《化工单元操作技术》课程思政内容载体的挖掘

徐素鹏，肖合全

(济源职业技术学院 材料工程学院，河南 济源 459000)

新形势下专业课中进行课程思政教学创新与改革，是落实高校立德树人根本任务的重要有效途径。但如何将“课程思政”理念融入专业课进行教学创新，使两者有机结合实现协同效应，实现立德树人润物无声，避免“课程思政”改变专业课程属性、喧宾夺主等与专业课程“两张皮”的现象，是目前进行课程思政教学创新普遍存在的问题。我们在遵循“课程思政”实施原则的基础上，探索出了《化工单元操作技术》中课程思政教学目标，提出了“双协同、三融合”的课程思政教学实施思路，在课程思政实施过程中，将课程思政教学目标融合于知识目标、技能目标，在重构教学内容梳理课程知识点、技能点的过程中依据课程思政目标挖掘课程思政知识载体，为下一步课程思政创新教学打下坚实基础。

1 “课程思政”的基本内涵及实施“课程思政”的基本原则

课程思政的理论研究源于2014 年，率先由上海市教育主管部门在推进德育综合改革进程中提出[1]。“课程思政”的基本内涵是：有意识、有计划、有效地将思想政治教育融入各类专业课程的日常教学中，通过专业课教师深入挖掘课程思政元素，针对性设计教学方法，灵活采用教学手段，将思政教育间接地、隐性地有机融合到专业课教学过程当中，潜移默化地传递给学生，实现所有课程传授知识、练就技能、思想价值引领三重功能。

从“课程思政”的内涵来看其具有以下特点，也是我们在实施“课程思政”的时候遵循的基本原则，不容忽视，避免出现专业课程和课程思政“两张皮”的现象。

第一， “课程思政”具有内隐性。学生所接受的思政内容是在专业课教学内容中通过挖掘分析出的思政元素，其是以专业知识为载体的，绝非系统性的思政教育理论知识。“课程思政”不能改变各类专业课程的原有属性，是课堂教学背后看不见的“手”。

第二， “课程思政”具有融合性。课程思政元素不是单一、独立呈现的，它需要渗透入专业课程教学目标、教学内容、教学设计等各个教学环节，将思政内容在潜移默化中推进，实现价值引领，达到润物细无声的效果。

第三， “课程思政”具有合理性、针对性。思政元素的挖掘不在多而在于精，思政元素过多会喧宾夺主，会分不清楚是专业课还是思政课，反而会影响专业知识的授课，得不偿失。

第四，“课程思政”具有自然性、亲和性。“课程思政”不是把专业课改造成思政课模式，切忌生搬硬套将思政内容嫁接入专业知识，破坏专业知识体系的整体性，要找准融合点，实现“无痕”对接、恰到好处；要在教学设计和教学实践中自然而然融入思政教育，不能使思政教育过于突兀，甚至与教学内容脱节，影响教学效果。

第五，“课程思政”具有协同性。“课程思政”的目的是实现专业课程传授知识、练就技能及思想价值引领三重功能。思政教育与专业课程必须协调同步、相得益彰。融入“课程思政”，为专业课堂教学注入新的活力，使其可以突破单一的知识教学体系，实现价值引领，加强专业课的内涵建设。

第六，“课程思政”具有时代性。 因为形势是在不断变化，社会是在不断发展的，新的形势政策和理念精神随之更新，这就要求专业课教师及时关注并学习，关注社会热点问题，从社会需求的角度进行“课程思政”，及时更新“课程思政”授课内容，才能使专业课与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。

2 《化工单元操作技术》课程思政教学目标的确定

《化工单元操作技术》为应用化工技术专业一门重要的专业基础课，与实际生产联系最为紧密，能解决复杂的、真实的化工生产过程中的问题，主要面向生产过程中的现场操作、中控岗位，对学生岗位核心技能的掌握、职业素养的培养、价值塑造起着重要的支撑作用。我们在深入领会课程思政内涵及其特点的基础上，从服务国家发展需要、分析化工行业生产特点及现代发展状况、服务区域经济、传承学院办学特色、分析高职应用化工技术专业学生的政治思想状况和心理特点五个方向进行课程思政教学目标的探索，对各方向蕴含的思政要点进行分析归纳，总结出“安全责任担当”、“绿色发展理念”、“转型升级发展”三个大方面的课程思政教学目标，具体描述如表1所示。

表1 《化工单元操作技术》课程思政教学目标

3 《化工单元操作技术》课程思政内容载体的挖掘过程

基于课程思政实施原则，《化工单元操作技术》课程思政教学实施总体思路为：双协同、三融合，如图1所示。“双协同”指的是“知识传授、技能练就”与“价值引领”双主线同步协调进行。在此过程中，首先深入化工企业调研，在对各单元操作岗位职责及其典型工作任务进行分析得出企业知识、能力需求，确定知识目标、技能目标并融合思政目标确定教学目标。其次，为了让学生尽量在真实的工作情境中完成课程学习，对各单元操作教学内容寻找企业真实项目载体，以项目的完成过程为导向优化设计工作任务重构教学内容，将知识点、技能点分布到各个工作任务中，结合课程思政目标和梳理课程知识点、技能点，寻找到课程思政融入点，挖掘课程思政知识载体，实现课程思政与知识点、技能点的“无痕”对接。然后融合思政教学资源和课程教学资源进行整体教学设计，使思政育人与教学实施过程融合进行，最后将课程思政考核指标融入课程考核指标，最终课程整体达到“润物细无声”的效果。

图1 《化工单元操作技术》课程思政教学实施总体思路

4 以传热单元操作为例进行课程思政内容载体探索

4.1 培养工程意识及工程实践能力，能运用工程技术观点分析和解决化工生产过程中问题的能力及组织管理、沟通汇报能力课程内容载体

化工产品种类繁杂，同一产品的生产存在多种生产路线，涉及工艺控制、设备检修、现场操作等多种岗位，学生必须具备较强的工程实践能力、分析及解决工程问题的能力才能迅速适应岗位。传热单元操作在授课过程中采用“项目载体、任务驱动”的教学模式，对传热单元操作教学内容寻找企业真实项目载体，使学生了解传热单元操作在化工实际工程中的应用及其解决的主要问题，使学生初步接触工程观念；并以项目的完成过程为导向优化设计工作任务，将相关知识点分布到各个工作任务中。学生在完成工作任务的过程中对传热单元操作的实际应用、企业项目的设计过程有了较全面的掌握，具备一定的分析及解决实际问题的工程实践能力。在教学过程中同学们还要分组汇报自己的工作任务，培养了学生组织管理及沟通汇报的能力。

4.2 爱国主义、民族自豪感、社会责任感和使命感的培养课程内容载体

中华民族在历史的发展中创造了无数凝聚劳动人民智慧的伟大奇迹工程，里边也不乏单元操作知识的运用。在传热操作里讲到任务一单元1认识化工传热过程时(见图2),我们会介绍热管换热器在人造卫星、空间站等航天器及青藏铁路工程中的重要应用。一方面有助于学生理解知识点,另一方面学生的责任感、使命感和民族自豪感被引发，坚定了知识强国、科技强国的信念，引导学生对专业的认可与热爱。

4.3 培养爱岗敬业、工作严谨细致、遵守操作规程、团队合作的职业素养及安全意识、技术优化的质量意识课程内容载体

化学工业在促进我国经济的高速增长和人们生活条件的逐步改善中起到了重要的作用，但化工生产安全问题和化工产品质量问题时有发生，危害巨大。这大多是由工作人员不够认真负责、麻痹大意、不遵守操作规程、缺乏安全意识等引起的。传热操作设置仿真操作和实训操作的内容(见图2任务五)，模拟生产岗位操作。主要教学目的一是训练学生严格按照企业操作规程进行换热器的仿真及实训开停车操作及检修与维护，并明确讲解不按操作规程操作存在的安全隐患。传热操作中换热器开车时，应该先通入冷流体，后通入热流体，停车时先停止通入热流体，再停止冷流体，以防止换热器骤冷骤热发生变形损坏发生危险。主要教学目的二训练学生进行传热操作正常运行过程中工艺参数的调节、优化和控制。任何单元操作过程中合格及高质量产品的得出是需要适宜的温度、流量、压力、液位等工艺参数的，这就需要给学生讲解传热单元操作过程中主要工艺参数指标及其控制方法以及工艺参数怎样影响产品质量及产量，训练学生在操作过程中严谨细致、认真负责，谨记各工艺参数指标及控制方法，能够及时判断出异常工艺参数并分析异常出现的原因及时调回，努力获得高质量、符合工艺要求的产品，这样潜移默化地培养技术优化的质量意识和岗位责任感。在传热实训操作中学生都是定岗定位操作，只有不同岗位的同学认真负责、通力合作才能得出合格的产品，通过实训操作培养了学生团队合作及爱岗敬业的职业素养。

另外，我们还可以在进行传热单元操作实训和仿真教学过程中以文字、视频或动画的形式引入单元操作事故案例，重点展示事故现象及严重后果，加强学生的安全教育，牢固树立安全意识。我们还可以让学生仿真模拟各单元操作故障的判定、分析及处理，通过亲身体验进一步增强学生的安全意识及事故的分析处理能力。

图2 传热操作单元“项目载体 任务驱动”教学内容

4.4 培养行业法律法规标准意识课程内容载体

传热设备属于定型设备，其选用必须符合国家和行业标准，学生在传热单元设备的选型与相关工艺计算过程中，教师介绍一些化工设备国家和行业标准，理解标准化对国民生产的意义，建立标准意识。我们还可以引入一些反面的违反行业法律法规的案例，例如一些地方小型企业只追求降低成本、提高经济效益，不顾环境、人类健康，“三废”不经过处理随意排放。

4.5 培养节能降耗、成本意识，提高经济效益课程内容载体

如何做到节能降耗、降低成本，提高企业经济效益一直是化工企业追求的目标。传热单元操作是典型的耗能过程，涉及到了节能降耗、降低成本的思政元素。在换热器作用及换热器设置环节介绍化工企业废热利用的案例，其主要目的都是提高热能的利用率，达到节能降耗的目的。另外，传热操作中的换热器在产品的生产设备投资中占有相当大的比例。几十年来，强化传热研究一直是传热领域研究的方向(见图2任务五单元5)，以解决日益严重的能源危机问题。教师可以通过问题导向、分组讨论的方式启发学生从提高传热面积、总传热系数、对数传热平均温度差等方面对传热过程进行强化来提高传热速率，使学生真正理解节能降耗的手段和意义。并把三者对传热操作成本大小的影响讲清楚，使学生明白成本对化工生产的重要性，激发学生成本意识。

4.6 培养抗挫能力、创新能力及勇于探索的科学精神及“精益求精、专注”的工匠精神课程内容载体

试差法是化工单元操作过程中常用的计算方法，试差法是依据给定的生产条件，我们并不能直接得到需要的结果，需要根据经验选取一个起始值，不断地多次进行计算和验证，直到获得最接近的结果，这是一个逐渐趋于真值的过程。传热操作中换热器的型号选择中(见图2任务三)，先根据经验值选取一总传热系数K，然后按传热基本方程式计算结合热负荷和对数传热平均温度差计算出传热面积,根据传热面积选出换热器型号，再进行总传热系数K的核算，随后比较两个K值的比值是否在合适范围内，若不合适需重新选取K的经验值反复计算。在试差法的计算过程中，很多同学在多次计算失败后就不想再尝试，但有的同学多次试差计算成功后又感觉前所未有的喜悦。我们通常鼓励失败的同学不要害怕计算失败、不要灰心、要勇于多次探索、耐下心来集中精力进行计算。可见试差法解决问题的过程可以训练学生们勇敢地面对困难的抗挫能力；我们向着真值一步步努力的过程，也完全诠释了勇于探索的科学精神及“专注、精益求精”的工匠精神。告诫学生我们以后的工作岗位和生活上都会遇到很多困难和挫折,要敢于面对,相信自己，不轻言放弃；工作中更要秉着勇于探索的科学精神及“专注、精益求精的”工匠精神。

单元操作经历百余年的发展历史，其中涉及到了很多单元操作及其单元设备的发展，在各单元操作及设备发展过程中，各领域科学家大量涌现做出了突出贡献。传热操作中对流传热方面贡献极大的科学家主要有傅里叶、雷诺、努塞尔、普朗特、冯卡门、施密特、埃克特等，还出现了以某些科学家的名字命名的定律和准数,比如传热操作中的“傅里叶定律”“牛顿冷却定律”“雷诺数”“努塞尔数”“普朗特数”，这些定律和准数的提出自然是和相应的科学家的探索精神分不开的，我们在讲解这些抽象的定律和方程时可以视频或动画的形式引入相关科学家的成长故事以及不怕困难、勇于探索的科学奋斗历程,激发学生学习兴趣的同时，也可使学生明白科学技术的进步离不开科学家的“勤奋、不畏险阻、勇于探索、专注、精益求精”，引导学生对“科学精神”和“工匠精神”的思考。例如在讲热传导的傅里叶定律时，介绍傅里叶背后的坎坷和曲折的研究经历，他的非常重要的专著《热的解析理论》的问世也充满了曲折，曾多次遭到权威科学家的否认，但是他不放弃、不言败，凭着专注、执着的精神，最终使这部著作问世，在传热学科发展过程中有着里程碑式的作用。同时,传热单元操作新型技术也在蓬勃发展，也有很多学科前沿和热点问题，在授课过程中我们应引入这些内容并结合案例讲解其在化工中的应用前景，扩大学生们的知识视野，促进学生们创新意识及创新能力的培养。

4.7 科学、辩证思维的培养课程内容载体

马克思主义哲学是科学的世界观和方法论，不仅揭示了客观世界的普遍规律，而且提供了认识世界和改造世界的一般方法，为具体的科学研究提供指导。化工单元操作技术课程中蕴含着丰富的哲学思维，例如物质观、运动观、规律观、矛盾观、量变质变观等主要原理，在教学过程中将哲学思维渗透到教学内容中，有助于学生在掌握知识的同时，培养学生的科学的思维能力与创造性思维能力，能使学生深刻认识客观事物的本质，把握事物的运动变化规律，分析其复杂的矛盾关系，能用科学的世界观和方法论来分析和解决问题。

马克思主义哲学的矛盾观提到主要矛盾和次要矛盾的辩证关系，强调在复杂的事物中，存在许多矛盾，我们要善于抓住重点，着重把握主要矛盾，同时要统筹兼顾，不能忽略次要矛盾的解决。对流给热过程无量纲数群关系式、提高流传热系数K的措施等无不渗透着“解决事情抓主要矛盾”的哲学观点。例如在提高流传热系数K的措施中提出，提高传热系数就是降低传热的总热阻，要降低总热阻就要降低污垢热阻、传热壁面热阻、对流传热的热阻各项分热阻，但各项分热阻所占比例不同，就要抓住主要矛盾降低所占比例较大的热阻。又例如运用量纲分析法对对流给热系数α的确定，首先对对流给热系数α的影响因素分类，在大量实验的基础上进行无因次化处理，得出了努塞尔数、雷诺数、普朗特数和格拉晓夫数四个准数。可以通过经验关联式给出多种流动类型下的对流给热系数α值。此时可以告诉学生用抓住事物主要矛盾的方法可以把复杂的问题简单化，从而得到解决问题的主要方法。化工生产过程的影响因素较多，我们可以运用矛盾观来解决化工生产过程的问题，能够全面考虑到化工生产过程中的各种影响因素，但还要考虑影响因素的主与次，抓住主要影响因素进行合理取舍。马克思主义哲学的矛盾观还指出矛盾分主要方面和次要方面，解决问题时既要注意矛盾的主要方面，又不能忽视其次要方面。传热操作中在进行错逆流传热对数平均温度差的计算时，先按理想状态进行纯逆流的传热对数平均温度差的计算，然后再乘以校正系数进行校正。

传热操作的液体沸腾、蒸汽冷凝传热，传热单元操作过程中各种事故的出现等都蕴含着“量变到质变”的哲学思想。例如在蒸汽冷凝过程中，随着蒸汽壁面温度的降低，蒸汽冷凝依次经历了滴状冷凝和膜状冷凝两个阶段，温度的降低是一个量变的过程，滴状冷凝和膜状冷凝是两个质变的过程，滴状冷凝下对流传热系数最大，是对生产最有利的状态，到膜状冷凝对流传热系数又降低，因此工业上总是设法控制在滴状冷凝下操作。此时，我们可以告诉学生量变是质变的必要准备，质变是量变的必然结果，可告诉同学们不管做任何事情都要一步一个脚印地脚踏实地，做好质变的飞跃的量变的积累。相反，华而不实、急功近利、拔苗助长，是注定要失败的。

在传热单元操作技术实训和仿真的事故处理操作过程中(见图2 任务五单元3)，我们往往是通过事故的现象如流量、温度、压力等工艺参数的变化，判定事故产生的原因进而进行事故处理，此处蕴含“透过现象看本质”的哲学思维，本质就是事故产生的原因。事故的现象往往不是只有一个，而且现象之间如流量、温度、压力等工艺参数是相互联系的，一个参数的变化会引起另一个参数的变化，此处告诉我们事物之间是相互联系的，但肯定有起主导作用的现象，如果我们在做事故处理时抓住主要现象就会易于找出事故产生的原因，此处也蕴含着“主要矛盾和次要矛盾”的哲学思想。