大学化学, 2022, 37(10): 2108009-0 doi: 10.3866/PKU.DXHX202108009

 

论理工科专业课中润物无声的课程思政方法——以化工热力学课程思政教学实例为例

潘梦,, 魏学岭, 李兴扬, 李芳, 霍朝飞

On the Soft and Silent Methods of Course Ideology and Politics in Specialized Courses of Science and Engineering: Taking the Teaching Practices of Chemical Engineering Thermodynamics as an Example

Pan Meng,, Wei Xueling, Li Xingyang, Li Fang, Huo Chaofei

通讯作者: 潘梦, Email: panmeng@ahpu.edu.cn

收稿日期: 2021-08-5   接受日期: 2021-09-3  

基金资助: 2020年安徽省教学示范课项目.  安徽工程大学化工热力学
2020年安徽省示范基层教学组织(教研室)项目.  安徽工程大学化学工程系
2020年度安徽工程大学“三全育人”综合改革试点“课程思政”示范课程项目.  20SQYR043
安徽工程大学本科教学质量提升计划项目.  2019jyxm63

Received: 2021-08-5   Accepted: 2021-09-3  

Abstract

The integration of the professional knowledge and the ideological content is the key and difficulty of course ideology and politics in the specialized courses of science and engineering. Based on the teaching practices of chemical engineering thermodynamics, this article proposes four unique teaching methods of course ideology and politics and makes a detailed explanation through examples. With using these teaching methods, the ideological and political elements were successfully integrated into the professional course to produce the synergy effects. As a result, some outstanding teaching achievements have been made.

Keywords: Course ideology and politics ; Chemical engineering thermodynamics ; Teaching methods ; Moisten things silently

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潘梦, 魏学岭, 李兴扬, 李芳, 霍朝飞. 论理工科专业课中润物无声的课程思政方法——以化工热力学课程思政教学实例为例. 大学化学[J], 2022, 37(10): 2108009-0 doi:10.3866/PKU.DXHX202108009

Pan Meng. On the Soft and Silent Methods of Course Ideology and Politics in Specialized Courses of Science and Engineering: Taking the Teaching Practices of Chemical Engineering Thermodynamics as an Example. University Chemistry[J], 2022, 37(10): 2108009-0 doi:10.3866/PKU.DXHX202108009

课程思政是新时代思想政治教育改革和一流课程建设的重要方向,其有利于解决高校思想政治教育存在的“孤岛”困境,是实现全员全过程全方位育人的重要途径[1]。随着教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》的印发,课程思政建设受到了所有高校、所有学科专业的全面重视[2]。大量研究已经表明,课程思政的开展不仅能够丰富课堂内容,调动学生的学习积极性,还能潜移默化地引导学生树立正确的价值观念,真正实现“价值塑造、能力培养、知识传授”三位一体的育人目的[3–5]。因此,课程思政对高校落实立德树人根本任务具有重要意义。

课程思政贵在“春风化雨、润物无声”,如果不能将课程知识与思政内容有机结合,生搬硬套,不仅达不到育人的目的,反而会使学生反感,严重影响教学效果[6]。然而,将思政之“盐”恰到好处地溶入到各理工科专业课程之“汤”中目前还存在一定难度[7]。理工科专业课程不同于人文社科类课程,其内容主要是解释自然规律或研究工程特性的专业知识,属于自然科学部分,较少蕴含意识形态属性[8]。而且大部分理工科专业课程包含大量数学推理和计算,逻辑性强,抽象程度高。以化工热力学课程为例,其是化工相关专业的一门基础理论课程,向来以理论严谨抽象、计算繁琐复杂为特点。曾有人用“一大堆的符号,没完没了的数据,无穷无尽的计算”来形容这门课程[9]。对于这样的课程,在有限的教学时间内教师能够将专业知识讲解清楚,使学生理解和领悟已经非常不容易。再要求教师将抽象难懂的专业知识与思政内容进行有机结合实现全过程全方位育人,无疑是一个巨大的挑战。

1 化工热力学课程思政教学方法

笔者所在的化工热力学课程教学团队两年前开始进行课程思政建设。团队秉承着引导学生坚定理想信念、厚植爱国情怀、加强品德修养、培养奋斗精神的课程思政理念,进行了大量的文献研究、研讨和探索实践,初步摸索出了符合学校专业实际和发展方向的课程思政路径。特别是在专业知识与思政内容相互融合方面,团队坚持知识传授与价值引领同频共振、相互促进的原则,研究、总结出了四大教学方法,在此进行详细叙述,供其他理工科专业课程借鉴和参考。

1.1 引人入胜法

引人入胜法是指在章节内容的课堂导入部分巧妙地融入思政内容,一方面起到价值引领的作用,另一方面激发学生学习本章节内容的兴趣。例如,我们在讲解“均相敞开系统热力学及相平衡准则”这一章内容时,首先向学生展示并讲解了高压氧舱在治疗新冠肺炎过程中发挥的作用,然后进行穿插,让学生用一句话谈一下对于此次疫情的感受。不少学生谈到自己深切感受到党和政府将人民群众生命安全和身体健康放在第一位,同时也感受到了国家的日益强大。接下来我们简单讲解了高压氧舱的工作原理,紧接着提出问题:为什么提高环境压力,新冠肺炎患者就能吸入更多的氧气?这其中的科学依据是什么?在留出几秒的思考时间后,我们告知学生学完本章就能找到答案,从而引出本章的教学内容。在这一案例中,我们并没有向学生灌输我国的抗疫政策和成果,而是给学生一个自我感悟的空间,有利于坚定理想信念、提升爱国情怀。同时,该案例通过热点时事引出科学问题,能够很好地激发学生的学习兴趣,有利于专业知识的教学。再例如,在讲解“流动系统的热力学原理及应用”这一章内容时,我们首先播放了一段央视节能减排公益宣传片,然后问学生为什么国家要倡导大家节能,有学生提及是因为世界能源危机以及我国的大国担当。我们继续问学生化工企业如何才能实现节能,有学生提到需要实现能量的高效利用。紧接着我们提出问题:能量如何才能实现高效利用?理论依据是什么?进而用与前述案例相同的方式引出本章的教学内容。这一案例一方面有利于加强学生节能环保的意识,另一方面也激发了学生学习后续知识的兴趣,达到了引人入胜的效果。

1.2 故事说理法

故事说理法是指在讲授专业知识的过程中穿插讲述含有思政元素的故事,在知识传授的同时进行价值引领。故事的来源可以是学科发展史、科学家轶事、经典理论和方法建立的过程等等。例如,我们在讲解“马丁-侯状态方程”这一知识点时穿插讲述了侯虞钧院士的故事,主要讲述侯院士20世纪50年代谢绝美国大学的盛情挽留毅然回国,将毕生的精力奉献给了祖国的科技和教育事业这一伟大事实,从而弘扬科学家的爱国主义精神。笔者认为,目前很多文献报道的课程思政案例都属于故事说理法[10, 11]。在此需要指出的是,专业课中故事说理一定要控制数量和长度,不能过分占据课堂时间让专业课变成故事课。另外,需要强调的是讲故事一定要注意质量,部分故事的讲述还要进行精心设计,让简短的故事真正促动学生心灵。例如,我们在讲述科学也有国界的故事时,应用了如图 1所示的设计路线。在讲解完“汽-液平衡数据的一致性检验”这一节内容后,我们在课堂上引入了ASPEN PLUS软件,演示了该软件在汽-液平衡数据的一致性检验以及相平衡计算方面的功能,并对该软件的其他功能以及其在工业中的应用进行了简要介绍。此时,学生已经被ASPEN PLUS软件的强大功能所震撼,认识到这是一款在现代化工设计领域发挥着巨大作用的模拟计算软件。紧接着我们向学生讲述了前不久美国禁止中国大学使用MATLAB软件的事件,进而发出拷问:ASPEN PLUS软件也是美国人开发的,如果美国哪天也禁止我们使用了,我们该怎么办?我们的化工厂还要不要设计和建造?待学生思考片刻后,我们告知学生唯有开发出属于我们自己的现代化工设计软件才是最好的出路,并提示学生这需要建立在深厚的热力学、动力学、化工原理、编程等基础知识之上,进而鼓励学生刻苦学习,将来用所学知识解决这些“卡脖子”的问题。这一案例不仅让学生认识、学习了课本外的高科技软件,而且培养了他们的忧患意识,有利于坚定其报国理想、激发奋斗精神。

图1

图1   “科学有国界”故事讲述路线示意图


1.3 类比关联法

类比关联法是指将抽象的概念或公式与做人做事的道理进行类比关联,不仅加深学生对抽象知识的理解和掌握,而且让他们对人生哲理有所感悟。例如,我们在讲解“均相热力学性质的计算”这一节内容时,将“真实→理想→理想→真实”的计算原理与桥梁这一实物进行了类比,并提醒学生在追求人生目标的过程中如果遇到困难要懂得变通,学会架桥。这一案例将抽象的计算原理与生活实物以及人生哲理进行了关联,有助于学生更好地掌握对应的专业知识,同时也启发了学生对生活的思考。再例如,我们在讲解“纯物质的p–V–T相图”这一节内容时,将纯物质的p–T相图与大学毕业生工作岗位分布图进行了类比关联,如图 2所示。在这一类比关联案例中,我们把大学生的能力大致概况为专业技能和组织管理能力两个方面,并告诉学生专业技能较强的找工作时适合选择技术型岗位,组织管理能力较强的适合选择管理型岗位,两方面比较均衡的适合选择综合岗位。接下来我们重点强调,如果专业技能和组织管理能力同时都很强,强到一定程度,达到质变,那么学生毕业找工作时就不会再受到岗位类型的限制,很多公司、很多岗位都会敞开怀抱,这类人拥有充分的自由选择权,我们可以称之为超级人才。同时我们提醒学生,要想成为超级人才必须各方面能力突出,达到质变,然后请学生课后思考如何才能提升自己各方面的能力。这一案例不仅促进了学生对相图、临界点、超临界流体这些抽象概念的掌握,更重要的是让知识得到了升华,有利于激发学生的奋斗精神。

图2

图2   相图与大学毕业生工作岗位分布图之间的类比关联图


1.4 画龙点睛法

画龙点睛法是指在课后习题、大作业等课后环节中融入思政内容,让学生在复习专业知识的同时受到正确的价值引领。例如,在讲授完“p–V–T关系和状态方程”这一章后我们布置了一个关于可燃冰的材料练习题。材料重点介绍了我国在可燃冰开采领域取得的领先世界的成绩,然后将可燃冰与所学知识进行结合提出了问题:假设可燃冰是纯净的一水合甲烷晶体,利用Peng-Robinson状态方程(PR方程)计算利用多少克的可燃冰可生产1标准立方米的天然气?该案例不仅使学生复习了PR方程的应用,而且潜移默化地进行了爱国主义宣传,有利于增强学生的民族自信心,坚定其理想信念。又例如,在讲授完“流动系统的热力学原理及应用”这一章后,我们让学生结合自己在大型化工企业参观实习的经历,查阅资料,写一篇不少于500字的论文,论述我国化工企业在节约能源方面采用了哪些先进技术,分别应用了本章中的什么知识?这一案例要求学生将课本理论与生产实际进行结合,有利于学生更好地理解和掌握理论知识。同时,该案例中学生在查阅资料时能够了解到我国化工行业的快速崛起以及安全节能环保的发展方向,有利于增强其民族自信心和专业自信心。

2 化工热力学课程思政建设成效

化工热力学课程思政建设成效可通过多个方面进行评判。最近一次调查问卷的结果显示:2018级共有学生74人,其中94.6%的学生认为在该课程中收获了满满的正能量,97.3%的学生对老师的教学方法十分满意,学生回答的印象最深的知识点均是与思政内容相关联的。近三个年级学生各课程目标的达成度对比表明:2018级相比2017级平均提高了2.8%,相比于2016级平均提高了5.6%。另外,化工热力学课程近两年先后获批校级“课程思政”示范课程项目、校级“金课”建设项目、省级教学示范课项目。上述成果反映出,化工热力学课程思政经过两年的建设取得了较好的成效,形成了专业教育与思政教育的协同效应。

3 结语

化工热力学课程运用灵活多变的教学方法将思政之“盐”恰到好处地溶入到了专业课程之“汤”中,实现了润物无声的课程思政教育,取得了较为理想的成效,经验可供其他理工科专业课程借鉴和参考。课程思政目前仍处于发展的初级阶段,还需要不断研究其在育人过程中的规律,进而进行更加系统化、规范化的建设。广大专业课教师还需要更加努力,真正实现“教学”到“教育”的转变,从而培养出更多有理想、有本领、有担当的社会主义建设者和接班人。

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