化工仪表及自动化课程思政教学改革与实践

李晓春,王 静

(鄂尔多斯应用技术学院,内蒙古 鄂尔多斯 017000)

“化工仪表及自动化”是一门面向多个专业的必修课。该课程融合了多个学科的综合技术,核心内容涵盖自动控制系统、自动检测技术和自动控制装置的基础知识。同时,紧密关注信息时代的特点,课程特别注重将检测控制仪器和自动化技术与计算机控制有机地融合在一起,并贯穿于整个学习过程,为学生提供全面的教学体验[1]。本文通过构建“化工仪表及自动化”课程思政育人要点、梳理课程思政元素,探索课程思政教学改革,以期为理工科课程教学及发挥课程思政育人功能提供参考和借鉴。

1 化工仪表及自动化课程思政教学设计

1.1 思政元素的挖掘

化工仪表及自动化课程中蕴藏着丰富的思政元素,这些思政元素并非直接呈现在课程内容中,而是深藏在各个知识点中。因此,课程团队积极探索、深入挖掘,充分利用这些思政资源[2]。结合课程所归属和服务化工类专业的背景、发展历程、现实状况和未来趋势,特别是所涉及的重大工程和科学技术发展成果,科学家或模范人物事迹,学科专业原理、观点以及与之相关的生活实践、教学实践、科技实践等,挖掘其中所蕴含的工匠精神、爱国主义精神、创新精神、环保意识、工程伦理、奋斗精神、开拓创新精神等教育元素,使之内化为学生的精神追求、外化为学生的自觉行动。化工仪表及自动化课程思政元素示例见表1。

表1 化工仪表及自动化课程思政元素示例

通过讲授中国化工设备的发展历程和中国在化工领域的成就,培养学生的爱国主义情感和家国情怀,激发学生的民族自豪感和自信心。通过案例研究和讨论,弘扬社会主义核心价值观,引导学生思考化工仪表及自动化领域的伦理道德问题,培养学生正确的道德观念和职业操守。通过项目设计和实验操作等实践环节,培养学生的创新精神和实践能力,激发学生的创新思维和动手能力,培养学生解决实际问题的能力。通过课程内容的贯穿和案例分析,培养学生的社会责任感和环境意识,引导学生关注化工仪表及自动化在环境保护和可持续发展的作用,培养学生的环境意识和社会责任感。

1.2 教学理念和教学方法设计

1.2.1 教学理念

坚持教书育人的理念:教师传授化工仪表及自动化的专业知识的同时,还应注重培养学生的综合素质和人文精神。在课程中展示中国化工设备的发展历程,介绍相关领域的科技成果和创新案例,激发学生对本国工业发展的民族自豪感和自信心。引导学生深入了解化工行业的社会责任和影响,培养学生的工程伦理和环保意识。

以学生为中心的理念:关注学生的学习需求和兴趣,根据不同学生的特点和学习风格,灵活调整教学方法和内容,激发学生的学习动力。强调实践教学,通过案例分析、项目实践、实验操作等,引导学生主动参与学习,将所学知识应用于实际问题解决。提供个性化的学习支持和反馈,鼓励学生积极思考、探索和创新,培养独立思考和问题解决的能力[3]。

综合知识与实际应用相结合:着重培养学生的实际应用能力,将理论知识与实践操作相结合,让学生通过实验和实际案例的探索,理解和掌握化工仪表及自动化的实际应用技能。引导学生进行实际工程项目的设计和实施,锻炼学生的团队合作、项目管理和问题解决的能力。鼓励学生积极参与行业实习和实践活动,与实际工程师和专业人士进行交流和合作,提升学生的实际应用水平和职业素养。

激发学生的创新精神:培养学生的科学精神和创新思维,鼓励学生对化工仪表及自动化领域存在的问题进行探索和改进。提供创新性的教学项目和任务,激发学生的创造力和解决问题的能力,培养学生的创新意识和创业精神。

1.2.2 教学方法设计

运用以学生为中心的理念,采用混合式教学模式,解构知识体系、重构学习体系[4]。为了更好地组织和拆解学习内容,将课程知识点划分为自主学习、引导学习和深度学习三个层级,帮助学生更有效地掌握知识并提高学习成果[5]。

在解构知识体系的基础上,形成一条学习主线,基于知识点的层级,构建了一种学习模式:学生自主完成低层级知识的学习,教师辅导帮助学生完成中层级知识,高层级知识则通过教师设计有效的教学活动引导学生完成。这一学习模式的实施有助于学生在不同层次上扩展知识和能力水平[4]。

通过教师的倾听和启发式问题引导,激发学生主动思考、提出问题和寻找答案的能力;通过组织小组讨论、小组项目设计等活动,培养学生的团队合作精神、沟通协作能力和解决问题的能力;鼓励学生在学习过程中进行感悟和反思,帮助他们将所学知识与实际应用相结合,培养实践能力和价值观。

1.3 考核方式设计

为了更好地评价课程思政教学效果,创新课程思政教学效果评价,采用从结果性评价转向过程评价和结果评价相结合的评价方法。

过程性评价:通过作业、展示、合作项目等方式评价学生的学习成果。鼓励学生在课程中展示他们的思政素养和创新能力,以及学生对伦理道德和社会责任的思考和实践。

结果性评价:采用考试、测验等方式考察学生对化工仪表及自动化知识的掌握程度和能力发展。这有助于评估学生在课程中获得的专业知识和技能。通过综合考量过程评价和结果评价,教师能够更全面地了解学生在课程思政教学中的表现和成长,为进一步优化教学设计和提高教学质量提供参考。

2 课程思政教学案例设计

以化工自动控制系统发展历史及组成一节为例,进行课程思政教学案例设计。

2.1 教学目标

知识目标:使学生了解化工仪表和自动化技术的发展历史;掌握水箱液位人工控制原理和水箱液位自动控制系统原理。

能力目标:通过对比法,分析比较水箱液位人工和自动控制系统的差异,并能解释实际工程应用。

思政目标:使学生们具有爱国主义情怀,激发学生对实现民族复兴的理想和责任的追求;使学生理解科学技术的发展就是传承和创新的过程;领悟马克思关于科学技术的发展最终目的是人的发展的科学论断;提高学生环境意识。

2.2 教学环节和方法设计

将课程知识点划分为三个层级。低阶知识:化工行业仪表和自动化技术的发展历史;中阶知识:换热器的温度控制,容器和贮槽等液位控制系统;爱国主义情怀、传承和创新及马克思关于科学技术的发展最终目的是人的发展的科学论断等;高阶知识:水箱液位手动控制和自动控制系统的原理。

构建学习模式。自主学习:自主完成低层级知识的学习;引导学习:教师辅导帮助学生完成中层级知识;深度学习:高阶知识通过教师设计的有效教学活动(讲授、小组讨论等)带领学生进行深度学习,培养学生的团队合作精神、沟通协作能力和解决问题的能力,引导学生最终达成学习成果。

2.3 教学实施

2.3.1 课前

学生独立学习化工行业仪表和自动化技术的发展历史,使学生理解科学技术如何逐步提高中国化工行业的仪表和自动化水平,有些领域已经达到或接近国际先进水平。

2.3.2 课中

学生分享课前自学的成果,教师引导学生进行总结归纳,加深学生对化工自动化仪表技术发展历史的理解,激发爱国主义情感,并鼓励学生为民族复兴而努力学习。

通过对比分析法深入剖析水箱液位手动控制和自动控制系统的原理,帮助学生理解从手动控制到自动控制的进步,理解科学技术的发展是传承和创新的过程。同时强调化工自动化的发展和提升不仅提高了生产效率,更重要的是极大地提高了化工生产的安全性。这反映了马克思关于科学技术发展最终目的是人类发展的科学论断。化工自动化水平的提高,增强了化工产品的质量,提升环保水平,从而提高了人们的生活质量和环境质量。

2.3.3 课后

拓展学习,学生通过自学和小组合作学习换热器的温度控制,分析容器和贮槽等液位控制系统。

通过课前、课中、课后的自学、分享、对比和研讨以及拓展学习(图1),学生不仅掌握了知识和技能,同时激发了他们的家国情怀、明白了传承和创新、工程伦理的重要性,提高了学生的环境意识,可谓将课程思政元素(盐)溶于专业课程内容(汤)中,起到了润物无声的育人作用。

图1 “化工自动控制系统发展历史及组成”课程思政教学过程

2.4 效果评价

教学活动评价见表2,各项评价标准分为优秀、良好、尚可和还需努力。根据教学活动评价表对本节课进行评价。结果显示,学生课前查阅资料及预习、课堂案例及知识掌握均为优秀,说明学生课前做了充分的准备,课堂学习活动效果良好;展示评价同样为优秀,说明参与展示的学生较为准确地总结了化工自动控制系统发展历史,并能清晰展示;小组合作学习评价结果为良好,其中小组学习讨论和协助学习得分较低,说明学生分析问题的能力还有欠缺,小组合作学习还需加强。

表2 教学活动评价表

3 教学反思

基于上述认识和应化专业课程的具体情况,本课程教学团队今后还需要进一步明确“课程思政”目标,挖掘课程的思政元素(思政的“盐”),通过改革教学方法,把“盐”融入化工仪表及自动化课程内容的“汤”中。通过学生学业评价改革,务求取得实效。同时,作为教师自身要加强师德师风建设,在教学实践过程中成为立德树人、政治立场坚定的榜样,以身作则践行思政理念,把思政元素融入课堂以及教学实践的各个环节中,深入挖掘,灵活应用,与专业知识相互促进,培养德、智、体、美、劳全面发展,践行社会主义核心价值观,具有良好的职业道德和人文素养的高级应用技术型人才。