思政融合的过程系统原理课程教学改革

［摘 要］随着新时期流程工业的不断发展，过程系统原理课程的教学亟须与时俱进。在传授专业知识的同时，应融合课程思政内容，赋予专业课程更为丰富的精神内涵，以有效激发学生的学习兴趣。文章围绕过程系统原理课程，从教学方式和教学方法两个维度进行课程思政融合的改革探索，提出构建课程知识图谱、影音流媒体教学、方案评选、走出课堂等教学改革方案，倡导教师从教学主导者向学习介导者角色转换，通过在工程教育过程中结合学科前沿知识和社会热点话题，讲好中国故事，加强师生互动，进而提升学生的工程应用能力和解决实际问题的能力。

［关键词］过程系统原理；课程思政；教学改革

［中图分类号］G641［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2024）10-0109-04

习近平总书记在2016年全国高校思想政治工作会议上明确指出了思想政治工作在高等教育中的重要性。在工科专业课程思政建设中，高校既要坚持专业知识的传授，又要坚定立德树人的价值导向，实现知识传授与价值引领相统一，以及知识传授、能力培养、价值引领相融合，培养全面发展的社会主义建设者和接班人[1]。工科高等院校专业课程教育独具特色，它融合了专业知识与实践应用能力的提升、创新能力的培养以及团队协作意识的强化等方面[2]。在这个过程中，课程思政发挥着独特的价值引领作用。将课程思政内容与专业教学相融合时，应采用润物细无声的方式，避免生搬硬套，更不能为了思政而思政[3]。这种融合的目的并非用德育教育代替专业教育，而是在确保专业培养目标实现的基础上，充分提炼专业课程中的德育元素，将理想信念教育和人文教育融入专业知识讲授中，从而提升专业课程的人文内涵[4]。笔者认为，课程思政与专业教育相辅相成。通过适当引入德育因素，不仅可以提升学生的人文素养和家国情怀，还能赋予专业课程更为丰富的精神内涵，从而激发学生的学习积极性和向上的动力。

过程系统原理是面向工业自动化专业开设的一门专业基础课程，每年都吸引大量学生选修，在教学体系建设中占据重要地位。由于课程的理论内容相对专业且深奥，直接讲解可能会显得枯燥、难懂。此外，这门课程所涉及的传热、传质、流体流动等原理，实际上与我们的日常生活息息相关，蕴含着丰富的思政教育元素。如果教师能够将理论知识与日常生活中的实例巧妙结合，提炼出有效的德育元素，必将大大提高教学效果。因此，传统的理论传授方法已不能适应新时期过程系统原理课程的教学要求，有必要从教学方式和教学方法两个角度出发，对过程系统原理课程进行改革，以推进其教学中的思政融合。

一、授课方式从教师主导向介导转变

两千多年前的古希腊哲学家柏拉图认为，教育的目的是培养灵魂的美德。在传统教育过程中，教师通常是主导者，负责知识传授、规范学生行为和评价学生的学习成果。随着社会的不断发展和教育理念的逐步演变，传统教学模式的局限性也逐渐显现出来[5]。现代教育理念更倾向于倡导教师角色从教学过程的主导者转变为介导者[6]。主导者与介导者虽一字之差，但内涵迥异。作为主导者的教师在课堂中发挥着主导作用，通过发表言论、指导学生学习、管理学生行为等方式，主导课堂讨论与活动。传统教学模式强调教师的权威和学生的被动接受，往往忽视了学生的个体差异和主动思考的能力。而作为介导者的教师，他们更加关注学生的需求和兴趣，以学生为中心，提供必要的指导和支持，帮助学生主动构建知识和发展各项能力。

近十年来，我国经济建设取得了显著发展，社会生活的方方面面发生了深刻变革。人工智能、先进控制技术等新兴技术的涌现使得工业产品的迭代周期不断缩短，市场收入效益也在持续提高[7]。然而，过程系统原理课程的教学模式并未同步发生显著变化，仍主要停留在理论讲解与习题训练的层面，导致学生难以理解生产过程，造成教学与实践相脱节的现象。笔者通过深入生产一线进行调研，发现现代流程工业对于人才需求和工程师的培养已发生了质的变化，具有实际动手能力，能够解决工程实际问题的应用型人才更受企业的青睐[8]。新一代的工程师不仅需要熟知产品和生产流程，还需要掌握管理与营销知识，成长为具有较高综合素质的复合型人才。作为培养过程系统工程师的课程，过程系统原理除传授传统专业知识外，更应注重塑造学生理论联系实际的能力和解决工程实际问题的能力。同时，课程的教学方式也需与时俱进，以适应新时期工程师能力培养的要求。结合教学实践体会，笔者认为在过程系统原理课程教学过程中可从以下几个方面入手。

（一）通过知识图谱训练学生解决工程实际问题的能力

过程系统原理课程的教学难点主要体现在理论知识繁杂且知识体系相对分散。例如，教材内容涵盖流体流动、传热、精馏三个部分，其中仅流体流动这一部分就涉及流体粘度、连续性方程、层流、湍流、局部阻力系数、雷诺应力、伯努利方程、范宁方程等概念。在教学实践过程中，笔者通过采用五个维度的知识图谱，将原本碎片化的知识点整合成一个结构化的知识网络。通过将教学内容和学习资源与实际问题紧密关联，帮助学生更好地应用所学知识解决实际问题。这五个维度的知识图谱如下：（1）差异化的学习。众所周知，不同班级的学生甚至同一班级的不同学生对知识点的掌握程度存在差异性。因此，对于掌握较快的学生，可以提供更宽泛的阅读建议；对于掌握较慢的学生，可以设置多次课堂提问环节，帮助学生加深对知识点的理解。（2）面向问题的学习模式。将教学内容和学习资源与实际问题紧密关联，使学生能够通过浏览知识图谱理解相关知识、概念和它们之间的关系，从而找到解决问题的途径。例如，在讲授流体力学的伯努利方程时，以海上轮船的相撞事故为例，阐述流速与压力的关系。（3）知识可视化。通过知识图谱将知识可视化展示，可以帮助学生更好地理解知识的结构和内在联系。知识图谱的节点和边界，有利于学生了解知识之间的联系和层次，从而形成更全面的知识认知。（4）动态评估与反馈。通过将知识图谱应用于学生的学习评估和反馈过程中，考查学生的学习活动和表现，生成动态评估指标和结果，并提供针对性的建议，帮助学生解决学习中遇到的问题。（5）教学资源管理。通过知识图谱管理和组织教学资源，将不同类型的教学资源与知识图谱中的相关节点和概念进行关联，实现教学资源的结构化存储和高效利用。

笔者通过差异化学习、问题导向学习、知识可视化、动态评估与反馈以及教学资源管理等五个维度的知识图谱，为学生提供互动性更强、效率更高的教学支持，提高学生的学习热情和课堂参与度，取得良好的教学效果。

（二）通过公开评选的方式激发学生的学习热情

大学生的思维活跃度与接受能力正处于黄金时期，对传统的“填鸭式”教学方式表示抗拒，导致教学效果不尽如人意。特别是一些工科学生，由于缺乏对生产一线的直接接触，常常面临理论知识与生产实践脱节的问题。为了帮助学生更好地理解并运用知识，教师可以在课堂教学中引入竞争评比的方式。例如，教师可以围绕离心泵、换热器、吸收塔、精馏塔等过程设备类型，组织方案评选活动。学生分组进行讨论，通过查找资料确定合适的生产路线，并进行可行性论证。最终，教师对不同方案进行总结和分析，帮助学生形成正确的工程思维。这种教学方式不仅可以提升学生的文献整理能力，还有助于培养他们的工程视野和商业思维。在实践中，学生的反馈积极，学习成绩也有所提高。

二、通过思政融合讲好中国故事

过程系统原理是一门理论联系实际的课程，其中涉及的传热、传质、流体流动等知识与人们的生产、生活息息相关，蕴含着丰富的思政教育元素。教师要善于发掘理论知识点与思政内容之间的内在联系，找准切入点，将思政教育融入过程系统原理课程的教学之中。中华优秀传统文化中蕴含着丰富的人文精神和科技内涵，比如“鲧禹治水”的故事不仅揭示了流体流动与水力输送的基本原理，也体现了中华民族对人与自然和谐共生关系的思考。此外，我国实施的一系列有关国计民生的重大项目，如南水北调、西气东输等，都与过程系统原理的实际应用密切相关。教师若能将中华优秀传统文化与学科前沿知识、社会热点话题相结合，进行深入挖掘和整理，便能够使其成为过程系统原理课程的优质思政教育素材，为知识点的学习增添人文因素，进而升华课堂教学的效果。

经过多年的教学实践与总结，笔者认为通过思政融合讲好中国故事需注意以下要点：

（一）通过生动的影音材料激发学生创造力

科技的进步极大地丰富了教学手段的多样性，教师可以挑选不同题材和风格的影音材料，使书本知识“活”起来，从而激发学生的学习兴趣，丰富他们的想象力和创造力。在观看影音材料之前或之后，教师可以通过提出一些开放性问题，引导学生从不同角度进行讨论和思考，激发他们的创造热情。以精馏分离原理为例，教师可以结合我国自主开发的煤制乙二醇项目讲述科研人员的钻研精神，鼓励学生积极参与我国自主知识产权的开发能够研究。此外，教学中还可以设计一些项目或任务，让学生自主选择合适的影音材料，进行深入的研究和创作。这种开放式的学习方式，能够鼓励学生发挥个人的创造力和想象力。在培养学生知识产权保护意识方面，笔者特别注重运用多媒体教学工具。通过播放具体案例的视频，引导学生分析技术秘密与职业经理人跳槽之间的关系，从而明确知识产权保护在社会生产中的重要作用，这一教学方法深受学生欢迎。总的来说，通过灵活生动的影音材料激发学生的创造力，关键在于注重材料的多样性、教学过程的互动性以及学生的自主性，并在教学中给予学生充分的支持和鼓励，创造积极的学习环境。

（二）通过走出课堂强化学生的工程实践意识

过程系统原理课程涉及很多工程知识，通过走出课堂，前往能源、电力等流程工业生产企业和科研院所进行实地考察和调研，学生能够直观地了解企业生产过程的实际情况，从而深化对理论知识的理解与掌握。学生只有走出课堂，深入生产环节的情境中，才能真正理解企业的实际需求，发现企业面临的问题，从而明确自己的职业发展方向。为讲解化学反应过程，笔者曾带领学生前往某石化企业，对低压羰基合成丁辛醇车间、低压高密度聚乙烯车间、重油加氢裂化车间进行实地调研。在调研过程中，学生亲身体验了工业生产的神奇与奥妙，树立了全流程的生产意识，并提高了解决实际问题的能力。

三、结语

课程思政是一种重要的教育教学理念，它直接关系到教育的立德树人根本任务。笔者通过过程系统原理课程教学活动，对思政融合下的专业课程教育改革进行初步探索。该课程改革顺应了新时期流程工业转型升级的内在要求，对于提高学生的职业能力具有显著作用。在教学过程中，教师应避免“照本宣科”，而应有针对性地构建课程知识图谱，以深化学生对理论知识的理解。借助影音流媒体逼真的视听效果，帮助学生更好地了解过程装备的复杂结构；同时，通过竞争评比的方式加强师生互动，通过走出课堂增强学生的工程应用能力和解决实际问题的能力。在此过程中，教师需要实现从教育主导者向介导者的角色转换，针对大学生阶段学生的心理特征进行有效引导，合理设计教学方案，创新教学方式方法，以激发学生的学习兴趣，实现寓教于学的效果。

［ 参 考 文 献 ］

[1］ 王飞，刘胜辉，崔玉祥.工程教育专业认证背景下的地方工科院校新工科建设的思考[J].高教学刊，2021（3）：63-66.

[2］ 刘伟玲，周围，高楠，等.新工科背景下测控专业“工学并举”实践教学持续改进机制构建：以河北工业大学为例[J].大学教育，2023（2）：66-70.

[3］ 王强，陈新兵，邓字巍.高校有机化学课程思政教学实践[J].大学教育，2023（2）：30-32.

[4］ 周晖，郭慧.将中华优秀传统文化融入普通生态学教学[J].大学教育，2023（2）：36-38.

[5］ 薛永超，曹仁义，李俊键，等.新工科背景下石油工程专业课程思政建设初探[J].大学教育，2023（2）：24-26.

[6］ 刘静，张楠，于棋，等.应用型高校工科专业课程思政建设的实践研究[J].大学教育，2023（2）：18-20.

[7］ 朱明，马正飞.借助人工智能实现工程应用数学中的学习价值创造[J].教育教学论坛，2020（36）：159-161.

[8］ 朱明.化学产品设计课程教学改革与创新思考[J].化工高等教育，2020，37（4）：80-83.

［责任编辑：梁金凤］