方 芬

(寧夏大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，寧夏 銀川 750021)

“堅(jiān)持顯性教育和隱性教育相統(tǒng)一，挖掘其他課程和教學(xué)方式中蘊(yùn)含的思想政治教育資源，實(shí)現(xiàn)全員全程全方位育人?！保@是習(xí)近平總書記2019年3月在學(xué)校思想政治理論課教師座談會(huì)上所強(qiáng)調(diào)的。2020年6月，教育部頒布了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，明確提出課程思政建設(shè)工作要在全國所有高校、所有學(xué)科專業(yè)全面推進(jìn)，促使課程思政的理念達(dá)成廣泛共識(shí)[1]，由此融合課程思政的教學(xué)研究與改革在全國高校的各個(gè)專業(yè)如火如荼地展開[2-5]?！盎崃W(xué)”作為化工專業(yè)的理論基礎(chǔ)課和主干課程融入思政課程的教學(xué)研究少有報(bào)道，更多的教學(xué)研究集中于在工程教育認(rèn)證背景下的教學(xué)，線上教學(xué)等方面的教學(xué)研究[6-11]，而在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下融合課程思政的“化工熱力學(xué)”教學(xué)研究未有報(bào)道。作者基于工程教育認(rèn)證的要求，融合課程思政對(duì)“化工熱力學(xué)”的課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和評(píng)價(jià)體系等方面進(jìn)行了探索研究。

1 課程目標(biāo)

工程教育認(rèn)證有三大理念：以學(xué)生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)，其中居于核心地位的是產(chǎn)出導(dǎo)向(outcome-based education，OBE)。OBE理念強(qiáng)調(diào)專業(yè)教學(xué)的設(shè)計(jì)和實(shí)施以學(xué)生接受教育后所取得的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，并對(duì)照畢業(yè)生核心能力和要求，評(píng)價(jià)專業(yè)教育的有效性。顯然 “學(xué)習(xí)成果”的定義尤為重要，它是以培養(yǎng)目標(biāo)為最高指導(dǎo)，通過畢業(yè)要求逐級(jí)分解到各個(gè)課程中的，故每門課程的課程教學(xué)目標(biāo)成為定義學(xué)習(xí)成果的落腳點(diǎn)。以學(xué)生為中心的教學(xué)目標(biāo)分為6部分，包括核心知識(shí)、學(xué)以致用、觸類旁通、人性維度、志趣情懷、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)[12]。剖析這6個(gè)教學(xué)目標(biāo)，其內(nèi)涵的思政元素有工匠精神、家國情懷、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、工程規(guī)范、終生學(xué)習(xí)、學(xué)以致用、勇于創(chuàng)新、哲學(xué)元素、勤于思考等。將思政元素與化工熱力學(xué)課程目標(biāo)相融合建立新的課程目標(biāo)(圖1)。表1給出了課程目標(biāo)對(duì)化工專業(yè)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系。

表1 課程目標(biāo)對(duì)車輛工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系

圖1 融合思政元素的“化工熱力學(xué)”課程目標(biāo)的建立

2 教學(xué)內(nèi)容

“化工熱力學(xué)”作為化學(xué)工程與工藝專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)中化學(xué)工程與技術(shù)類知識(shí)的核心課程，課程的根本任務(wù)就是利用熱力學(xué)第一、第二定律給出物質(zhì)和能量的最大利用極限，有效地降低生產(chǎn)能耗，減少污染，從而在本質(zhì)上指導(dǎo)如何減緩熵增的速度[13]，提高資源和能源利用效率。傳統(tǒng)上由此可將教學(xué)內(nèi)容分為兩個(gè)模塊：流體的p-V-T關(guān)系、純流體的熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算、流體混合物的熱力學(xué)性質(zhì)和相平衡作為實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的最大利用極限的相平衡模塊；化工過程的能量分析、蒸汽動(dòng)力循環(huán)與制冷循環(huán)作為實(shí)現(xiàn)能量最大利用極限的化工過程能量分析模塊。兩個(gè)模塊既有區(qū)別又有聯(lián)系，相平衡模塊中的流體的p-V-T關(guān)系、純流體的熱力學(xué)性質(zhì)是能量分析模塊的基礎(chǔ)，具體也體現(xiàn)在課程目標(biāo)中。課程目標(biāo)3和課程目標(biāo)4同時(shí)關(guān)聯(lián)了相平衡和化工過程的能量分析。顯然僅僅只有這些教學(xué)內(nèi)容無法實(shí)現(xiàn)思政元素融合，也無法完整地實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)，因此需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重塑，融合思政元素。圖2給出了完整的教學(xué)內(nèi)容與課程目標(biāo)間的關(guān)系，圖中打勾的內(nèi)容為新加入的教學(xué)內(nèi)容。

圖2 教學(xué)內(nèi)容與課程目標(biāo)間的關(guān)系

3 教學(xué)方法與實(shí)施

作為實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)的橋梁，教學(xué)方法是不可或缺的。沒有恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法就不會(huì)有良好的教學(xué)效果，也無法實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)。融入思政元素的“化工熱力學(xué)”教學(xué)方法的主旨思想是以學(xué)生為中心，講授法為主，輔助其他教學(xué)方法。雖然傳統(tǒng)的講授法近幾年仿佛成了過街老鼠，人人喊打、人人生厭，但教師全方位地將教學(xué)內(nèi)容以講授的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，是較便捷與合理的教學(xué)方法，同時(shí)講授法也可以和其他的教學(xué)方法結(jié)合[14]，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)方法。有研究表明教師講授是未來仍將繼續(xù)存在的教學(xué)方式[15]。教師講授有助于學(xué)生在通識(shí)課程中的深度學(xué)習(xí)[16]?！盎崃W(xué)”作為專業(yè)基礎(chǔ)課，通過教師對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的講解，可以使學(xué)生較快地了解框架和脈絡(luò)，為學(xué)生深度學(xué)習(xí)提供基礎(chǔ)。當(dāng)然有效的教學(xué)方法一定不是單一的，教師講授必須與其他教學(xué)方法相結(jié)合才能達(dá)到良好的教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)。其他輔助的教學(xué)方法有啟發(fā)式教學(xué)、案例教學(xué)等。下面介紹如何將上述教學(xué)方法實(shí)施于融合思政元素的“化工熱力學(xué)”教學(xué)中，以達(dá)到良好的教學(xué)效果。

3.1 教師講授結(jié)合啟發(fā)式教學(xué)

啟發(fā)式教學(xué)以教師提出問題為依托，要求教師在教學(xué)過程中發(fā)揮主導(dǎo)作用，充當(dāng)設(shè)計(jì)者、主持者、教練者和合作者的角色。緒論的講解中，先讓同學(xué)們看課本的目錄，提出哪些物理量是物理化學(xué)接觸過的，引導(dǎo)學(xué)生用已有的知識(shí)建立本門課程與物理化學(xué)課程的聯(lián)系，再通過講授讓學(xué)生對(duì)化工熱力學(xué)這門課的研究對(duì)象與研究方法有所了解，接著提問物理化學(xué)與化工熱力學(xué)課程的區(qū)別是什么。進(jìn)一步讓學(xué)生主動(dòng)思考化工熱力學(xué)的研究對(duì)象，最后通過多媒體給出化工專業(yè)的知識(shí)框架，即化工熱力學(xué)和其它化學(xué)工程分支學(xué)科間的關(guān)系，融入哲學(xué)思想： “合抱之木,生于毫末；九層之臺(tái),起于累土；千里之行,始于足下?！薄独献印?；“量變產(chǎn)生質(zhì)變”——馬克思主義哲學(xué)。鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)好每一門課程，走好每一步，成為合格的化學(xué)工程師。在流體熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算的講解中，啟發(fā)學(xué)生思考兩個(gè)問題:麥克斯韋關(guān)系式的作用是什么？剩余性質(zhì)的作用是什么？再融入哲學(xué)思想：“天下難事必作于易，天下大事必作于細(xì)?！薄独献印?，讓學(xué)生明了化工熱力學(xué)處理問題的方法是由簡單模型入手再進(jìn)行校正，以解決實(shí)際問題，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考其他問題的處理是否也可用該方法。在有關(guān)熱力學(xué)圖表的講解中，給出問題：同一狀態(tài)的水蒸氣查閱不同的水蒸氣表會(huì)不會(huì)有不同的焓值？引導(dǎo)學(xué)生思考如何避免由于參比態(tài)選取不同而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不一致。融入思政元素：工程規(guī)范及工匠精神，使得學(xué)生意識(shí)到作為未來的化學(xué)工程師在進(jìn)行計(jì)算時(shí)一定要嚴(yán)謹(jǐn)，所用的公式及圖表數(shù)據(jù)要規(guī)范，注意使用的范圍，切不可拿來就用。在講解化工過程的能量分析中，由實(shí)例甲醇廠的蒸汽動(dòng)力循環(huán)提出兩個(gè)問題：第一個(gè)問題：通過甲醇生產(chǎn)中的蒸汽動(dòng)力循環(huán)，我們達(dá)到了什么目的？第二個(gè)問題：如何實(shí)現(xiàn)蒸汽動(dòng)力循環(huán)？由第一個(gè)問題引出節(jié)能概念，再由節(jié)能概念這個(gè)點(diǎn)到國家有關(guān)節(jié)能政策出臺(tái)的時(shí)間線，然后引出社會(huì)主義核心價(jià)值觀的法治這個(gè)點(diǎn)，再到社會(huì)主義核心價(jià)值觀這個(gè)面，最后由社會(huì)主義核心價(jià)值觀中的敬業(yè)這點(diǎn)聯(lián)系到學(xué)業(yè)，回到甲醇廠的蒸汽動(dòng)力循環(huán)提出的第二個(gè)問題，引出化工過程的能量分析內(nèi)容。在講解蒸汽動(dòng)力循環(huán)時(shí)提出卡諾正循環(huán)、理想朗肯循環(huán)和實(shí)際朗肯循環(huán)的區(qū)別問題，引申出熱機(jī)的發(fā)展歷程：從實(shí)踐到理論，再由理論到實(shí)踐的哲學(xué)原理，以及事物兩面性——對(duì)立與統(tǒng)一。

3.2 教師講授結(jié)合案例教學(xué)

案例教學(xué)多應(yīng)用于管理、金融、法律等學(xué)科，在研究生教學(xué)過程中應(yīng)用更廣泛。夏淑倩等[17]以芳烴抽提工藝為案例，建立化工熱力學(xué)相平衡工程案例，用于工程專業(yè)學(xué)位碩士研究生的“化工熱力學(xué)”課程教學(xué)。本科生教學(xué)中教師如何根據(jù)課程目標(biāo)和內(nèi)容要求給出合適的案例尤為重要。案例既要考慮學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備又要注意不能過于簡單，這樣才能讓學(xué)生置身于案例情景中，去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。在案例教學(xué)中，教師除了選擇合適案例外，還要與學(xué)生充分互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)對(duì)影響問題的各種因素進(jìn)行分析，以影響問題的關(guān)鍵因素為抓手，對(duì)各種可能性都進(jìn)行充分的推論，給出多種解決方案，再進(jìn)行對(duì)比分析，優(yōu)選出一種解決方案。案例教學(xué)更適用于相平衡和化工能量分析，這兩部分內(nèi)容屬于學(xué)生掌握了熱力學(xué)原理、狀態(tài)方程以及活度系數(shù)模型后的應(yīng)用部分，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，工程案例相對(duì)較豐富。課前通過雨課堂發(fā)布案例及相關(guān)學(xué)習(xí)視頻，學(xué)生需要結(jié)合案例查閱資料，對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生將分析案例中遇到的問題發(fā)布在雨課堂討論區(qū)，供教師和學(xué)生們共同探討。課堂上側(cè)重于引導(dǎo)學(xué)生討論、研究和探索，并且進(jìn)行歸納和總結(jié)。在歸納總結(jié)時(shí)融入思政元素，如哲學(xué)原理：事物兩面性——對(duì)立與統(tǒng)一，并樹立學(xué)生的節(jié)能環(huán)保意識(shí)，激發(fā)學(xué)生的家國情懷、責(zé)任擔(dān)當(dāng)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用、勇于創(chuàng)新的能力。

學(xué)科前沿，包括狀態(tài)方程、活度系數(shù)與組成、相平衡及熱力學(xué)第一、二定律的新的發(fā)展情況都可作為思政元素。通過啟發(fā)式或者小案例教學(xué)方式進(jìn)行，有助于學(xué)生樹立正確的科研觀，培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新的精神。名人故事則可在課程進(jìn)行中穿插介紹，引導(dǎo)學(xué)生思考名人的科研精神及素養(yǎng)是如何形成的。

4 教學(xué)評(píng)價(jià)體系

持續(xù)改進(jìn)作為工程認(rèn)證的核心理念之一，其依據(jù)為合理的評(píng)價(jià)體系。合理的評(píng)價(jià)體系一定是形成性的。只有形成性評(píng)價(jià)才能更好地實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)。“及時(shí)反饋”作為形成性評(píng)價(jià)的重要特征，在本課程中體現(xiàn)在以下方面：課前通過雨課堂平臺(tái)發(fā)布預(yù)習(xí)資料，包括預(yù)習(xí)內(nèi)容及預(yù)習(xí)測(cè)試，及時(shí)了解學(xué)生前序課程掌握情況以便調(diào)整教學(xué)進(jìn)度；課中針對(duì)學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)掌握的知識(shí)、能力通過雨課堂平臺(tái)進(jìn)行隨堂測(cè)試，及時(shí)根據(jù)測(cè)試情況進(jìn)行改進(jìn)；課后布置相關(guān)作業(yè)對(duì)知識(shí)能力素質(zhì)及時(shí)進(jìn)行鞏固；模塊教學(xué)后進(jìn)行單元測(cè)試及時(shí)掌握學(xué)生對(duì)各個(gè)模塊的掌握情況；期末進(jìn)行期末測(cè)試評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)整個(gè)課程的掌握情況。除了通過不同維度的測(cè)試和作業(yè)外，還通過調(diào)查問卷和隨機(jī)訪談及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。認(rèn)識(shí)到不足，不論是學(xué)生的學(xué)還是教師的教都需進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。思政元素的考核滲透于評(píng)價(jià)的各部分，重點(diǎn)體現(xiàn)在調(diào)查問卷和隨機(jī)訪談中。鑒于課程目標(biāo)是思政與專業(yè)知識(shí)的有機(jī)統(tǒng)一體，評(píng)價(jià)體系中加入學(xué)生評(píng)教、教師自評(píng)和同行評(píng)價(jià)[18]，全面了解教學(xué)效果，以便更好地進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

5 結(jié)束語

采用上述的教學(xué)模式進(jìn)行了兩輪“化工熱力學(xué)”課程教學(xué)實(shí)踐。實(shí)踐中依托雨課堂在線平臺(tái)整合各類教學(xué)資源，最終將思政元素以潤物細(xì)無聲的方式融合于教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。對(duì)比兩輪評(píng)價(jià)結(jié)果，第二輪的結(jié)果更好，這源于對(duì)思政元素的融入方式進(jìn)行了持續(xù)改進(jìn)，從較為生硬的融入方式逐步改進(jìn)為切入點(diǎn)更加貼切的融入方式。通過實(shí)踐表明，課程的教學(xué)模式可有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，對(duì)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)和思政素養(yǎng)的提高有良好的效果。