工程教育认证背景下物理化学课程思政教学改革探索_叶红勇.pdf

2023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1doi:10.3969/j.issn.1004-275X.2023.01.53工程教育认证背景下物理化学课程思政教学改革探索*叶红勇，左广玲，李秉轲，陈海玲，罗建成(南阳理工学院生物与化学工程学院 河南南阳473004)摘要:紧密围绕工程教育专业认证教育理念，以物理化学课程为例，从教学目标、教学内容和教学方法与手段三个角度，探讨了如何将思政元素有效融入专业知识，使思政教育与专业课相辅相成，在“润物细无声”中实现思政教育，不断促进学生成长和发展的课程思政教育模式。关键词:工程教育认证;物理化学;课程思政中图分类号:G642.0文献标识码:A文章编号:1004 275X(2023)01 0190 03Exploration of Ideological and Political Teaching of Physical Chemistry underEngineering Education Accreditation Background*Ye Hongyong，Zuo Guangling，Li Bingke，Chen Hailing，Luo Jiancheng(Department of Biology and Chemical，Nanyang Institute of Technology，Nanyang 473004)Abstract:Taking physical chemistry course as an example，this paper discusses how to effectively integrate ideological and political elements in-to professional knowledge from the perspectives of teaching objectives，teaching content and teaching methods，so as to complement ideologicaland political education with professional courses and realize ideological and political education in“moistening thing silently”The ideologicaland political education model of curriculum which constantly promotes the growth and development of studentsKey words:professional certifification of engineering education;physical chemistry;curriculum ideological and political education课程思政教育是高校落实立德树人根本任务的重要途径，其本质是将思政教育融入专业课堂，实现价值塑造、知识传授和能力培养的有机统一1。理工类专业是关系国家科技、民生、工业发展和民族核心竞争力的重要基石。因此，理工类专业更应该加强课程思政教育，切实解决培养什么人、怎样培养人、为谁培养人的根本问题2。工程教育专业认证的目标和课程思政教育有着内在联系，其强调的“学生中心、产出导向、持续改进”OBE(Outcomes Based Education)教育理念对工科类专业开展课程思政改革也有着一定的启发作用3。比如，在第 8 条职业规范中就明确指出，“具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。”，这与教育部 课程思政纲要中对工学类专业课程所要求的工程伦理、大国工匠精神和使命担当，家国情怀等相关目标相一致。教学目标属于课程教学的顶层设计，教学内容是教学的具体呈现，而教学方法与手段是实现教学目标的方式，三者密切相关。根据工程认证的三大核心教育理念，物理化学课程思政教学改革尤其需要与工程教育专业认证标准相结合，优化教学目标、课程内容和教学方法与手段，结合复杂的化学工程问题，培养学生的专业荣誉感和工程伦理道德，让学生掌握“大国工匠”精神，提升其家国情怀和使命感4。1教学目标物理化学课程承载着培养应用型工程技术人才的责任。教学目标要在保证学生掌握专业基础知识的同时，紧紧围绕工程教育认证的三大教育理念，强化学生的工程伦理道德、工匠精神、家国情怀和使命感教育。1.1培养学生作为化工工程师的工程伦理道德与素养各种化工厂爆炸、污染泄露事件，其出现的原因，除客观因素之外，大部分都是人为因素导致，化工厂的管理及操作人员具有不可推卸的责任。无论是生产工艺流程设计时随意而为，还是在建设过程中偷工减料，都会给社会、环境和人民的生命财产安全带来极大危害。因此，在设计课程教学目标时，应从顶层设计方面引导学生敬畏职业道德，主动承担社会责任，关心人类发展，时刻将化工生产的安全与环保记心间，培养其作为化工工程师的基本工程伦理道德与素养。1.2培养学生追求卓越的工匠精神一丝不苟、执着专注、精益求精、追求卓越的工匠精神，既是中华民族工匠技艺世代传承的价值理念，也是我们开启新征程，从制造业大国迈向制造业强国的时代需要5。对于化工类学生来说，追求卓越的工匠精神体现在对化工设计计算的一丝不苟，执着专注于产品的工艺流程设计，对产品品质的精益求精。物理化学是化工专业的基础课程，其热力学的相关内容，更是直接关系到化工生产过程中的能源消耗和节能减排，在物理化学学习过程中，可以引导学生探讨在生产实际中如何对节能减排做到精益求精。1.3培养学生的创新精神和工程意识化学工程设计，虽然有一系列的规范要求，但在0912023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1设计过程中也不能完全囿于条条框框，应结合实际工程的具体性和特殊性。在符合设计规范要求的基础上，对于具体问题，尤其是新出现的情况，应有自己独立的思考与判断，并能提出创新性的建议或解决办法。要实现上述目标，学生就必须掌握扎实的理论知识，物理化学的相关教学内容是化工设计的理论基础，而且其研究方法与工程设计的理念结合紧密，可以很好地培养学生的工程意识。1.4根植爱国主义情怀新中国成立前，我国化工行业基础薄弱，而且没能服务于人民生活，根本谈不上助益人民衣食住行基本需求。新中国成立后，我国化学工业真正开启了现代发展之路，时至今日，我国化工产值规模已经稳居世界第一。辉煌成就的获得，必然有一代代科学家艰辛付出，可以通过我国老一辈物理化学家的经历和成就激发学生的爱国主义情怀和科学精神。2教学内容物理化学是化学和相关学科工作者必须熟练掌握的一门理论科学，具有教学内容繁多、涉及面广、公式枯燥易混淆、对计算能力要求高等特点。在讲授物理化学专业知识的同时，要想于润物细无声处融入思政元素，必须设计好教学内容与思政元素的对应点，使教学内容与思政要点紧密结合，融为一体。表 1 为物理化学课程部分教学内容与思政要点对应关系。表 1物理化学部分教学内容与思政要点对应关系章节教学内容思政要点绪论了解物理化学学科的性质、特点与发展历程。思政元素:辩证思维、专业素养物理化学学科发展历程中涉及各种各样的哲学方法论，可通过学科发展的故事，引导学生用辩证的思维思考化学工业，提升学生的专业素养和认同力。热力学掌握热力学三大定律的特点与发展历程。思政元素:工程伦理道德让学生自主收集热力学发展过程中出现的违背热力学定律的诸多实例，使其明白科学研究不能违背自然发展规律。多组分系统掌握多组分系统中的相关概念及化学势的应用。思政元素:创新精神吉布斯将化学势引入化学领域，从此打破了化学和物理的壁垒，以此强化学生学科交叉的意识和创新精神。化学平衡掌握化学平衡 的 特 点 和 影 响因素。思政元素:工程伦理道德通过讲述影响化学平衡的因素及改变化学平衡的方法，让学生明白事物的发展有其内在的自然规律，我们不能逆向而行。相平衡掌握单组分和双组分相图的基本概念和应用。思政元素:工匠精神通过讲述我国著名物理化学家黄子卿院士在水的三相点测量中的突出贡献，让学生学习我国老一辈科学家精益求精、追求卓越的工匠精神。化学动力学掌握化学动力学的基本概念及影响化学反应速率的因素。思政元素:团队合作意识通过讲述最慢反应步骤决定化学反应速率，让学生明白木桶原理和团队合作的重要性。电化学掌握电化学、电极和电池的基本概念及应用。思政元素:生态环保通过学习测量电导率检验水的纯度，引出生态环保文明建设，鼓励学生爱护环境，树立生态环保的意识界面与胶体了解界面、表面张力、胶体与吸附等概念。思政元素:爱国情怀用一次性医用口罩内外两层不润湿，中间层有强烈的吸附和润湿性而实现隔绝病毒的原理，强化学生学习物理化学课程的积极性。结合新冠疫情中我国强大的口罩生产能力，提升学生的爱国主义情怀。2.1培养学生唯物辩证的哲学思维物理化学课程内容理论性强，知识点繁多，公式枯燥，为了更好地研究物理化学，科学家提出了很多典型的研究方法，比如状态函数法、演绎推理法及理想化方法等。其中状态函数法在研究状态函数的变化时，紧紧抓住系统的始末状态，不去理会状态之间的变化过程与途径，这就相当于抓住了主要矛盾，由此可以启发学生看问题要能透过现象看本质，找准关键点才能事半功倍地解决问题。2.2激发学生的民族自豪感和爱国主义情怀在讲到热力学时，可以讲述我国首架 C919 大飞机首次飞行试验圆满成功和中国空间站的新闻，在让学生思考宏观动能、势能与热力学能的关系的同时，体会我国在航空航天领域取得的巨大进步与成就，激1912023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1发学生的民族自豪感和爱国主义情怀。也可以通过讲述“两弹一星”元勋王淦昌，放弃名誉和地位，隐姓埋名，将一生奉献给我国核工业的故事，引导学生思考奉献与敬业精神。2.3培养学生生态环保的理念“绿水青山就是金山银山”，作为化工专业的学生，更应该不断提高自己的生态环保意识。在讲到电池时，可以通过分析电池的能量利用效率远高于热机的原理，让学生明白电动汽车除了能量利用效率远高于燃油汽车以外，还没有尾气排放，说明新能源汽车更符合我国的生态环保政策。但电池在给我们带来便利的同时，废旧电池如果不能有效回收，随意丢弃会严重污染土壤和水体。3教学方法与手段工程教育认证强调的“学生中心、产出导向、持续改进”教育理念中，“以学生为中心”是核心。这就要求教学过程要体现以学生为中心，关注学生的学习过程，激发学生学习的主动性和积极性，强化学生的参与度等。因此，要实现以学生为中心的目标，就需要对现有的教学方法与手段进行改革，通过引入现代化的教学手段、线上线下相结合的混合式教学模式、开展第二课堂等多种方法与手段相互协调完成教与学。3.1采用雨课堂等现代化教学手段与传统教学相结合物理化学课程内容繁多、涉及面广、公式枯燥易混淆、对计算能力要求高等特点，传统的教学方式过于抽象，学生参与度低，无法实现以学生为中心，达到良好的授课效果。可以借助雨课堂、对分课堂等现代化教学手段，使学生在抢答、讨论、互评等教学互动环节中参与课堂教学，打破传统的填鸭式教学，既活跃了课堂气氛，又能始终保持学生学习的主动性和积极性。3.2采用线上线下相结合的混合式教学模式线上线下相结合的混合式教学模式，既可以有效解决课堂教学学时有限问题，又能拓展课程资源并提升学生的自学能力。我们物理化学教学团队以学校网络教学平台为依托进行了线上课程建设，在上传基本的教学资料的同时，增加课程思政相关的教学大纲、教学案例、教学设计、教学视频、工程案例等资源，并安排了大量的实际案例，让学生进行小组分析讨论。比如一些生活常识、我