郭高麗，萬俊

(湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430068)

0 引言

2020年5月，教育部印發(fā)了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，明確了思想政治教育要貫穿人才培養(yǎng)體系，全面推進高校課程思政建設(shè)，發(fā)揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養(yǎng)質(zhì)量?；ぴ碚n程是一門化工類工科專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，是自然科學(xué)領(lǐng)域向工程科學(xué)專業(yè)課過渡的橋梁課程，其概念和公式較多，計算量較大，實踐性強，課程從動量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞三條主線闡述化工生產(chǎn)過程中各單元操作的基本原理、設(shè)計計算、典型設(shè)備等內(nèi)容，具有工科的典型特點，蘊含著大量顯性和隱性的思政元素，本課程不僅起著培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識和技能的作用，同時肩負著“立德樹人”的重要使命，是教書育人的重要載體。在這樣的情況下，如何做好教學(xué)設(shè)計，將思政元素潤物細無聲的融入平時的教學(xué)過程，便是迫在眉睫的關(guān)鍵問題。

BOPPPS教學(xué)模式是將傳統(tǒng)的教學(xué)過程進行模塊化分解[1]，細化為六個環(huán)節(jié)， 即課堂引入(Bridge-in)、教學(xué)目標(Objective)、前測(Preassessment)、參與式教學(xué)(Participatory learning)、后測(Post-assessment)和總結(jié)(Summary)。環(huán)環(huán)相扣，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，發(fā)揮學(xué)生的能動作用[2]，是目前較受歡迎的教學(xué)模式之一。

1 基于BOPPPS教學(xué)模型的化工原理教學(xué)設(shè)計

在對化工原理課程進行教學(xué)設(shè)計時，不斷地對課程體系進行改進完善，充分利用超星學(xué)習(xí)通平臺，展開線上線下混合式授課模式，打通課內(nèi)課外的交互教學(xué)空間，以“以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目的”為前提，本著“以應(yīng)用為目的，以必需夠用為度，加強針對性、實用性”的方針，將專業(yè)教學(xué)計劃及課程教學(xué)內(nèi)容進行調(diào)整，利用學(xué)生的碎片化時間完成BOPPPS的部分模塊學(xué)習(xí)，使整個學(xué)習(xí)過程靈活可控。

在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，可以融入與新課程內(nèi)容相關(guān)的偉人故事、工程案例，中華傳統(tǒng)文化或日常生活實例，引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；明確教學(xué)目標和重難點知識，詳細列出章節(jié)知識點的知識目標、能力目標和育人目標；向前置課程老師了解學(xué)生整體知識點的儲備情況，結(jié)合預(yù)習(xí)后的課前測，及時調(diào)整授課進度、授課方法和手段等；課中隨時把控與了解學(xué)生的個體差異、對學(xué)科知識鏈的掌握情況，突出學(xué)生的參與和互動學(xué)習(xí)；最后在總結(jié)部分強調(diào)所學(xué)的主要專業(yè)知識，加強課程的工程應(yīng)用訓(xùn)練[3]，進行課堂反思，優(yōu)化課程教學(xué)目標的設(shè)置及教學(xué)模式，化工原理課程思政點構(gòu)建路徑，如圖1所示。

2 BOPPPS各環(huán)節(jié)思政教學(xué)要點

2.1 課程思政的導(dǎo)入

導(dǎo)入的目的是吸引學(xué)生的注意力，幫助學(xué)生專注在即將要介紹的內(nèi)容。教師可借助于科技發(fā)展前言；將待學(xué)知識點與中國傳統(tǒng)文化、大國工匠精神、有趣的生活現(xiàn)象、社會熱點問題等思政元素相融合，讓學(xué)生于課前初步了解待學(xué)知識點，并產(chǎn)生一定興趣。比如在講流體靜力學(xué)中壓力的知識點時，以我國在研制核潛艇技術(shù)中攻克技術(shù)難關(guān)，使鋼材的特殊性能達到和突破國際領(lǐng)先水平，保障新型核潛艇下潛深度達到戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求為案例導(dǎo)入，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注我國國防科技事業(yè)的發(fā)展，增加學(xué)生的民族自豪感；在講解精餾章節(jié)時，以中國源遠流長的酒文化、古法釀酒、關(guān)于酒的古詩詞進行導(dǎo)入，宣揚我國古代人民的智慧與才華；講解摩擦系數(shù)(范寧因子f)知識點時，以顧毓珍先生早年曾在美國MIT深入研究經(jīng)驗方程關(guān)系，研究出著名的顧毓珍公式，學(xué)成后回國報效國家，培養(yǎng)學(xué)生理想信念和科學(xué)精神教育的德育元素。

2.2 學(xué)習(xí)目標

在每章節(jié)學(xué)習(xí)之前，明確提出學(xué)生的學(xué)習(xí)目標。比如在講解第二章流體輸送機械中的離心泵的氣蝕現(xiàn)象時，明確教學(xué)目標：(1)知識目標：掌握離心泵安裝高度的計算方法，理解離心泵產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象的原因；(2)能力目標：培養(yǎng)學(xué)生的工程概念和工程實踐能力；(3)育人目標：培養(yǎng)學(xué)生弘揚正能量，以積極態(tài)度面對人生。隨后結(jié)合案例讓學(xué)生進行思考：某地出現(xiàn)干旱天氣，當?shù)剞r(nóng)民們用離心泵抽取河道內(nèi)的水來灌溉農(nóng)田。在開始時，泵運轉(zhuǎn)良好，但經(jīng)過連續(xù)抽水河道水液面下降到一定程度時，很多抽水泵開始發(fā)出較大的噪聲并伴隨著泵的劇烈振動。在這種情況持續(xù)一段時間后，管路無水流出，但是河道內(nèi)的水量仍有很多。你能為農(nóng)民伯伯們解決這個問題嗎？在對這個案例展開講解的過程中，首先講解離心泵發(fā)生氣蝕的原因，發(fā)生氣蝕的后果及如何解決，同時培養(yǎng)學(xué)生要像流體輸送設(shè)備一樣，時時給外界輸送正能量，擁有積極向上的生活態(tài)度。

再比如講授管內(nèi)流體流動的摩擦阻力損失時，我國西部大開發(fā)的標志性項目“西氣東輸”工程，管道全長4160 km。此重大工程既可以促進西部地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，又可加快西部資源開發(fā)的步伐，而且對調(diào)整我國的能源結(jié)構(gòu)，改善生態(tài)環(huán)境都具有重要意義。在鋪設(shè)管道時，壓氣站的設(shè)置數(shù)量和管道內(nèi)部有無涂層有較大的聯(lián)系，同樣的輸送距離，有涂層的壓氣站設(shè)置數(shù)量較少，平均輸送站間距較長，你從中獲得了什么啟示？通過此案例的層層剖析，可達到讓學(xué)生掌握管內(nèi)流動阻力損失計算方法，熟悉設(shè)計型計算和操作型問題的解決思路這一知識目標；培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力目標；通過了解顧毓珍事跡和西氣東輸工程，培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義情懷和大國工匠精神的育人目標。

2.3 前測

在前測階段，學(xué)生根據(jù)老師在學(xué)習(xí)通端提供的課件、參考教材及重要文獻資料，針對教學(xué)內(nèi)容中的重、難點知識發(fā)布作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生獨立或者合作完成。對于教師而言，通過前測，可以了解學(xué)生的興趣與能力，進而調(diào)整講授內(nèi)容的深度與進度；而對于學(xué)生而言，可以通過前測聚焦于特定目的，也可借此向教師表達復(fù)習(xí)或者深度講解的需求[4]。考試、作業(yè)、討論，開放式問題均可達到前測的目的。比如，對于流體靜力學(xué)章節(jié)，可以設(shè)置前測：(1)等壓面的選擇，需要滿足幾個條件？(2)我國863重大專項“蛟龍?zhí)枴鄙顫撈鞯淖畲笙聺撋疃仁嵌嗌伲看藭r“蛟龍?zhí)枴背惺艿暮Ｋ畨毫τ卸啻?？問題的設(shè)置，引導(dǎo)同學(xué)們?nèi)プ园l(fā)學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，并查閱“蛟龍?zhí)枴毕嚓P(guān)資料，通過了解其下潛深度的不斷突破，培養(yǎng)學(xué)生的培養(yǎng)學(xué)生對祖國文化自信力、愛國情懷和科學(xué)探索精神。

2.4 參與式學(xué)習(xí)

化工原理課程中會講到很多以人名命名的公式和定律，如“牛頓冷卻定律”“傅里葉定律”“玻爾茲曼定律”“雷諾準數(shù)”“普朗克定律”“顧毓珍公式”等，在講授這些公式專業(yè)含義同時，讓同學(xué)們線下分組，搜集每個單元操作的發(fā)展歷史，國內(nèi)外相關(guān)科學(xué)家們對于每個化工階段作出的貢獻，介紹這些公式和定律背后的故事，潛移默化當中學(xué)生便領(lǐng)會了從牛頓、傅里葉、雷諾，到顧毓珍、蘇元復(fù)、侯德榜等科學(xué)家們的事跡，引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)他們不畏艱辛、勇于探索的精神和嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。

通過經(jīng)典典故剖析、專題嵌入，豐富課堂元素?；ぴ碚n程涉及到的公式推導(dǎo)特別多，比如在講到流體力學(xué)原理的相關(guān)知識時，單純的講公式推導(dǎo)學(xué)生會感覺非常的枯燥。此時若引入 “大禹治水”的典故，剖析其“治水須順水性，水性就下，導(dǎo)之入海”“高處鑿?fù)?，低處疏?dǎo)”的治水思想，便會迅速抓回學(xué)生的眼球。通過講解大禹在認真研究和測量山地尺寸的基礎(chǔ)上，采取疏通河道，拓寬峽口的方法，讓洪水能更快地通過， 讓同學(xué)們在知其然的同時，也知其所以然，在經(jīng)典典故中學(xué)習(xí)到連續(xù)性方程原理的知識點。

通過翻轉(zhuǎn)課堂、辯論式教學(xué)等多種教學(xué)方法和手段，結(jié)合學(xué)生搜集或制作的每日動畫(展示化工設(shè)備的工作原理)，形象生動的展現(xiàn)化工單元操作的動態(tài)過程，使教學(xué)內(nèi)容更為形象直觀，更具表現(xiàn)力，做到“抽象問題具體化、微觀問題宏觀化、動態(tài)問題動態(tài)化、表達方式多元化”，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，激發(fā)學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)熱情。比如在講解伯努利方程式的知識點時，首先讓同學(xué)們分組搜索關(guān)于伯努利方程的案例及現(xiàn)象，然后每組同學(xué)們分別對自己搜集的案例進行講解展示分析，一方面極大調(diào)動了學(xué)生的熱情，另一方面，對擴充教學(xué)資源也起到了很大的輔助作用。

2.5 后測

在線上預(yù)習(xí)，線下學(xué)習(xí)結(jié)束之后，需要檢測學(xué)生對知識點的掌握情況，后測的設(shè)置便可檢測學(xué)生是否達到了預(yù)定的教學(xué)目標。后測題目的設(shè)置往往以應(yīng)用為主，通過設(shè)置一定的情景模式，引導(dǎo)學(xué)生去解決工程或日常生活中可能面臨的問題。比如在傳熱的換熱器章節(jié)，我們可以設(shè)置后測：青藏鐵路自昆侖山北坡西大灘至唐古拉山南麓的安多河谷，通過多年凍土區(qū)約550 km，如果讓青藏鐵路的路基穩(wěn)定，就必須保持凍土的熱穩(wěn)定性，而凍土的熱穩(wěn)定性有一個溫度閾值(臨界值)，超過這個溫度，凍土就會融化。因此，解決凍土熱穩(wěn)定性的最好辦法就是給路基降溫保溫，將溫度保持在融化溫度閾值之下。請同學(xué)們查閱資料，了解中國的科學(xué)家們是如何破解青藏鐵路高原凍土這一世界性難題的？同學(xué)們?nèi)艋卮鸫藛栴}，則需要掌握換熱器的類型、常用換熱器的工作原理。此后測問題的額外設(shè)置，既檢測了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，又培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用、解決問題的能力。還培養(yǎng)了學(xué)生“挑戰(zhàn)極限、勇創(chuàng)一流”的青藏鐵路精神。

2.6 小結(jié)

在最后的總結(jié)部分，學(xué)生對前面所學(xué)的知識點以思維導(dǎo)圖的形式歸納總結(jié)，教師通過對學(xué)生多階段的任務(wù)考核，了解學(xué)生對知識點的掌握情況，對接下來的教學(xué)任務(wù)及時做出調(diào)整，優(yōu)化課程教學(xué)的設(shè)計和部署。

3 教學(xué)實踐效果

通過對化工原理課程進行BOPPPS模型的構(gòu)建，并適當調(diào)整教學(xué)原有內(nèi)容，將家國情懷、工匠精神、科技前沿等德育元素，全面融入于理論教學(xué)、實驗教學(xué)，同時拓展到學(xué)科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽等學(xué)生的第二課堂，實現(xiàn)從“教學(xué)”到“教育”的轉(zhuǎn)變。課程教學(xué)體系的改革，充分激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進了學(xué)生知行合一，幫助學(xué)生在專業(yè)方面成才，引導(dǎo)學(xué)生在精神領(lǐng)域成人，為培養(yǎng)具有高素質(zhì)的道德情操和愛崗敬業(yè)精神的化工應(yīng)用型人才打下了良好基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

綜上所述，在教學(xué)環(huán)節(jié)引入思政教學(xué)元素對學(xué)生端正學(xué)習(xí)目標，提高學(xué)習(xí)興趣，加強學(xué)習(xí)主動精神具有點睛作用。諸如本文例舉的“工匠精神”“青藏鐵路精神”等是被列入“中國共產(chǎn)黨人精神譜系” 的紅色精神，全國各行各業(yè)和全國人民都在認真學(xué)習(xí)、大力弘揚，我們在教學(xué)實踐中更應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)代化的教育理念，融會貫通、靈活運用。本文通過對化工原理課程進行 BOPPPS 模型重構(gòu)，圍繞“以學(xué)生為中心”重新設(shè)計教學(xué)過程，是對課程教學(xué)體系改革進行的有益嘗試，目的是使學(xué)生在系統(tǒng)獲得專業(yè)知識的同時，培養(yǎng)高尚的愛國主義精神和家國情懷，有助于學(xué)校培養(yǎng)符合新時期要求的德才兼?zhèn)涞幕?yīng)用型科技人才。