化工原理实验课程思政的多层次建设

张瑜，王雅，侯雄坡，郝妙莉

(西安交通大学化学工程与技术学院，陕西 西安 710049)

0 引言

2020年5月教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》发布，指出必须抓好思政建设，课程思政是立德树人的根本遵循[1]，育人与育才的有机统一一直是一线教师的追求所在。针对化工类专业人才的培养，各大高校教学人员从多角度探索思政建设，广泛开展了大类招生背景下化工专业的课程思政改革[2]，基础化学课程及实验的思政改革[3-5]，专业类的化工原理课程思政的改革探索[6-8]等，同时还有针对化工专业资源库与思政隐性融合的探索[9]，以及以具体实验为例详细介绍了思政课程的开展[10]，教学与课程思政结合的协同、分层教学也有了新模式[11]。化工类课程思政在各个高校已形成各具特色的教学体系，育人与育才正在实现多方面多层次的有机统一。实验课程作为新工科人才培养体系中的重要内容，其课程思政的建设势在必行。

1 化工原理实验课程思政建设的必要性

我校化工专业以培养具有家国情怀、民族使命感、社会责任感、人文素养和创新精神，掌握坚实自然科学基础知识、专业知识的工程技术人才为目标，使学生具备国际视野、创新能力、团结协作能力及终身学习等能力，为确保高质量的育人育才目标的实现，必须坚持贯彻思政课程与课程思政双管齐下，做好每一门课程的特色思政建设，将知识教育与思政教育深入融合，协同促进，实现学生专业能力与综合素养的全方位提高。

其中化工原理实验课程以培养化工类专业学生的安全素养、实践及研究能力、团队协作能力为目标，面向化工类本科生开放，是学生理论指导实践的关键尝试。课程涵盖了基本的化工单元操作，相关的设备及流程知识与行业、社会联系紧密，努力挖掘知识原理、硬件设备及工艺流程的方方面面的思政元素，使得实验课堂更加丰富有内涵，更有助于学生理解专业知识，建立行业认知。同时课程安排在学生建立行业认知、具备工科基础实践能力的关键时期，也是学生人生观、价值观成熟的关键时期，正确的价值引导必不可少。特别是在当前社会闻“化”色变的背景下，实践类课堂的言传身教、亲眼目睹更有利于学生正确认识行业，理性看待未来职业，积极承担起行业责任，践行行业使命，做行业的社会主义接班人。

化工原理课程思政建设是达成我校化工专业人才培养目标、促进实现课程目标、培养新时代行业优秀人才的必要措施，我院实验教学中心团队充分利用实验过程中师生、生生互动频繁，交流时间充分的实验课堂优势，在充分调研、反复讨论、多次修改之后，针对化工原理实验课程建立了多层次课程思政体系，在实验教学过程中通过多途径教学实现课程与思政教育的完美契合。

2 化工原理实验课程思政的多层次建设

新时代学生的素质培养中不仅包含工科基础素质，专业素质，也包含社会主义接班人的家国情怀和理想信念，及化工人在时代变迁中的行业初心与使命。化工原理实验课程思政内涵丰富，涉及层面较多，可按照课程特点建设包含实验原理、实验体系、实验设备、实验室文化建设、实验教学团队建设的多层次课程思政体系，形成特色的、系统的教学设计，将立德树人融入实验教学的每一个环节每一个层面，使专业教学与思政教育相辅相成，相互促进，实现育人与育才的有机统一，全方位培养新时代行业接班人。

2.1 实验原理中的思政

本校化工原理实验课程包含9个实验内容，是化工过程涉及的基本单元操作，各实验基于单元操作原理在实验装置上进行验证型、设计型及综合型实验。如表1所列，各基础单元操作的原理中内含多方面思政元素，专业与思政融合的实验教学使课堂更加生动丰富，理论与实际联系更加紧密深刻，便于学生理解内化、实践应用。

表1 基于实验原理的化工原理实验课程思政要素

2.2 实验体系中的思政

化工原理实验课程基于基本单元操作，运用不同的实验体系实现实验教学的相关知识、能力及素质目标。实验内容及体系的设置须紧跟时代步伐，根据专业特色、科技聚焦、行业热点、设备进步不断更新调整，实现教学与行业现状的实时接轨，保持教学内容的先进性，使学生学有所用，实验有所得。

(1)吸收单元操作的实验体系改进，二氧化碳吸收-解吸实验替代了氧解吸实验，与当前的“双碳”目标遥相呼应，简单的二氧化碳的吸收—解吸联动过程，基础的单元操作启发学生关于实现“双碳”目标的专业思考，引导学生思考新时代的行业使命。

(2)精馏及特殊精馏系列实验内容，均采用乙醇-水体系，采用类比教学法，得到普通精馏与特殊精馏在原理、原料使用及分离效果等方面的差异，从实际操作中体会其异同。同时根据不同的实验，利用不同的工具，采取不同的测量方法，引导学生学会因地制宜，灵活运用理论知识。如普通精馏和特殊精馏，因产品纯度及产量不同，分别采用酒精计和阿贝折光仪进行测量，同时该体系的各类精馏釜液便于回收利用，引导学生强化节能减排意识，增强专业认同感与使命感。

(3)教学实验体系的选择总体遵循安全高效、经济易得、有代表性、低碳无害等原则，在教学中通过教师引导、学生讨论等途径使学生掌握实验体系与对应单元操作的协同作用，体会实验在原料消耗、设备保护、环境污染各方面的绿色化工概念。

2.3 实验设备构成中的思政

实验教学的完成与实验设备息息相关，设备的构成与更新一方面影响实验的完成度，另一方面也丰富了实验教学的内容。从设备对比展开教学，不仅有专业知识，也有从设备构成与更新中反映出的行业变化、技术进步。科学规划实验设备的构成为实验课程的专业教学与思政教学提供了诸多切入点。

(1)目前国内实验教学使用的多为国产教学仪器，是国内运用较为广泛的工业设备的实验室版本。教师在教学中，抓住关键核心设备，通过图文、动画视频等方法将其与实际工厂设备、国际同类型设备进行对比，在类比教学中帮助学生建立对实验室与工厂实际的距离认知，引起学生关于国产设备与国际设备的差异性反思，拓展国际视野，可进一步升华至爱国奋斗、强国有我的行业使命教育与职业理想信念教育。如萃取精馏新旧设备分别采用泵进料和高位进料，实验中可发现两种进料方法的稳定性差异，使学生体会到先进设备的优越性，更重要的是在差异体会中明白技术进步的重要性，从中折射出我国工业发展与国际先进水平的差距，引导学生爱国奋斗，增强民族使命感，勇于承担行业责任。

(2)工业在进步，实验设备也要持续更新，但在更新过程中可以保留功能较为完好的旧设备，同时增建功能更为先进的新设备，一方面充分利用了设备资源，减少了浪费，另一方面便于在实验中采用类比教学法，引导学生对比、思考新旧设备的异同，分析设备改进的思路，学习工艺优化的方法，培养创新改革的能力，锻炼基本的工程技术及行业素养。同时，实验设备在更新过程中，更加注重原料的高效利用，在对比中引导学生发现新旧设备在节能减排方面的进步，如原料的循环及回收利用、平价替换等，体会行业从多方面落实节能减排的措施。如吸收实验中，新设备与旧设备相比，吸收剂水存储于水箱中循环利用，极大提高了原料利用率；原料由氧气改为二氧化碳，实验更加安全；多方对比中启发学生行业追求节能减排从未止步，追求安全高效一往无前。

(3)新旧实验设备在实验过程中表现出差异性，引导学生通过现象、设备组件等分析产生差异的本质，辩证性看待设备及问题。同时，新旧设备会出现不一样的实验误差，引导学生理性分析误差产生的原因，掌握误差分析、减小误差的方法。另外，新旧设备在性能、实验成本、实验安全、实验效果等多方面存在差异，但整体上有利有弊，引导学生全面看待问题，针对性选择设备。如引导学生对比新旧萃取精馏设备在进料量，产品浓度，产量等方面的差异，发现新设备进料稳定但原料用料较多，而旧设备虽不易控制但原料用料少、产品浓度高，启发学生客观、全面看待事物，辩证性解决问题。

2.4 实验室文化建设助力课程思政

实验课程根据实验设备所处的物理空间不同在不同的实验室进行，实验室在基本的安全、消防、设备建设以外，充分利用可用空间进行专业文化及人文文化建设，营造良好的实验课堂环境与氛围，有效促进课程教学及思政教学，助力实验课堂达到更饱满的教学效果。

(1)专业文化建设中，在相关实验设备所处的物理空间附近，以墙报、展板、小视频的形式展出关于对应单元操作的发展历程、常用设备、工业运用实例、相关发明专利等，便于学生自主了解，充分利用实验等待时间，丰富实验教学的内容输出。系列展出使学生循序渐进、以小见大掌握行业发展进程，客观认识所处行业，树立正确的行业价值观与使命感。

(2)人文文化建设中，在实验室相关设备的剩余物理空间，以小展板、小电影的形式讲述有关科学家、企业家、工程师的故事，以行业榜样力量鼓舞学生追求专业进步，勇于承担行业使命，践行“西迁精神”，爱国奋斗。

实验室文化建设的丰富形式与内容，营造了良好的实验课堂环境，让文化潜移默化感染学生，同时，各种形式的展板、视频中的优美元素还能陶冶学生的人文素养。从实验室的点滴建设循序渐进构建学生关于行业发展与人类进步的关系认知，树立行业自信与初心使命，实现育才与育人的有机结合。

2.5 实验教学团队贯彻课程思政

化工原理课程思政的多层次建设，其中关键一环在于实验教学团队的实际贯彻与运用。实验教学团队的教学能力的提高、思政素养的提高及团队综合水平的进步是贯彻落实课程思政的重点，是课程思政建设的软实力所在。

(1)教学能力的提高。实验课堂从教学设计、教学开展至教学提高，优秀的教学能力才能使得实验专业教学与思政教学在实验课堂的各个环节完美融合，协同促进。一线教师在从事教学工作的过程中，要通过持续的各类理论学习、教学研讨、公开课学习等途径，追求教学技巧的不断进步，课堂设计的不断饱满，思政教育的不断更新，以高水平教学实现专业与思政教育的有机统一。

(2)思政素养的提高。实验课程思政教育不仅要求教师完整、顺利的指导实验操作，完成实验课堂，更重要的是在完整的教学过程中润物细无声的将思政元素深入到学生心中，建立起思政元素与理论、实验内容的深层联系。教师的教学能力可以将已有的思政元素在实验教学中渗入，但持续变化且不断深入的思政教育要通过不断提高教师的思政素养，使得思政教育自然而然的进入课堂，深入学生内心。

(3)综合水平的进步。时代及行业的不断进步，要做到课堂的高水平教学，要求基层教师行业视野的与时俱进，科技前沿的捕捉学习，研究热点的追踪学习等多方面进步。基层教师的综合水平要不断进步，才能科学合理的在实验课堂中以充实的多方位知识储备面向学生，输出丰富且先进的专业及思政内容。

3 结语

化工原理实验课程思政的多层次建设，在化工类专业学生的培养过程中有充分的必要性，其内容与思政可以协同促进教学效果的提高。结合课程特点与行业特点，化工原理实验教学团队建立了包含实验原理、实验体系、实验设备构成、实验室文化建设、实验教学团队建设的多层次课程思政体系，将实验课程与思政教学深入融合，在多个层次中渗入思政教学内容，有效促进学生基本工程能力、科研素养、行业认知、行业使命、爱国奋斗精神的培养，实现育才与育人的有机统一。