張瑜,王雅,侯雄坡,郝妙莉
(西安交通大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院,陜西 西安 710049)
2020年5月教育部《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》發(fā)布,指出必須抓好思政建設(shè),課程思政是立德樹人的根本遵循[1],育人與育才的有機(jī)統(tǒng)一一直是一線教師的追求所在。針對化工類專業(yè)人才的培養(yǎng),各大高校教學(xué)人員從多角度探索思政建設(shè),廣泛開展了大類招生背景下化工專業(yè)的課程思政改革[2],基礎(chǔ)化學(xué)課程及實(shí)驗(yàn)的思政改革[3-5],專業(yè)類的化工原理課程思政的改革探索[6-8]等,同時(shí)還有針對化工專業(yè)資源庫與思政隱性融合的探索[9],以及以具體實(shí)驗(yàn)為例詳細(xì)介紹了思政課程的開展[10],教學(xué)與課程思政結(jié)合的協(xié)同、分層教學(xué)也有了新模式[11]?;ゎ愓n程思政在各個(gè)高校已形成各具特色的教學(xué)體系,育人與育才正在實(shí)現(xiàn)多方面多層次的有機(jī)統(tǒng)一。實(shí)驗(yàn)課程作為新工科人才培養(yǎng)體系中的重要內(nèi)容,其課程思政的建設(shè)勢在必行。
我?;I(yè)以培養(yǎng)具有家國情懷、民族使命感、社會(huì)責(zé)任感、人文素養(yǎng)和創(chuàng)新精神,掌握堅(jiān)實(shí)自然科學(xué)基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識的工程技術(shù)人才為目標(biāo),使學(xué)生具備國際視野、創(chuàng)新能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力及終身學(xué)習(xí)等能力,為確保高質(zhì)量的育人育才目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),必須堅(jiān)持貫徹思政課程與課程思政雙管齊下,做好每一門課程的特色思政建設(shè),將知識教育與思政教育深入融合,協(xié)同促進(jìn),實(shí)現(xiàn)學(xué)生專業(yè)能力與綜合素養(yǎng)的全方位提高。
其中化工原理實(shí)驗(yàn)課程以培養(yǎng)化工類專業(yè)學(xué)生的安全素養(yǎng)、實(shí)踐及研究能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力為目標(biāo),面向化工類本科生開放,是學(xué)生理論指導(dǎo)實(shí)踐的關(guān)鍵嘗試。課程涵蓋了基本的化工單元操作,相關(guān)的設(shè)備及流程知識與行業(yè)、社會(huì)聯(lián)系緊密,努力挖掘知識原理、硬件設(shè)備及工藝流程的方方面面的思政元素,使得實(shí)驗(yàn)課堂更加豐富有內(nèi)涵,更有助于學(xué)生理解專業(yè)知識,建立行業(yè)認(rèn)知。同時(shí)課程安排在學(xué)生建立行業(yè)認(rèn)知、具備工科基礎(chǔ)實(shí)踐能力的關(guān)鍵時(shí)期,也是學(xué)生人生觀、價(jià)值觀成熟的關(guān)鍵時(shí)期,正確的價(jià)值引導(dǎo)必不可少。特別是在當(dāng)前社會(huì)聞“化”色變的背景下,實(shí)踐類課堂的言傳身教、親眼目睹更有利于學(xué)生正確認(rèn)識行業(yè),理性看待未來職業(yè),積極承擔(dān)起行業(yè)責(zé)任,踐行行業(yè)使命,做行業(yè)的社會(huì)主義接班人。
化工原理課程思政建設(shè)是達(dá)成我?;I(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、促進(jìn)實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)、培養(yǎng)新時(shí)代行業(yè)優(yōu)秀人才的必要措施,我院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心團(tuán)隊(duì)充分利用實(shí)驗(yàn)過程中師生、生生互動(dòng)頻繁,交流時(shí)間充分的實(shí)驗(yàn)課堂優(yōu)勢,在充分調(diào)研、反復(fù)討論、多次修改之后,針對化工原理實(shí)驗(yàn)課程建立了多層次課程思政體系,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中通過多途徑教學(xué)實(shí)現(xiàn)課程與思政教育的完美契合。
新時(shí)代學(xué)生的素質(zhì)培養(yǎng)中不僅包含工科基礎(chǔ)素質(zhì),專業(yè)素質(zhì),也包含社會(huì)主義接班人的家國情懷和理想信念,及化工人在時(shí)代變遷中的行業(yè)初心與使命?;ぴ韺?shí)驗(yàn)課程思政內(nèi)涵豐富,涉及層面較多,可按照課程特點(diǎn)建設(shè)包含實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)體系、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)室文化建設(shè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)的多層次課程思政體系,形成特色的、系統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計(jì),將立德樹人融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)每一個(gè)層面,使專業(yè)教學(xué)與思政教育相輔相成,相互促進(jìn),實(shí)現(xiàn)育人與育才的有機(jī)統(tǒng)一,全方位培養(yǎng)新時(shí)代行業(yè)接班人。
本?;ぴ韺?shí)驗(yàn)課程包含9個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,是化工過程涉及的基本單元操作,各實(shí)驗(yàn)基于單元操作原理在實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行驗(yàn)證型、設(shè)計(jì)型及綜合型實(shí)驗(yàn)。如表1所列,各基礎(chǔ)單元操作的原理中內(nèi)含多方面思政元素,專業(yè)與思政融合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)使課堂更加生動(dòng)豐富,理論與實(shí)際聯(lián)系更加緊密深刻,便于學(xué)生理解內(nèi)化、實(shí)踐應(yīng)用。
表1 基于實(shí)驗(yàn)原理的化工原理實(shí)驗(yàn)課程思政要素
化工原理實(shí)驗(yàn)課程基于基本單元操作,運(yùn)用不同的實(shí)驗(yàn)體系實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的相關(guān)知識、能力及素質(zhì)目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及體系的設(shè)置須緊跟時(shí)代步伐,根據(jù)專業(yè)特色、科技聚焦、行業(yè)熱點(diǎn)、設(shè)備進(jìn)步不斷更新調(diào)整,實(shí)現(xiàn)教學(xué)與行業(yè)現(xiàn)狀的實(shí)時(shí)接軌,保持教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性,使學(xué)生學(xué)有所用,實(shí)驗(yàn)有所得。
(1)吸收單元操作的實(shí)驗(yàn)體系改進(jìn),二氧化碳吸收-解吸實(shí)驗(yàn)替代了氧解吸實(shí)驗(yàn),與當(dāng)前的“雙碳”目標(biāo)遙相呼應(yīng),簡單的二氧化碳的吸收—解吸聯(lián)動(dòng)過程,基礎(chǔ)的單元操作啟發(fā)學(xué)生關(guān)于實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的專業(yè)思考,引導(dǎo)學(xué)生思考新時(shí)代的行業(yè)使命。
(2)精餾及特殊精餾系列實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,均采用乙醇-水體系,采用類比教學(xué)法,得到普通精餾與特殊精餾在原理、原料使用及分離效果等方面的差異,從實(shí)際操作中體會(huì)其異同。同時(shí)根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn),利用不同的工具,采取不同的測量方法,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)因地制宜,靈活運(yùn)用理論知識。如普通精餾和特殊精餾,因產(chǎn)品純度及產(chǎn)量不同,分別采用酒精計(jì)和阿貝折光儀進(jìn)行測量,同時(shí)該體系的各類精餾釜液便于回收利用,引導(dǎo)學(xué)生強(qiáng)化節(jié)能減排意識,增強(qiáng)專業(yè)認(rèn)同感與使命感。
(3)教學(xué)實(shí)驗(yàn)體系的選擇總體遵循安全高效、經(jīng)濟(jì)易得、有代表性、低碳無害等原則,在教學(xué)中通過教師引導(dǎo)、學(xué)生討論等途徑使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)體系與對應(yīng)單元操作的協(xié)同作用,體會(huì)實(shí)驗(yàn)在原料消耗、設(shè)備保護(hù)、環(huán)境污染各方面的綠色化工概念。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)的完成與實(shí)驗(yàn)設(shè)備息息相關(guān),設(shè)備的構(gòu)成與更新一方面影響實(shí)驗(yàn)的完成度,另一方面也豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容。從設(shè)備對比展開教學(xué),不僅有專業(yè)知識,也有從設(shè)備構(gòu)成與更新中反映出的行業(yè)變化、技術(shù)進(jìn)步。科學(xué)規(guī)劃實(shí)驗(yàn)設(shè)備的構(gòu)成為實(shí)驗(yàn)課程的專業(yè)教學(xué)與思政教學(xué)提供了諸多切入點(diǎn)。
(1)目前國內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用的多為國產(chǎn)教學(xué)儀器,是國內(nèi)運(yùn)用較為廣泛的工業(yè)設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室版本。教師在教學(xué)中,抓住關(guān)鍵核心設(shè)備,通過圖文、動(dòng)畫視頻等方法將其與實(shí)際工廠設(shè)備、國際同類型設(shè)備進(jìn)行對比,在類比教學(xué)中幫助學(xué)生建立對實(shí)驗(yàn)室與工廠實(shí)際的距離認(rèn)知,引起學(xué)生關(guān)于國產(chǎn)設(shè)備與國際設(shè)備的差異性反思,拓展國際視野,可進(jìn)一步升華至愛國奮斗、強(qiáng)國有我的行業(yè)使命教育與職業(yè)理想信念教育。如萃取精餾新舊設(shè)備分別采用泵進(jìn)料和高位進(jìn)料,實(shí)驗(yàn)中可發(fā)現(xiàn)兩種進(jìn)料方法的穩(wěn)定性差異,使學(xué)生體會(huì)到先進(jìn)設(shè)備的優(yōu)越性,更重要的是在差異體會(huì)中明白技術(shù)進(jìn)步的重要性,從中折射出我國工業(yè)發(fā)展與國際先進(jìn)水平的差距,引導(dǎo)學(xué)生愛國奮斗,增強(qiáng)民族使命感,勇于承擔(dān)行業(yè)責(zé)任。
(2)工業(yè)在進(jìn)步,實(shí)驗(yàn)設(shè)備也要持續(xù)更新,但在更新過程中可以保留功能較為完好的舊設(shè)備,同時(shí)增建功能更為先進(jìn)的新設(shè)備,一方面充分利用了設(shè)備資源,減少了浪費(fèi),另一方面便于在實(shí)驗(yàn)中采用類比教學(xué)法,引導(dǎo)學(xué)生對比、思考新舊設(shè)備的異同,分析設(shè)備改進(jìn)的思路,學(xué)習(xí)工藝優(yōu)化的方法,培養(yǎng)創(chuàng)新改革的能力,鍛煉基本的工程技術(shù)及行業(yè)素養(yǎng)。同時(shí),實(shí)驗(yàn)設(shè)備在更新過程中,更加注重原料的高效利用,在對比中引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)新舊設(shè)備在節(jié)能減排方面的進(jìn)步,如原料的循環(huán)及回收利用、平價(jià)替換等,體會(huì)行業(yè)從多方面落實(shí)節(jié)能減排的措施。如吸收實(shí)驗(yàn)中,新設(shè)備與舊設(shè)備相比,吸收劑水存儲于水箱中循環(huán)利用,極大提高了原料利用率;原料由氧氣改為二氧化碳,實(shí)驗(yàn)更加安全;多方對比中啟發(fā)學(xué)生行業(yè)追求節(jié)能減排從未止步,追求安全高效一往無前。
(3)新舊實(shí)驗(yàn)設(shè)備在實(shí)驗(yàn)過程中表現(xiàn)出差異性,引導(dǎo)學(xué)生通過現(xiàn)象、設(shè)備組件等分析產(chǎn)生差異的本質(zhì),辯證性看待設(shè)備及問題。同時(shí),新舊設(shè)備會(huì)出現(xiàn)不一樣的實(shí)驗(yàn)誤差,引導(dǎo)學(xué)生理性分析誤差產(chǎn)生的原因,掌握誤差分析、減小誤差的方法。另外,新舊設(shè)備在性能、實(shí)驗(yàn)成本、實(shí)驗(yàn)安全、實(shí)驗(yàn)效果等多方面存在差異,但整體上有利有弊,引導(dǎo)學(xué)生全面看待問題,針對性選擇設(shè)備。如引導(dǎo)學(xué)生對比新舊萃取精餾設(shè)備在進(jìn)料量,產(chǎn)品濃度,產(chǎn)量等方面的差異,發(fā)現(xiàn)新設(shè)備進(jìn)料穩(wěn)定但原料用料較多,而舊設(shè)備雖不易控制但原料用料少、產(chǎn)品濃度高,啟發(fā)學(xué)生客觀、全面看待事物,辯證性解決問題。
實(shí)驗(yàn)課程根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備所處的物理空間不同在不同的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)室在基本的安全、消防、設(shè)備建設(shè)以外,充分利用可用空間進(jìn)行專業(yè)文化及人文文化建設(shè),營造良好的實(shí)驗(yàn)課堂環(huán)境與氛圍,有效促進(jìn)課程教學(xué)及思政教學(xué),助力實(shí)驗(yàn)課堂達(dá)到更飽滿的教學(xué)效果。
(1)專業(yè)文化建設(shè)中,在相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備所處的物理空間附近,以墻報(bào)、展板、小視頻的形式展出關(guān)于對應(yīng)單元操作的發(fā)展歷程、常用設(shè)備、工業(yè)運(yùn)用實(shí)例、相關(guān)發(fā)明專利等,便于學(xué)生自主了解,充分利用實(shí)驗(yàn)等待時(shí)間,豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容輸出。系列展出使學(xué)生循序漸進(jìn)、以小見大掌握行業(yè)發(fā)展進(jìn)程,客觀認(rèn)識所處行業(yè),樹立正確的行業(yè)價(jià)值觀與使命感。
(2)人文文化建設(shè)中,在實(shí)驗(yàn)室相關(guān)設(shè)備的剩余物理空間,以小展板、小電影的形式講述有關(guān)科學(xué)家、企業(yè)家、工程師的故事,以行業(yè)榜樣力量鼓舞學(xué)生追求專業(yè)進(jìn)步,勇于承擔(dān)行業(yè)使命,踐行“西遷精神”,愛國奮斗。
實(shí)驗(yàn)室文化建設(shè)的豐富形式與內(nèi)容,營造了良好的實(shí)驗(yàn)課堂環(huán)境,讓文化潛移默化感染學(xué)生,同時(shí),各種形式的展板、視頻中的優(yōu)美元素還能陶冶學(xué)生的人文素養(yǎng)。從實(shí)驗(yàn)室的點(diǎn)滴建設(shè)循序漸進(jìn)構(gòu)建學(xué)生關(guān)于行業(yè)發(fā)展與人類進(jìn)步的關(guān)系認(rèn)知,樹立行業(yè)自信與初心使命,實(shí)現(xiàn)育才與育人的有機(jī)結(jié)合。
化工原理課程思政的多層次建設(shè),其中關(guān)鍵一環(huán)在于實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的實(shí)際貫徹與運(yùn)用。實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的教學(xué)能力的提高、思政素養(yǎng)的提高及團(tuán)隊(duì)綜合水平的進(jìn)步是貫徹落實(shí)課程思政的重點(diǎn),是課程思政建設(shè)的軟實(shí)力所在。
(1)教學(xué)能力的提高。實(shí)驗(yàn)課堂從教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)開展至教學(xué)提高,優(yōu)秀的教學(xué)能力才能使得實(shí)驗(yàn)專業(yè)教學(xué)與思政教學(xué)在實(shí)驗(yàn)課堂的各個(gè)環(huán)節(jié)完美融合,協(xié)同促進(jìn)。一線教師在從事教學(xué)工作的過程中,要通過持續(xù)的各類理論學(xué)習(xí)、教學(xué)研討、公開課學(xué)習(xí)等途徑,追求教學(xué)技巧的不斷進(jìn)步,課堂設(shè)計(jì)的不斷飽滿,思政教育的不斷更新,以高水平教學(xué)實(shí)現(xiàn)專業(yè)與思政教育的有機(jī)統(tǒng)一。
(2)思政素養(yǎng)的提高。實(shí)驗(yàn)課程思政教育不僅要求教師完整、順利的指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)操作,完成實(shí)驗(yàn)課堂,更重要的是在完整的教學(xué)過程中潤物細(xì)無聲的將思政元素深入到學(xué)生心中,建立起思政元素與理論、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的深層聯(lián)系。教師的教學(xué)能力可以將已有的思政元素在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲入,但持續(xù)變化且不斷深入的思政教育要通過不斷提高教師的思政素養(yǎng),使得思政教育自然而然的進(jìn)入課堂,深入學(xué)生內(nèi)心。
(3)綜合水平的進(jìn)步。時(shí)代及行業(yè)的不斷進(jìn)步,要做到課堂的高水平教學(xué),要求基層教師行業(yè)視野的與時(shí)俱進(jìn),科技前沿的捕捉學(xué)習(xí),研究熱點(diǎn)的追蹤學(xué)習(xí)等多方面進(jìn)步?;鶎咏處煹木C合水平要不斷進(jìn)步,才能科學(xué)合理的在實(shí)驗(yàn)課堂中以充實(shí)的多方位知識儲備面向?qū)W生,輸出豐富且先進(jìn)的專業(yè)及思政內(nèi)容。
化工原理實(shí)驗(yàn)課程思政的多層次建設(shè),在化工類專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)過程中有充分的必要性,其內(nèi)容與思政可以協(xié)同促進(jìn)教學(xué)效果的提高。結(jié)合課程特點(diǎn)與行業(yè)特點(diǎn),化工原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建立了包含實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)體系、實(shí)驗(yàn)設(shè)備構(gòu)成、實(shí)驗(yàn)室文化建設(shè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)的多層次課程思政體系,將實(shí)驗(yàn)課程與思政教學(xué)深入融合,在多個(gè)層次中滲入思政教學(xué)內(nèi)容,有效促進(jìn)學(xué)生基本工程能力、科研素養(yǎng)、行業(yè)認(rèn)知、行業(yè)使命、愛國奮斗精神的培養(yǎng),實(shí)現(xiàn)育才與育人的有機(jī)統(tǒng)一。