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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。
摘要: “金课”的打造势在必行,去掉“水课”,提高教学质量,保证对社会输送人才的质量,应该是每所高校都应重点关注的事。本文通过对相关数据的分析,了解到大学专科、本科及以上学历网民占比较大,又从国家政策方面了解到国家对于人才的需求,通过对比旧的微课程、学习的模式,提出了一种能够适应“金课”这个大环境的全新微课程学习模式,并对这种模式进行了简单的介绍。
关键词: “金课”;微课程;高效学习模式
随着新时代全国高等学校本科教育工作会议、全国教育大会、全国教育工作会议等会议先后召开,“新时代高教40条”“六卓越一拔尖2.0”等系列文件陆续出台,为高等教育发展带来了前所未有的历史机遇,为新时代本科教育发展确立了基本方针和发展道路。以学生为中心的教学理念更加清醒自觉。当前,高校教学模式正从“以教为主”向“以学为主”转变[1]。这种转变让教师由“主演”变成“导演”,让学生由“观众”变成了“主演”,推动了师生互动、教学相长,让学生真正实现积极、主动、自主的学习。以新技术为支撑的教学改革更加生动开放。当前,随着大数据、人工智能、云计算等新技术层出不穷,随着世界正发生的巨大而深刻的变革,高等教育的发展同样也将面临前所未有的挑战。如何加快完善现代信息技术与教育教学深度融合机制,利用信息技术改造传统教学,发挥其在教学改革中的积极作用是高校面临的一项重大课题。
1教学背景
1.1“金课”的提出
教育部在去年的《教育部关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》中,八次出现“振兴本科”的词汇。文件要求狠抓本科教学,全面整顿教育教学秩序,淘汰“水课”、打造“金课”[2-3]。所以说,“金课”的打造势在必行。
国家、社会、经济的发展需要人才的发展,人才是国家发展的第一要素。《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》指出,我国人才的总体发展目标为:到2020年,培养一支规模宏大、结构完善、布局合理、素质优良的人才队伍,全面确立国家人才竞争优势,实现加入世界人才强国行列的目标,为社会主义现代化建设奠定人才基础,并且强调高技能人才要占技能劳动者比例的28%。研究生教育在高等教育中占有非常大的比重,其培养目标是为现代社会输送高科技人才、高级管理、技术人才和研究型、应用型人才,这就要求高等学校在加强全日制研究生培养质量的同时,针对在职人员开展非全日制专业学位研究生的培养,使培养目标呈多样化的发展态势,形成高素质人才队伍,全面提高创新型科技人才、领军人才、复合型人才的培养比重,加大培养各个重点领域急需紧缺专门人才的力度。我国非全日制专业学位研究生教育制度始于1991年,主要培养对象为相关专业的在职人员,采用“进校不离岗”的方式进行学习,不影响学生平时的正常工作。在职工程硕士研究生来自于生产第一线,一般毕业3年以上,长期的工作实践,积攒了一定的实践经验和解决实际问题的能力,企业对他们赋予了较高的期望值,但他们由于毕业时间较长,基础知识的陈旧率和遗忘率较高,专业理论并不能满足企业发展需要,从而在某种程度上限制企业的发展。我国国有大中型企业的快速发展决定了现代工程技术人员应该是高层次应用型和复合型人才。化学工程领域工程硕士的培养目标主要是为本领域所覆盖范围内的工业企业和工程建设部门、工程设计和研究院所等有关单位培养基础扎实、素质全面、工程实践能力强且具有一定创新能力的应用型、复合型高级工程技术人才和工程管理人才。对在职工程硕士进行工程应用和实践能力的培养,其目的就在于使化学工程领域工程硕士学位获得者能够胜任企业要求,促进企业发展,推进企业技术进步,所以各个高校一方面要强化他们的基础知识、专业理论,另一方面要培养他们的实践、操作能力,实现发现、分析、处理企业现实问题的目的。因此,对于非全日制专业学位研究生的培养,要根据企业实际生产需求来设置教学内容,优化教学方法、手段、途径,因此改变传统的教学模式,结合工业生产实例进行高等分离工程课程改革,具有重要的意义。
一、引进绿色化学和绿色分离工程的概念
绿色化学又称为环境无害化学,是一门从源头上消除污染的化学,即利用高选择性的化学反应,提高反应原子的利用率,达到100%选择性,实现零排放。绿色分离工程指的是分离过程绿色化,主要包括两种途径进行实现:第一,优化传统分离过程,降低甚至消除分离过程对环境的影响;第二,开发和使用新的技术,例如,膜分离技术。分离技术贯穿于整个化工产品生产过程,分离过程绿色化对于未来环境保护和污染治理具有重大意义,是社会现代化可可持续发展的关键性问题之一。分离技术是提高产品竞争力的关键技术,对于降低产品生产成本、提高产品质量等发挥着重要作用。教师要让学生明白经济发展在满足当代社会发展的同时,又不能威胁子孙后代的未来。根据现有发展基础、条件,在不损害地球生态系统的前提下,合理有效地利用和开发有限的资源并产生足够的财富,以满足社会合理的经济需求。绿色分离工程等新型分离技术在高等分离工程课程中的引入,必将引领学科的健康和可持续性发展。
二、改进教学方法
与全日制研究生不同,在职研究生来自于化工企业,一般为单位的技术骨干或相关岗位的管理者,有些甚至已经是高层次的专业人才和项目负责人等,具有一定的实践经验和解决实际问题的能力,他们的学习目的很明确,致力于知识转化,用专业知识解决现实问题。对于在职工程硕士来说,他们既要增加自己的知识积累,更要培养自己应用知识的能力,学习的核心就是提高知识的有用性和实效性。因此,教学内容不能过于理论化,如果课程内容理论性过强,将会给学生的学习带来困难,影响学生的学习效果。另外,教学一定要做到理论与实际相结合,例如,教师通过工程中的实际案例解释相关的原理或者理论,侧重理论与应用的结合。教师还要合理安排教学内容,课程结构要紧凑,做到重点突出、难点明确、层层递进、详细透彻,通过这种方式提高学生思考、处理问题的能力。例如,课堂上使用启发式教学法、现场教学法、案例教学法等多种教学方法,实现对教学内容的诠释;综合运用多媒体、网络平台及模拟仿真系统等多种教学手段,使教学内容形象化,最终实现该课程教学质量及教学效果的根本性提高,使其达到培养专业型人才的综合要求,建成学而有用、学而会用的核心课程。针对该课程的特点,结合高等分离工程课程教学的特性以及教学中存在的问题,应对该课程教学进行一定的改革.
1.优化教学方案、完善多媒体课件。
一提高少数民族大学生专业课程教学效果措施
1解决化学工程与工艺专业汉语词汇的认知
困难为解决民族大学生在后期专业学习阶段在接受化学工程与工艺专业知识方面的困难,新疆南疆地区高校针对民族大学生可在大学一年级开设一门化学工程与工艺专业汉语课程会是一种重要且行之有效的方法。该专业汉语课程主要为少数民族大学生介绍化学工程与工艺专业的相关词汇和一些基础理论及公式,以普通话为主、民族语言为辅进行教学,逐渐过渡到完全以普通话教学为主。有效避免在后期专业课程学习中由于专业词汇不熟悉而阻碍专业课的正常学习,有利于激发他们的学习兴趣。
2积极构建普通话交流的语言环境
南疆地区高校可以尝试通过积极构建有益于少数民族大学生学习普通话的语言环境,来提高他们的普通话交流和理解水平。具体来讲:第一,在学习上,相关教师在课堂教学中要求并鼓励民族学生积极用普通话回答问题。第二,在生活上:可以尝试安排少数民族学生和汉族学生合住宿舍,这样在一定程度上可以杜绝民族大学生“课上讲普通话、课下讲母语”的状况,在提高少数民族大学生普通话水平和专业课程学习的同时,加强了民族团结。
二开展具有针对性的创新教育
1材料化学工程二级学科的内涵
化学工程与材料学科相互支撑发展的这种态势导致了新兴交叉学科——“材料化学工程”的诞生。它是将传统化学工程与材料学科交叉融合,以化学工程为基础和手段,面向生物材料、高分子材料和无机材料制备及应用的一个新兴学科。它既是化学工程学科内涵的拓展和应用领域的外延,也是学科间的交叉渗透,符合当今社会的需求和学科发展的必然规律。材料化学工程学科的内涵主要表现在两个方面:一是应用化学工程的理论与方法对材料生产与加工过程进行系统的研究,其目的在于在材料高性能化的同时,最大限度地降低材料生产对于资源、能源的消耗和环境污染,实现材料制备的高质量、低成本、环境友好和可循环再生利用;二是利用新材料,如新型催化材料、分离材料等发展新型高效的化工技术与理论,形成新的流程工艺和集成技术。
2材料化学工程二级学科发展现状
近十年来,材料化学工程学科作为化学工程和材料科学与工程领域的新增长点,发展迅速。目前,国内外一些大学的化工学院或材料学院均出现了材料化工的研究领域,有的大学(如大连理工大学化工学院)甚至出现了专门的“材料化工”系等人才培养和科研机构。材料化工的交叉研究已经展示出了良好的发展前景,近年来我国在该领域取得了包括国家技术发明一等奖在内的一系列重大研究成果。2005年7月,南京工业大学经国家教育部批准,成立“省部共建材料化学工程教育部重点实验室”;2006年5月在南京召开了第一届材料化学工程大会,大会总结了国内外材料化学工程的研究进展,明确了我国材料化学工程进一步发展的方向和重点。2007年10月国家科技部正式批准建设“材料化学工程国家重点实验室”。基于化学工程和材料学科的交叉融合,国内多所重点院校开始在“化学工程与技术”及“材料科学与工程”一级学科下设置“材料化学工程”二级学科。2002年,南京工业大学首先在化学工程与技术一级学科下设立“材料化学工程”二级学科。随后,天津大学、华东理工大学等知名高校开始设立“材料化学工程”二级学科。据初步调研,已经有11所重点大学设立材料化学工程,如表1所示。该学科的设置,有力地促进了“化学工程与技术”与“材料科学与工程”一级学科的交叉和融合,有利于材料化工领域交叉型人才的培养和学科建设。
3材料化学工程二级学科的建设对策
3.1重新定位“材料化工”学术硕士培养目标的定位