化学反应工程课程思政教学改革探索与实践_唐克.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.2023.01.51化学反应工程课程思政教学改革探索与实践*唐克，孙潇镝，王聚财，洪新，赵永华，李东娟(辽宁工业大学化学与环境工程学院，辽宁锦州121001)摘要:目前，高等教育阶段进行课程思政教育已成为高校课程建设和改革的新方向。化学反应工程是化工类本科专业及部分相关硕士研究生专业的重要课程。根据化学反应工程课程特点，发掘和提炼了教学中的思政元素，科学设计了课程思政教学体系，在教学过程中潜移默化地将主流意识形态、核心价值观等传递给大学生，最终提升了学生的专业认知，塑造了正确的世界观、价值观人生观以及爱国情怀，为学生毕业后的成长和发展做出积极引导。关键词:化学反应工程;课程思政;教学模式;实践中图分类号:G641文献标识码:A文章编号:1004 275X(2023)01 0184 03Exploration and Practice of“Chemical eaction Engineering”Course Ideological and Political Education Model*Tang Ke，Sun Xiaodi，Wang Jucai，Hong Xin，Zhao Yonghua，Li Dongjuan(School of Chemical and Environmental Engineering，Liaoning University of Technology，Jinzhou 121001，China)Abstract:At present，ideological and political education in higher education has become a new direction of curriculum construction and reformin higher education stage Chemical reaction engineering is an important course for undergraduate majors and some graduate majors in chemicalengineering The ideological and political elements in teaching of chemical reaction engineering was explored and refined according to the char-acteristics of the course，the ideological and political teaching system of the course was designed scientifically，the mainstream ideology and corevalues were transfer imperceptibly to college students in the teaching process，and finally improve studentsprofessional cognition，shape goodvalues，outlook on life and patriotism，and make a positive guidance for studentsgrowth and development after graduationKey words:chemical reaction engineering;curriculum ideological;teaching mode;practice引言习近平总书记强调办好思想政治理论课，最重要的是要全面贯彻党的教育方针，解决好培养什么人、怎样培养、为谁培养这个根本问题 1。还强调了教育事业需时刻牢记为党育人、为国育才使命，落实立德树人根本任务 2。中共中央办公厅、国务院办公厅发布文件要求大中小学都要统筹推进思政课内容建设，积极引导学生立志成才、立德成人，树立正确的世界观、价值观和人生观 3。此前，我国高等教育中学生的思想教育几乎完全集中在大一、大二阶段，虽然这种教育方式能够使学生紧凑系统、主题明确的学习各种思想教育课程。但在大学后期学习专业课的过程中，各高校的教育重心逐步转向专业知识和实践技能方面，这就往往造成学生的专业技能与思想教育的不均衡。一般来说，高等教育阶段专业课主要讲的是“学什么”和“怎么学”，而课程思政则要使学生明白“为什么学”和“有什么用”。所以高等教育需通过加强专业课的课程思政建设培养学生良好的职业素养和社会责任感，提升学生的专业认知，塑造学生良好的价值观、人生观及爱国精神，为学生的成长和发展做出积极导向 4。1化学反应工程课程思政的必要性从法国革命时期吕布兰法制碱标志着化学工业的诞生，到 1957 年化学反应工程学科确立的这段漫长过程中，由于很多理工科核心课程建立的时间正是西方科技飞速发展时期，因此化学反应工程中的大部分知识点主要来自于西方，这就使得化学反应工程课程思政的探索与实践更加关键5，更需要在课堂上通过课程思政的方式提升学生的专业认知和民族自豪感。根据本课程的教学特点，课程教学组发掘和提炼了化学反应工程教育教学中的思政元素，并科学设计课程思政教学体系，同时通过完善课程教学大纲、优化课程教学设计和教学课件，改进课堂教学模式来提升教学实效，最终初步建立了 化学反应工程教学的思政教学体系与模式。2化学反应工程课程思政的探索与实践2.1课程组教师自身综合素养的提升教师是课程教学过程的核心和主导，也是课程思政教育理念的第一学习人和践行者。在课程思政的探索和实践过程中，教师不仅要对课程思政有正确的认识，对其持有认同感，更要创造性地在教学过程中融入思政教育的知识点、价值理念，潜移默化地培养学生;同时要突破传统教学方法、强化模式创新、灵活运用现代教学技术及资源，积极挖掘课程的各方面思政元素。一方面，专业知识本身具有明显的价值倾向、家国情怀等;另一方面，教师可以通过深度挖4812023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1掘，在已有思政元素的基础上实现进一步拓展和开发。2.2化学反应工程课程思政元素的挖掘与设计与其他多数大学专业课一样，化学反应工程课程的教学内容更新较少，而教学对象和时代需求一直在不断的变化。任课教师需要积极提高自身的思想政治修养，并把握课程思政教育的内涵，发掘化学反应工程课程中的“思政元素”，达到立德树人，润物无声的教学效果。表 1 为学校化学反应工程在授课过程中主要章节课程思政点及其融入方式:表 1化学反应工程主要章节课程思政点及其融入方式与教学方法章课程思政点融入方式与教学方法第一章/绪论塑造学生良好的价值观、人生观及爱国精神，提升学生的专业认知、民族自豪感和家国情怀。由化学反应工程学科发展史引出国内学科发展史和国内代表人物，播放相关视频和 PPT 图片等。第二章/均相反应动力学基础实践是检验真理的唯一标准，唯物主义世界观，榜样的力量，培养学生的科研精神和爱国精神，并且提升学生的民族自豪感。由液相均相反应引出侯氏制碱法，讲授侯氏制碱法等案例，采用多媒体讲解，并展示往届学生参加化学反应工程课模大赛相关作品。第三章/均相反应过程培养科学的学习兴趣，提升学生的专业认知，坚定对本专业的热爱。文化自信、民族自豪感以及爱国情怀。通过建立半连续反应器数学模型并进行分析，加深了对半连续反应器的认识，并以在半间歇反应器进行甲基溴的生产为示例讲解数据分析软件 MATLAB 在化工计算中的应用。(详细介绍见本文 3.3 部分)第四章/非理想流动通过学习数学模型的建立来引出我国著名数学家的人生成长历程，培养学生良好的职业素养和社会责任感。介绍典型均相管式反应器乙烯裂解炉的主要类型和我国乙烯裂解炉的开发情况，由此了解我国石油化工的发展史，播放相关视频和 PPT 图片等。第五章/催化剂与催化动力学基础培养学生的创新思想、环保意识、责任意识、职业道德和匠心精神。通过介绍有关催化剂方面的事故案例引发学生思考，师生共同探讨如何预防事故产生。第六章/固定床反应器榜样力量、民族自信心、家国情怀，中华民族伟大复兴的信念。介绍闵恩泽院士在磁稳定床反应器、陈建峰院士在超重力反应器方面以及刘中民院士在 DMTO(甲醇制烯烃)方面的研究，以榜样的事迹培养学生学习兴趣、民族自信心、家国情怀。2.3积极引导学生进行课后实践活动引导学生参加学科竞赛，如每年一届的全国“互联网+化学反应工程”课模设计大赛和“全国大学生化工设计大赛”等，鼓励学生参与相关教师的科学研究项目，通过参加各种与课程相关的竞赛和科研项目，不仅极大夯实了课堂上所学的知识，还通过独立自主参与制定竞赛方案、实验方案、实验步骤以及实验数据分析等活动，提升学生的实践创新和团队协作能力。同时，将课程中相关的各种思政点融入到实践活动中，使学生在实践活动中潜移默化地受到德育教育，“润物细无声”地提升其思想水平。下面以学生参加第四届全国“互联网+化学反应工程”课模设计大赛过程说明课后实践活动对提升学生各方面能力的作用。2021 年由学校四名本科生组成“三生”团队参加了第四届全国“互联网+化学反应工程”课模设计大赛，参赛作品题目为“半间歇釜式反应器”。作品主要讲解一种半间歇釜式反应器，该种反应器为一种反应物加入其它反应物的釜式反应器中，反应器内各物料在搅拌良好的情况下混合均匀，且各处的浓度和温度及反应速率相同，仅随时间而改变。这种半间歇釜式反应器通常用于强放热反应或因某反应物浓度高发生非理想副反应的情况，实际工业应用包括氨解、氯化和水解反应等。作品以甲基溴在半间歇釜式反应器中的生产为例，首先对半间歇操作及半间歇釜式反应器进行了介绍，其次是设计方程的推导，采用MATLAB 软件结合具体案例来求解设计方程，并且利用 COMSOL 模型仿真来模拟该案例反应器内物质的浓度情况，最后对所有作品进行了整体总结。作品的整体设计思路如图 1 所示，在作品的设计过程中利用了多种电脑软件(见表 2)。主体上使用PowerPoint 中的文字效果、动画效果来进行半间歇釜式反应器的介绍、设计方程、推导案例分析，采用Flash 制作半间歇釜式反应器的动画效果对主体内容进行辅助理解。采用 MATLAB 编程进行数值分析计算，并迅速准确的得到目标曲线，便于进一步分析案例中反应器中各物料浓度及其反应速率与时间的关系。使用 COMSOL 进行模型仿真，只需要输入反应的初始参数，就可以直接得到各组分的浓度随时间的变化曲线，其结果可与 MATLAB 计算结果进行对照，使课程内容与学生之间具有更高的交互性，增加学生对化学反应工程及其他相关专业课程的学习兴趣。在参赛过程中通过使用 Flash 动画使原来枯燥的概念变得更为鲜活，使学生乐于接受。通过结合案例使用5812023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1MATLAB 将复杂的数学公式转化为形象的一条条曲线，加深学生的印象。通过 COMSOL 创立仿真模型，使学生得以与“半间歇釜式反应器”互动，不仅加深了学生对半间歇反应器的理解，而且还可作为一个仿真案例来提高学生的仿真及电脑软件学习分析能力。图 1参赛作品整体设计思路表 2参赛作品使用软件列表课模内容制作与展示PowerPoint;奥威亚虚拟演播系统视频后期内容处理Adobe Premiere ProCC2019数值分析与运算MATLAB 2017a动画效果制作Adobe Flash Professional CS6反应模型仿真COMSOL 5.6注:最终作品展示见大赛官方网站: