化工类专业课程思政体系的设计、构建与实践

［摘 要］在当前国内工科类高校推进新工科建设、工程教育专业认证、“卓越工程师教育培养计划”实施的关键时期，课程思政建设要与专业建设、人才培养深度融合，显性教育与隐性教育也需齐抓共管。文章以化工过程分析与合成课程为例，分析了课程思政体系设计的总体思路，介绍了课程思政体系的构建方式与实施措施，展示了课程思政教学实践的基本状况及成效，凝练了课程思政体系的特色。文章认为化工类专业课程思政需与当前我国“双碳”发展背景下能源化工行业的低碳发展转型相结合，应构建基于爱国主义与家国情怀、唯物辩证法、科学世界观与方法论、先进人物典型事迹与榜样力量等多方位、全面而综合的课程思政育人体系。

［关键词］化工类专业；化工过程分析与合成；课程思政；思政育人

［中图分类号］G641 ［文献标识码］A ［文章编号］2095-3437（2024）22-0076-06

国内工科类高校近年来推进新工科建设、工程教育专业认证、“卓越工程师教育培养计划”实施已进入关键时期。如何以此为契机，进一步强化工科教育的高质量、内涵式发展，是高校工科专业课程任课教师需要重点考虑的问题之一[1-3]。科学的课程体系是支撑工科专业高质量建设的重要抓手，而将思政元素融入课程体系对于提升课程教学效果，进而达成课程目标、支撑毕业要求、实现培养目标，从而为国家输送合格的工程技术人才，发挥着同频共振、协同育人的重要作用[4]。课程思政建设要紧紧围绕全面提升人才培养能力这个核心点，在全国所有高校、所有学科专业全面推进[5]；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[6]。

化学工业是国民经济与社会发展的重要支柱产业之一，能源化工行业的绿色高效低碳转型与高质量发展是我国实现“双碳”目标的重要组成部分，因此，支撑化学工业发展的化工学科在工科教育中占据重要地位。我国化工类专业包括化学工程与工艺、能源化学工程、资源循环科学与工程、化学工程与工业生物工程、化工安全工程、涂料工程、精细化工7个专业。截至2022年，全国化工类专业布点共计517个[7]，并且约有1/3的工程技术人才的培养需要化工及相关学科的支撑[8]。西安石油大学（下文简称我校）化学工程与工艺专业办学历史悠久，学科沉淀深厚，起源于1958年成立的石油炼制专业，1996年获应用化学硕士学位授予权，2011年获化学工程与技术一级学科硕士学位授权点并具备免试推荐硕士研究生入学资格，2014年获批教育部“卓越工程师教育培养计划”和陕西省“专业综合改革试点”立项，2017年获批陕西省“一流专业”建设立项，2019年通过工程教育专业认证，2020年获批国家“一流专业”建设点，2021年获批第二学士学位专业。

我校化工类专业的知识结构框架已构建并融合了全面系统的课程思政育人体系，专业体系内的每门课程均已实施课程思政教学，真正落实推动思政教学改革创新。我们化工类专业课教师将思政教育与专业教育深度融合，为能源与化工领域新质生产力的发展培育高素质专业复合型人才，推动我国能源化工行业的高质量发展。本文将以化工过程分析与合成课程为例，介绍我校在专业课程教学中融入思政教育的具体举措，以实现显性教育与隐性教育齐抓共管以及价值引领、知识传授和能力培养紧密结合，探索培养工具理性与价值理性相统一的新时代化学工程师。

一、课程简介及基本内容

化学工程与工艺专业的主干专业课程体系是基于“三传一反”+“热力学”的逻辑设置的（如图1所示），其中化工过程分析与合成课程占据重要位置，是化工工艺学的主要前修课程，是实现将原料加工为化工产品这一目标的关键媒介。

化工过程分析与合成是系统工程方法应用于化工过程所形成的一门具有交叉学科性质的课程 [9]，如图2所示。本门课程的主要任务是引导学生以全局观为指导，用定性和定量相结合的方法，从技术、经济等角度，对化工系统实施模拟、分析、综合和优化，锻炼学生运用计算机技术并借助化工计算软件、化工模拟软件解决化工过程实际问题的能力[10]。通过课程学习，学生要掌握化工过程分析即模型建立、求解及优化的基本方法；掌握化工过程合成即包括反应序列、分离序列、换热网络等系统的集成优化原理和方法，为化工系统工程领域研究的深化及实际化工过程复杂问题的解决奠定基础。

二、课程思政体系设计思路

课程思政体系的设计需结合学校办学定位、专业特色和人才培养要求，准确把握课程思政建设方向和重点，科学设计课程思政建设目标，优化课程思政内容供给，将价值引领、知识传授和能力培养紧密融合。

我校是我国西部地区唯一一所以石油石化为特色的多科性普通高等学校，其化工类专业具有石油天然气特色，致力于培养能够在能源、化工等领域特别是石油化工行业具有开拓创新意识和国际视野的高素质复合型工程技术人才。在“双碳”发展背景下，国家对能源化工行业的绿色低碳发展作了顶层设计与规划，要求以能源绿色发展为关键，推动经济社会发展全面绿色转型：以保供应为基本要求，以调整能源结构为关键手段，以提能效为优先举措，以CCUS为兜底保障[11]（见图3）。

基于我校显著的办学特色及深厚的能源化工底蕴，我们的化工过程分析与合成课程致力于解决能源化工系统的优化问题，围绕节能降耗减排，助力“双碳”目标的实现。实现“碳中和”客观上要求传统化石能源逐步退出历史舞台，但前提是新型能源体系得到逐步确立与蓬勃发展，因而是一个相对长期的历史过程。此外，CCUS技术的成熟与真正实现商业化运行也尚需时日，而对能源化工存量进行提质增效是当下便可立即着手实施的。因此，与提能效相契合的课程知识体系，是我校化工过程分析与合成课程思政建设的主要依据与基本方向。

因此，本课程将聚焦能源化工行业提能增效，通过对课程内容进行重构，设计与优化课程思政体系，激励年轻学子“想国家之所想，急国家之所急，应国家之所需”，忌空谈爱国，应实干兴邦，实施价值塑造。同时在知识传授和能力培养方面，以产出导向引导学生从学好课程内容入手，掌握知识，培养能力，增强素质，并逐步形成解决能源化工系统复杂工程问题的能力，为我国能源化工领域新质生产力的发展与提升打好基础，并为将来推动行业的节能降耗减排与高质量发展作贡献。

三、课程思政体系构建

基于课程基本内容及构建课程思政体系的总思路，经过课程建设，我们将已形成的课程案例库与课程思政元素结合起来，确定课程思政基本内容，如表1所示。

在绪论章节中，重点介绍化工过程分析、合成的概念与含义，难点在于化工过程分析与合成的手段、方式以及课程学习方法。本章课程思政的要点在于以系统观研究能源化工行业的工艺特点与发展现状，号召青年学子立志服务我国能源化工行业的节能降耗减排，为“双碳”目标的实现作贡献。

在化工过程系统稳态模拟章节中，重点介绍过程系统模拟三种方法的基本原理，难点在于实际化工工艺流程的模拟与分析方法。本章课程思政的要点在于，国际著名的基于序贯模块法的化工流程模拟软件在能源与化工计算领域发挥了重大作用，激励学生认真学习并深入理解化工稳态模拟计算原理背后的方法学，立志突破国外技术垄断，攻克“卡脖子”技术，为化工流程模拟软件的国产化发展而努力。

在化工过程系统动态模拟章节中，重点介绍精馏塔动态模型的建模方法，难点在于动态模型的数据处理与应用。本章课程思政的要点在于在化工工艺模拟与优化的学习过程中，注重引导学生从马克思主义哲学世界观与科学方法论的高度理解化工过程表观现象与传递、反应内在本质的联系，强化透过现象看本质的思维能力；建模过程中应明确模型与真实过程的联系及差距，虚实结合；应抓住动量守恒、质量守恒、能量守恒中主要矛盾与次要矛盾的关系，利用矛盾转化原理，识别决定建立化工过程模型的本质性与决定性因素。

在化工过程系统优化方法章节中，重点介绍最优化问题的类型，难点在于化工最优化问题求解方法的具体应用。本章课程思政的要点在于让学生明确加强基础研究的重要性，认识到只有实现基础研究的突破才能引领技术的持续创新，勉励学生努力学习，发扬“板凳甘坐十年冷，文章不写半句空”的精神，将来在基础研究与技术创新方面有所建树，为国家科技创新发展发挥关键作用。

在化工生产过程操作工况调优章节中，重点介绍三种调优方式及三种优化模型，难点在于三种工况调优的实际应用。本章课程思政的要点在于响应国家号召，将人工智能与产业深度融合，构建数字工厂、智慧工厂，提升我国能源化工企业的智能化水平，抓住历史机遇进行产业升级，实现弯道超车。

在间歇化工过程章节中，重点介绍间歇过程的最优时间表，难点在于多产品间歇过程的设备设计与优化。本章课程思政的要点在于理解连续性与间断性的辩证关系，勉励学生将个人的成长、进步、发展同国家的发展、时代的要求有机统一起来，永远和国家保持高度一致，同呼吸、共命运。

在换热网络合成章节中，重点介绍夹点的概念及特性，难点在于实际化工系统换热网络的设计与优化。本章课程思政的要点在于使学生认识到目前我国工业领域能耗水平依然相对较高的现状，激励学生努力学习化工节能降耗的基本原理，推动能耗“双控”向碳排放“双控”转变，助力“双碳”目标的实现，促进我国经济社会转型与高质量发展。

在分离序列合成章节中，重点介绍分离序列合成的基本方法，难点在于实际过程分离序列的合成与优化。本章课程思政的要点在于以北京化工大学施宝昌提出的相对费用函数法为例，向学生说明在科学研究与技术创新过程中，既要持续改进前人提出的方法，又要勇于创新发展新方法。

四、课程思政体系实践

近年来，课程教学团队认真梳理课程内容，探索课程体系与思政的结合点，深入挖掘课程知识点中所蕴含的思政元素，形成了一系列课程思政案例。紧跟新时代能源化工行业的发展形势，向学生诠释爱能源、爱化工、爱行业，立志为我国能源化工行业的高质量发展奉献青春的美好誓言，强化爱国主义精神。

一是“春风化雨，润物无声”，课程思政永远在路上。课程教学团队密切关注能源化工行业在“双碳”背景下的发展趋势与基本要求，重塑课程体系与知识内容，并在编著的教材中予以体现。我们率先在2019级化工专业学生的课程讲授中植入“碳中和”理念，通过引入能源化工具体实例，激励青年学子努力学习、不甘平庸、拒绝“躺平”，将自身发展成长与行业转型升级相关联，立志为“双碳”目标的实现作出化工人的贡献。

二是“强化社会担当，关心民族未来”，课程思政永远在路上。国际形势风云变幻，发达国家在高精尖技术领域仍对我国进行封锁与限制。引导学生要有危机意识，未雨绸缪，了解我国高端化学品的生产及尖端新材料的制造现状。激励青年一代聚焦化工“卡脖子”技术清单，并将这些技术需求作为学习、工作及科研目标，发扬“两弹一星”精神、航天精神以及石油精神、铁人精神，为将来打破技术壁垒贡献力量。同时，授课中注重引入唯物辩证法与科学方法论，号召学生不要空有爱国热情，而要立大志，并从眼下一点一滴做起，学习专业时讲究方法，注重理解化学工程共性与化学工艺个性的统一，持续发力，实现从量变到质变的飞跃。

三是“从我做起，未来可期”，课程思政改革创新永远在路上。课程思政的重要主线之一便是为实现中华民族伟大复兴与永续发展而努力奋斗。为此，号召学生从当下做起，鼓励学生积极参加全国大学生化工设计竞赛、大学生创新创业训练计划、中国“互联网+”大学生创新创业大赛等比赛，以赛促学，将课程思政中激发出的爱国热情转化为奋斗动力，做好学生学科与科研训练的引路人。教学团队编著的化工过程分析与合成课程教材融入了“双碳”背景下能源化工节能降耗减排等绿色低碳发展理念，同时还建立了课程思政案例库，为思政建设与课程改革作好案例储备。

五、课程思政建设特色

本课程在课程思政建设方面的主要特色体现在以下两个方面。

一是在课程思政建设方面，我们认为不仅要融入爱国主义与家国情怀，而且应时时、处处渗透唯物辩证法与科学方法论，这也应是课程思政的重要组成部分。课程从系统观出发，持续凝练和优化教学内容，使学生从复杂的数学推导和繁杂的计算中脱离出来，回归化工本质与全局观。此外，课程强调利用系统工程方法对化工复杂过程进行有效分析，避免“只见树木，不见森林”，教会学生既要有俯瞰森林的整体观，又要有识别单棵树木的个体观，真正理解化工过程分析与化工过程合成的内涵，实现物质流、能量流、信息流的高效优化（见图4）[12]。

二是在能耗“双控”向碳排放“双控”的转变过程中，本课程用系统工程观研究二氧化碳减排，设计了解决能源化工系统碳减排问题的逻辑框图，如图5所示，有助于学生认识能源化工“碳中和”实施路径的全貌，理解整体与局部的辩证关系，阐明系统节能降耗的内在机制及本课程所能解决该问题的范围，明确能源化工系统内部进行提能效的必要性及其在节能降耗中发挥的重要作用，进而领悟课程学习对将来自身社会价值实现的重要性，使课程思政元素能自然而巧妙地融入课程知识体系，潜移默化，润物无声。

六、结语

本文立足于化工过程分析与合成的课程特征，在课程思政背景下制定该课程的综合育人目标，挖掘课程思政元素，设计课程思政体系，促进本课程专业教学与思政教育的融合统一，实现同频共振的协同育人目标；通过将课程知识体系、系统工程观与“双碳”目标、能源化工低碳发展紧密结合，并将爱国主义、家国情怀与唯物辩证法、科学方法论有效融合，构建全方位的课程思政体系。后续将进一步梳理课程体系框架，优化课程思政元素，除了用文字、多媒体等形式，还将采用视频、音频、微信公众号、二维码技术等形式或工具，立体呈现课程思政内容，切实提升思政育人成效。

［ 参 考 文 献 ］

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[12] 龙妍，黄素逸，刘可.大系统中物质流、能量流与信息流的基本特征[J].华中科技大学学报（自然科学版），2008，36（12）：87-90.

［责任编辑：庞丹丹］