“三全育人”视角下化工原理课程群的课程思政教学探索与实践

2022-09-01胥桂萍周富荣姚振华

化工时刊 2022年7期

胥桂萍周富荣姚振华陈婷

(江汉大学光电材料与技术学院，湖北武汉 430056)

“课程思政”是高校坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，落实立德树人根本任务的教育理念创新和实践创新。深入探索课程思政的教学规律，多维度增强“课程思政”实效，增强知识传授和价值引领的有机融合。2021年7月21日进行了首届全国高等院校化工类专业教师课程思政能力大赛，大赛强调了课程思政建设在化工类人才培养中的重要地位，共同推动化工领域的课程思政建设。

化工原理课程群包括化工原理理论、化工原理实验、化工原理课程设计、化学工程训练等课程，是化学工程与工艺学生的必修课程，在教学中要加强课程思政教育，潜移默化引导学生。深挖化工原理课程群中的思政元素，提炼出专业课程中蕴含的理想信念、社会责任、科学精神、绿色环保理念、工匠精神等思政元素。

1 化工原理课程思政教育的必要性

化学工程的研讨领域已经扩展到能源、环境、生物、材料等，与新能源开发、节能环保、生物医药、新材料研制等领域的新技术密切相关，对引领和推动新产业发展具有重要作用[1]。课程引导学生了解化工学科发展现状及趋势，化工与其他学科进行的交叉融合情况，并针对热点问题如能源危机、碳中和、碳达峰、日益严重的污染问题开展分组讨论和汇报，增强学生对化工专业的认同感，激发学生的学习兴趣。结合化工原理课程特点，构建化工原理课程承载的思想政治教育内涵，推动学生掌握质量、能量守恒是马克思主义哲学的自然科学基础的道理，建立理论联系实际、科学发展等人文意识，将社会主义先进文化、核心价值观、中国特色社会主义思想融入课堂教学，达成德育渗透的教学成效。

2 课程思政教育的途径探讨

2021年江汉大学化学工程与工艺专业通过了中国工程教育认证。专业认证以毕业生达到的基本素质为基础，提出了12条毕业要求，包括工程知识、问题分析、设计/开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规划、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习[2]。

《工程教育认证自评报告指导书2020版》增加了落实立德树人根本任务的要求。因此，要做好化工专业顶层设计，积累思政素材，结合案例分析展开思政教育。图1是化工专业开展思政教育的实施路径[3]。

图1 化工专业课程课程思政的实施路径

3 化工原理课程思政教学的实施

3.1 课堂教学

课堂教学是传授知识的阵地，目前大部分教师都采用MOOC、SPOC等各种教学形式，在课堂教学中使用混合式教学、项目式教学、案例教学、翻转课堂等方式。围绕课程教学目标与教学理念，每次课堂设置两条教学线索，让思政教育无痕迹地贯穿在知识点的教学中。课程思政元素的引入，非但没有减弱学科知识的传授，反而在激起学生的学习激情、求索创新、探寻真谛等方面起到了至关重要的作用。图2是传热章节模块课程思政框图，包括传热基本概念、传热过程计算和换热器的设计校核。在学习传热和换热器的内容时，引导学生从增大传热面积、增大平均温差、增大总传热系数等方面入手，思考如何提高传热速率(Q=KA△tm)，对传热过程进行强化。考察换热器的传热能力时，不是只考虑传热面积A，应该是综合考察KA，存在如下关系：A-管数-流通截面积-流速-传热系数。而A和K之间经常会存在关联关系，过大的传热面积可能还会对流体流量产生影响造成过低的K值。如何提高单位体积的有效传热面积，可培育学生的节能减排和创新意识。

今年课程采用以项目式、案例教学为特征的线上线下混合式教学，以开阔视野，提高认识。线上通过拓展思维、思政元素发掘等活动，将能力培养与知识传授有机融合，极大地提高了教学质量。线下采用翻转课堂方式进行教学，收效明显。

图2 传热模块课程思政框图

3.2 实践教学

化工原理实验的每个实验项目一般要求2～3人为一组，学生必须在进入实验室前完成理论预习考核和安全考核，做好预习报告，然后自主完成实验。实验过程中学生会接触高温、易燃、易爆、登高、实验废液的产生及处理等危险因素，要提高学生的安全意识，加强防范，防止事故发生。实践活动过程中要加强同学之间的分工合作。团队协作完成实验项目，可培养学生的沟通交流能力、团队合作意识和责任意识。

化工原理课程设计以设计精馏塔(板式塔或者填料塔为例)为主要内容。包含对设计工艺流程进行选择、设备设计参数反复试算、对设备进行优化，如图3所示。设计过程要培养学生精益求精、一丝不苟的工作态度，更要加强培养学生的节能环保意识和经济核算意识，熟悉国家行业标准，做一个合格的工程师。

图3 板式精馏塔设计步骤

3.3 课程思政素材库建设

将化工原理知识点与思政育人元素的对应关系进行关联，发掘课程的隐性思政资源，建成化工特色明显、育人要素明确的化工原理课程思政案例素材库，如表1。案例库的建设有利于学生对专业知识的消化理解，教书育人同步进行。

3.4 绿色环保理念教育

化工行业具有高能耗、高污染等特点，始终应该将化工环保、安全等可持续发展理念贯穿于化工原理课程群的教学之中，使学生树立生态意识、质量意识、责任意识，强化责任关怀理念[4]。

如在非均相物系分离中，强调企业排放的含尘废气、含固废液等污染物要进行重力沉降、离心分离等处理。如采矿行业中大于50 μm粗颗粒，尤其是直径大于200 μm以上的粗大颗粒应先采用降尘室除尘，以减少颗粒对分离器器壁的磨损。如果颗粒为5 μm～50 μm，一般采用旋风分离器除尘。多台并联使用，可以使分离颗粒粒径更小，但并联方案的设备投资高于单台方案的。对于黏性粉尘、含湿量很高的粉尘及腐蚀性粉尘是不能采用的[5]。但对于严重危害人类健康的PM2.5等更小粒径的颗粒只能用袋滤器、电除尘器或者湿法捕集。在讲解此内容时要强调单元操作是实现节能减排的重要环节，体现其对人类健康的重要性，并介绍PM2.5对人类的危害。教学过程结合典型环保事件案例介绍，补充部分国家标准、法律法规，如《大气污染物综合排放标准》(GB 16297—1996)等，教学内容中要渗透环保、健康、安全和法律等化工过程的理念。