新工科背景下化工原理课程思政教学改革的探索与实践

谷德银，李宁，张杰，刘学成，许惠，叶梅

(重庆工商大学 环境与资源学院，重庆 400060)

0 引言

新时代经济的飞速发展对传统工科专业人才的培育提出了新的挑战。2018年，教育部全面启动、系统部署新工科建设。在新工科建设中，更加注重价值理念引领，坚持以立德树人为根本任务，强化学生工程伦理意识、生态环保意识、职业素养、创新精神、工匠精神等。因此，需要将显性教育和隐性教育进行有效融合，保持专业理论知识教学与政治思想教育同行，充分挖掘专业课程内容中的思政元素，进而推进立德树人的根本任务[1]。

化工原理是化工制药类、环境类、材料类以及食品类等专业的一门非常重要的核心专业课程，是大学物理、物理化学等基础课程过渡到反应工程、传递工程等专业课程的纽带，旨在帮助学生掌握单元设备实际工作原理及操作技能、培养学生分析和解决工程实际问题的能力。化工原理课程具有较强的工程实际应用特性，承担起由理论知识过渡到工程实际应用的纽带作用，是理论联系实际比较紧密的一门专业课程，对培养学生的专业素养、工程伦理意识、工匠精神和创新能力具有重要的作用。因此，需要充分挖掘化工原理课程中的思政元素，保持化工原理课程教学与思政教育并列同行，明确立德树人的教学目标，优化教学内容及教学模式，实现知识传授与价值引领的有机融合。

1 化工原理课程思政教育存在的问题

化工原理课程涉及的内容包括化工生产企业中典型的操作单元、设备结构及其操作原理、复杂的数学计算、化工设计准则等等。课程重点难点较多，教学难度较大，学时也较为紧张，教师与学生都把大部分精力和时间投入到化工原理理论知识的学习上，没有将充足的时间分配到化工原理课程思政的学习上。课程思政没有引起一些教师的足够重视，课程思政元素与课程理论知识在整个教学过程中结合较少，缺少对思政教育内容的整体规划，导致思政教育在教学中没有得到充分的发挥和应用，课程思政教育的效果不理想；常规化的专业课程思政培训较少，专业课程教师的思政教育技巧和方法完全需要教师自行琢磨，缺乏培训引导。同时，部分学生仅重视学好专业理论知识，忽略课程思政学习，导致出现知行脱节问题。

2 化工原理课程思政教育目标

在挖掘化工原理课程内容中的思政元素时，需要充分考虑课程理论知识与思政教育之间的相关性，以及思政教育在专业理论知识讲授过程中的切入点。通过将课程内容与国家情怀、社会责任、伦理规范、法治意识、生态意识和科学精神等思政元素有效融合，并将这些思政元素在理论课堂中有效呈现，引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观，培养专业知识与实践技能过硬，具有社会责任感和职业素养的创新型、应用型、复合型化工专业人才[2]。

3 化工原理课程思政内容

在化工原理课程思政教学中，需将专业理论知识传授和思想政治教育进行有机融合，确保育人育才相统一。例如，在讲授化工原理课程中的具体章节内容时，除了讲授化工单元操作过程的基本原理、操作方法及应用案例，还需强化学生的家国情怀、工程伦理意识、生态意识等课程思政元素；在运用数学、物理等基础科学理论分析化工单元操作及其装备的计算、设计、优化等过程中，除了讲授分析其设计优化原理及计算过程，还需强化学生的职业素养、工匠精神等课程思政元素；在讲授量纲分析法、数学模型法、分解与综合法等科学研究方法时，除了强化学生的归纳、推理演绎等能力，还需融入创新精神、逻辑思辨等课程思政元素[3]。

4 化工原理课程思政建设举措

(1)提升教师课程思政意识

教师作为理论知识、先进思想的传授者，教师自身的思想政治素质对学生具有重要的引导作用。化工专业课程教师应积极参加思想政治素养培训班以及教学技能提升培训班，努力提高教师自身的思政素养和教学技巧，认真将课本知识吃透，充分挖掘与课程内容相关的思政元素。并定期开展教学研讨会，制定合适的人才培养方案，研讨如何在教学大纲、教学内容、教学方法中融入思政教育，用心设计思政教育在专业理论知识讲授中的切入点，使课堂教学不仅是专业理论知识传授的地方，也成为学生们思想政治教育的阵地。在教学研讨会中，专业课程教师可以提出在课程教学中遇到的思政教育难题，进行交流讨论、取长补短、相互学习，提升自身的思政教育水平和教学技能。同时，专业课程教师需要避免仅重视传授专业理论知识而不重视学生思政教育的思想，要将把学生培养成为德才兼备的专业人才作为己任。

(2)优化教学内容

化工原理课程承担着由基础课程知识过渡到工程实际应用的纽带作用，课程不仅要让学生掌握操作单元的工作原理及操作技能，更要培养学生的创新能力、实践能力以及工程伦理意识。因此，需要修正课程教学大纲，明确课程教学目标，根据课程内容搭建合理的课程思政教育教学架构体系。结合化工原理课程内容的特点，充分挖掘化工原理课程中每个章节知识点的相关思政元素，将正面的人、事、案例融合到相应章节的课程内容中，在理论知识教学中重视价值引领、文化传承、能力锻炼与培养，落实立德树人的根本任务。例如，在讲授流体流动章节中的简单管路与复杂管路时，可以介绍都江堰水利工程，让学生了解所学的理论知识与实践应用联系如此紧密，赞叹中国人民卓越的智慧和工匠精神，这有助于培养学生不懈奋斗的进取精神；在讲授沉降与过滤章节中的沉降室时，可以介绍工业粉尘PM2.5，让学生们了解“三废”污染所带来的环境危害，这有助于培养学生践行“绿水青山就是金山银山”的理念，增强环保意识；在讲授传热章节中的傅里叶定律时，可以介绍法国科学家傅里叶不屈不挠的励志人生，让学生了解化工原理课程内容中任何定律都是经过科学家们反复推算、不断验证才得到的，这有助于培养学生的严谨治学、勇于探索的精神；在讲授吸收章节中的吸收设备时，可以介绍工业废气的净化技术，让学生了解在化工生产过程中需要注重化工环保，这有助于增强学生的绿色环保意识，践行绿色化学化工发展的理念；在讲授干燥章节中的干燥设备时，可以介绍干燥设备中干燥废气的循环利用技术，让学生了解在化工生产过程中需要注重能量的合理利用，进而实现化工过程的节能减排，这有助于增强学生的环保意识和生态意识，践行绿色化工、可持续发展的理念。

此外，还需在原有课程内容的基础上不断提高课程的高阶性，以操作单元为主线，将课程的专业理论知识与家国情怀、社会责任、伦理规范、生态环保意识、科学精神等思政元素进行有机融合，做到课程教学与思政教育有效融合[4]。例如，教学内容为绪论(单元操作及分类、研究方法、课程性质及课程要求)时，可以挖掘的思政元素包括家国情怀、工匠精神、哲学思维、理论联系实际的应用实例、化工职业素养教育、工程伦理等，相应的教学设计包括化工学科的发展历程、化工原理的研究方法、化工行业现有的工艺流程、中国化工行业的发展现状及未来趋势等；教学内容为动量传递单元操作(流体流动、过滤、沉降等过程)时，可以挖掘的思政元素包括理论联系实际的生产装备、化工职业素养、刻苦奋斗精神、铸就家国情怀等，相应的教学设计包括流体输送泵的发展历程、流体输送的分析计算、典型流体输送的案例分析、科学家传记等；教学内容为热量传递单元操作(对流传热、热传导及热辐射等过程)时，可以挖掘的思政元素包括节能绿色环保理念、创新思维和创新能力、树立社会主义核心价值观等，相应的教学设计包括换热器的发展历程、科学家传记、节能降排等；教学内容为质量传递单元操作(精馏、吸收、干燥等过程)时，可以挖掘的思政元素包括“解决问题抓主要矛盾”的哲学观点、团队协作意识、绿色化工和“双碳”目标等，相应的教学设计包括典型的精馏和吸收案例分析、传质分离原理、新型能源和资源利用等。

(3)创新教学模式

通过“工程作业”和“案例教学”加强学生创新设计能力的培养，并鼓励学生使用现代化工设计软件对“工程作业”进行设计计算，构建课堂教学—课堂讨论—案例教学—工程作业—应用软件自学相结合的研究性教学模式，强化学生“工艺设计能力”以及“分析、解决化工工程问题的能力”。注重“解决工程问题的共性方法”的凝练和传授，一方面，讲授化工单元操作的成熟内容、单元设备的设计计算与分析方法；另一方面，建立特色的立体化课程体系，引领学生探究学科先驱构建“单元操作理论”的研究和发展历程，凝练和学习解决化工工程问题的方法论。此外，将教学资源与信息技术相融合，建立课堂与课后、课内与课外、实作与仿真等立体化、多维互动的教学资源库。以化工设计大赛、化工实验大赛等学科竞赛作为课程实践的载体，强化理论与实践之间的联系，采用“以赛促教，课赛结合”的教学模式。借助MOOC课程、雨课堂、启发式、多媒体式等多种教学方法相融合的教学模式，拓展课程思政教育的教学范围，确保课程教学与思政教育同向共行[5]。

同时，教学中融入科研、运用科研支撑教学。在化工原理理论课程教学过程中，任课教师需要将科研的创新思维和创新意识、实事求是的态度以及勇于探索和刻苦钻研的科学精神传授给学生。例如，在进行搅拌章节的教学环节中，任课教师可以结合搅拌反应器混合强化技术讲解搅拌桨结构的设计优化、偏心搅拌、射流搅拌、变速搅拌、同心双轴式搅拌、对心双轴式搅拌、侧插式搅拌以及搅拌反应器结构参数与操作参数之间的匹配等内容；在进行传热章节的教学环节中，任课教师可以结合传热强化技术讲解换热器结构的设计优化、管程和壳程的设置、折流挡板的设计、翅片的设计以及流体流速的选择等内容；在进行吸收章节的教学环节中，任课教师可以结合工业废气处理技术讲解吸收塔结构的设计优化、填料的类型、吸收剂的种类以及吸收塔结构参数与操作参数之间的匹配等内容；在进行精馏章节的教学环节中，任课教师可以结合工业精馏分离技术讲解精馏塔结构的设计优化、塔板的设计、回流比的设定、进料板的位置以及冷凝器和再沸器的设计与选型等内容。在化工原理理论教学过程中，任课教师需要将相关章节内容的最新发展技术传授给学生，让学生了解化工原理理论知识的相关应用技术，拓宽视野。同时，可以将科学研究领域中的相关思政元素与理论教学相结合，做到科研与教学相融合，帮助学生树立正确的价值观。

(4)构建多元教学评价体系

搭建以专业教师为主导、学生为主体的思政教育考核模式，在化工原理课程期末考试的基础上，引入课堂讨论、随堂练习、实验操作、课程设计项目汇报、课后作业等过程性评价，充分调动学生学习的主观能动性和积极性，培养学生的团队协作能力、分析解决问题能力、自主设计能力和创新能力。优化原有的单一期末考核方式，融入多元素综合考量的考核方式，以理论课堂和实验操作现场为载体，以工程实际问题讨论、实验团队协作、实验流程设计与优化等为考核内容，考核学生运用理论知识分析解决问题的能力。例如，在化工原理实验课程中，引入项目化实验教学，让学生组队完成一个实际或者虚拟的项目化实验，以学生团队为主体，让学生自主设计实验流程，搭建实验设备及管道。通过独立思考、通力合作、互相帮助、发现问题、分析解决问题以及实验总结来完成实验项目，让学生自主设计项目步骤，增强学生的实践能力和分析解决工程问题的能力，进而培养学生的创新设计能力。同时，让学生参与过程性考评，对学生的价值观、工程伦理意识、生态环保意识、职业素养、工匠精神等进行考核，以培养学生成为专业知识与实践技能过硬且具有职业素养的专业人才。

(5)实施教学反思

在化工原理课堂教学过程中，将相关章节的思政元素以文字、视频等方式展现给学生，让学生在课堂上积极讨论，引导学生思考，并在课后撰写有关于思政案例的感想，拓展化工原理课程思政教育的深度。同时，针对学生的课堂学习情况和课后作业情况，任课教师需要从多维度去记录描述学生的学习情况，并与课堂讨论缺乏积极性和主动性的同学进行交流，提高这部分学生参与课堂讨论的积极性和主观能动性，让学生的学习动机得到升华，学习动力得到增强。任课教师需要及时了解掌握学生的反馈意见，以优化教学内容和教学设计，调整教学方法和考核方式，持续改进教学目标、内容和方法，提高课程思政育人的效果，确保理论教学和思政教育并肩同行，实现知识传授与价值引领的有机融合，提高化工原理课程的育人质量。

5 结语

化工原理是化工类专业最重要的专业课程之一，是培育新时代德才兼备的新工科化工专业人才的主要课程，其中课程思政教育尤为关键。因此，要充分挖掘化工原理课程中的思政元素，保持化工原理课程教学与思政教育并列同行，明确立德树人的教学目标，提升教师课程思政意识，优化教学内容及教学模式，实施教学反思，做到知识传授与价值引领的有机融合，进而实现“三全育人”。