、动画展示，以问题为引领，以学生观察思考、小组讨论等形式，对重点难点进行了深入学习，并且结合实际案例让学生以小论文的撰写的方式将探究式、研究式的教学模式加以拓展，以期达到更好的激发学生学习兴趣，变被动为主动探究的过程。

3 结 语

目前，不管是高校单位还是教师已经认识到课程思政的必要性和重要性，但还有几个问题需要重视：(1)高校教师在课程思政过程中不能忽视个人政治素质、业务能力、育人水平的提高，要坚持教育者先受教育，只有高素质的教师才能担当起学生健康成长指导者和引路人的责任。高校教师应以严谨的态度对待科研，以诚恳的态度对待教育，引领学生踏实治学，勤勉奋进，吃苦耐劳，勇于担当，以国家发展为己任，培养当代大学生的社会责任感和青年责任心[5]；(2)工科专业课可以适当融入思政元素，但切忌贪多，生搬硬套，任课教师应精选思政素材，最好在生产生活案例基础上深挖德育点，使思政元素与课程内容自然融合，使思政元素的融入有利于学生对专业知识的消化理解和触类旁通；(3)作为高校教师我们不能为了课程思政而课程思政，应切实提高教学效果。因此专业课教师除了课前搜集思政素材以外还要认真梳理授课内容，找准专业知识与思政元素的结合点，积极开展教学方法改革，充分利用现代信息技术，努力做到“晓之以理、动之以情、导之以行”，在“传道受业解惑”过程中开展德育工作，传递正能量，引领主流价值观[6]。

课程思政任重道远，每一位高校教师都应该充分认识到课程思政的重要性，以学生为中心，加强教学设计，巧妙展现专业知识中所承载的思想内涵和价值理念，切实将“立德树人”贯穿教育教学全过程。