袁新松,劉曉倩,曹海梅,張暉,鄭斌,朱金苗
(合肥師范學(xué)院化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院,安徽合肥230601)
“化工原理”是高等院校化工專業(yè)的一門基礎(chǔ)核心課程,在四大基礎(chǔ)化學(xué)、高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等基礎(chǔ)課程與“化學(xué)反應(yīng)工程”“化工分離技術(shù)”“化工傳遞”等專業(yè)課程之間起到承上啟下的作用,具有較強的工程實踐性,非常重要而且有一定難度。為提升學(xué)生學(xué)習(xí)“化工原理”的動力,提高學(xué)習(xí)效果,并在教學(xué)過程中對學(xué)生進行思政教育,引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀和價值觀,達到要教書更要育人的目標(biāo),本文結(jié)合本人及本課程組的教學(xué)經(jīng)驗,就“化工原理”課程思政的教學(xué)任務(wù)和目標(biāo)、思政元素挖掘以及教學(xué)方法等提出一些觀點和體會。
“化工原理”課程思政的主要教學(xué)任務(wù):培養(yǎng)學(xué)生運用辯證唯物主義的世界觀和科學(xué)的方法論分析和解決化學(xué)工程實際問題的能力。將專業(yè)知識教學(xué)和思政教育進行融合,將立德樹人的教育理念貫穿于專業(yè)知識教學(xué)當(dāng)中。
主要教學(xué)目標(biāo):要求學(xué)習(xí)者掌握動量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞三種傳遞現(xiàn)象的基本原理,以及各種單元操作中相關(guān)設(shè)備的設(shè)計、選型、操作;同時,要求教師嚴于律己,注重對學(xué)生科學(xué)思維能力及職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng),并用嚴謹?shù)膶W(xué)術(shù)態(tài)度和盡職盡責(zé)的精神去感染學(xué)生,在培養(yǎng)和提升學(xué)生專業(yè)能力的同時,引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀和價值觀。
不同的化工單元操作之間存在一些共性,并且所有化工單元的操作均涉及到三種傳遞現(xiàn)象或者它們的組合。如傳遞過程的速率都等于其推動力除以阻力,體現(xiàn)了“認識事物,要透過現(xiàn)象抓住本質(zhì)”的哲學(xué)觀點;雷諾實驗中,流體流速較低時,其流動型態(tài)為層流,隨著流速逐漸增大,流體的流動形態(tài)最終發(fā)展為湍流,該過程體現(xiàn)了“量變引起質(zhì)變”的哲學(xué)觀點。
對立統(tǒng)一規(guī)律在整個“化工原理”的教學(xué)過程中隨處可見。在吸收過程吸收劑用量的計算中,如果吸收劑用量減?。床僮髻M用減?。?,則操作線越接近平衡線,吸收的推動力也隨之減小。為了達到一定的吸收速率,需要增大氣液接觸面積(即增大設(shè)備費用)。操作費用越小,設(shè)備費用越大;相反,操作費用越大(吸收劑用量越大),則設(shè)備費用越?。ㄎ账叽缭叫。?。顯然,投資費用和操作費用是一對矛盾,它們之間既互相制約又互相聯(lián)系,要降低操作費用,投資費用必然增大,反之亦然。因此,必須尋找一個平衡點,選擇一個適宜的吸收劑用量,使吸收過程的總費用最低。
為強化學(xué)生的愛國主義思想,我們在本課程教學(xué)過程中會介紹一些我國老一輩化工學(xué)者的感人事跡和主要貢獻。比如,我們在緒論中介紹化學(xué)工業(yè)發(fā)展史時,會講解我國著名的化學(xué)工業(yè)先驅(qū)侯德榜先生的光輝事跡,及其在化工領(lǐng)域的三大主要貢獻。侯先生對我國化學(xué)工業(yè)的貢獻值得我們永遠銘記!
時鈞先生是我國著名的化學(xué)工程學(xué)家、教育家。他1935年赴美留學(xué),并于次年獲得緬因大學(xué)造紙專業(yè)碩士學(xué)位,隨后赴麻省理工學(xué)院專攻化學(xué)工程。1938年,他婉言謝絕了麻省理工學(xué)院化工系主任懷德曼(Whitman)教授的盛情挽留,放棄了在美國優(yōu)越的科研平臺和生活條件,毅然回到災(zāi)難深重的祖國,將一生奉獻給祖國的教育事業(yè)。
時鈞先生長期主講“化工原理”等課程,為祖國培養(yǎng)了大批杰出人才(其中兩院院士16人)。2001年2月16日下午,先生在90歲高齡時加入了中國共產(chǎn)黨。先生愛國愛黨的堅定信念、嚴謹治學(xué)的優(yōu)良作風(fēng)以及甘為人梯的崇高精神,永遠是我們學(xué)習(xí)的榜樣!
“化工原理”課程中包含大量以科學(xué)家名字命名的原理、定律及公式,如傅里葉定律、范寧公式、費克定律等,這些規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都離不開科學(xué)家不怕艱險、孜孜以求的探索精神。
傅里葉(Jean Baptiste Joseph Fourier,1768~1830)是法國著名數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家,在大學(xué)數(shù)學(xué)課程中我們對“傅里葉級數(shù)”“傅里葉積分”以及“傅里葉變換”等概念即已熟悉,但是,傅里葉本人充滿艱辛的成才之路及其在科學(xué)道路上堅持不懈、上下求索的故事很多同學(xué)可能并不知道。傅里葉出身貧寒,9歲時因父母先后離世而淪為孤兒,他從小即對數(shù)學(xué)表現(xiàn)出濃厚的興趣和極高的天賦,可是在法國大革命期間,他的成才之路充滿波折,極為坎坷。傅里葉的一部代表作——《熱的解析理論》,是科學(xué)史上公認的一部劃時代的經(jīng)典巨著。然而在這部巨著出版之前,傅里葉所投遞的相關(guān)研究論文卻多次遭到拉格朗日等法國著名科學(xué)家的否定。他以不畏艱辛、堅持不懈的精神對論文中的部分內(nèi)容進行了多次完善和擴充,決心將該論文中的數(shù)學(xué)部分擴充成一本書,最終,出版了這部巨著。傅里葉在極其艱辛而坎坷的條件下,能夠始終以堅定的信念和執(zhí)著的態(tài)度對待科學(xué)事業(yè),令人欽佩,值得我們學(xué)習(xí)。
在講解沉降和過濾分離時,我們會講到沉降室可分離粒徑大于50μm的粗顆粒;旋風(fēng)分離器能分離5~10μm的顆粒,但無法分離粒徑更小的顆粒;嚴重危害人類健康的PM2.5等粒徑更小的顆粒則需要借助袋濾器、電除塵器、膜分離等手段進行分離。在此基礎(chǔ)上介紹粉塵和霧霾等污染物的危害及治理的方式,講授化工分離技術(shù)的同時,增強學(xué)生的環(huán)保意識。
在講解氣體吸收時,我們會講到工業(yè)廢氣中往往含有二氧化硫、氧化氮及揮發(fā)性有機物等有害成分,其主要來源于化石燃料等不可再生能源燃燒,通??刹捎梦盏姆椒ㄟM行脫除。引導(dǎo)學(xué)生了解煤焦化、煤氣化等潔凈煤技術(shù)、可再生能源和綠色化工的概念。
首先,教學(xué)目標(biāo)要明確。要將教學(xué)目標(biāo)凝練于課程標(biāo)準(zhǔn)并具體體現(xiàn)在教案當(dāng)中,落實于教學(xué)過程中的各個環(huán)節(jié),使本課程專業(yè)知識的教學(xué)與思政教育密切融合。課程思政只有把握好了時機及深度,才有吸引力、說服力和生命力,否則,容易給學(xué)生造成刻意說教的印象,影響教育的效果。
其次,課程思政講授的內(nèi)容貴在精而不在多。思政教育若過多,不但會引起學(xué)生的反感,起不到課程思政教育的作用,而且會影響課程專業(yè)知識的學(xué)習(xí)和教學(xué)任務(wù)的完成,使結(jié)果適得其反。所以,思政教育的素材要精挑細選、精心準(zhǔn)備,要抓住關(guān)鍵點,必要時寧缺毋濫,并在課程教學(xué)過程中找準(zhǔn)切入時機,使思政教育與專業(yè)知識的傳授高度融合、齊頭并進。
再次,思政教育設(shè)例要準(zhǔn)確、巧妙。優(yōu)質(zhì)的思政設(shè)例有助于學(xué)生對相關(guān)概念的理解,不僅使學(xué)生學(xué)習(xí)更有激情,還能夠引發(fā)學(xué)生自發(fā)地思考和積極地討論。
最后,不應(yīng)局限于“專人思政”,也不應(yīng)局限于課堂教學(xué)。要突破傳統(tǒng)的教學(xué)觀念、教學(xué)空間和時間的限制。要由“專人思政”“課堂思政”的傳統(tǒng)教學(xué)觀念向“人人思政”“時時事事處處皆可思政”的現(xiàn)代教育觀念轉(zhuǎn)變。教師應(yīng)充分利用“學(xué)習(xí)通”“雨課堂”等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,將本課程教學(xué)的時間和空間進行拓展和延伸。
“化工原理”課程思政教學(xué)的主要目標(biāo)是專業(yè)知識教學(xué)和思政教育的高度融合,以達到在教書的同時育人的目的。教學(xué)過程中應(yīng)注重思政元素的挖掘及其準(zhǔn)確、巧妙運用。在此基礎(chǔ)上,形成課程標(biāo)準(zhǔn)、ppt電子教案、習(xí)題集與答案等基礎(chǔ)教學(xué)資源,以及網(wǎng)絡(luò)課件、教學(xué)錄像、線上課堂及答疑平臺等拓展資源。在保障本課程教學(xué)效果的同時,擴大課程建設(shè)的成果、受益面和共享效果。