《化工單元操作技術(shù)》課程思政內(nèi)容載體的挖掘

徐素鵬，肖合全

(濟源職業(yè)技術(shù)學院 材料工程學院，河南 濟源 459000)

新形勢下專業(yè)課中進行課程思政教學創(chuàng)新與改革，是落實高校立德樹人根本任務(wù)的重要有效途徑。但如何將“課程思政”理念融入專業(yè)課進行教學創(chuàng)新，使兩者有機結(jié)合實現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)，實現(xiàn)立德樹人潤物無聲，避免“課程思政”改變專業(yè)課程屬性、喧賓奪主等與專業(yè)課程“兩張皮”的現(xiàn)象，是目前進行課程思政教學創(chuàng)新普遍存在的問題。我們在遵循“課程思政”實施原則的基礎(chǔ)上，探索出了《化工單元操作技術(shù)》中課程思政教學目標，提出了“雙協(xié)同、三融合”的課程思政教學實施思路，在課程思政實施過程中，將課程思政教學目標融合于知識目標、技能目標，在重構(gòu)教學內(nèi)容梳理課程知識點、技能點的過程中依據(jù)課程思政目標挖掘課程思政知識載體，為下一步課程思政創(chuàng)新教學打下堅實基礎(chǔ)。

1 “課程思政”的基本內(nèi)涵及實施“課程思政”的基本原則

課程思政的理論研究源于2014 年，率先由上海市教育主管部門在推進德育綜合改革進程中提出[1]?！罢n程思政”的基本內(nèi)涵是：有意識、有計劃、有效地將思想政治教育融入各類專業(yè)課程的日常教學中，通過專業(yè)課教師深入挖掘課程思政元素，針對性設(shè)計教學方法，靈活采用教學手段，將思政教育間接地、隱性地有機融合到專業(yè)課教學過程當中，潛移默化地傳遞給學生，實現(xiàn)所有課程傳授知識、練就技能、思想價值引領(lǐng)三重功能。

從“課程思政”的內(nèi)涵來看其具有以下特點，也是我們在實施“課程思政”的時候遵循的基本原則，不容忽視，避免出現(xiàn)專業(yè)課程和課程思政“兩張皮”的現(xiàn)象。

第一， “課程思政”具有內(nèi)隱性。學生所接受的思政內(nèi)容是在專業(yè)課教學內(nèi)容中通過挖掘分析出的思政元素，其是以專業(yè)知識為載體的，絕非系統(tǒng)性的思政教育理論知識?！罢n程思政”不能改變各類專業(yè)課程的原有屬性，是課堂教學背后看不見的“手”。

第二， “課程思政”具有融合性。課程思政元素不是單一、獨立呈現(xiàn)的，它需要滲透入專業(yè)課程教學目標、教學內(nèi)容、教學設(shè)計等各個教學環(huán)節(jié)，將思政內(nèi)容在潛移默化中推進，實現(xiàn)價值引領(lǐng)，達到潤物細無聲的效果。

第三， “課程思政”具有合理性、針對性。思政元素的挖掘不在多而在于精，思政元素過多會喧賓奪主，會分不清楚是專業(yè)課還是思政課，反而會影響專業(yè)知識的授課，得不償失。

第四，“課程思政”具有自然性、親和性?！罢n程思政”不是把專業(yè)課改造成思政課模式，切忌生搬硬套將思政內(nèi)容嫁接入專業(yè)知識，破壞專業(yè)知識體系的整體性，要找準融合點，實現(xiàn)“無痕”對接、恰到好處；要在教學設(shè)計和教學實踐中自然而然融入思政教育，不能使思政教育過于突兀，甚至與教學內(nèi)容脫節(jié)，影響教學效果。

第五，“課程思政”具有協(xié)同性。“課程思政”的目的是實現(xiàn)專業(yè)課程傳授知識、練就技能及思想價值引領(lǐng)三重功能。思政教育與專業(yè)課程必須協(xié)調(diào)同步、相得益彰。融入“課程思政”，為專業(yè)課堂教學注入新的活力，使其可以突破單一的知識教學體系，實現(xiàn)價值引領(lǐng)，加強專業(yè)課的內(nèi)涵建設(shè)。

第六，“課程思政”具有時代性。 因為形勢是在不斷變化，社會是在不斷發(fā)展的，新的形勢政策和理念精神隨之更新，這就要求專業(yè)課教師及時關(guān)注并學習，關(guān)注社會熱點問題，從社會需求的角度進行“課程思政”，及時更新“課程思政”授課內(nèi)容，才能使專業(yè)課與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)。

2 《化工單元操作技術(shù)》課程思政教學目標的確定

《化工單元操作技術(shù)》為應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，與實際生產(chǎn)聯(lián)系最為緊密，能解決復雜的、真實的化工生產(chǎn)過程中的問題，主要面向生產(chǎn)過程中的現(xiàn)場操作、中控崗位，對學生崗位核心技能的掌握、職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)、價值塑造起著重要的支撐作用。我們在深入領(lǐng)會課程思政內(nèi)涵及其特點的基礎(chǔ)上，從服務(wù)國家發(fā)展需要、分析化工行業(yè)生產(chǎn)特點及現(xiàn)代發(fā)展狀況、服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟、傳承學院辦學特色、分析高職應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)學生的政治思想狀況和心理特點五個方向進行課程思政教學目標的探索，對各方向蘊含的思政要點進行分析歸納，總結(jié)出“安全責任擔當”、“綠色發(fā)展理念”、“轉(zhuǎn)型升級發(fā)展”三個大方面的課程思政教學目標，具體描述如表1所示。

表1 《化工單元操作技術(shù)》課程思政教學目標

3 《化工單元操作技術(shù)》課程思政內(nèi)容載體的挖掘過程

基于課程思政實施原則，《化工單元操作技術(shù)》課程思政教學實施總體思路為：雙協(xié)同、三融合，如圖1所示。“雙協(xié)同”指的是“知識傳授、技能練就”與“價值引領(lǐng)”雙主線同步協(xié)調(diào)進行。在此過程中，首先深入化工企業(yè)調(diào)研，在對各單元操作崗位職責及其典型工作任務(wù)進行分析得出企業(yè)知識、能力需求，確定知識目標、技能目標并融合思政目標確定教學目標。其次，為了讓學生盡量在真實的工作情境中完成課程學習，對各單元操作教學內(nèi)容尋找企業(yè)真實項目載體，以項目的完成過程為導向優(yōu)化設(shè)計工作任務(wù)重構(gòu)教學內(nèi)容，將知識點、技能點分布到各個工作任務(wù)中，結(jié)合課程思政目標和梳理課程知識點、技能點，尋找到課程思政融入點，挖掘課程思政知識載體，實現(xiàn)課程思政與知識點、技能點的“無痕”對接。然后融合思政教學資源和課程教學資源進行整體教學設(shè)計，使思政育人與教學實施過程融合進行，最后將課程思政考核指標融入課程考核指標，最終課程整體達到“潤物細無聲”的效果。

圖1 《化工單元操作技術(shù)》課程思政教學實施總體思路

4 以傳熱單元操作為例進行課程思政內(nèi)容載體探索

4.1 培養(yǎng)工程意識及工程實踐能力，能運用工程技術(shù)觀點分析和解決化工生產(chǎn)過程中問題的能力及組織管理、溝通匯報能力課程內(nèi)容載體

化工產(chǎn)品種類繁雜，同一產(chǎn)品的生產(chǎn)存在多種生產(chǎn)路線，涉及工藝控制、設(shè)備檢修、現(xiàn)場操作等多種崗位，學生必須具備較強的工程實踐能力、分析及解決工程問題的能力才能迅速適應(yīng)崗位。傳熱單元操作在授課過程中采用“項目載體、任務(wù)驅(qū)動”的教學模式，對傳熱單元操作教學內(nèi)容尋找企業(yè)真實項目載體，使學生了解傳熱單元操作在化工實際工程中的應(yīng)用及其解決的主要問題，使學生初步接觸工程觀念；并以項目的完成過程為導向優(yōu)化設(shè)計工作任務(wù)，將相關(guān)知識點分布到各個工作任務(wù)中。學生在完成工作任務(wù)的過程中對傳熱單元操作的實際應(yīng)用、企業(yè)項目的設(shè)計過程有了較全面的掌握，具備一定的分析及解決實際問題的工程實踐能力。在教學過程中同學們還要分組匯報自己的工作任務(wù)，培養(yǎng)了學生組織管理及溝通匯報的能力。

4.2 愛國主義、民族自豪感、社會責任感和使命感的培養(yǎng)課程內(nèi)容載體

中華民族在歷史的發(fā)展中創(chuàng)造了無數(shù)凝聚勞動人民智慧的偉大奇跡工程，里邊也不乏單元操作知識的運用。在傳熱操作里講到任務(wù)一單元1認識化工傳熱過程時(見圖2),我們會介紹熱管換熱器在人造衛(wèi)星、空間站等航天器及青藏鐵路工程中的重要應(yīng)用。一方面有助于學生理解知識點,另一方面學生的責任感、使命感和民族自豪感被引發(fā)，堅定了知識強國、科技強國的信念，引導學生對專業(yè)的認可與熱愛。

4.3 培養(yǎng)愛崗敬業(yè)、工作嚴謹細致、遵守操作規(guī)程、團隊合作的職業(yè)素養(yǎng)及安全意識、技術(shù)優(yōu)化的質(zhì)量意識課程內(nèi)容載體

化學工業(yè)在促進我國經(jīng)濟的高速增長和人們生活條件的逐步改善中起到了重要的作用，但化工生產(chǎn)安全問題和化工產(chǎn)品質(zhì)量問題時有發(fā)生，危害巨大。這大多是由工作人員不夠認真負責、麻痹大意、不遵守操作規(guī)程、缺乏安全意識等引起的。傳熱操作設(shè)置仿真操作和實訓操作的內(nèi)容(見圖2任務(wù)五)，模擬生產(chǎn)崗位操作。主要教學目的一是訓練學生嚴格按照企業(yè)操作規(guī)程進行換熱器的仿真及實訓開停車操作及檢修與維護，并明確講解不按操作規(guī)程操作存在的安全隱患。傳熱操作中換熱器開車時，應(yīng)該先通入冷流體，后通入熱流體，停車時先停止通入熱流體，再停止冷流體，以防止換熱器驟冷驟熱發(fā)生變形損壞發(fā)生危險。主要教學目的二訓練學生進行傳熱操作正常運行過程中工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)、優(yōu)化和控制。任何單元操作過程中合格及高質(zhì)量產(chǎn)品的得出是需要適宜的溫度、流量、壓力、液位等工藝參數(shù)的，這就需要給學生講解傳熱單元操作過程中主要工藝參數(shù)指標及其控制方法以及工藝參數(shù)怎樣影響產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量，訓練學生在操作過程中嚴謹細致、認真負責，謹記各工藝參數(shù)指標及控制方法，能夠及時判斷出異常工藝參數(shù)并分析異常出現(xiàn)的原因及時調(diào)回，努力獲得高質(zhì)量、符合工藝要求的產(chǎn)品，這樣潛移默化地培養(yǎng)技術(shù)優(yōu)化的質(zhì)量意識和崗位責任感。在傳熱實訓操作中學生都是定崗定位操作，只有不同崗位的同學認真負責、通力合作才能得出合格的產(chǎn)品，通過實訓操作培養(yǎng)了學生團隊合作及愛崗敬業(yè)的職業(yè)素養(yǎng)。

另外，我們還可以在進行傳熱單元操作實訓和仿真教學過程中以文字、視頻或動畫的形式引入單元操作事故案例，重點展示事故現(xiàn)象及嚴重后果，加強學生的安全教育，牢固樹立安全意識。我們還可以讓學生仿真模擬各單元操作故障的判定、分析及處理，通過親身體驗進一步增強學生的安全意識及事故的分析處理能力。

圖2 傳熱操作單元“項目載體 任務(wù)驅(qū)動”教學內(nèi)容

4.4 培養(yǎng)行業(yè)法律法規(guī)標準意識課程內(nèi)容載體

傳熱設(shè)備屬于定型設(shè)備，其選用必須符合國家和行業(yè)標準，學生在傳熱單元設(shè)備的選型與相關(guān)工藝計算過程中，教師介紹一些化工設(shè)備國家和行業(yè)標準，理解標準化對國民生產(chǎn)的意義，建立標準意識。我們還可以引入一些反面的違反行業(yè)法律法規(guī)的案例，例如一些地方小型企業(yè)只追求降低成本、提高經(jīng)濟效益，不顧環(huán)境、人類健康，“三廢”不經(jīng)過處理隨意排放。

4.5 培養(yǎng)節(jié)能降耗、成本意識，提高經(jīng)濟效益課程內(nèi)容載體

如何做到節(jié)能降耗、降低成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益一直是化工企業(yè)追求的目標。傳熱單元操作是典型的耗能過程，涉及到了節(jié)能降耗、降低成本的思政元素。在換熱器作用及換熱器設(shè)置環(huán)節(jié)介紹化工企業(yè)廢熱利用的案例，其主要目的都是提高熱能的利用率，達到節(jié)能降耗的目的。另外，傳熱操作中的換熱器在產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)備投資中占有相當大的比例。幾十年來，強化傳熱研究一直是傳熱領(lǐng)域研究的方向(見圖2任務(wù)五單元5)，以解決日益嚴重的能源危機問題。教師可以通過問題導向、分組討論的方式啟發(fā)學生從提高傳熱面積、總傳熱系數(shù)、對數(shù)傳熱平均溫度差等方面對傳熱過程進行強化來提高傳熱速率，使學生真正理解節(jié)能降耗的手段和意義。并把三者對傳熱操作成本大小的影響講清楚，使學生明白成本對化工生產(chǎn)的重要性，激發(fā)學生成本意識。

4.6 培養(yǎng)抗挫能力、創(chuàng)新能力及勇于探索的科學精神及“精益求精、專注”的工匠精神課程內(nèi)容載體

試差法是化工單元操作過程中常用的計算方法，試差法是依據(jù)給定的生產(chǎn)條件，我們并不能直接得到需要的結(jié)果，需要根據(jù)經(jīng)驗選取一個起始值，不斷地多次進行計算和驗證，直到獲得最接近的結(jié)果，這是一個逐漸趨于真值的過程。傳熱操作中換熱器的型號選擇中(見圖2任務(wù)三)，先根據(jù)經(jīng)驗值選取一總傳熱系數(shù)K，然后按傳熱基本方程式計算結(jié)合熱負荷和對數(shù)傳熱平均溫度差計算出傳熱面積,根據(jù)傳熱面積選出換熱器型號，再進行總傳熱系數(shù)K的核算，隨后比較兩個K值的比值是否在合適范圍內(nèi)，若不合適需重新選取K的經(jīng)驗值反復計算。在試差法的計算過程中，很多同學在多次計算失敗后就不想再嘗試，但有的同學多次試差計算成功后又感覺前所未有的喜悅。我們通常鼓勵失敗的同學不要害怕計算失敗、不要灰心、要勇于多次探索、耐下心來集中精力進行計算?？梢娫嚥罘ń鉀Q問題的過程可以訓練學生們勇敢地面對困難的抗挫能力；我們向著真值一步步努力的過程，也完全詮釋了勇于探索的科學精神及“專注、精益求精”的工匠精神。告誡學生我們以后的工作崗位和生活上都會遇到很多困難和挫折,要敢于面對,相信自己，不輕言放棄；工作中更要秉著勇于探索的科學精神及“專注、精益求精的”工匠精神。

單元操作經(jīng)歷百余年的發(fā)展歷史，其中涉及到了很多單元操作及其單元設(shè)備的發(fā)展，在各單元操作及設(shè)備發(fā)展過程中，各領(lǐng)域科學家大量涌現(xiàn)做出了突出貢獻。傳熱操作中對流傳熱方面貢獻極大的科學家主要有傅里葉、雷諾、努塞爾、普朗特、馮卡門、施密特、?？颂氐?，還出現(xiàn)了以某些科學家的名字命名的定律和準數(shù),比如傳熱操作中的“傅里葉定律”“牛頓冷卻定律”“雷諾數(shù)”“努塞爾數(shù)”“普朗特數(shù)”，這些定律和準數(shù)的提出自然是和相應(yīng)的科學家的探索精神分不開的，我們在講解這些抽象的定律和方程時可以視頻或動畫的形式引入相關(guān)科學家的成長故事以及不怕困難、勇于探索的科學奮斗歷程,激發(fā)學生學習興趣的同時，也可使學生明白科學技術(shù)的進步離不開科學家的“勤奮、不畏險阻、勇于探索、專注、精益求精”，引導學生對“科學精神”和“工匠精神”的思考。例如在講熱傳導的傅里葉定律時，介紹傅里葉背后的坎坷和曲折的研究經(jīng)歷，他的非常重要的專著《熱的解析理論》的問世也充滿了曲折，曾多次遭到權(quán)威科學家的否認，但是他不放棄、不言敗，憑著專注、執(zhí)著的精神，最終使這部著作問世，在傳熱學科發(fā)展過程中有著里程碑式的作用。同時,傳熱單元操作新型技術(shù)也在蓬勃發(fā)展，也有很多學科前沿和熱點問題，在授課過程中我們應(yīng)引入這些內(nèi)容并結(jié)合案例講解其在化工中的應(yīng)用前景，擴大學生們的知識視野，促進學生們創(chuàng)新意識及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

4.7 科學、辯證思維的培養(yǎng)課程內(nèi)容載體

馬克思主義哲學是科學的世界觀和方法論，不僅揭示了客觀世界的普遍規(guī)律，而且提供了認識世界和改造世界的一般方法，為具體的科學研究提供指導?；卧僮骷夹g(shù)課程中蘊含著豐富的哲學思維，例如物質(zhì)觀、運動觀、規(guī)律觀、矛盾觀、量變質(zhì)變觀等主要原理，在教學過程中將哲學思維滲透到教學內(nèi)容中，有助于學生在掌握知識的同時，培養(yǎng)學生的科學的思維能力與創(chuàng)造性思維能力，能使學生深刻認識客觀事物的本質(zhì)，把握事物的運動變化規(guī)律，分析其復雜的矛盾關(guān)系，能用科學的世界觀和方法論來分析和解決問題。

馬克思主義哲學的矛盾觀提到主要矛盾和次要矛盾的辯證關(guān)系，強調(diào)在復雜的事物中，存在許多矛盾，我們要善于抓住重點，著重把握主要矛盾，同時要統(tǒng)籌兼顧，不能忽略次要矛盾的解決。對流給熱過程無量綱數(shù)群關(guān)系式、提高流傳熱系數(shù)K的措施等無不滲透著“解決事情抓主要矛盾”的哲學觀點。例如在提高流傳熱系數(shù)K的措施中提出，提高傳熱系數(shù)就是降低傳熱的總熱阻，要降低總熱阻就要降低污垢熱阻、傳熱壁面熱阻、對流傳熱的熱阻各項分熱阻，但各項分熱阻所占比例不同，就要抓住主要矛盾降低所占比例較大的熱阻。又例如運用量綱分析法對對流給熱系數(shù)α的確定，首先對對流給熱系數(shù)α的影響因素分類，在大量實驗的基礎(chǔ)上進行無因次化處理，得出了努塞爾數(shù)、雷諾數(shù)、普朗特數(shù)和格拉曉夫數(shù)四個準數(shù)。可以通過經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式給出多種流動類型下的對流給熱系數(shù)α值。此時可以告訴學生用抓住事物主要矛盾的方法可以把復雜的問題簡單化，從而得到解決問題的主要方法?；どa(chǎn)過程的影響因素較多，我們可以運用矛盾觀來解決化工生產(chǎn)過程的問題，能夠全面考慮到化工生產(chǎn)過程中的各種影響因素，但還要考慮影響因素的主與次，抓住主要影響因素進行合理取舍。馬克思主義哲學的矛盾觀還指出矛盾分主要方面和次要方面，解決問題時既要注意矛盾的主要方面，又不能忽視其次要方面。傳熱操作中在進行錯逆流傳熱對數(shù)平均溫度差的計算時，先按理想狀態(tài)進行純逆流的傳熱對數(shù)平均溫度差的計算，然后再乘以校正系數(shù)進行校正。

傳熱操作的液體沸騰、蒸汽冷凝傳熱，傳熱單元操作過程中各種事故的出現(xiàn)等都蘊含著“量變到質(zhì)變”的哲學思想。例如在蒸汽冷凝過程中，隨著蒸汽壁面溫度的降低，蒸汽冷凝依次經(jīng)歷了滴狀冷凝和膜狀冷凝兩個階段，溫度的降低是一個量變的過程，滴狀冷凝和膜狀冷凝是兩個質(zhì)變的過程，滴狀冷凝下對流傳熱系數(shù)最大，是對生產(chǎn)最有利的狀態(tài)，到膜狀冷凝對流傳熱系數(shù)又降低，因此工業(yè)上總是設(shè)法控制在滴狀冷凝下操作。此時，我們可以告訴學生量變是質(zhì)變的必要準備，質(zhì)變是量變的必然結(jié)果，可告訴同學們不管做任何事情都要一步一個腳印地腳踏實地，做好質(zhì)變的飛躍的量變的積累。相反，華而不實、急功近利、拔苗助長，是注定要失敗的。

在傳熱單元操作技術(shù)實訓和仿真的事故處理操作過程中(見圖2 任務(wù)五單元3)，我們往往是通過事故的現(xiàn)象如流量、溫度、壓力等工藝參數(shù)的變化，判定事故產(chǎn)生的原因進而進行事故處理，此處蘊含“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”的哲學思維，本質(zhì)就是事故產(chǎn)生的原因。事故的現(xiàn)象往往不是只有一個，而且現(xiàn)象之間如流量、溫度、壓力等工藝參數(shù)是相互聯(lián)系的，一個參數(shù)的變化會引起另一個參數(shù)的變化，此處告訴我們事物之間是相互聯(lián)系的，但肯定有起主導作用的現(xiàn)象，如果我們在做事故處理時抓住主要現(xiàn)象就會易于找出事故產(chǎn)生的原因，此處也蘊含著“主要矛盾和次要矛盾”的哲學思想。