应用型本科院校《化工原理》课程思政教学探索*

2021-02-23潘玲，姚瑶，邓艳

广州化工 2021年3期

潘玲，姚瑶，邓艳

(贵州工程应用技术学院化学工程学院，贵州毕节 551700)

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调，高校思想政治工作要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，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面。这就要求专业课教师在“授业、解惑”的同时，要加强“传道”，坚持教书和育人相统一，充分发挥课堂教学在育人中的主渠道作用，努力将知识传授与价值引领相结合，把专业知识教育同学生的价值观教育、综合素质教育结合起来以更好地为中国特色社会主义培养大批可靠的接班人[1]。也就是说，高校思想政治教育是各类课程融合“课程思政”与“思政课程”的紧密结合才能落实立德树人的根本任务[2-3]。

化工原理是化工及化工类相近专业的一门重要的技术基础课，化工原理在基础课和专业课之间起着承前启后，由理到工的“桥梁”作用，教师如何做到在化工原理授课过程中将传播知识与育人“无缝对接”，如何在化工原理的课堂教学过程中实现专业知识传授、专业技能培养、专业方向引导和价值观教育等多重功能的有机结合，把思想政治教育贯穿于化工原理课程教学的全过程，需要进行积极探索化工原理课程作为化学化工类、环境类等专业的专业基础课和重要核心课程，蕴含着大量的思政元素，是相关专业课协同育人的主阵地。结合化工原理课程的教学内容，在课堂教学中把握住思政教育的主要内涵，将思政元素自然流畅地贯穿在教学的相关环节，在教学活动中把对学生的价值观引领、培养创新精神、培养人文素质等和专业知识的讲授进行有机融合，对充分发挥课程的育人功能，与思想政治理论课形成协同效应是十分必要的。结合化工原理的课程特点，本门课程的课程思政教学元素可以通过科学家的故事启发学生的人生观、培养学生的民族自豪感、培养安全严谨的职业素养、形成绿色发展的环保理念等几个方向[4-6]。作者通过总结其教学团队在《化工原理》课程教学中的经验，现将挖掘出的思政元素归纳如下。

1 科学组织教学内容

化工原理课程是以“三传”(动量传递、热量传递和质量传递)为理论基础，以传递过程和研究工程问题的方法为两条主线，以化工单元操作为主要内容，研究各个化工操作中的基本规律、典型设备的设计方法和过程的操作原理，课程主要内容如表1所示。根据化工原理各章节内容的特点，教学内容设计上拟将教材中的章节内容进行模块化整理、分类，继而对各单元操作进行案例分析，将理论知识中涉及到的科学家和案例结合，如“傅里叶定律”“伯努利方程”都是采用科学家的名字命名，通过讲述科学家事迹开启学生的人生思考模式；贴近生活案例分析也是引入思政元素的切入口，如干燥单元操作中讲到奶粉干燥处理时，热能循环利用及成本意识的控制也潜意识激发学生思考。第五章传热单元操作中如何有效强化传热，夏天空调的传热强化，冬天室内保温涉及到的削弱热量的传递等等激发学生理论结合实际，充分发挥想象力，科学组织教学内容。

表1 化工原理课程主要内容

2 爱国主义、民族自豪感、使命感的培养

在化工原理课程教学中，课程组教师会引入一些化工界科学家的的感人事迹激发学生的爱国情怀，如在上册绪论中讲到《化工原理》课程发展史时，引入时钧先生的事迹。1938年，时钧先生婉言谢绝了麻省理工学院化工系主任怀德曼(Whitman)教授的盛情挽留，回到祖国。1952年任南京工学院化工系教授、系主任，并受命创建中国第一个硅酸盐专业，为社会主义建设事业输送了大量专业技术人才。20世纪80年代以来，培养了70多名硕士、博士。为中国的科学研究、人才培养做出了重大贡献，他一生热爱祖国，激励着一代又一代的青年学子。《化工原理》课程各单元操作中涉及许多定律和方程，如牛顿冷却定律、傅里叶定律、伯努利方程、范宁摩擦系数、斯蒂芬-玻尔兹曼定律、亨利定律及拉乌尔定律等，课程组将化工原理知识点与科学家故事联系起来，在第一章流体流动中讲到直管阻力范宁公式时，引入顾毓珍先生的事迹培养学生的爱国情怀。顾毓珍先生在美国留学期间，提出了“流体在圆管内流动时摩擦系数λ与雷诺数Re的关联式”，学成后带着最前沿的理念和知识回到祖国，合编了我国高等院校首部化工原理教材《化学工业过程及设备》[7]，充分体现了其崇高的爱国精神。

(1)

中华民族是一个历史悠久的伟大民族，自古以来创造了无数的工程奇迹。在《化工原理》的课堂教学中，引入一些我国经典工程，培养学生的学习兴趣和民族自豪感。大禹治水，利用流体连续性方程，疏通河道，让流径变大；拓宽峡口让流速变小，减小洪水通过时的破坏性。同时也采用了流体流动阻力的原理疏导洪水入海。

3 绿色环保、成本节约和安全意识的培养

化工原理各单元操作过程都会涉及环保、能源节约、安全等内容，化工生产中三废的排放、热能的综合利用、各反应釜及发生器的运行参数监控等无处不在培养学生的环保、安全和法律意识。表2列出典型单元操作中涉及到环保、能源及安全问题。另外，教师授课理应与时俱进，结合近两年的典型安全环保事件，讲解相关单元设备的操作，加深对学生环保、节约和安全理念的教育，同时培养学生的法律意识。

表2 单元操作与环保问题

成本问题也是化工设计计算中的重要考虑因素，蒸发中二次蒸汽热能的利用、精馏中塔顶冷凝器的冷凝水热能的循环利用气体吸收时解吸塔中吸收剂解吸循环使用等，通过单元操作案例分析拓展学生的资源循环利用的理解，并应用于实践。另外，在精馏单元操作中选择适宜的回流比R，可使精馏操作费用和设备费用最低，根据经验，适宜回流比的范围一般选择R=(1.1～2.0)Rmin，回流比的选择与物系分离难易程度和地区能源紧张度有关。

国家的发展离不开化工产业，但同时化工安全时时刻刻都在警惕着每一个化工从业人员。近年来化工厂爆炸事件，油罐泄漏及污染问题的发生，安全严谨的职业素养是每一个化工从业者必须具备的。在每个单元操作的课程教学中，课程组教师通过对单元操作设备中可能存在的安全隐患及可采取的措施进行分析，讲授第二章流体输送机械中的离心泵时，强调离心泵开停泵前需零功率操作，即关闭泵的出口阀门，避免电机烧坏和损坏叶轮；再如第九章蒸馏操作，告知学生在精馏实训中要随时关注精馏塔中每一块塔板的气液接触状态，避免最上层塔板上发生淹塔，引起设备短路。

4 抗挫能力和价值观的培养

化工原理各单元操作的计算方法多种多样，而试差法需要重复试差计算，直到得到的参数数值与已知条件符合。如管路计算、沉降速度的计算，涉及公式负责，计算重复，需要学生坚持不懈、敢于抗挫的精神。例如在第三章非均相物系的分离单元操作中沉降速度ut的计算，先要假设沉降属于某一流型，相应的沉降速度公式计算ut，然后核算Ret，检验是否在原假设的流型区域内，直到计算的沉降速度与原假设一致。计算纷繁复杂，犹如工作岗位上会遇到很多困难和挫折，要敢于面对，有工匠品质，各单元操作的计算时刻体现着工匠精神、抗挫能力。