黃 英，王艷麗，張軍平，宗 蒙，劉攀博

（西北工業(yè)大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院，陜西 西安 710129）

2020年，教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》指出，讓所有高校、所有教師、所有課程都承擔(dān)好育人責(zé)任，守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思政課程同向同行，將顯性教育和隱性教育相統(tǒng)一，形成協(xié)同效應(yīng)，構(gòu)建全員全程全方位育人大格局［1］。因此，做好化工專業(yè)課程思政建設(shè)，具有重要的理論和現(xiàn)實意義。“化工原理”是化工及相近專業(yè)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課，學(xué)生通過該門課程的學(xué)習(xí)，系統(tǒng)掌握化工基本單元操作的原理、計算方法及典型的設(shè)備。課程的實用性強，對于提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)及分析問題與解決問題的能力至關(guān)重要。

一、“化工原理”課程思政存在的問題與教學(xué)改革目標

（一）存在問題

青年一代有理想、有本領(lǐng)、有擔(dān)當(dāng)，國家就有前途，民族就有希望，中華民族偉大復(fù)興的中國夢終將在一代代青年的接力奮斗中變?yōu)楝F(xiàn)實。因此，培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人是我們作為教師必須要思考的問題。

（二）教學(xué)目標

針對“化工原理”課程教學(xué)存在的上述問題，我們制訂如圖1所示的“化工原理”課程育人目標?？傮w育人目標以立德樹人為核心，為實現(xiàn)這一根本目的，從專業(yè)育人與思政育人兩方面出發(fā)。專業(yè)育人目標主要從“化工原理”課程的特點及教學(xué)要求出發(fā)；思政育人目標則從培養(yǎng)學(xué)生的社會主義核心價值觀、奮斗精神、創(chuàng)新意識、馬克思主義哲學(xué)觀、安全及環(huán)保意識等角度出發(fā)，通過兩者有機融合，將思想政治教育融入教學(xué)環(huán)節(jié)之中，從而達到在專業(yè)課程中培養(yǎng)社會主義合格人才的目的。

二、課程思政的教學(xué)設(shè)計

在課程教學(xué)中，我們采用知識點與思政元素融合與滲透式、課堂討論及啟發(fā)式、典型案例式、課前與課后布置思考題等教學(xué)方式，在講授專業(yè)知識的同時與德育元素進行滲透融合，使學(xué)生在專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中領(lǐng)會其中所蘊含的哲理，達到啟發(fā)、引導(dǎo)、培養(yǎng)學(xué)生的目的。我們的主要做法如下。

（一）追根溯源

化學(xué)工程學(xué)科經(jīng)過百年發(fā)展，經(jīng)歷了“單元操作”“三傳一反”兩個里程碑，進入“產(chǎn)品工程”“三傳一反+X”“多（介）尺度理論與方法”等新階段，初步形成了以化學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)和生物學(xué)基本原理和方法為基礎(chǔ)，以傳遞過程原理與化學(xué)反應(yīng)工程為核心的學(xué)科知識體系［2］。在緒論這一部分內(nèi)容的講解中，引導(dǎo)學(xué)生了解化學(xué)工程學(xué)科及其理論基礎(chǔ)的形成、演變過程，介紹科技的發(fā)展給傳統(tǒng)化學(xué)工程學(xué)科帶來的新的發(fā)展領(lǐng)域，使學(xué)生對專業(yè)的發(fā)展有了全新的認知，激發(fā)了學(xué)習(xí)熱情。

（二）綠色化工

“綠水青山就是金山銀山”是習(xí)近平生態(tài)文明思想中科學(xué)自然觀和綠色發(fā)展觀的生動體現(xiàn)。傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)具有“污染”與“耗能”的特點，科技的飛速發(fā)展，帶來了化學(xué)工業(yè)日新月異的變化，習(xí)近平總書記關(guān)于生態(tài)文明建設(shè)的重要論述進一步指明了化學(xué)工業(yè)發(fā)展的方向?！盎ぴ怼闭n程涉及的傳熱、蒸發(fā)、精餾、干燥操作能耗較大，我們在教學(xué)中要強調(diào)實現(xiàn)節(jié)能減排的各種措施、減少污染物排放，踐行綠色發(fā)展觀。

流體流過管道和設(shè)備，需克服摩擦阻力和局部阻力，造成損耗功。減少流動阻力損失，是提高流體輸送效率的重要方面?？梢圆扇〉墓?jié)能措施有：適當(dāng)增大管徑、設(shè)計短而直的管路、盡量少用管件等。在上面的節(jié)能措施中，管徑的提高對降低管路的能量損失效果最為顯著，但實際應(yīng)用中，需要綜合考慮設(shè)備費用與動力費用，以達到好的節(jié)能效果。

在學(xué)習(xí)非均相混合物的分離內(nèi)容時，介紹利用重力沉降與離心分離等方法處理工廠排放的廢氣、廢液等污染物，結(jié)合綠色化工的12條原則［3］，強調(diào)從源頭進行化工過程的設(shè)計；同時結(jié)合大眾廣為關(guān)注的PM2.5與環(huán)境污染之間的關(guān)系向?qū)W生介紹以下內(nèi)容：PM2.5的成分復(fù)雜，主要來源分為自然源和人為源兩種。有研究指出，北京PM2.5的六大直接污染源為土壤塵、燃煤、生物質(zhì)燃燒、汽車尾氣與垃圾焚燒、工業(yè)污染和二次無機氣溶膠，貢獻分別為15%、18%、12%、4%、25%和26%［4］。因此，我們在工業(yè)生產(chǎn)過程中應(yīng)采用適合企業(yè)的PM2.5治理工藝，從源頭減少PM2.5的產(chǎn)生，做到對環(huán)境“零排放”。

（三）辯證思維

習(xí)近平總書記指出，無論時代如何變遷、科學(xué)如何進步，馬克思主義依然顯示出科學(xué)思想的偉力，依然占據(jù)著真理和道義的制高點［5］?！盎ぴ怼闭n程中蘊含豐富的哲學(xué)思想和元素，在課堂教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生運用馬克思主義的世界觀與方法論去分析問題、解決問題，能使學(xué)生更深刻地領(lǐng)會課程知識點與教學(xué)難點，同時也更加深刻地體會馬克思主義哲學(xué)的魅力。

運動是物質(zhì)的根本屬性，運動是絕對的，靜止是相對的。在研究流體的運動規(guī)律時，結(jié)合伯努利方程的介紹，講解如何從理想液體入手抓住主要矛盾，獲得流體流動的基本規(guī)律，進而根據(jù)實際流體流動的特點進行修正，得到適用于實際流體的能量衡算式。流體靜止是運動流體流速為零的特例，所以靜止流體的靜力學(xué)基本方程式只是實際流體流動時的一種特殊情況。以上對流體的流動規(guī)律的分析運用了馬克思主義的哲學(xué)觀點，學(xué)生容易理解。

量變是質(zhì)變的基礎(chǔ)和必要準備，質(zhì)變是量變的必然結(jié)果。如氣液兩相在填料層內(nèi)流動時，在一定的液體噴淋密度下，當(dāng)空塔氣速低于載點氣速時，氣體壓力降隨空塔氣速增大的關(guān)系與干填料時的直線幾乎平行。當(dāng)空塔氣速增大到載點以上，則氣體壓力降有較大增加，壓力降-空塔氣速的關(guān)系曲線斜率增大。當(dāng)空塔氣速繼續(xù)增大，將使氣體通過填料層的壓力降迅速上升，并伴有劇烈的波動，塔內(nèi)發(fā)生液泛，填料塔達到了操作的上限。塔的操作從正常的操作狀態(tài)向非正常操作狀態(tài)——液泛的轉(zhuǎn)變過程，體現(xiàn)了事物從量變到質(zhì)變的變化規(guī)律。在教學(xué)過程中，我們提醒學(xué)生要腳踏實地做好每一件事，這樣才能在今后的學(xué)習(xí)與工作中實現(xiàn)“質(zhì)”的飛躍，實現(xiàn)自己的人生目標。

現(xiàn)象和本質(zhì)之間的辯證關(guān)系在引導(dǎo)學(xué)生識別假象、明辨事物本質(zhì)方面具有重要作用。離心泵在工作過程中，發(fā)生“氣縛”現(xiàn)象的本質(zhì)是離心泵在啟動前未充滿液體，泵殼內(nèi)存在空氣。發(fā)生“氣蝕”現(xiàn)象的主要原因是葉輪工作時，其入口處的最低壓力降到液體在該處的飽和蒸氣壓，部分液體發(fā)生汽化現(xiàn)象。在講解流體流動類型時，介紹龍卷風(fēng)是一種“立式管狀旋轉(zhuǎn)渦流”，移動速度快、風(fēng)速極高。借助以上實例，提醒學(xué)生，在遇到問題時，應(yīng)分析現(xiàn)象出現(xiàn)的本質(zhì)，這樣才能有效尋找解決問題的途徑與關(guān)鍵點。

（四）奮發(fā)向上

“化工原理”課程中包含大量的以科學(xué)家名字命名的原理、定律及公式，如伯努利方程、傅里葉定律、牛頓黏性定律、菲克定律等，這些規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都隱藏著科學(xué)家百折不撓、矢志不渝和堅定不移的理想信念，以及不畏艱險、堅守真理和勇攀高峰的科學(xué)精神。

1726年，伯努利通過無數(shù)次實驗，發(fā)現(xiàn)了“邊界層表面效應(yīng)”：流體速度加快時，物體與流體接觸的界面上的壓力會減小，反之壓力會增加。為紀念這位科學(xué)家的貢獻，這一發(fā)現(xiàn)被稱為“伯努利效應(yīng)”。伯努利效應(yīng)適用于包括氣體在內(nèi)的一切流體，是流體作穩(wěn)定流動時的基本現(xiàn)象之一，反映出流體的壓強與流速的關(guān)系。流速與壓強的關(guān)系：流體的流速越大，壓強越小；流體的流速越小，壓強越大。科學(xué)技術(shù)的進步離不開科學(xué)家的不懈努力和辛勤汗水。通過介紹優(yōu)秀的科學(xué)家，能極大激起學(xué)生的愛國熱情、民族自豪感和文化自信，激勵學(xué)生在科學(xué)的道路上不畏艱險、開拓進取、勇攀高峰。

（五）家國情懷

中華人民共和國成立以來，我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)取得了舉世矚目的成就，這些重大工程成為中國給世界的新名片。如我國于1970年開始熱管研制工作，1976年12月7日在衛(wèi)星上首次成功應(yīng)用了熱管。熱控制系統(tǒng)用于保證飛船各艙儀器設(shè)備、結(jié)構(gòu)及乘員所需要的環(huán)境溫度，合理調(diào)配飛船之間的熱量傳輸，并將其排放到宇宙空間。神舟系列飛船的熱控制系統(tǒng)采用的為流體對流換熱方式［6］。通過介紹這些與教學(xué)過程緊密結(jié)合的案例，既加深了學(xué)生對基本概念的理解，又激發(fā)了學(xué)生為國爭光的學(xué)習(xí)熱情。

在教學(xué)過程中，結(jié)合我校的“三航”特色介紹流體的流動特點，介紹飛機的設(shè)計與發(fā)展過程，以鼓勵學(xué)生積極探索，奮發(fā)向上，全面掌握相關(guān)領(lǐng)域知識。過去在飛機設(shè)計時，氣動、推進、結(jié)構(gòu)、操縱、控制等要素是分別對待的。后來人們逐漸發(fā)現(xiàn)，這種孤立對待飛機各組成要素的設(shè)計方法已發(fā)揮到了極限，必須探索全新的設(shè)計方法，這就是綜合化、一體化設(shè)計。一體化設(shè)計涉及各個方面，包括氣動與隱身一體化設(shè)計。以隱身飛機為例，典型的B-2隱形轟炸機就是通過縮小自己的雷達反射截面來實現(xiàn)隱身的，它的雷達反射截面相當(dāng)于一只水鳥的雷達反射截面，在雷達的接收儀器上只能看到一個光點。第一代隱形飛機F-117以折面設(shè)計達到反射雷達波的目的，第二代隱形飛機B-2則將機體改為曲面，同時利用等離子涂料達到吸收與散射雷達波的目的。通過以上實例，強調(diào)當(dāng)代大學(xué)生只有掌握豐富的專業(yè)知識，才能在未來的職業(yè)生涯中有創(chuàng)新、有發(fā)展、有作為。

（六）專注執(zhí)著

試差法是化工計算中常用的有效方法，如管路計算中由流體的流速求適宜的管徑、傳熱過程中壁溫的計算、吸收過程中填料層高度的計算、精餾中的回流比與理論板數(shù)的計算等。在計算過程中需要進行多次的假設(shè)與驗算，直至獲得最理想的結(jié)果。雖然試差法的求解過程較為煩瑣，但仍是一種較為有效的求解實際問題方法。我們及時引導(dǎo)學(xué)生，在工作及生活中只有認準目標，勇于面對困難和挑戰(zhàn)，不輕易放棄方能取得成功。

1998年2月，美國宇航局（NASA）發(fā)射探測火星氣象的衛(wèi)星失事，預(yù)定于1999年9月23日抵達火星的衛(wèi)星沒有進入預(yù)定的軌道。問題出在有些資料的計量單位沒有把英制轉(zhuǎn)換成公制，錯誤起自承包工程的洛克希德·馬丁公司。這個“小錯誤”造成的僅衛(wèi)星的損失就高達1.25億美元［7］。因此，我們在工作中，要有匠人品質(zhì)，專注執(zhí)著，追求完美，精益求精。

在培養(yǎng)學(xué)生細致的工作作風(fēng)和嚴謹?shù)穆殬I(yè)素養(yǎng)的過程中，我們結(jié)合專業(yè)特點，適時強調(diào)學(xué)生的安全意識。如引入1996年秘魯航空603航班因畢托管靜壓口被膠布貼住導(dǎo)致70人死亡的空難事件，強調(diào)規(guī)范操作的重要性，結(jié)合課程的知識給學(xué)生講解災(zāi)難中涉及的安全性原理，進一步加強學(xué)生的安全意識，為養(yǎng)成良好的職業(yè)素養(yǎng)打下堅實的基礎(chǔ)。

三、課程的引領(lǐng)示范成效

“化工原理”課程的教學(xué)實踐表明，通過分析教學(xué)中存在的問題和確定課程的育人目標，在教學(xué)的各個環(huán)節(jié)有目的地實施教學(xué)工作，取得了較為顯著的教學(xué)成效。課程的引領(lǐng)示范作用主要體現(xiàn)在以下方面：（1）學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時，在思想上潛移默化地受到了啟發(fā)與教育，明確了自己的學(xué)習(xí)與奮斗目標。（2）教師的引導(dǎo)及專業(yè)領(lǐng)域杰出科學(xué)家的事跡起到了榜樣的作用，勤奮學(xué)習(xí)、不畏困難、探索創(chuàng)新、拒絕“躺平”，已經(jīng)成為學(xué)生新的精神風(fēng)貌。（3）專業(yè)課的思想政治教育，使學(xué)生在深入理解專業(yè)知識的同時，體會到馬克思主義世界觀與方法論在解決生產(chǎn)實際問題上的魅力，促使學(xué)生能透過復(fù)雜的現(xiàn)象認清事物的本質(zhì)，靈活地學(xué)習(xí)和運用知識。（4）課程教學(xué)改革在實現(xiàn)專業(yè)育人目標與思政育人目標的同時，提高了教師的綜合素質(zhì)及教學(xué)水平，為建設(shè)一支具有良好素質(zhì)的教師隊伍及培養(yǎng)新時代合格的社會主義建設(shè)者和接班人提供了有力保障。