郭高麗，萬(wàn)俊

(湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430068)

0 引言

2020年5月，教育部印發(fā)了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，明確了思想政治教育要貫穿人才培養(yǎng)體系，全面推進(jìn)高校課程思政建設(shè)，發(fā)揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養(yǎng)質(zhì)量?；ぴ碚n程是一門化工類工科專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，是自然科學(xué)領(lǐng)域向工程科學(xué)專業(yè)課過(guò)渡的橋梁課程，其概念和公式較多，計(jì)算量較大，實(shí)踐性強(qiáng)，課程從動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞三條主線闡述化工生產(chǎn)過(guò)程中各單元操作的基本原理、設(shè)計(jì)計(jì)算、典型設(shè)備等內(nèi)容，具有工科的典型特點(diǎn)，蘊(yùn)含著大量顯性和隱性的思政元素，本課程不僅起著培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)和技能的作用，同時(shí)肩負(fù)著“立德樹(shù)人”的重要使命，是教書(shū)育人的重要載體。在這樣的情況下，如何做好教學(xué)設(shè)計(jì)，將思政元素潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲的融入平時(shí)的教學(xué)過(guò)程，便是迫在眉睫的關(guān)鍵問(wèn)題。

BOPPPS教學(xué)模式是將傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程進(jìn)行模塊化分解[1]，細(xì)化為六個(gè)環(huán)節(jié)， 即課堂引入(Bridge-in)、教學(xué)目標(biāo)(Objective)、前測(cè)(Preassessment)、參與式教學(xué)(Participatory learning)、后測(cè)(Post-assessment)和總結(jié)(Summary)。環(huán)環(huán)相扣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)作用[2]，是目前較受歡迎的教學(xué)模式之一。

1 基于BOPPPS教學(xué)模型的化工原理教學(xué)設(shè)計(jì)

在對(duì)化工原理課程進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，不斷地對(duì)課程體系進(jìn)行改進(jìn)完善，充分利用超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)，展開(kāi)線上線下混合式授課模式，打通課內(nèi)課外的交互教學(xué)空間，以“以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目的”為前提，本著“以應(yīng)用為目的，以必需夠用為度，加強(qiáng)針對(duì)性、實(shí)用性”的方針，將專業(yè)教學(xué)計(jì)劃及課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，利用學(xué)生的碎片化時(shí)間完成BOPPPS的部分模塊學(xué)習(xí)，使整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程靈活可控。

在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，可以融入與新課程內(nèi)容相關(guān)的偉人故事、工程案例，中華傳統(tǒng)文化或日常生活實(shí)例，引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；明確教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)知識(shí)，詳細(xì)列出章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和育人目標(biāo)；向前置課程老師了解學(xué)生整體知識(shí)點(diǎn)的儲(chǔ)備情況，結(jié)合預(yù)習(xí)后的課前測(cè)，及時(shí)調(diào)整授課進(jìn)度、授課方法和手段等；課中隨時(shí)把控與了解學(xué)生的個(gè)體差異、對(duì)學(xué)科知識(shí)鏈的掌握情況，突出學(xué)生的參與和互動(dòng)學(xué)習(xí)；最后在總結(jié)部分強(qiáng)調(diào)所學(xué)的主要專業(yè)知識(shí)，加強(qiáng)課程的工程應(yīng)用訓(xùn)練[3]，進(jìn)行課堂反思，優(yōu)化課程教學(xué)目標(biāo)的設(shè)置及教學(xué)模式，化工原理課程思政點(diǎn)構(gòu)建路徑，如圖1所示。

2 BOPPPS各環(huán)節(jié)思政教學(xué)要點(diǎn)

2.1 課程思政的導(dǎo)入

導(dǎo)入的目的是吸引學(xué)生的注意力，幫助學(xué)生專注在即將要介紹的內(nèi)容。教師可借助于科技發(fā)展前言；將待學(xué)知識(shí)點(diǎn)與中國(guó)傳統(tǒng)文化、大國(guó)工匠精神、有趣的生活現(xiàn)象、社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題等思政元素相融合，讓學(xué)生于課前初步了解待學(xué)知識(shí)點(diǎn)，并產(chǎn)生一定興趣。比如在講流體靜力學(xué)中壓力的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，以我國(guó)在研制核潛艇技術(shù)中攻克技術(shù)難關(guān)，使鋼材的特殊性能達(dá)到和突破國(guó)際領(lǐng)先水平，保障新型核潛艇下潛深度達(dá)到戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求為案例導(dǎo)入，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注我國(guó)國(guó)防科技事業(yè)的發(fā)展，增加學(xué)生的民族自豪感；在講解精餾章節(jié)時(shí)，以中國(guó)源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的酒文化、古法釀酒、關(guān)于酒的古詩(shī)詞進(jìn)行導(dǎo)入，宣揚(yáng)我國(guó)古代人民的智慧與才華；講解摩擦系數(shù)(范寧因子f)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，以顧毓珍先生早年曾在美國(guó)MIT深入研究經(jīng)驗(yàn)方程關(guān)系，研究出著名的顧毓珍公式，學(xué)成后回國(guó)報(bào)效國(guó)家，培養(yǎng)學(xué)生理想信念和科學(xué)精神教育的德育元素。

2.2 學(xué)習(xí)目標(biāo)

在每章節(jié)學(xué)習(xí)之前，明確提出學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)。比如在講解第二章流體輸送機(jī)械中的離心泵的氣蝕現(xiàn)象時(shí)，明確教學(xué)目標(biāo)：(1)知識(shí)目標(biāo)：掌握離心泵安裝高度的計(jì)算方法，理解離心泵產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象的原因；(2)能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的工程概念和工程實(shí)踐能力；(3)育人目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生弘揚(yáng)正能量，以積極態(tài)度面對(duì)人生。隨后結(jié)合案例讓學(xué)生進(jìn)行思考：某地出現(xiàn)干旱天氣，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民們用離心泵抽取河道內(nèi)的水來(lái)灌溉農(nóng)田。在開(kāi)始時(shí)，泵運(yùn)轉(zhuǎn)良好，但經(jīng)過(guò)連續(xù)抽水河道水液面下降到一定程度時(shí)，很多抽水泵開(kāi)始發(fā)出較大的噪聲并伴隨著泵的劇烈振動(dòng)。在這種情況持續(xù)一段時(shí)間后，管路無(wú)水流出，但是河道內(nèi)的水量仍有很多。你能為農(nóng)民伯伯們解決這個(gè)問(wèn)題嗎？在對(duì)這個(gè)案例展開(kāi)講解的過(guò)程中，首先講解離心泵發(fā)生氣蝕的原因，發(fā)生氣蝕的后果及如何解決，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生要像流體輸送設(shè)備一樣，時(shí)時(shí)給外界輸送正能量，擁有積極向上的生活態(tài)度。

再比如講授管內(nèi)流體流動(dòng)的摩擦阻力損失時(shí)，我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)的標(biāo)志性項(xiàng)目“西氣東輸”工程，管道全長(zhǎng)4160 km。此重大工程既可以促進(jìn)西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，又可加快西部資源開(kāi)發(fā)的步伐，而且對(duì)調(diào)整我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，改善生態(tài)環(huán)境都具有重要意義。在鋪設(shè)管道時(shí)，壓氣站的設(shè)置數(shù)量和管道內(nèi)部有無(wú)涂層有較大的聯(lián)系，同樣的輸送距離，有涂層的壓氣站設(shè)置數(shù)量較少，平均輸送站間距較長(zhǎng)，你從中獲得了什么啟示？通過(guò)此案例的層層剖析，可達(dá)到讓學(xué)生掌握管內(nèi)流動(dòng)阻力損失計(jì)算方法，熟悉設(shè)計(jì)型計(jì)算和操作型問(wèn)題的解決思路這一知識(shí)目標(biāo)；培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力目標(biāo)；通過(guò)了解顧毓珍事跡和西氣東輸工程，培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義情懷和大國(guó)工匠精神的育人目標(biāo)。

2.3 前測(cè)

在前測(cè)階段，學(xué)生根據(jù)老師在學(xué)習(xí)通端提供的課件、參考教材及重要文獻(xiàn)資料，針對(duì)教學(xué)內(nèi)容中的重、難點(diǎn)知識(shí)發(fā)布作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立或者合作完成。對(duì)于教師而言，通過(guò)前測(cè)，可以了解學(xué)生的興趣與能力，進(jìn)而調(diào)整講授內(nèi)容的深度與進(jìn)度；而對(duì)于學(xué)生而言，可以通過(guò)前測(cè)聚焦于特定目的，也可借此向教師表達(dá)復(fù)習(xí)或者深度講解的需求[4]。考試、作業(yè)、討論，開(kāi)放式問(wèn)題均可達(dá)到前測(cè)的目的。比如，對(duì)于流體靜力學(xué)章節(jié)，可以設(shè)置前測(cè)：(1)等壓面的選擇，需要滿足幾個(gè)條件？(2)我國(guó)863重大專項(xiàng)“蛟龍?zhí)枴鄙顫撈鞯淖畲笙聺撋疃仁嵌嗌?？此時(shí)“蛟龍?zhí)枴背惺艿暮Ｋ畨毫τ卸啻?？?wèn)題的設(shè)置，引導(dǎo)同學(xué)們?nèi)プ园l(fā)學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，并查閱“蛟龍?zhí)枴毕嚓P(guān)資料，通過(guò)了解其下潛深度的不斷突破，培養(yǎng)學(xué)生的培養(yǎng)學(xué)生對(duì)祖國(guó)文化自信力、愛(ài)國(guó)情懷和科學(xué)探索精神。

2.4 參與式學(xué)習(xí)

化工原理課程中會(huì)講到很多以人名命名的公式和定律，如“牛頓冷卻定律”“傅里葉定律”“玻爾茲曼定律”“雷諾準(zhǔn)數(shù)”“普朗克定律”“顧毓珍公式”等，在講授這些公式專業(yè)含義同時(shí)，讓同學(xué)們線下分組，搜集每個(gè)單元操作的發(fā)展歷史，國(guó)內(nèi)外相關(guān)科學(xué)家們對(duì)于每個(gè)化工階段作出的貢獻(xiàn)，介紹這些公式和定律背后的故事，潛移默化當(dāng)中學(xué)生便領(lǐng)會(huì)了從牛頓、傅里葉、雷諾，到顧毓珍、蘇元復(fù)、侯德榜等科學(xué)家們的事跡，引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)他們不畏艱辛、勇于探索的精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。

通過(guò)經(jīng)典典故剖析、專題嵌入，豐富課堂元素?；ぴ碚n程涉及到的公式推導(dǎo)特別多，比如在講到流體力學(xué)原理的相關(guān)知識(shí)時(shí)，單純的講公式推導(dǎo)學(xué)生會(huì)感覺(jué)非常的枯燥。此時(shí)若引入 “大禹治水”的典故，剖析其“治水須順?biāo)?，水性就下，?dǎo)之入?！薄案咛庤?fù)?，低處疏?dǎo)”的治水思想，便會(huì)迅速抓回學(xué)生的眼球。通過(guò)講解大禹在認(rèn)真研究和測(cè)量山地尺寸的基礎(chǔ)上，采取疏通河道，拓寬峽口的方法，讓洪水能更快地通過(guò)， 讓同學(xué)們?cè)谥淙坏耐瑫r(shí)，也知其所以然，在經(jīng)典典故中學(xué)習(xí)到連續(xù)性方程原理的知識(shí)點(diǎn)。

通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂、辯論式教學(xué)等多種教學(xué)方法和手段，結(jié)合學(xué)生搜集或制作的每日動(dòng)畫(huà)(展示化工設(shè)備的工作原理)，形象生動(dòng)的展現(xiàn)化工單元操作的動(dòng)態(tài)過(guò)程，使教學(xué)內(nèi)容更為形象直觀，更具表現(xiàn)力，做到“抽象問(wèn)題具體化、微觀問(wèn)題宏觀化、動(dòng)態(tài)問(wèn)題動(dòng)態(tài)化、表達(dá)方式多元化”，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)熱情。比如在講解伯努利方程式的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，首先讓同學(xué)們分組搜索關(guān)于伯努利方程的案例及現(xiàn)象，然后每組同學(xué)們分別對(duì)自己搜集的案例進(jìn)行講解展示分析，一方面極大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的熱情，另一方面，對(duì)擴(kuò)充教學(xué)資源也起到了很大的輔助作用。

2.5 后測(cè)

在線上預(yù)習(xí)，線下學(xué)習(xí)結(jié)束之后，需要檢測(cè)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，后測(cè)的設(shè)置便可檢測(cè)學(xué)生是否達(dá)到了預(yù)定的教學(xué)目標(biāo)。后測(cè)題目的設(shè)置往往以應(yīng)用為主，通過(guò)設(shè)置一定的情景模式，引導(dǎo)學(xué)生去解決工程或日常生活中可能面臨的問(wèn)題。比如在傳熱的換熱器章節(jié)，我們可以設(shè)置后測(cè)：青藏鐵路自昆侖山北坡西大灘至唐古拉山南麓的安多河谷，通過(guò)多年凍土區(qū)約550 km，如果讓青藏鐵路的路基穩(wěn)定，就必須保持凍土的熱穩(wěn)定性，而凍土的熱穩(wěn)定性有一個(gè)溫度閾值(臨界值)，超過(guò)這個(gè)溫度，凍土就會(huì)融化。因此，解決凍土熱穩(wěn)定性的最好辦法就是給路基降溫保溫，將溫度保持在融化溫度閾值之下。請(qǐng)同學(xué)們查閱資料，了解中國(guó)的科學(xué)家們是如何破解青藏鐵路高原凍土這一世界性難題的？同學(xué)們?nèi)艋卮鸫藛?wèn)題，則需要掌握換熱器的類型、常用換熱器的工作原理。此后測(cè)問(wèn)題的額外設(shè)置，既檢測(cè)了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，又培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用、解決問(wèn)題的能力。還培養(yǎng)了學(xué)生“挑戰(zhàn)極限、勇創(chuàng)一流”的青藏鐵路精神。

2.6 小結(jié)

在最后的總結(jié)部分，學(xué)生對(duì)前面所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)以思維導(dǎo)圖的形式歸納總結(jié)，教師通過(guò)對(duì)學(xué)生多階段的任務(wù)考核，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，對(duì)接下來(lái)的教學(xué)任務(wù)及時(shí)做出調(diào)整，優(yōu)化課程教學(xué)的設(shè)計(jì)和部署。

3 教學(xué)實(shí)踐效果

通過(guò)對(duì)化工原理課程進(jìn)行BOPPPS模型的構(gòu)建，并適當(dāng)調(diào)整教學(xué)原有內(nèi)容，將家國(guó)情懷、工匠精神、科技前沿等德育元素，全面融入于理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)，同時(shí)拓展到學(xué)科競(jìng)賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競(jìng)賽等學(xué)生的第二課堂，實(shí)現(xiàn)從“教學(xué)”到“教育”的轉(zhuǎn)變。課程教學(xué)體系的改革，充分激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)了學(xué)生知行合一，幫助學(xué)生在專業(yè)方面成才，引導(dǎo)學(xué)生在精神領(lǐng)域成人，為培養(yǎng)具有高素質(zhì)的道德情操和愛(ài)崗敬業(yè)精神的化工應(yīng)用型人才打下了良好基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在教學(xué)環(huán)節(jié)引入思政教學(xué)元素對(duì)學(xué)生端正學(xué)習(xí)目標(biāo)，提高學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)學(xué)習(xí)主動(dòng)精神具有點(diǎn)睛作用。諸如本文例舉的“工匠精神”“青藏鐵路精神”等是被列入“中國(guó)共產(chǎn)黨人精神譜系” 的紅色精神，全國(guó)各行各業(yè)和全國(guó)人民都在認(rèn)真學(xué)習(xí)、大力弘揚(yáng)，我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中更應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)代化的教育理念，融會(huì)貫通、靈活運(yùn)用。本文通過(guò)對(duì)化工原理課程進(jìn)行 BOPPPS 模型重構(gòu)，圍繞“以學(xué)生為中心”重新設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，是對(duì)課程教學(xué)體系改革進(jìn)行的有益嘗試，目的是使學(xué)生在系統(tǒng)獲得專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)高尚的愛(ài)國(guó)主義精神和家國(guó)情懷，有助于學(xué)校培養(yǎng)符合新時(shí)期要求的德才兼?zhèn)涞幕?yīng)用型科技人才。