民族高校化工专业课程思政教育教学模式探讨——以化工工艺学为例

谭海燕，石新雨，吴称意，程新华，汪 琼

(湖北民族大学 化学与环境工程学院，湖北 恩施 445000)

创新是高等教育永恒的主题，立德树人是教育的根本任务，课程思政教学是实现这个任务的重要路径.近年来课程思政教学改革已经在全国诸多高校开展，各大高校在专业课教学中充分融入了思政元素[1-5].在化工专业的课程思政教学改革探索中，许多研究提出通过引入行业操守教育、家国情怀、环保理念、工匠精神培养等思政元素，使学习化工专业的学生树立工业强国的民族追求以及科技创新的拼搏意志.另外，民族高校招生多以少数民族学生为主，学生的学习背景以及学习基础有所不同，对工程教育的接受能力与兴趣也各不相同.因此，针对民族高校化工专业的特殊教学背景，为了更好地提高民族高校化工专业的教学效果、更好地对学生进行能力培养和价值引领，结合当前的教育要求以及湖北民族大学的实际情况，本研究提出在化工专业教学中全面推广课程思政教学，并利用网络学习资源建设翻转课堂，同时结合以赛促教，将这种综合创新教学模式运用到民族高校的化工专业课程教学中，以全面提高学生的学习兴趣及学习能力.本文将从课程思政、翻转课堂、以赛促教3个方面来阐述如何实现民族高校化工专业课程思政的创新教学.

1 课程思政教学的开展

自2017年教育部明确提出“要大力推动以课程思政为目标的教学改革”以来，各大高校积极响应落实，广大一线教师积极参与探讨，出现了一批课程思政改革的领军人物[6-9].其中有研究人员提出在课程中融入爱[10]，有研究人员提出在课程中融入陶行知思想[11]，等等.他们充分论述了课程思政在高校教学育人中的重要促进作用：第一，解决了“工具性”、“单向度”人才培养质量问题；第二，解决了“教育为谁培养人”的问题；第三，将教师朴素的育人观念提升高度，解决了课程育人规范性问题；第四，结合专业教育，将传统的知识灌输方式转变为以学生参与、体验和实践为主，创新评价方式，解决育人成效问题.

化工是关系到国计民生的重要行业.近20多年来，我国化工行业虽然得到迅猛发展，但是缺乏高素质人才，因此培养大批优秀的工程技术人才是当务之急.化工专业课程的理论性、实践性和技术性都很强，而民族高校主要是为少数民族服务，为民族地区的经济建设服务；因此，思政教育工作必须立足于课堂、立足于地方，必须通过日积月累、潜移默化的方式渗透到化工教学之中.湖北民族大学化工专业在课程思政教学的改革探索中，提出引入地方特色、家国情怀、环保理念等思政元素，使学习化工专业的学生树立起工业强国的民族追求以及科技创新的拼搏意志.

1.1 化工工艺学课程思政教学的准备与实施

为了课程思政教学的有效实施，前期探讨了以下内容：

1) 总结现有的理论教学内容、校企合作需要，分析出适用于民族高校的化工工艺学教学内容以及教学模式，为后期课程思政教学模式的构建打下基础.

2) 课程建设前对学生以及与湖北省合作的化工企业进行问卷调查分析，并通过大量研读相关课程的思政教学、校企合作模式等方面的文献，构建出基于课程思政的民族高校化工工艺学教学模式的方案及流程，为后期同类的化工专业课程思政教学提供可借鉴的教学模式参考.

3) 将课程分为理论教学与实验教学两个环节.教学具体设计如下：第一，在授课的准备阶段分析相关内容需要引入的思政元素是什么，讲解相应的内容后需要让学生做好课堂感想；第二，实验教学部分，要求同学们阐述相关内容中哪些环节需要绿色、环保、节能等理念，哪些工艺路线可以进行相应改进.

4) 将设计的授课模式应用于化工工艺学教学中，与以往传统教学模式下的教学效果进行比较，反思总结教学模式的成效、可行性、不足和有待改进之处.

1.2 课程思政教学的应用案例

湖北民族大学是一所民族高校，地处湖北省恩施土家族苗族自治州，本土学生相对较多，恩施地区化工行业70%左右的从业人员来自于本校，化工专业始终坚持“立足恩施，面向湖北，服务基层”的办学定位.恩施又称为世界硒都，“硒”是恩施地区的最大特色；由于土壤中硒含量较高使得相应农产品中的硒含量也较高.近年来由于中国硒谷规模化生产和标准化建设的持续推进，恩施硒产品已经蜚声中外；但是恩施地区的土壤在富硒的同时也富含金属镉，而镉元素对人体有害，因此如何抑制土壤中的镉一直是个难题.最近湖北民族大学相关课题组从研究化肥入手，考虑生产能够抑制金属镉的特色化肥，这一研究已经在湖北民族大学实验室取得一定进展.为了培养学生解决实际问题的能力，结合本地实际情况，以化工工艺学课程中“合成气生产化肥”教学如何融入思政元素为例来阐述思政教学的积极作用.具体设计过程如表1所示.

1.3 课程思政教学的实践效果

化工工艺学的教学通过在各章的经典内容中融入思政元素，达到了如下的目标：第一，形成了本课程的思政教学特色；第二，实现教师的引导作用，在各章中由教师抛砖引玉提出问题，激发学生的好奇心以及求知欲，使学生主动学习，以此改善课堂教学效果；第三，激发了学生的创新精神，培养学生不怕吃苦意识的同时使学生学会因地制宜地运用理论知识，引导学生分析化工生产中的技术缺陷，思考解决问题的途径，进而培养学生勇于创新、积极探索的精神.最近，化工专业学生在南漳龙蟒磷制品厂的生产实习过程中，结合化工工艺学知识与实验原理，给南漳龙蟒磷制品厂的生产工艺流程提出了改进工艺路线的12条建议.他们的改革精神以及高度的责任感深受实习单位的好评，为此南漳龙蟒磷制品有限公司与湖北民族大学签订了校企合作协议.这表明课程思政教学的实践效果较好，能够为民族地区的地方企业培养德才兼备、专业合格的化工人才.通过课程思政教学，积极总结课程所承载的思政教育功能，并将其生动地融入到各个教学环节中，极大提高了学生各方面的综合能力.

2 翻转课堂与课程思政教学

大型开放式网络课程(massive open online courses，MOOC)资源丰富，它是由大量参与者经互联网发布并免费开放的网络课程，汇集了大量用户思想以获得更多的知识共享.学生课前观看网络课程视频，上课时可集中精力与教师交流互动，形成了良好的翻转课堂.另外，MOOC为不同基础的学生在课前或者课外观看教师的教学视频提供了便利，为课堂教学提供了强有力的辅助手段.因此，翻转课堂是促进教学的有效策略和方式，是推进金课建设的有效措施之一[12-14].

表1 合成气课程思政案例设计样表Tab.1 Sample table of case design on ideological and political education in the course about syngas production

图1 化工专业网络课程的开展情况Fig.1 Use of chemical engineering online courses

2.1 翻转课堂结合课程思政对教学的促进作用

民族高校少数民族学生的基础各不相同，为了在课堂上保持相同的学习进度，不同学生所需的自学程度或者采用的自学方式也不同[15-16].基于课堂需要讲解的内容，教师在课前提出思考题，其中包含相应的课程思政元素，并融入勤奋努力、工匠精神、人物励志等故事，鼓励同学不论基础好坏都要全力以赴学好化工工艺学知识，为地区发展服务；并提醒学生要充分利用MOOC资源，根据自身的学习基础选择需要预习的内容.湖北民族大学的化工专业已经开办近20年，在化工人才培养方面积累了一定的办学经验和实力.但因地处相对偏远的鄂西山区，教育资源有限，社会、经济发展也相对滞后，现有的教学条件制约着该校化工专业的进一步发展.在以往的教学中往往存在着诸多问题：第一，少数民族学生比例高，学生基础与专业知识相对薄弱，许多学生对课堂上教师讲解的内容一知半解，完成课后作业相对困难；第二，学校的实验条件相对落后，无法完全满足实验课程的需求，造成一部分同学不能独立操作，一定程度上抑制了学生的积极性；第三，具有地方民族特色的校企合作实践教学资源有限.在化工专业开展结合课程思政的翻转课堂教学，则可以从很大程度上解决上述问题.

2.2 化工专业翻转课堂的建设及使用情况

化工专业通过多年努力建成了相关专业课程的MOOC资源，化工专业建设的线上专业课包括化工原理、化工设备机械基础以及化工工艺学等.在此之外还整合了许多其他学校相关课程的MOOC资源，这就极大拓展了学生的学习资源、延伸了课堂内外的学习时间和空间；通过网课课程的学习，学生与教师的互动得到增强.化工专业网络课程的使用情况如图1所示，其中课堂活动有159个，题库数目达到1 094题，线上考试2次，讨论区话题729个，这些活动显著增加了学生的学习量.实践表明，MOOC作为一种重要的教学辅助手段，给民族高校的教学带来以下优点：第一，MOOC生动新颖的教学模式能够极大地提高学生学习的趣味性和积极性，有助于加深学生对课堂知识的理解，从而将学生对教学内容的掌握提高到新的层次；第二，MOOC主题突出、学习时间灵活且可以反复播放，使学生的学习、师生的交流更方便，优化了学生的学习过程和学习途径；第三，MOOC教学内容极其丰富，资源量大.

2.3 建设具有地方特色的网络课程

为了让学生更好地了解恩施地区的硒资源特色以及利用情况，化学与环境工程学院录制了宣传片《硒说》.在学习化工工艺学课程的同时，要求同学自学观看《硒说》的相关内容，作为化工课程教学内容的重要补充.MOOC的建设使湖北民族大学化工专业能够运用现代先进的教育技术手段，对传统教学模式进行创新，实现了湖北民族大学与其他高校的课程资源共享，加强了民族区域特色发展的宣传.同时，也为学生综合素质的提高、视野的拓展提供了有力的支持，为民族地区化工行业输送竞争力过硬的应用型、复合型、技能型高级产业人才提供了有力保障.

图2 化工专业学科竞赛获奖情况Fig.2 Chemical engineering disciplinary competition awards

图3 2016-2020年化工工艺学的平均成绩Fig.3 Average score of Chemical Technology from 2016 to 2020

3 以赛促教与课程思政教学

大学生各种创新设计大赛的举办旨在深化高等教育综合改革，激发大学生的创造力，培养造就广大青年扎根中国大地、了解国情民情，熟悉地方经济特色与优势，在创新创业中增长智慧才干.此外，各类大赛对于学生的团队协作精神、吃苦耐劳和坚忍不拔毅力的培养也能起到积极作用，是“三全育人”的重要内容.

化工专业学生团队多次在各类化工设计大赛中取得优异的成绩，成果包括：在2019年华中赛区大学生化工设计竞赛中取得华中赛区一等奖，在第十三届全国大学生化工设计竞赛中获得全国二等奖，等.通过参加上述赛事，化工专业极大地提高了学生的学习积极性，培养了学生的创新能力、操作能力与设计能力，并极大地激发了学生的学习兴趣和学习热情，使学生的成绩明显上升.在提高学生积极性和培养学生创造性方面，这些赛事起到了传统教学模式所无法比拟的激发作用.例如在2019年的互联网+大赛中，以环境保护为主题的“新卡新世界”项目激起了学生们极大的兴趣；该项目旨在通过抑制白色污染达到环境保护的目的，这也是化工课程思政的重要教学内容.通过查找资料，学生们了解到白色污染的主要物质都是烯烃类物质，并掌握了烯烃的原料来源、工艺路线、生产成本以及降解性能，最终获得省级优秀指导奖.在这个过程中，团队中的成员回顾了化工工艺学的课本内容，对课本知识进一步熟悉深化；同时，他们也认识到化学工作者在环境保护中的重要作用以及社会责任，这是课程思政教育的一部分内容.总结近5来化工专业学生参加各种相关学科大赛的获奖情况：获奖项目达到88项，其中校级以上62项，省级25项，国家级1项，其校级、省级以及国家级奖项的百分比如图2所示.

4 3种创新教学模式的协同作用

化工工艺学在传统教学的基础上，充分综合运用了上述3种创新教学模式.教学过程中让学生在广泛学习MOOC资源的基础上，融入课程思政元素，并采用以赛促教的手段，加速推进民族高校化工专业类课程的创新课程教学.如果说融入课程思政元素是促进化工工艺学教学效果的催化剂，以赛促教则是助催剂，它们共同快速提高了化工工艺学的教学效果，落实了立德树人的根本任务.统计表明，3种教学模式的综合运用，极大地提高学生的学习成绩，图3是近5年学生的平均成绩；可以看出，学生的平均分在5年内提高了10.6分.其中，在参加互联网+大赛以及化工设计大赛时，参赛同学将化工专业核心课程诸如化工原理以及化工工艺学几乎重新再学了一遍，甚至可以达到讲解课本的水平，因此成绩提高也是必然的结果.而课程思政元素的融入，极大激发了学生的学习热情；另外，学生经常利用MOOC资源在线与教师交流探讨如何更好地学好专业课，他们在学习成绩显著上升的同时也更深入地理解了行业操守、家国情怀、环保理念、工匠精神和社会责任.多年来化工专业毕业的学生已经为地方的化工企业、环境保护工作做出了很多贡献.

化工工艺学课程教学内容繁多，主要章节包括化工工艺学基础、化工原料及其初步加工、无机化工产品典型生产工艺、基本有机化工产品典型生产工艺、精细有机化工产品典型生产工艺、聚合物产品典型生产工艺、化工工艺计算、化工生产与环境保护等.根据化工专业的研究成果，总结课程的整体创新模式如下：在化工工艺学的整个教学过程中，首先各章内容融入课程思政、同时引入MOOC资源实现翻转课堂、并进一步开展以赛促教等新模式，将它们综合运用于化工工艺学教学过程中，引导学生从地区化工生产需求与热点问题出发，构建“三结合、三协同”观念，形成“思政-研究-实践”三位一体的协同育人教学模式，这对于民族高校人才的培养有积极作用[17-18].化工工艺学各章创新教学模式的综合运用案例如表2所示.

表2 化工工艺学教学案例汇总Tab.2 Summary of Chemical Technology teaching cases

5 结论

本文提出了在湖北民族大学化工专业课程中综合应用3种新的教学模式或教学理念：课程思政、翻转课堂、以赛促教；结果表明，这些新教学模式的开展不仅提高了学生的学习效率，增强了他们的学习积极性，提高了学习成绩，而且极大地提升了化工专业教师的教学能力，加强了相同专业教师合作的积极性，发挥了每位教师的闪光点，在教学过程中产生的教学效果是前所未有的.新的教学策略更有利于课程思政教学的实施、有利于加强团队建设、有利于推动创新教学模式的发展.这些创新教学模式既为相关专业的教学改革和人才培养提供了有益借鉴，又为民族地区化工行业培养了专业技术过硬的应用型、复合型、技能型高级产业人才；可以考虑在其他专业课程教学领域加以推广.