习近平总书记在2016年全国高校思想政治工作会议上曾强调指出：“做好高校思想政治工作，要用好课堂教学这个主渠道，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”“办好中国特色社会主义大学，要坚持立德树人，把培育和践行社会主义核心价值观融入教书育人全过程，实现全程育人，全方位育人”^[1]。习近平总书记在十九大报告中再次明确指出“建设教育强国是中华民族伟大复兴的基础工程，必须把教育事业放在优先发展位置，要全面贯彻党的教育方针，落实立德树人的根本任务”^[2]。2019年8月，中办、国办印发了《关于深化新时代学校思想政治理论改革创新的若干意见》，明确立德树人、铸魂育人的总体要求。这就要求高校教师进行课程教学改革，努力将知识传授与价值引领相结合，把知识教育与价值观教育、能力培养有机结合起来，更好地培育学生，真正做到教书育人，从而推动和开展高校“课程思政”教育教学。

如何“坚持用价值观引领知识教育，把社会主义核心价值观融入教育教学全过程”？如何“引导教师潜心教书育人、静心治学，引导广大青年学生勤学、修德、明辨、笃实，使社会主义核心价值观成为基本遵循，形成优良的校风、教风、学风”？如何“加强对中华优秀传统文化和社会主义核心价值观的研究、宣传，认真汲取中华优秀传统文化的思想精华，做到扬弃继承、转化创新，并充分发挥其教化育人作用，推动社会主义先进文化建设”？笔者认为，这是“双一流”建设中每一位高等教育工作者必须认真思考的。

我校化工专业是的双一流学科重点建设专业，专业涉及到较多的核心课程，诸如热力学、反应工程、化工原理和分离工程等课程。化工原理课程作为高校化工专业、近化工专业等开设的一门专业基础核心课程，具有较强的工程实践性，与化工过程密切相关。为激发和提升学生学习兴趣和学习动力，为实现在潜移默化中对大学生进行思想政治教育，倡导和培养学生树立正确的世界观、人生观、价值观、荣辱观，增强学生的责任感，实现立德树人，从2017年开始尝试了化工原理课程思政和知识传授教学的融合，2018年申请学校“课程思政”教学改革示范课程建设项目，本文围绕“化工原理”课程如何开展课程思政，结合学校化学化工特色和授课经验，在借鉴前人研究成果的基础上，提出自己的一些看法和观点，挖掘和总结化工原理课程中的德育元素，同时也为其他理工类课程的课堂教学中的“全员育人、全程育人、全方位育人”提供参考和借鉴，从而达成价值引领知识教育。

化工原理课程是化工专业的一门核心基础课程，是一门极其重要的技术基础课，是联系基础课程(如普通化学、无机化学、大学物理和物理化学等)与相关专业课程(如分离工程、反应工程等)的桥梁，运用数学、物理等基础科学的理论研究化工生产过程中的单元操作过程及其设备。化工原理课程思政的主要教学任务是：培养学生运用辩证唯物主义观点和科学的方法论考察、分析和处理工程过程的实际问题；培养学生的工程观点以及实验技能和设计能力。课程知识教学和思政教育互相融合、并行，课程教学中贯穿立德树人的育人理念。

实施化工原理课程思政的目的在于：一是要求学习者掌握单元操作基本过程原理、单元操作设备计算与设计，加强对单元操作过程的认识，并为与化工有关的科学技术发展提供基础；二是要求学习者掌握化工原理课程所蕴含的科学思维方法，培养学生获得知识及用所学知识解决工程实际问题的能力；三是要求教师在教学过程中注重科学思维和职业素养，面向学习者传授课程知识的同时，培养学生树立正确的价值观，努力做到全方位提升学生的知识、素质和能力。总之，教师教授过程中，在向学生传授课程知识的同时，要求学生树立正确的价值观，教师力求能够做到寓道于教、寓德于教、寓教于乐。

在化工原理课程思政教学中，应该将课程知识与思政教育融合为一体，具体做到以下三点：

首先，立足单元操作基本知识，加强对单元操作的原理、过程分析和实际工程应用案例的掌握和认识，夯实进一步学习相关专业课程的基础，在此过程中融入家国情怀、理想塑造等德育元素。

其次，能综合利用数学、物理等学科知识，分析并研究单元操作及其设备的计算、设计、操作、优化及过程强化，厚植工程伦理、意志品格、职业素养、耐挫能力、饱满人格等德育元素。

第三，让学习者充分领悟化工原理的科学思维和科学研究方法。通过知识的获取，强化归纳和演绎推理等能力的培养，并掌握量纲分析法、数学模型法、分解与综合法等科学研究方法，融入逻辑思辨、创新精神的德育元素。

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。

从化学工业的各行各业中抽提而来的各单元操作，达到各自的工程目的，统一于同一个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。课程历史发展中形成了一些基本的研究方法^[3]，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)以及过程分解与综合法等，这些科学研究方法也是解决化工过程实际工程问题的重要基础方法。从过程研究方法出发，结合解决实际工程问题的过程和步骤，启发学生的思维，抓住过程解决问题的逻辑关系，达到教学要求的逻辑思辨能力的培养目的。

流体流动湍流过程的机械能损失计算中首次涉及的量纲分析法，后续的搅拌、沉降、传热及传质等单元操作也应用量纲分析法；流体通过颗粒层的流动(过滤)中涉及数学模型法，转子流量计测量流量过程等都涉及数学模型法；流体输送机械最早涉及过程的分解与综合法，此后传热、吸收、精馏、萃取等传质过程的单元操作涉及过程分解与综合研究法。教学过程将这些方法论，和学生逻辑思辨能力与工程伦理教育结合，形成特有的课程思政教学特色。表1列出教材中典型单元操作相关的研究方法。

化工原理课程是学生大学阶段首次接触的工程学科，有必要向学生介绍工程学科处理问题的方法与物理的区别。以自由落体定律的推导为例，说明物理上通常是将问题简化，然后对简化了的问题作严格的科学的处理。自由落体定律推导中，忽略空气的阻力，严密地推导出自由落体定律。但是，解决工程问题，必须面对错综复杂的工程因素！

教材第1章的教学中，湍流时机械能损失计算式的确定中，涉及量纲分析法，且无量纲数群也是学生非常生疏的。如何启发学生入门？雷诺实验和雷诺数是一个非常好的入口。雷诺实验虽然是非常简明的实验，但揭示一个非常重要的事实，即层流向湍流的转变！而工程上恰恰需要知道层流向湍流转变的转折点。于是，籍物理分析，可以推断这个转折点与四个工程因素有关，即物性(黏度和密度)和客观条件(管径和速度)。如果采用直接实验，改变这四个因素来测定此转折点，不仅实验工作量异常大，实验结果也要列成一系列表格。量纲理论预见到转折点应在某个雷诺数值，实验实际测得此值为2000。一个原本复杂的工程问题一举成为如此简明的问题，显示量纲理论的巨大威力。通过这个例子极力渲染量纲理论的威力，激起学生们的兴趣，让学生乐意接受无量纲数群。

此处再以湍流机械能损失计算式的确定为例，说明逻辑思维能力培养。教学过程中阐明实验研究遇到的种种困难，引入量纲分析法，介绍量纲理论如何成功解决此困难，从而引起学生学习的浓厚兴趣。针对过程分析如下：

（1）工程目的：应用量纲分析法，解决湍流条件下机械能损失的大小计算问题；

（2）过程基础原理：量纲和谐性或量纲一致性理论；

（3）析因实验，找出影响过程的主要影响因素，包括物性因素(黏度和密度)、设备因素(管径、管长、管壁粗糙度)、操作调节因素(流速)；

（4）规划实验，减少实验工作量(量纲分析，将变量组合成无量纲数群，减少实验自变量个数，大幅度减少实验次数)；

（5）数据处理和实验结果的正确表达(实用的经验方程)。

通过以上过程的分析，学生能够掌握量纲分析法，培养其解决湍流机械能损失计算实际工程问题的能力和素质，籍此训练学生的逻辑思辨与分析问题的能力。

化工原理课程中含有较为经典的经验公式，摩擦系数(范宁因子f)和直管相对粗糙度与雷诺数之间的方程就比较多^[4]，我校顾毓珍先生早年曾在美国MIT深入研究上述经验方程关系，得到著名的顾毓珍公式(参见式1)，后顾先生获博士学位，学成后回国报效国家，这个典型，可用作爱国主义、理想信念和科学精神教育的德育元素。我校首位学部委员(院士)、化学工程学家、教育家苏元复先生曾历经困难，从国外带回的精馏实验装置，直至上个世纪80年代末期，一直用于学生实验教学。这些德育元素，完全能够用于学生爱国主义教育。此外，还有侯德榜、范旭东等爱国实业家的爱国事迹也是爱国主义教育的良好素材。“家是最小国，国是最大家，家是国的基础，国是家的延伸”，作为中国人首先要有一颗“中国人的心”。

(1) $f=0.01227+\frac{0.7543}{{{\operatorname{Re}}^{0.38}}}(\operatorname{Re}:3\times {{10}^{3}}-3\times {{10}^{6}})$

单元操作过程的发展经历了百余年的历史，单元操作涉及的学科比较多，这些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。籍各学科发展史、单元操作设备发展史和科学家传记等素材，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。

学科上以对流传热为例。在18世纪30年代英国工业革命促进生产力发展的大背景下，对流传热逐步发展起来。对流换热方面做出突出贡献的科学家主要有雷诺、努塞尔、普朗特、冯卡门、施密特、埃克特等。“流动和换热密不可分”，流体流动的理论是对流换热理论的基础。1880–1883年间，雷诺进行了大量的实验研究，发现了后来以他的名字命名的准则数对流动形态的影响，对指导实验研究做出了巨大的贡献。1909年和1915年努塞尔对强制对流和自然对流的基本微分方程及边界条件进行量纲分析后获得了有关无量纲准则数之间的原则关系，开辟了在无量纲准则关系式的正确指导下，用实验方法求解对流传热问题的一种基本方法。在对流传热的微分方程的理论求解方面，1904年普朗特边界层理论的提出特别引人注目，1939年的卡门等也对湍流计算模型的发展起到积极的作用。

单元操作设备以离心泵的发展为例。泵的产生起源于人类生产和生活中水的提升，公元前17世纪埃及的链泵和中国的桔槔、公元前11世纪出现的辘轳及公元1世纪出现的水车都是早期泵的雏形。公元前3世纪，阿基米德就发明了螺杆泵；公元前200年左右，古希腊人就发明了灭火器，这是最原始的活塞泵，蒸汽机出现后，活塞泵得以迅速发展；20世纪20年代起，离心泵的转速提高促进离心泵的发展，这一时期隔膜泵、柱塞泵、真空泵等应用日益增多；后来在雷诺等科学家的理论研究和实践的基础上，离心泵的效率大大提高，成为现代应用最广、产量最大的泵。

科学家传记以普朗特为例。普朗特(1875–1953)，德国著名物理学家。1900年获慕尼黑大学博士学位，1901年任汉诺工业大学力学教授。在1904年的国际数学会议上发表了著名的有关边界层理论的论文，同年，任哥丁根大学应用力学研究所所长，在这里他长期从事教学与科研工作，直到1947年退休。1925年他提出了湍流的混合长度理论。在湍流的起因、机翼理论及风洞的实验测试技术方面他也有颇多建树。他的第一个风洞建于1908年，1917年又建成第二台风洞。他在大学任教长达45年，培养了不少杰出科学家，如冯·卡门、布劳修斯、许利庆格等都是他的高足。普朗特在边界层理论以及机翼理论方面起到了决定性的推进作用，并且他的研究成果成为气体力学的基本资料。他是流线型飞船的早期创始人，对单翼飞机的大力提倡推进了航空工业的发展。他将Prandtl-Glaubert定律应用于亚音速气流，以此来描述在高流速下空气的可压缩性，除了对超音速流和湍流理论起到了重要推动作用外，他还为风洞和其它空气动力设备的设计作出了革命性的重要贡献。

总之，化工原理课程思政教学内容极为丰富，学科发展史还有流体力学发展史、辐射传热发展史等；单元操作设备的发展史也比较多，除离心泵外，还有塔设备发展史、填料发展史等；著名科学家传记内容更丰富，除上述例子外，还有牛顿、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。这些资料可以大大丰富化工原理思政课程教学内容，在爱国主义、理想信念、使命感和科学精神等育德教学上具有极强的感召力。

化学工业涉及环境保护、人类健康和安全，单元操作也不例外。精馏、吸收和沉降等单元操作过程，涉及环保、健康和安全以及法律规范等育德元素，藉这些教学内容渗透环保、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、安全和法律道德意识的培养。表2列出了典型环保问题及所涉单元操作处理。

教学过程除结合典型环保事件鲜活案例介绍外，辅以相应国家标准、法律法规介绍，如强制性国家职业卫生标准《工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素》(GBZ2.1–2016)、《大气污染物综合排放标准》(GB16297–1996)、《污水综合排放标准》(上海市地方标准DB31/199–2018)、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》等，可以完整实施对学生环保、健康和安全理念教育，并培养学生的法律意识。

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，参见式2 ^[5]。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。

最适宜回流比$\to {{R}_{\text{opt}}}=(1.2-2){{R}_{\min }}$

最适宜的吸收剂用量$\to {{\left( \frac{L}{G} \right)}_{\text{opt}}}=(1.1-2){{\left( \frac{L}{G} \right)}_{\min }}$

最适宜的萃取剂用量$\to {{\left( \frac{S}{F} \right)}_{\text{opt}}}=(1.1-2){{\left( \frac{S}{F} \right)}_{\min }}$

化工过程日益追求绿色化，单元操作也无一例外。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，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。这些单元操作过程排放的废弃物包括废气(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。教学过程注重化工过程绿色化的重要性，加强学生绿色化工理念的教育和培养。

化工原理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。教育学生牢记：“我命由我不由天”，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。

化工原理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”。

化工原理课程有着较为丰富的德育元素，为了让思政教育贯穿大学生化工原理课程学习全过程中，有必要加强化工原理思政课程教师的作为，“以学生为中心”的教学理念下，应加强教师思政元素的启发和引导，提升教师开展课程思政的教学实践能力。

化工原理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”。

教师首先要加强政治意识，提高自身的思想政治素质和觉悟，拓宽学科视野，创新教学方法；同时，在坚持课程知识点教学内容不变、本职不变的同时，引导和强化协同意识，与思政顾问教师和其他教师保持互动沟通联系，针对践行课程思政中的经验和不足进行交流，取长补短，才能提高教师队伍素养，提升教学水平。课程思政不等于“化工原理”课程的全盘思政化，也不是在课堂或课程中简单的进行思政上的引申和点拨，而应是水乳交融的“润物细无声”的有机融合。教师能从教学案例中引发思政问题，来达成思政教育，在学习和训练中使学生修养和能力全面提高。同时，教师应该具有一丝不苟、认真尽责精神，需要精心组织每一节课，精心准备每一张幻灯片，精心组织课堂上讲的每一句话，用严谨的教风和认真尽责的精神去感染学生。教师做到课程知识晓人，高尚的品德育人，人格的魅力服人，进而潜移默化地培养学生的价值观和人生观。

化工原理课程涵盖较多单元操作过程，从离心泵的作用是向流体提供能量(即扬程)到离心泵的选型，培养学生弘扬正能量，以积极态度面对人生；从精馏塔和吸收塔等设备的操作，培养学生团队协作意识和安全、环保意识；精馏实验结束后的残液，不能随意丢弃，要对自己和他人负责，培养学生良好的责任心；学生学习完精馏单元操作之后，教师提出：不法奸商制造的假酒中，含有甲醇或增塑剂，如何分离？鼓励学生查阅资料，了解假酒的危害，学生学以致用，切实感受到自身的价值。结合毒品制造案件，教育学生不能唯利是图、涉毒贩毒，罔置道德于不顾，危害社会。教育学生今后在工作岗位上，绝不制造假药、假酒等假产品和毒品，不能随意更改设备参数和生产工艺，切记安全操作，一定要有崇高的职业道德、良好的职业素养和强烈的社会责任感。

结合单元操作发展的历史，从牛顿、雷诺、斯托克斯、道尔顿、傅里叶等，到中国的郭慕孙、顾毓珍、苏元复、范旭东、侯德榜等，通过这些科学家或爱国实业家的事迹，引导和激发学生们学习他们不畏艰辛、勇于探索的精神和严谨的治学态度。用这些科学家追求真理的历程，来引导学生，教育学生，让科学家、学者、大师的科学人生成为激励他们奋发努力学习的动力，激发学生挑战学科前沿的勇气，培养学生的使命感。课前教师要认真收集教育教学的素材，精心准备和组织教学过程，起到良好的示范作用。

应用化工原理课程慕课、微课、网络课堂、翻转课堂等，采用多种教学方式和手段将课程思政理念融入其中。化工原理课程思政还需要从培养计划中的毕业要求、教学目标、课程大纲、教学内容、考核方式寻找结合点，积累和挖掘思政教学元素、针对教学环节丰富授课手段，实施多样化、渗透化和嵌入式的课程思政教育。

化工原理课程思政具体实施过程如图1所示。

总之，高校化工原理课程思政与其他思政课程一样，可以开展思政教育，需要每位教师都能很好地利用教学的各环节、各方面，树立从“专人思政”转向“人人思政”，实现“教学”到“教育”的转变，长期不懈潜移默化地加强对学生的思政教育，切实坚持立德树人，把培育和践行社会主义核心价值观融入教书育人全过程，实现全程育人，全方位育人，加快“双一流”建设的进程。