《化工单元操作技术》课程思政改革典型案例-课程建设-建筑工程学院

《化工单元操作技术》课程思政改革典型案例

发布时间：2020-05-03 点击量：

《化工单元操作技术》课程作为高校化工类专业开设的一门专业核心课程，是综合运用物理、数学和化学等基础技术分析和解决化工生产过程实际问题的一门学科，是自然领域的基础知识向工程科学过渡的入门课程，旨在培养学生运用基础理论分析和解决化工单元操作中实际问题的能力。它具有较强的工程实践性，与化工过程密切相关。结合学校化学化工特色和前期研究成果，如何将思政教育融入“全员育人、全程育人、全方位育人”，如何帮学生建立崇高的科学理想，如何从化工过程和化工问题中提炼中国梦，如何把思政教育做到“春风化雨、润物无声”是教育工作者需要认真思考的问题。在习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神指导下，我院化工单元操作技术教师团队秉承立德树人的理念，探索该课程思政教育融入课堂的方法和模式，以提高化工人才的整体素质。

1 学情分析

青年是时代的晴雨表，当今青年大学生成长于“国家富强、民族振兴和人民幸福”的时代，他们思维活跃，乐于接受新鲜事物。在网络信息爆炸的时代，青年学子们有独特的自我意识和认知，个性突出，但以自我为中心独立解决问题的能力差；他们在幸福优越的生活环境中成长，思维活跃，观念多元化，但自我管控能力和抗挫折能力差；他们曾拥有理想和信念，却受到网络多元价值观的影响，目标理想模糊，找不到努力的意义。高校是培养栋梁之才的基地，课堂是培养人才的主战场。通过创新教学手段，把严肃传统的传授知识转化为传授知识与思政教育于一体的新课堂，通过轻松愉悦、易于接受的方式将正确的价值观传递给青年大学生。

2 课程思政教学方法

课程思政教学过程兼用多种教学方法，既可采用隐性渗透式、课堂讨论式、启发式等教学方法，也可在讲授知识的同时将德育元素和知识点渗透融合，寓德于教。少数课程思政教学内容采用专题嵌入式。同时，可以结合现代教学技术和手段，在 MOOC 课程、翻转课堂等线上线下教学中施行课程思政的教学。

3 课程思政教学实施

（1）逻辑思维能力培养

同一学科有着统一的研究对象和研究方法。传递过程是本课程统一的研究对象，也是联系各单元操作的一条主线。化工单元操作技术课程在历史发展过程中形成了一些基本研究方法，主要包括数学分析法、基于实验的量纲分析法（经验的方法）、数学模型法（半经验半理论的方法）及过程分解与综合法等，如表1所示。流体流动机械能损失计算中首次涉及量纲分析法，后续的搅拌、沉降、传热及传质等单元操作中也应用了量纲分析法；流体通过颗粒层的流动（过滤）研究中涉及数学模型法，转子流量计测量流量过程等也涉及数学模型法；流体输送机械最早涉及过程的分解与综合法，后续的传热、吸收、精馏、萃取等传质过程单元操作也涉及过程分解与综合法。我们在教学过程中将这些方法论与学生逻辑思辨能力培养和工程伦理教育结合起来，形成了本课程的思政教学特色。

表1 典型单元操作过程相关研究方法

单元操作	原理	研究方法
流体输送	加入机械能	过程分解与综合法
过滤	尺度不同的截留	数学模型法/参数归并法
沉降	密度差引起的沉降运动	极限处理法/数学分析法
传热	温差引起的热传递	量纲分析法/过程分解与综合法
气体吸收	溶解度差异引起传质	过程分解法
液体精馏	挥发度差异引起传质	过程分解法

（2）理想信念、使命感和科学精神的培养

化工单元操作过程的发展经历了百余年的历史，其涉及的诸多学科及相关单元操作设备也经历了各个不同历史时期。各学科的发展、单元操作及设备发展过程中，无数科学家做出了贡献。如牛顿、泊谡叶、伯努利、雷诺、顾毓珍、苏元复、傅里叶、努塞尔、斯托克斯、亨利、道尔顿、路易斯等等。集各学科发展史、单元操作设备发展史和科学家传记等素材，可以大大丰富化工单元操作技术思政课程教学内容，教学过程对学生可以进行隐性渗透式的理想信念、使命感和科学精神等思政教育，具有极强的感召力。

（3）安全环保和法律意识的培养

化学工业涉及环境保护、人类健康和安全，化工过程日益追求绿色化，单元操作也不例外。精馏、吸收与萃取等单元操作过程需要选择和添加溶剂，同时，这些单元操作都涉及废弃物的排放，这些废弃物包括废气(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。表 2 列出了典型环保问题及所涉单元操作处理。

表2 典型环保问题和单元操作处理

典型环保问题	健康危害	法律法规排放指标	单元操作处理	处理后能否达标排放
雾霾(PM2.5)	有	有	沉降处理	能
挥发性有机物(VOC)	有	有	吸收/吸附等	能
酸性气体排放	有	有	吸收等	能
有机溶剂回收	有	有	精馏等	能

如何做到绿色与经济，这是从事化工过程的科研人员臻于追求的。以教学内容为载体注重化工过程绿色化的重要性，渗透环保、健康、安全和法律等化工过程的理念，结合化工过程废弃物排放的严格规范和法律法规，达到培养学生环保、安全、法律道德意识和绿色化工理念的培养。

（4）新型能源和资源利用观念的培养

单元操作是典型耗能、耗资源的过程。精馏过程是耗能过程，能量有效合理利用是关系到整个公民的切身利益，节能成为企业追求效益的目标。以前单纯追求经济效益，精馏最适宜回流比选择是最小回流比的 1.2–2 倍，但当今社会能源结构发生了调整，精馏中适宜回流比还是最小回流比 1.2–2 倍吗？类似地，吸收过程适宜吸收剂用量、萃取过程适宜萃取剂的用量等。单纯以经济效益为目标、追求经济效益最大化而忽视环境、资源有效利用率的时代已经成为过去。随着全球能源结构和资源的日益紧缺，更为合适的回流比、吸收剂用量和萃取剂用量等值得深入研究和被认识，籍此在教学过程中，对学生加强新型能源和资源利用观点和意识教育。

（5）工匠精神的培养和初心使命教育

《化工单元操作技术》课程有着极其丰富的计算方法，试差计算是多数单元操作过程常用的计算方法，如管路计算、吸收计算、精馏计算、传热计算等单元操作，试差计算过程是不断臻于真值的过程，籍此培养学生的抗挫能力以及工匠精神培养。同时，也可以用于培养学生不断追求、勇于探索精神的培养。另外，试差计算的过程也是不忘初心、砥砺前行、精益求精、方得始终、一丝不苟的严谨作风教育的良好素材。教育学生坚定信心，坚定意志，相信明天，相信自己不屈的意志，相信自己的努力终究会成就自己的人生。

（6）哲学理念和社会主义核心价值观的培养

《化工单元操作技术》思政课程除知识内容极其丰富外，还富含哲学理念。流体流动章节的静力学方程和动力学方程(机械能守恒方程)，可以抽提出“运动的绝对性和静止的相对性”哲学元素；各单元操作中量纲分析法的应用、阻力计算公式、对流给热过程无量纲数群关系式(如强制湍流和强制层流)等中，可以抽提出“解决问题抓主要矛盾”的哲学观点；精馏、吸收、结晶、萃取、干燥、蒸发、颗粒流态化和液体沸腾过程，可以抽提出“量变到质变”的哲学思想。

液体搅拌是常用化工单元操作之一，籍人为造成的强剪切和总体流动，实现液体有效分散或混合，换言之，要达到液体良好的分散或混合，必须有强剪切和总体流动。由这一过程抽提出“公正、公平和诚信”的价值观，启发学生今后的人生中无论身处何种岗位，坚持“公正、公平和诚信”。

在《化工单元操作技术》教学过程中，将思政元素融入课堂教学，培养拥有正确价值观和世界观的大学生尤为重要，然而，现今是一个社会快速变革、喧嚣浮躁的时代，思政教育的实施还有很长的路要走。课程思政的初心是培养人文素养和科学素养兼备的新时代青年英才。作为教育的引导者，教师不仅要训练学生的科学思维和创新思维，更要充分发挥育人功能，不断挖掘课程思政元素，潜移默化地培养学生的家国情怀和社会责任，真正实现全程育人和全方位育人。