化学工程的基础课程思政教育探索

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摘要：《化学工程基础》是应用化学、环境、制药和食品工程等理工科专业的核心基础课。结合《化工基础课程》的教学内容和特点，本文探索了《化学工程基础》课程中的思政元素，有针对性地开展了课程思政教育的探索，实现了化工专业知识与课程思政元素的有机结合，从而有效的将思想政治教育贯穿到专业课程教学的各个环节。

关键词：化学工程基础；教学内容和特点；课程思政；探索

高校思政教育的指导性文件《高等学校课程思政建设指导纲要》在2020年5月28日由教育部审议通过，颁布执行。“课程思政”是一种课程教学理念，它要求各类课程以“立德树人”为价值旨归，通过挖掘、提炼课程内蕴藏的家国情怀、社会责任、伦理规范、科学和人文精神等思想政治教育资源，实现知识传授与价值引领的有机统一[5]。作为高校化工及其他相关专业的一门核心专业课，《化学工程基础》旨在培养学生的工程观点、实验技能和设计能力，达到用科学的方法考察、分析、处理工程实践中出现的实际问题，并引导学生形成辩证唯物主义哲学观[6]，兼顾、平衡“授业”与“传道”无疑是《化学工程基础》课程在新时期的重要使命。《化学工程基础》课程中蕴含着众多的思政元素，应结合《化学工程基础》课程的内容和特点，在教育教学的各个环节中，将思想政治教育有机的贯穿于化工原理的教学过程，从而实现立德树人的根本任务[7]。本文结合近年来《化学工程基础》课程教学的改革和实践，进一步挖掘了《化学工程基础》课程教学中的思政元素，并探讨了其教学实践活动，以期实现思政教育与专业知识传授在教学工作中的有机结合。

1《化学工程基础》课程中“课程思政”元素的挖掘，探索与教学实践

(1)在《化学工程基础》课堂教学中，结合教学内容穿插介绍科学家典型事迹，传承爱国主义，科学精神，献身精神。例如，在介绍求取流体流动摩擦系数时，以顾毓珍先生的事迹为例对学生进行爱国主义、理想信念和科学精神的教育。在介绍流体流动摩擦系数时，以顾毓珍先生的事迹为例对学生进行爱国主义、理想信念和科学精神的教育。经验公式是《化学工程基础》课程的一大特色，是解决工程问题的有效手段，顾毓珍先生早年在美国MIT期间，针对摩擦系数(范宁因子f)、直管相对粗糙度以及雷诺数之间的关系进行了研究，总结出了著名的顾毓珍公式。顾先生获博士学位后，毅然决然的回到祖国，选择报效国家。在讲解流体流动形态时，介绍科学家雷诺的事迹，传播科学家的探索精神和坚忍不拔的精神。1880~1883年间，雷诺通过改变实验中流体的类型、流体流经的管径、流体流动速度等因素进行了大量的实验研究，发现了后来以他的名字命名的准数---雷诺数，通过该数可以明确流体的流动形态，对指导实验研究做出了巨大的贡献。在介绍对流传热系数关联式时，讲解科学家努塞尔的事迹，培养学生一丝不苟、精益求精的工匠精神。量纲分析可用于研究有关无量纲数群之间的准则关系，它是对强制对流和自然对流的基本微分方程及边界条件进行研究的基本方法，在无量纲准则关系式的指导下，1909到1915年努塞尔开辟了一种用实验法求解对流传热问题的模式，使这一问题得到了极大的简化，正是他不懈的努力才促进行了对流换热研究的发展。在《化学工程基础》课程教学中，用这些科学家的探索精神以及为科研的献身精神激发学生科技报国的家国情怀，鼓励他们为祖国的未来而努力奋斗，敢于面对困难敢于迎接挑战，凝结学生的民族情愫和使命担当。

(2)在《化学工程基础》课堂教学中，结合教学内容穿插环保、健康、安全以及社会责任等德育元素，提升学生生态保护意识，强化学生的社会责任感。化工过程是一个追求经济效益最大化的过程，但在追求效益的同时不能忽视环境、资源的有效利用，化工产业的发展必须要与自然和谐共生，要坚持走可持续发展的道路。“绿水青山就是金山银山”，在教学过程中，应培养学生环保意识，传递并践行“绿水青山就是金山银山”的绿色环保理念[8]。例如在讲解精馏、吸收等单元操作时，化工过程排放的废弃物包括废气(VOCs即挥发性有机物)、固废和废水，若非达标违法排放势必造成环保事件。教学过程中应注重加强学生绿色化工理念的教育和培养，使学生充分认识到可持续发展的重要性；在精馏过程中，关于回流比的确定中，告诉学生宁愿增加设备费用等一次性投资费用，也要尽量减少操作费用以节约能源；以热泵精馏为例，在讲授“精馏”单元操作时，重点强调精馏过程中废热的循环利用，以降低精馏中的能耗。同时，以印度博帕尔农药污染事件(1984年，一家美国公司造成有史以来最严重的工业灾难，它在印度的博帕尔直接导致2.5万人死亡，间接导致55万人死亡，永久性残废20多万人，)为例，告诉学生，环境一旦被污染，治理将是一个漫长的过程，并且将会付出惨痛的代价，培养学生的环保意识，增强其社会责任感。在教学过程中，始终强调，确定一个工程能不能实施时，除了要考虑经济效益，还要考虑环保因素、法律以及安全问题，引导学生从技术可行性、经济合理性，社会责任等方面分析问题，培养学生的节能环保的理念以及创造美的能力，树立社会主义核心价值观。

(3)科学的思维方式有助于做好思想政治教育工作，《化学工程基础》课程教学中，也必须要注重学生科学思维方式的培养。化学工程基础课程中有大量的科学思维方法。①将未知问题转化为已知问题来解决。在介绍对流传热内容时，以牛顿冷却定律为例。它在研究对流传热过程中，设定有一定厚度的静止流体膜(传热有效膜)存在，拟考查的对流传热过程的热阻与该静止流体膜的热阻恰好相当。运用传热有效膜的概念，为将原本复杂未知的对流传热问题转化为有效膜内已知的热传导问题进行研究；传热中，对数平均推动力的计算也是将难于测量的流体主体温度用易于测量的流体进出口温度进行代替；在传质过程中，将复杂的未知的湍流扩散问题通过双模理论假设来分析。(a)气、液两流体间相接触时，接触处存在有稳定的相界面，各有一层很薄的稳定的气膜或液膜在界面两侧附近，以分子扩散的方式溶质能通过该两膜层；(b)相界面上没有传质阻力，界面上的气、液两相呈平衡状态；(c)气、液两相主体区在膜层以外无传质阻力，即分压梯度(或浓度梯度)为零。双膜理论把整个相际传质过程简化为溶质通过两层有效膜的分子扩散过程来研究。在授课过程中，这有利于启示学生在科学研究中，要善于转化思维，创新思维，力求做到化繁为简，转未知为已知。②分步分段解析法。一般而言，影响化工问题的因素很多，对于复杂的化工问题可以按一定条件将其拆解为多个简单问题，然后逐一击破。在讲解精馏过程中，将精馏塔分为精馏段和提馏段两部分分别研究的分段研究方法，使精馏精馏段和提馏段操作线方程计算过程得到简化，为精馏时理论塔板层数的计算提供了方便；在流体流动过程中，计算流体流动阻力时，按流体流动路径分为直管阻力和局部阻力分别计算；在直管阻力系数计算时又按照流体流动方式不同分为层流和湍流分别计算，经过分解，使得原本复杂的化工问题变得条理清晰，易于解决。在授课过程中，勉励学生在科学研究中，要从实际出发，善于拆解归纳，培养他们的科学逻辑思维能力。③在复杂问题研究过程中，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾。如在流体流动单元中，湍流条件下流体流动阻力的计算，传热过程中，对流传热系数的确定以及传质过程中，传质系数的计算都使用了量纲分析法(因次分析方法)。该方法是一种数学分析方法，通过量纲分析，可以正确的分析各变量之间的关系，简化试验和成果整理过程。量纲分析的本质是一种数学分析方法，在简化试验和成果整理过程的同时，它可以正确的分析各变量之间的关系。分析判断事物间数量关系所遵循的一般规律时必须根据一切量所必须具有的形式是量纲分析的基本特征，在计量方面量纲分析可以检查并反映物理现象规律方程的正确性，甚至于物理现象某些规律的线索也能被提供，这极大地简化了实验过程，在教学过程中将这些科学的思维方式穿插其中，让学生掌握科学的思维方式。在授课过程中，注重训练学生的计算方法以及思维能力，进一步培养他们的工程职业素养。

(4)结合自然科学与哲学素材，将哲学观点渗透到化工基础教学内容中，培养学生用科学的世界观和方法论看待化学工程问题。2020年教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》明确指出：“理学、工学类专业课程，要在课程教学中把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。”任何事物都有其两面性，课堂上注重培养学生用辩证的观点看待问题。例如，在流体流动过程中，如果管径一定，要提高流量，必然需要增加流体在管中的流速，而流速增加会导致流体在管路中流动的阻力增大，这要求提供的动力也相应增加，因此，流体在管中的流速要综合考虑各种因素的影响才能最终确定；如在吸收过程中，为了快速达到理想的吸收效果，可以加大吸收剂的用量，但这无疑又加大了解吸的难度，同时，如果吸收剂用量过大，吸收塔的塔径又要增加，设备费用就会增加，但如果吸收剂用量过小，为达到吸收要求，吸收塔塔体就会很高，设备费用也会增加，所以我们要综合考虑设备费用和操作费用等各种因素的影响来选择适宜的吸收剂用量；又如在精馏过程中，如果使用制作工艺条件相对简单的塔板如筛板塔作为精馏塔塔板，则塔板效率较低，而板效率较高的塔板如泡罩塔的制作工艺又相对复杂，所以在选择塔板时也要综合考虑相关因素。通过这些例子的讲解，充分发掘学生的思维创新能力，潜移默化地培养学生的工程意识，让学生能够用一分为二的观点看待工程问题，做出合理的选择。任何事物之间都有普遍联系，所以要用联系发展的眼光看问题。例如，在讲解塔设备时，考虑到课时问题，在精馏单元主要以板式塔为例进行讲解，在吸收单元主要以填料塔为例进行讲解，而实际上精馏和吸收都可以用板式塔或填料塔进行，这时就需要将板式塔的理论塔板数和填料塔的传质单元数对应起来，把板式塔的板间距和填料塔的填料层的填料层高度对应起来，使学生能够将这两个单元联系起来，将两种塔的使用也联系起来；再如，化学工程中动量传递、热量传递与质量传递的(“三传”)的基本原理、数学模型及求解方法，传递速率的理论计算都具有一定的类比性：这三种传递过程有相似的传递机理，相似的数学表达形式。在类比关系的基础上，可以根据已知的一类传递规律，类推其他两种传递的规律。通过这些例子的讲解，培养学生能够用联系发展的观点看待化学工程中的科学问题。

(5)在课程教学之外，利用学科竞赛，培养学生的自主设计能力和创新能力。学科竞赛是培养大学生综合素质和创新精神的有效手段和重要载体，对营造创新教育氛围，培养学生的创新精神，协助作精神和实践能力，激发学生的兴趣和潜能具有重要作用。我校积极鼓励大学生参加“全国大学生化工设计竞赛”，该竞赛要求五人为一个队伍，在队伍中，所有人分工不同，由队长统一协调进度，在设计过程中，学生要查阅各种化工资料，互相协作，要能够熟练利用Aspenplus软件进行化学工艺流程设计，能够用CAD软件和3D软件对工厂进行布局，通过环评软件对自己设计的流程进行环境评价，通过实践来发现和解决实际工程问题。参加该竞赛既锻炼了学生的写作能力和逻辑思维能力，又对学生的表达能力、组织能力、实践能力以及分工合作的团队精神等素质的培养起着巨大的作用，极大地提高了《化学工程基础》课程的教学质量。总的来说，在课程讲授过程中要将化工基础专业知识和社会主义价值观、科研献身精神、科学思维方式、环保、健康和安全以及法律规范等德育元素、职业道德、职业素养等进行深度结合，同时要利用学科竞赛对学生科研创新能力及团队协作精神进行培养，有针对性地进行课程思政教育，实现化工专业知识与课程思政元素的有机结合。

2结束语

随着教育教学改革的不断深入，课程思政教育的不断探索，实践证明，《化学工程基础》课程教学中蕴藏着丰富的思政教育元素，是对大学生思想政治课程的强有力补充。通过《化学工程基础》课程中的思政教育，让学生时时处处受到思政教育的熏陶，为其人生的健康发展奠定坚实的基础。

参考文献

[2]冒爱荣，许伟，郁桂云，等．化工原理实验“课程思政”教育的探索与实践[J]．广东化工，2021，22(49)：146-148．

[3]中华人民共和国教育部，教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知[Z]．教高[2020]3号．

[4]刘巧茹，田正山．化工专业有机化学实验课程思政教育方法探究[J]．化工时刊，2021，35(9)：40-42．

[5]刘淑明，严菊芳，张丁玲，等．论高校课程思政的实施策略[J]．教育理论与实践，2019，39(15)：44-46．

[6]潘鹤林，黄婕，卢杨，等．高校化工原理课程思政教学探索与实践[J]．化工高等教育，2020(1)：110-114．

[7]杨雷，张婷．课程思政背景下化工原理教学实践与探索[J]．广东化工，2021．48(17)：274-275．

[8]胡磊，吴真，周守勇，等．化工原理教学中课程思政教育的探索与实践[J]．广州化工，2020，48(9)：190-192．

作者:李淑萍 单位:西安电子科技大学 先进材料与纳米科技学院