基于过程设备设计专业课程的思政建设与实践——以青岛科技大学为例

乔国岳，段振亚，翟红岩，曹兴，郭佩佩

(青岛科技大学 机电工程学院，山东 青岛 266061)

2018 年5 月习近平总书记在北京大学师生座谈会上的讲话提到：“青年的价值取向决定了未来整个社会的价值取向……抓好这一时期的价值观养成十分重要。这就像穿衣服扣扣子一样……人生的扣子从一开始就要扣好”。高校在传授学生专业知识与技能的同时，也需要在教学过程中塑造学生正确价值观的呼声与日俱增。2022年，浙江大学通过分析过程装备与控制工程专业(以下简称“过控专业”)的通识教育属性，指出过于强调专业细分和专业技能分类的专业教育不利于人才的全面发展，而通识教育能够塑造学生健全的人格，专业教育之中需要融合思政教育，培养德才兼备、全面发展的装备制造业人才[1]。同年华东理工大学在新工科背景下提出过控专业的“四位一体”升级模式，“四位”中的跨界整合能力，将工程伦理、项目管理和环保意识等融入专业导论、过程流体机械和压力容器设计等课程的教学与实践环节中。通过课程思政、导论课和专业课的讲授，培养学生的职业精神与职业道德[2]。2021年，天津大学从新工科课程思政建设角度出发，分析了结合专业特点分类推进课程思政工作的实施体系。专业教育课程要重视启发性，需要深度挖掘提炼专业知识体系中蕴含的思想价值和精神内涵，引导学生在增进专业认同、接受专业训练的同时深刻理解学科专业中所蕴含的时代与社会责任。专业课程思政需要构建系统化、精确性和融入式的实施体系，而非思想政治教育与专业知识教育的简单叠加，需强调二者的融合与贯通，形成显性教育与隐性教育的有机统一[3]。2020 年大连理工大学在建设一流本科、打造一流专业的过程中，知识课堂转向能力课堂、重学轻思转向学思结合，回归初心培养中国特色社会主义事业的建设者和接班人，而不是旁观者和反对派，提出学校要坚持正确的政治方向。把马克思主义作为大学的“鲜亮底色”，要求专业课教师进行“课程思政”教学设计[4]。综上，开展专业课程的思政教育已经成为提升学生对专业的认知度，培养大国工匠、又红又专的中国特色社会主义事业建设者的重要一环，但是如何有效地开展该项教改工作就成为了一项亟待解决的问题。

青岛科技大学过控专业的前身为化工设备与机械专业，是学校最早成立的专业之一，现为国家特色专业、工程教育专业认证通过专业[5-6]及国家一流专业。作为专业核心课程，过程设备设计的课程建设一直得到了学校和学院的大力支持，为校精品课程、山东省一流课程。2016 年进行在线开放课程建设，现已经通过山东省在线平台的审核认证[7-8]，并被推荐进入“学习强国”面向全国开放。近年来，本课程教学团队结合专业课课程思政的发展趋势及山东省重点教改项目“基于提升大学生专业认可度的课程体系研究与实践——以过程装备与控制工程专业为例”，重点开展了“如何有效地在过程设备设计课程开展课程思政”的研究，在实际教学中进行了实践应用并取得了很好的效果。2022 年该课程获得了超星集团的课程思政类“示范教学包”。

因此，本文将对青岛科技大学过程设备设计专业课课程思政的建设过程及具体的实践情况进行一个简要的介绍，以期为理工类相关专业课程的思政建设提供有益的参考与帮助。

一 过程设备设计专业课程的思政建设与实践

（一）过程设备设计课程思政教学育人模式

专业课程的思政不是简单做加法，关键是挖掘专业知识体系内的思政内涵。把握教师主导性与学生主体性相统一、知识传授输入性与启发性方式相统一和思政元素显性教育与隐形教育相统一的原则，以灵活多样的教学方式，启发引导学生自己探索完善知识体系构建，树立理想信念[9-10]。过程设备设计专业课程的核心内容是依托现行的GB 150—2011《压力容器》等国家标准给学生讲解流程性设备的工程设计与制造的相关知识。课程教学内容关联众多大国工程，具有丰富的课程思政元素。在教学过程中，利用线上、线下混合教学模式，通过课堂互动、课后思考题及拓展作业等形式，引导学生思考大国工程的背后是我国制造工业由弱到强，由跟随强国亦步亦趋的“学徒工”，到能够独当一面开拓创新的“总工”，中国在全球价值链中的地位逐步提升[11]。学生的家国情怀得以激发，其主动学习过程设备设计专业知识的兴趣得以增强。如图1 所示，在过程设备设计专业课程教学中，价值目标作为“金字塔塔尖”，知识目标与能力目标作为基础，介绍国家标准中过程设备设计与容器材料等知识点，并基于数学、力学模型分析工程案例，树立按照标准设计意识培育工匠精神；介绍国外容器标准与我国容器标准的发展脉络的交汇点，以工程事故案例引出国家标准及技术规范在容器设计过程中发挥的重要作用，强化学生的职业道德与行业法规意识；介绍我国典型过程设备在结构与功能等方面近年来取得的卓越成就，并讲解设备的优化模型获取最佳方案的设计历程，潜移默化之中感受中国特色社会主义制度的优越性，培植具有爱国主义精神的工程技术人才。三个目标相互支撑、相互依存，构成本课程的“铁三角”思政教学育人模式。

图1 过程设备设计专业课程以价值目标为塔尖的“铁三角”思政教学育人模式

（二）过程设备设计专业课程思政教学育人模式的实施案例

1 案例1：压力容器概述课程思政教学

在过程设备设计专业课程压力容器导言的开篇引用毛泽东在《水调歌头·重上井冈山》中写到的“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”，提出问题“怎样的设备能实现如此愿景？”前者“九天”为天之最高处，同学们自然联想到遨游在太空中的中国天宫空间站，而宇宙空间与地球环境相比较，没有空气，大气压强也随之消失，然而宇航员需要一个物质环境来提供生存空间；后者“五洋”即全球海洋，同学们联想到深海探测工程，而我国的深海载人潜水器“蛟龙号”“奋斗者”号已经先后完成了7 000 m 和10 000 m 深海下潜，其中“奋斗者”号在马里亚纳海沟深海区域7 700 m 到10 900 m 深度下潜共28次，其中就有7 次超过了万米，向全世界宣示了中国潜水区域高频次连续深海作业的能力，中国潜水器到达全球海洋的最深处。然而在海洋中每下降10 m 则增加约1 个大气压，10 000 m 深处的压强则约为100 MPa，可见万米海底需要承受超高压物质环境为潜水员提供生存空间。如此前者工况需要内压容器，而后者则需要外压容器，引出面对宇宙与海底两种极端工况条件，目前我国已取得了一定的技术积累，标志着中国从制造大国到制造强国的蜕变。在发挥线下教学作用的同时，可利用网络教学平台在线上发起讨论与学生开展互动，如图2 所示，任课教师在网络平台提出问题，学生在讨论区给予图文并茂的回答，其自身在完成搜集潜水器相关知识的同时，扩展其对于外压容器作为深海潜水器的力学结构认知。发挥线上线下混合式互动教学优势，调动学生主动学习专业知识的积极性，在实现知识目标的同时，融入社会主义核心价值观中的“富强”，潜移默化地感受社会主义优越性，未来作为大国工匠的爱国主义热情得以激发，课程培养具有爱国主义精神的工程技术人才的价值目标得以达成。

图2 利用“蛟龙号”“奋斗者”号深海潜水器作为思政元素的网络教学案例

2 案例2：压力容器设计准则课程思政教学

压力容器的设计核心在于辨识容器全寿命周期可能出现的失效模式，并据此选择规范标准提出防止失效的措施，在课程教学环节引入工程案例导学职业道德与行业法规对于压力容器设计的重要性。例如在进行塔设备载荷分析的过程中，需要考虑塔所处地理位置的风载荷及地震载荷对于塔体产生的应力和变形影响。以图片及视频展示的方式介绍2020 年广东虎门大桥悬索桥振动事件，使学生直观地感受到特定风环境条件下室外装置受涡振的影响，明确在设计设备过程中要考虑所在环境因素的变化，树立安全意识和责任意识；课堂教学中展示化工锅炉运行超压破裂后，现场采集的材料裂纹图片，讲解受压元件的某些部位超过规定承压时，薄弱处就会突然发生破裂，并且在高温高压工况下，考虑到金属蠕变对于容器强度的影响，需要更严格的定期检测与维护，培养正确的工程伦理意识，减少事故的发生。以工程实例引导学生利用力学原理来分析容器的失效形式，并介绍各种容器监察管理的安全技术规范、部门规章和行政法规与法律，融入社会主义核心价值观中的“敬业”，强化使命意识。在实现能力目标与知识目标的同时，强化学生职业道德与行业法规意识的价值目标得以达成。

3 案例3：压力容器分析设计课程思政教学

高压容器的筒体壁厚往往非常大，研究人员一直致力于多层圆筒的结构设计。在学生的心目中，一般都是国外专家为主导提出创新性设计。青岛科技大学吴俊飞教授在菱形绕丝式超高压容器结构设计、计算机辅助设计等研究中作出了重要贡献，解决了计算过程繁复、计算耗时长的问题，快速完成绕丝式超高压容器强度设计，大大节约了设计时间。在过程设备设计专业课程的课堂教学环节，首先推导高压工况下的容器壁厚的计算方程，并介绍制造加工大尺寸壁厚容器的困难和弊端，以“如何解决该复杂工程问题”为问题，采用启发式和讨论式教学，让学生开动脑筋思考如何通过多层圆筒来解决该问题。而后，通过引入绕丝式超高压容器，并列举其优点，邀请吴俊飞教授对其研究方向和成果进行简要介绍，从设计者的角度讲解其所采用的工程方法，使学生了解青岛科技大学的科研实力。引导学生在掌握标准内计算公式的基础上，学习现代工程软件处理“非标”容器设计的工程问题，体会设备设计工作者精益求精的求索历程，树立为学校、为国家技术创新和装备研发贡献智慧的使命意识与责任意识。培养学生掌握标准设计的同时具备一定开拓创新能力，立志成为大国工匠的价值目标得以达成。

二 过程设备设计专业课程思政教学效果与思考

过程设备设计专业课程(以下简称“本课程)是过控专业的一门综合性、工程实践性、灵活性和通用性非常强的专业技术课程，与专业领域的科学研究前沿紧密相关。而近年来伴随我国工程技术与科学前沿取得的受世界瞩目成果的增加，本课程教学过程中的思政元素也是逐年丰富。在整理2017—2021 年学生的毕业论文致谢及教学、毕业调查问卷中发现，随着课程思政建设的推进，学生由主要关注自身的学业发展，逐步开始关注专业、学校及国家的发展与提升，入党的积极性也逐年提升。本课程与压力容器制造企业签订了校企协同育人协议，逐步录制典型设备的加工制造视频，已完成反应釜、换热器与塔3 个视频录制，学生在生产实习的过程中将知识与实践相结合，切身感受我国的过程设备发展的历程和现状，感受我国在本领域发展的速度和实力，对于专业的认同感、自豪感大大增强。可以说，在专业教师团队的引导下，学生将知识与思政内容相融合，更加切身地感受到我国的过程设备发展的长足进步，民族自信心大大增强。思想政治教育贯穿于本课程教学的全过程，以价值目标为塔尖的“铁三角”思政教学育人模式做到了育知和育德的有机融合，达到育人和育才相统一。介绍作为中共党员的大国工匠和杰出科研工作者所发挥的模范带头作用，潜移默化之中感受中国特色社会主义制度的优越性，坚定道路自信、制度自信，学生思想中的爱国爱党意识大大增强，学生自主学习专业课的兴趣得到提升，正确的价值观得以树立。

本课程在思政建设的教学实践过程中，虽然已取得阶段性成果，然而目前仅仅处于零散的、非系统性的课程思政元素积累阶段。即思政元素之间的关联性并不强，仍处于“小作坊”式的摸索状态，课程思政元素挖掘一个点就加工一个点，并未形成一套完整、独立的课程思政教育理念与逻辑体系。另外，对于课程与思政协同教学成效评价体系的构建也处于初级阶段，即思政效果与学情分析的数据仍相互独立，并不能有机结合互为对照，需要在今后教学的每个节点收集并整理，依据反馈数据建立更完备的课程思政教学系统与效果评价机制。

三 结束语

本文总结了青岛科技大学过控专业过程设备设计专业课程建设团队，在课程的思政建设与实践过程中所取得的阶段性成果。课程教学过程中充分利用线上线下混合式互动教学、工程案例直观展示和客座专家授课讲学，调动学生主动学习专业知识的积极性，在实现知识目标与能力目标的基础上，在潜移默化中课程育才的价值目标得以达成，对于理工类专业课程教学与思想政治理论同向同行协同育人方法与模式进行了有效的实践与尝试。通过对本课程的思政建设与实践，2017—2021年本专业毕业生对于过控专业在国家工业体系中所发挥的重要作用更为明确。本课程厚植工匠精神、使命意识，使学生感受中国特色社会主义制度的优越性，将爱国爱党敬业的种子在教学过程中完成播撒，培育社会主义合格建设者和可靠接班人。