王建飛，高樹林，楊艷華，蔣 蕾，王 瑩，王寶玲，田 洪

(昆明學院化學化工學院，云南 昆明 650214)

高校立身之本在于立德樹人。全面推進課程思政建設是落實立德樹人根本任務的戰(zhàn)略舉措。高校教師必須深刻認識全面推進高校課程思政建設的戰(zhàn)略意義，堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)。在大學生形成正確的世界觀、人生觀、價值觀的四年中，充分發(fā)揮好專業(yè)課教師“主力軍”、專業(yè)課教學“主戰(zhàn)場”、專業(yè)課課堂“主渠道”的作用，使專業(yè)課與思政課同向同行，形成協(xié)同效應，實現(xiàn)全員全程全方位育人[1-2]。

《化工工藝及設備》課程是昆明學院化學化工學院化學工程與工藝專業(yè)的一門主要專業(yè)技術課，它是一門將化學、化工原理、化學反應工程等學科知識與生產過程實際相結合的專業(yè)課。該課程教學水平的高低，對化學工程與工藝專業(yè)學生的業(yè)務素質和工程能力的培養(yǎng)起著至關重要的作用。將《化工工藝及設備》課程進行課程思政教學設計，在知識傳授和能力培養(yǎng)之中引導學生自覺把個人的理想追求融入國家和民族的事業(yè)中，勇做走在時代前列的奮進者、開拓者。

本文以《化工工藝及設備》課程中“氨的發(fā)現(xiàn)與制取”為例[3]，在課程思政理念下從課前自學、課堂教學、課后作業(yè)三個方面進行“課程思政”教學設計的探索與實踐，旨在更好地進行課程思政教育提供可供借鑒的教學思路和實踐經驗。

1 課前自學

提前一周安排學生自學氨的發(fā)現(xiàn)與制取[3]相關內容，并查閱資料了解氨合成的最新前沿成果及人類生活中涉及氨的產品，觀看電影《辛德勒的名單》。

2 課堂教學

2.1 課堂引入

氨與人類生活息息相關。農業(yè)上使用氮肥，如尿素、磷酸銨、硝酸銨及各種含氮混肥和復肥；工業(yè)上使用的炸藥，如硝酸銨、硝化甘油、三硝基甲苯等，化學纖維和塑料，如尼龍6單體、人造絲、丙烯腈、酚醛樹脂等，醫(yī)藥和生物化學方面，磺胺類藥物、維生素、氨基酸等，均離不開氨。本節(jié)課首先介紹氨的發(fā)現(xiàn)，其次介紹氨的合成，重點介紹氨的直接合成法。

2.2 課堂內容

2.2.1 氨的發(fā)現(xiàn)

(1)J.普里斯特利(Priestley)(1754年)

2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+NH3+H2O

(2)C.L.伯托利(Berthollet)(1784年)

氨的組成：氮和氫。

2.2.2 氨的工業(yè)制取方法

(1)氰化法制氨[1898年，A.富蘭克(Frank)和N.卡羅(Caro)]

1905年在德國建成第一套工業(yè)裝置，用于制造炸藥。每噸氨要消耗能量190 GJ，能量利用率非常低。

(2)直接合成法

直接合成法的教學思路如圖1所示。氮氣和氫氣合成氨的化學反應式為：

圖1 直接合成法教學思路Fig.1 The teaching ideas for synthesis of ammonia

N2+3H22NH3

首先，介紹第一位研究此反應的是1901年法國化學家呂·查得利(Le Chatelier)，試驗時在氮氫混合氣中不幸混入了少量空氣，結果反應過程發(fā)生爆炸，沒有查明爆炸原因就草率地放棄這項研究。第二位研究者是德國物理化學家W·納斯脫(Nernst)，他通過計算認為氮氫合成氨反應不大可能，后來弄清楚是在計算時用了一個錯誤的熱力學數(shù)據(jù)，獲得了不正確的結果。

引入思政元素：科學精神(見圖2)。

圖2 思政元素：科學精神Fig.2 Ideological and political elements：scientific spirit

通過呂·查得利(Le Chatelier)、W·納斯脫(Nernst)對氨直接合成法失敗的反面案例，引導學生進行思考其中失敗的根源，進而通過愛迪生[4]采用了幾千種材料，進行了上萬次試驗，最終才發(fā)明燈泡的故事，及童第周[5]在比利時留學時跟一位在歐洲很有名的生物學教授學習，教授自己做了幾年都沒有成功把青蛙的卵的外膜剝掉，但童第周不怕失敗，經過一遍又一遍終于成功的故事正面引導學生領悟實事求是，求真務實，開拓創(chuàng)新的科學精神，并倡導弘揚科學精神、秉持科學態(tài)度、遵循科學規(guī)律。

其次，介紹F·哈伯(Haber)在分別在常溫常壓、電火花試驗條件下氮氣和氫氣合成氨的情況，及1905年其在慕尼黑出版的《工業(yè)氣體反應熱力學》闡述了對氮氫反應平衡的研究，1908年，“循環(huán)法”專利情況、1909年7月在卡爾斯魯厄大學建立的80 g/h氨的試驗裝置；隨后，其與德國工業(yè)化學家C·博施(Bosch)對鋨、鈾、鐵催化劑及高壓合成設備的研究情況。最終，于1912年BASF公司在奧堡(Oppau)建成世界上第一座日產30 t氨的全套裝置，使合成氨法工業(yè)化。氨的工業(yè)化給人類帶來了第二次農業(yè)革命，解決了世界糧食危機。

由于哈伯在合成氨方面的貢獻，1918年12月，瑞典皇家科學院將諾貝爾化學獎授予F·哈伯(見圖3)。

圖3 諾貝爾化學獎Fig.3 Nobel prize in Chemistry

然而，很多科學家不愿意跟他站在同一個領獎臺上，通過提問原因引導學生進行思考。進而講解除了在直接合成法方面的貢獻，哈伯還是毒氣彈始作俑者(見圖4)，提出在戰(zhàn)場上使用化學毒氣(氯氣、光氣、芥子氣等)來殲滅敵軍，第一次世界大戰(zhàn)期間，130萬人因化學武器而受傷，妻子面對惡魔般的丈夫，絕望地拿起了丈夫的軍用手槍，結束了自己的生命。引導學生進行思考自己的成就能否建立在給人類帶來災難？

圖4 哈伯-毒氣彈的始作俑者Fig.4 Haber：the originator of the gas bomb

1933年，希特勒上臺后，其本人被改名為“猶太人哈伯”，精心研制出來的毒氣后來被應用到納粹猶太人集中營中，包括他親人和朋友在內的數(shù)百萬猶太人被毒氣毒死(見圖5)。提問學生面對自己的親人和同胞被自己所研制的毒氣毒死，是何感受？

圖5 同胞被殺Fig.5 The kinsmen were killed

引入思政元素：社會責任(見圖6)。

圖6 思政元素：社會責任Fig.6 Ideological and political elements：social responsibility

通過我國科學家侯德榜[6]在掌握了索爾維制堿法后，將全部技術和自己的實踐經驗寫成專著《制堿》，于1932年在美國以英文出版，和世界人民共享成果。居里夫人[7]1911年再一次因放射化學方面的成就獲得諾貝爾化學獎后，一些要在美國創(chuàng)立制鐳業(yè)的技師要居里夫婦申請發(fā)明專利時，居里夫婦商議后作出決定：“不想由于我們的發(fā)現(xiàn)而取得物質上的利益，因此我們不去領取專利執(zhí)照，并且將毫無保留地發(fā)表我們的研究成果，包括制取鐳的技術。若有人對鐳感興趣而向我們請求指導，我們將詳細地給以介紹，這樣做，對于制鐳業(yè)的發(fā)展將有很大好處，它可以在法國和其他國家自由地發(fā)展，并以其產品供給需要鐳的學者和醫(yī)生應用。”如此聲明可見居里夫婦所具有的無私、寬闊的胸懷，他們把自己的科研成果看作全人類的共同財富。通過介紹侯德榜和居里夫人的案例，同時與F·哈伯(Haber)研究化學毒氣屠殺人類進行對比，引導學生繼承和發(fā)揚造福全人類精神，把個人理想融入為人民謀幸福，為民族謀復興，為世界謀大同的偉大理想的社會責任中。

2.3 課堂小結

對本節(jié)課知識做一個總結，包括(1)氨的發(fā)現(xiàn)(J·普里斯特利；C·L·伯托利)；(2)氨的工業(yè)制?。呵杌ㄖ瓢?，直接合成法；(3)思政元素：科學精神，社會責任。

3 課后作業(yè)

查閱相關資料，總結合成氨的研究現(xiàn)狀，并從中凝練自己所領悟的道理。

4 結 語

筆者從課前自學、課堂教學、課后作業(yè)三個方面介紹了昆明學院化學化工學院《化工工藝及設備》課程中氨的制取與發(fā)現(xiàn)的課程設計與實踐。在氨的直接合成法中引入思政元素科學精神和社會責任。學生在掌握專業(yè)知識的過程中思政元素入心入腦，真正做到潤物無聲，同時對大學生普遍存在的抬頭率不高的現(xiàn)象有所改善。