“化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”課程思政建設(shè)的探索與實(shí)踐

董俊華 張偉 高炳軍

［摘 要］ “化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”是高?；ゎ悓I(yè)的主干課程之一，肩負(fù)著思政育人的重任。結(jié)合課程內(nèi)容深入挖掘了該課程的思政元素，凝練了思政育人目標(biāo)，探討了課程思政具體實(shí)施的方法和途徑，并嘗試把課程思政融入考評(píng)體系中，將課程教學(xué)效果評(píng)價(jià)與愛國情懷、安全意識(shí)和時(shí)代使命感等思政元素結(jié)合起來。教學(xué)實(shí)踐證明，思政元素與教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)融合，不僅實(shí)現(xiàn)了課程的育人目標(biāo)，還提高了專業(yè)教學(xué)效果。

［關(guān)鍵詞］ 課程思政；思政元素；化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)

［基金項(xiàng)目］ 2021年度河北工業(yè)大學(xué)本科教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐重點(diǎn)項(xiàng)目“化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程思政建設(shè)的探索與實(shí)踐”；2021—2022年河北省高等教育教學(xué)改革研究與實(shí)踐項(xiàng)目“新工科背景下基于數(shù)字孿生技術(shù)的過程裝備與控制工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)開發(fā)與實(shí)踐”（2021GJJG033）

［作者簡介］ 董俊華（1978—），女，吉林大安人，博士，河北工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院講師，主要從事壓力容器及管道強(qiáng)度分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究。

［中圖分類號(hào)］ G641［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2023）21-0099-04［收稿日期］ 2022-08-22

化學(xué)工業(yè)以工藝為先導(dǎo)，以設(shè)備為保障。“化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”是高?；ゎ悓I(yè)開設(shè)的唯一一門綜合性的機(jī)械類課程，許多院校將其列為化學(xué)工程與工藝、應(yīng)用化學(xué)等專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課?！盎ぴO(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”課程的教學(xué)內(nèi)容分為工程力學(xué)基礎(chǔ)、壓力容器和典型化工設(shè)備三部分［1］。教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生具備解決復(fù)雜化學(xué)工程問題所需的機(jī)械方面基礎(chǔ)知識(shí)，初步具備能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)壓力容器和化工設(shè)備進(jìn)行選材、設(shè)計(jì)和管理使用的能力。

“化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”課程有其自身特色，涉及力學(xué)、機(jī)械、化工、材料和制造等多學(xué)科的內(nèi)容，課程內(nèi)容豐富，思政元素較多；研究對(duì)象是壓力容器和化工設(shè)備，這些均屬于特種設(shè)備，一旦失效會(huì)對(duì)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人民健康產(chǎn)生極大影響，所以對(duì)操作人員安全意識(shí)、敬業(yè)精神和社會(huì)責(zé)任感提出了更高的要求；同時(shí)其也是一門理論聯(lián)系實(shí)際的課程，工程實(shí)踐性強(qiáng)，所以更適合挖掘與生產(chǎn)實(shí)際密切聯(lián)系的工程案例作為思政切入點(diǎn)［2-4］。因此，深入研究本課程的思政元素和思政目標(biāo)，精心設(shè)計(jì)課程思政教學(xué)的實(shí)施，把價(jià)值觀引導(dǎo)有機(jī)融入知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)中，可以更好地發(fā)揮本門課程立德樹人的功能。

一、課程思政育人元素的挖掘

在課程思政建設(shè)過程中，課程思政育人元素的挖掘是第一環(huán)節(jié)，我們緊密結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，梳理出的思政元素主要有以下幾點(diǎn)。

（一）愛國情懷

在力學(xué)部分，講解材料性能時(shí)給出趙州橋和安瀾索橋的圖片，啟發(fā)學(xué)生思考為什么趙州橋（石材）是拱形的，而安瀾索橋是吊橋，從而讓學(xué)生理解韌性材料和脆性材料力學(xué)性能的不同；講解彈性變形時(shí)，引出比胡克定律早1 500多年的東漢時(shí)期鄭玄對(duì)彈性規(guī)律的描述；介紹梁的合理截面時(shí)，讓學(xué)生分析討論矩形截面梁取1.5的高度比是否合理，最后給出答案并說明這是由我國宋代工匠李誡提出來的［5］。通過這些案例，讓學(xué)生體會(huì)我國古代人民的智慧，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感。

討論如何提高梁彎曲的強(qiáng)度時(shí)，可播放一段我國高鐵軌道橋梁鋪設(shè)的錄像，讓學(xué)生分析高鐵軌道橋梁為何這樣鋪設(shè)，并引出中國高鐵發(fā)展現(xiàn)狀；由于半潛式鉆井平臺(tái)“藍(lán)鯨二號(hào)”的轉(zhuǎn)軸發(fā)生的變形主要是扭轉(zhuǎn)變形，因此可以將其作為扭轉(zhuǎn)變形的實(shí)例引入，并介紹“藍(lán)鯨二號(hào)”實(shí)現(xiàn)了哪些突破和重要作用，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)祖國快速發(fā)展的自豪感，深植愛國情懷［6］。

（二）辯證唯物主義思維

梁的彎曲應(yīng)力分布規(guī)律最早是由伽利略提出的，他認(rèn)為彎曲正應(yīng)力是均勻分布的，但這個(gè)主張是錯(cuò)誤的，后來經(jīng)過多人研究，143年后才形成正確的結(jié)論。利用這個(gè)案例可引導(dǎo)學(xué)生不迷信權(quán)威，應(yīng)有思辨能力［6］。通過力學(xué)中的“剛體”和小變形假設(shè)、細(xì)長梁剪切彎曲中的正應(yīng)力和剪應(yīng)力等體現(xiàn)主要矛盾與次要矛盾的辯證規(guī)律［5］，通過材料強(qiáng)度和韌性的矛盾和統(tǒng)一性，讓學(xué)生了解事物的辯證關(guān)系，學(xué)會(huì)多角度思考問題。

（三）安全意識(shí)

在講授法蘭連接部分時(shí)會(huì)介紹法蘭連接的結(jié)構(gòu)和選用，以此告訴學(xué)生雖然小小的墊片看似微不足道，但作為密封元件，會(huì)直接影響法蘭密封效果，如果墊片貼合不嚴(yán)，可能會(huì)因介質(zhì)泄漏而引發(fā)中毒、火災(zāi)、爆炸等災(zāi)難性事故。此時(shí)可引入大連某石化企業(yè)因換熱器管箱法蘭檢修更換的墊片不符合設(shè)計(jì)要求且安裝不正確而造成原油泄漏并引發(fā)大火的事故，明確提出化工行業(yè)中安全無小事，學(xué)生應(yīng)該樹立安全意識(shí)，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感，積極學(xué)好專業(yè)課程，為自覺成為一名合格的化工人而努力。

介紹壓力容器焊接結(jié)構(gòu)時(shí)，以福建某PX項(xiàng)目因管道焊接質(zhì)量不良而引發(fā)燃爆事故為例，強(qiáng)調(diào)焊接結(jié)構(gòu)是壓力容器上強(qiáng)度較弱的環(huán)節(jié)，應(yīng)予以重視。并說明這次事故與崗位責(zé)任不到位、缺乏安全生產(chǎn)意識(shí)有直接關(guān)系，因?yàn)榻?jīng)過嚴(yán)格流程的化工生產(chǎn)不會(huì)輕易出現(xiàn)焊縫開裂閃燃的情況［7］。

介紹第15章壓力容器的監(jiān)察管理時(shí)，為了說明定期檢驗(yàn)的重要性，引入重慶某化工廠氯氣泄漏爆炸事故作為反面教材。雖然該事故是由氯冷凝器腐蝕穿孔引起的，但是設(shè)備老化、檢測檢驗(yàn)不規(guī)范也是事故發(fā)生的重要原因［8］。通過播放該事故搶險(xiǎn)紀(jì)錄片，讓學(xué)生看到驚心動(dòng)魄的現(xiàn)場處理過程，并深切感受到該事故的嚴(yán)重后果，從而讓學(xué)生意識(shí)到化工生產(chǎn)要時(shí)刻繃緊安全這根弦，必須嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行化工設(shè)備的操作和檢驗(yàn)，否則后患無窮。

（四）法治意識(shí)

講解壓力容器和化工設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，介紹國內(nèi)化工設(shè)備及壓力容器涉及的法律、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)本行業(yè)相關(guān)政策、法規(guī)的理解，讓其明白工程師必須遵守的底線，了解保證安全生產(chǎn)的基本規(guī)定。另外，可引入一些反面案例，例如，某化工企業(yè)長期違法貯存廢料，因自燃引發(fā)爆炸；某石油化工有限公司違規(guī)設(shè)計(jì)、違規(guī)制造氣體分餾裝置，使用6年后發(fā)生爆炸，造成4人死亡。這些事故的發(fā)生都是安全生產(chǎn)法規(guī)在企業(yè)中沒有很好地落實(shí)、與相關(guān)主體責(zé)任人法律意識(shí)淡薄甚至知法犯法有關(guān)。通過正反兩方面介紹，讓學(xué)生意識(shí)到嚴(yán)格遵守安全生產(chǎn)規(guī)定的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的法治意識(shí)。

（五）職業(yè)素養(yǎng)

內(nèi)壓容器殼體壁厚的確定，需要考慮安全性和經(jīng)濟(jì)性。讓學(xué)生討論當(dāng)兩者不能兼顧時(shí)應(yīng)如何取舍，從而讓學(xué)生思考合格的工程師應(yīng)具有哪些工程倫理和職業(yè)素養(yǎng)。

環(huán)保意識(shí)是工程師的基本素養(yǎng)。特別是化工行業(yè)污染嚴(yán)重，綠色化工和環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)很重要。介紹金屬材料的腐蝕時(shí)，可以引入點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐蝕、晶間腐蝕等引發(fā)的有毒有害介質(zhì)的泄漏事故。通過列數(shù)據(jù)和展示圖片的方法，讓學(xué)生意識(shí)到化工污染物的危險(xiǎn)性，樹立綠色發(fā)展的環(huán)保理念，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。

（六）科技強(qiáng)國的信心

在材料部分介紹鋼材的種類時(shí)，可講授特殊性能鋼，如航母用特種鋼和航母甲板鋼，這類鋼材具有普通鋼材沒有的特點(diǎn)。通過播放視頻讓學(xué)生了解這兩類鋼的性能要求和制造難度，以及我國科技人員如何通過艱苦奮斗，克服重重困難，解決“卡脖子”技術(shù)難題，才使我國成為繼美國、俄羅斯之后第三個(gè)可以自主研制和生產(chǎn)航母全部用鋼的國家［9］。

在介紹化工設(shè)備中的塔設(shè)備時(shí)，引入2007年我國自主研發(fā)的大型塔設(shè)備，“亞洲第一塔”—年產(chǎn)46萬噸煤基烯烴項(xiàng)目中的C3分離塔，該塔不僅在當(dāng)時(shí)創(chuàng)造了多項(xiàng)國內(nèi)第一，在亞洲同行業(yè)內(nèi)也屬首創(chuàng)。經(jīng)過不斷發(fā)展，目前我國大型塔器技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了全球領(lǐng)先水平，在塔制造領(lǐng)域，我們可以自豪地說“中國制造”［10］。

在反應(yīng)設(shè)備章節(jié)中，結(jié)合加氫反應(yīng)器介紹反應(yīng)設(shè)備的工作原理和結(jié)構(gòu)，同時(shí)展開說明在石油資源日益萎縮、原油品質(zhì)不斷劣化的壓力下研發(fā)大型化、高參數(shù)加氫反應(yīng)器的戰(zhàn)略意義，從而引出2018年我國自主研發(fā)的、目前全球最大的石化技術(shù)裝備——鎮(zhèn)海沸騰床渣油鍛焊加氫反應(yīng)器。除此以外，通過播放視頻，讓學(xué)生了解我國2020年研制出全球首臺(tái)3 000噸超級(jí)漿態(tài)床鍛焊加氫反應(yīng)器，標(biāo)志著我國超大噸位石化裝備現(xiàn)場制造技術(shù)再次領(lǐng)跑國際。

緊密結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，將這些“大國重器”引入課堂，讓學(xué)生了解我國科技日新月異的發(fā)展及我國科技工作者吃苦耐勞、拼搏向上的精神，從而激發(fā)學(xué)生的時(shí)代使命感，使其樹立發(fā)憤圖強(qiáng)、報(bào)效祖國，書寫我國科技強(qiáng)國新篇章的信心。

二、篩選主要育人元素，凝練思政教育目標(biāo)

雖然“化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)”可挖掘的思政元素很多，但思政元素過多地、零散地引入課堂，重點(diǎn)不突出可能引起學(xué)生反感，因此要對(duì)思政元素進(jìn)行選取。選取的方法是先根據(jù)挖掘出的思政元素凝練思政育人目標(biāo)，然后將與育人目標(biāo)匹配的思政元素進(jìn)行詳細(xì)的思政案例設(shè)計(jì)，將思政元素潤物無聲地融入課程。而與教育目標(biāo)脫嵌的思政元素則應(yīng)舍棄或者簡單地一帶而過。

課程中有關(guān)愛國情懷的素材較多，而且高校要培養(yǎng)的是熱愛祖國的優(yōu)秀人才，所以把深植愛國情懷、提升民族自豪感作為首要的思政育人目標(biāo)。

石化工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，但化工設(shè)備若在操作過程中存在泄漏、開裂等失效情況，不僅會(huì)影響生產(chǎn)，甚至有可能造成人員傷亡和環(huán)境污染。這就要求化工從業(yè)人員必須有強(qiáng)烈的安全意識(shí)和高度的社會(huì)責(zé)任感，堅(jiān)守本職崗位，遵章作業(yè)。結(jié)合工程事故案例，使學(xué)生樹立安全意識(shí)，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感，這是本門課程的重要育人目標(biāo)。

我國科技工作者突破各種技術(shù)封鎖，通過自主研發(fā)，各種“大國重器”不斷涌現(xiàn)。課程中引入這些大國重器，不僅使學(xué)生受到精神上的震撼，激發(fā)學(xué)生科技強(qiáng)國的信心，還能引導(dǎo)學(xué)生勇敢地肩負(fù)起時(shí)代賦予的光榮使命，加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，為建設(shè)祖國做好知識(shí)儲(chǔ)備。因此增強(qiáng)科技強(qiáng)國信心、激發(fā)時(shí)代使命感是本門課程的核心育人目標(biāo)。

三、課程思政實(shí)施的方法和途徑

思政教育忌生搬硬套、枯燥說教，教師應(yīng)精心設(shè)計(jì)，巧妙地將思政元素與教學(xué)內(nèi)容結(jié)合，找到合適的教學(xué)切入點(diǎn)，并采用不同的方式引入課程，實(shí)現(xiàn)專業(yè)教學(xué)目標(biāo)和思政育人目標(biāo)的緊密結(jié)合。

上課前通過雨課堂發(fā)布課程預(yù)習(xí)內(nèi)容和與思政教育相關(guān)的資料，預(yù)習(xí)內(nèi)容包括本課主要內(nèi)容提要、學(xué)習(xí)目標(biāo)和要求、PPT課件等；與思政教育相關(guān)的資料包括視頻、圖片、論文和資料鏈接等。并鼓勵(lì)學(xué)生提前查閱資料，有目的地引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。授課過程中，思政案例可以采用問題式教學(xué)啟發(fā)學(xué)生思考，可以開門見山直奔主題，還可以組織學(xué)生一起討論，讓思政教育真正入耳入眼、入腦入心。課后布置作業(yè)進(jìn)行持續(xù)強(qiáng)化。作業(yè)可以是心得體會(huì)、調(diào)研報(bào)告、主題幻燈片等。學(xué)生在搜索、閱讀和整理相關(guān)文獻(xiàn)資料的拓展學(xué)習(xí)中，潛移默化地實(shí)現(xiàn)思政教學(xué)效果的內(nèi)化。

四、課程思政育人效果的評(píng)價(jià)

課程思政除了要融入教學(xué)設(shè)計(jì)方案，還要納入考評(píng)體系。課程的考核包含知識(shí)、能力和價(jià)值觀的考核，分別與專業(yè)教學(xué)目標(biāo)和思政育人目標(biāo)對(duì)應(yīng)，體現(xiàn)學(xué)生的綜合素質(zhì)。

考核形式分為過程考核與結(jié)果考核。過程考核包括網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上的學(xué)習(xí)、課堂討論、報(bào)告、作業(yè)和自評(píng)等，結(jié)果考核以期末考試為主。過程考核和結(jié)果考核均包括專業(yè)知識(shí)和思政育人兩方面。通過各章節(jié)作業(yè)、課堂問答、章節(jié)小測驗(yàn)、期末試卷等進(jìn)行專業(yè)知識(shí)的考核，考查專業(yè)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況。平時(shí)課堂表現(xiàn)、視頻觀看情況、報(bào)告和互評(píng)分?jǐn)?shù)可以作為思政目標(biāo)達(dá)成度的主要考核依據(jù)。

此外，在期末試卷中也可以加入適當(dāng)比例的思政主觀題目，將此類題目與知識(shí)點(diǎn)考題融合。例如，題目中可以給出某化工設(shè)備因腐蝕和人為失誤導(dǎo)致的爆炸事故的背景材料，讓學(xué)生分析設(shè)備失效的直接原因及預(yù)防措施，考查學(xué)生對(duì)材料防腐知識(shí)的掌握情況及運(yùn)用知識(shí)分析問題、解決問題的能力。然后讓學(xué)生闡明事故中的人為原因有哪些（如未按規(guī)定進(jìn)行設(shè)備的定期檢驗(yàn)、操作不當(dāng)?shù)龋?，以及可以從該事故中吸取哪些?jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，將考題向思政育人方面延伸。

五、課程思政的實(shí)踐與反饋

通過一學(xué)期的課程思政教學(xué)改革實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)融入思政元素后，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的深刻理解，并讓教學(xué)內(nèi)容變得更加生動(dòng)有趣，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。課堂上學(xué)生參與互動(dòng)的積極性明顯提高，大多數(shù)學(xué)生能認(rèn)真觀看視頻、主題幻燈片，積極發(fā)表見解；課前學(xué)生能按要求完成預(yù)習(xí)任務(wù)，課后能主動(dòng)完成作業(yè)、查閱文獻(xiàn)和完成報(bào)告；學(xué)生的總體成績明顯提高，課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度達(dá)到90%以上。

同時(shí)，課程思政育人的效果較好。通過課堂上教師的講述、觀看紀(jì)錄片、討論互動(dòng)、查閱文獻(xiàn)、撰寫小報(bào)告等感染和觸動(dòng)學(xué)生。從課堂表現(xiàn)、小報(bào)告、主題匯報(bào)和試卷考題上能看出學(xué)生明白了化工設(shè)備與國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境、人民健康的關(guān)系，意識(shí)到了化工從業(yè)人員肩負(fù)的重任，在為祖國快速發(fā)展深感自豪的同時(shí)具有了“強(qiáng)國有我”的奮斗決心和不負(fù)青春、砥礪前行的豪情。

（課題組成員：董俊華、張偉、高炳軍、余雛麟、魏峰）

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Exploration and Practice of Curriculum Ideology and Politics Construction in Mechanical Basis of Chemical Equipment Course

DONG Jun-hua， ZHANG Wei， GAO Bing-jun

（School of Chemical Engineering and Technology， Hebei University of Technology，

Tianjin 300130， ?China）

Abstract： Mechanical basis of chemical equipment is one of the main courses of chemical engineering major in colleges and universities， which is responsible for ideological and political education. Combined with the course content， the ideological and political education elements of the course are deeply explored， then on this basis， ideological and political education goals are condensed. The concrete implementation methods and ways of curriculum ideology and politics are discussed and ideological and political education is integrated into the teaching evaluation system to combine ideological and political elements such as patriotism， safety awareness and a sense of mission for the times with the evaluation of the teaching effect. Teaching practice has proved that the organic integration of ideological and political elements with teaching content not only achieves the goal of ideological and political education， but also improves the professional teaching effect. It is expected that the method proposed in this paper can provide reference for similar courses.

Key words： curriculum ideology and politics; ideologies and political elements; mechanical basis of chemical equipment