化工類專業(yè)課程思政體系的設計、構建與實踐

［摘 要］在當前國內工科類高校推進新工科建設、工程教育專業(yè)認證、“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”實施的關鍵時期，課程思政建設要與專業(yè)建設、人才培養(yǎng)深度融合，顯性教育與隱性教育也需齊抓共管。文章以化工過程分析與合成課程為例，分析了課程思政體系設計的總體思路，介紹了課程思政體系的構建方式與實施措施，展示了課程思政教學實踐的基本狀況及成效，凝練了課程思政體系的特色。文章認為化工類專業(yè)課程思政需與當前我國“雙碳”發(fā)展背景下能源化工行業(yè)的低碳發(fā)展轉型相結合，應構建基于愛國主義與家國情懷、唯物辯證法、科學世界觀與方法論、先進人物典型事跡與榜樣力量等多方位、全面而綜合的課程思政育人體系。

［關鍵詞］化工類專業(yè)；化工過程分析與合成；課程思政；思政育人

［中圖分類號］G641 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2024）22-0076-06

國內工科類高校近年來推進新工科建設、工程教育專業(yè)認證、“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”實施已進入關鍵時期。如何以此為契機，進一步強化工科教育的高質量、內涵式發(fā)展，是高校工科專業(yè)課程任課教師需要重點考慮的問題之一[1-3]?？茖W的課程體系是支撐工科專業(yè)高質量建設的重要抓手，而將思政元素融入課程體系對于提升課程教學效果，進而達成課程目標、支撐畢業(yè)要求、實現(xiàn)培養(yǎng)目標，從而為國家輸送合格的工程技術人才，發(fā)揮著同頻共振、協(xié)同育人的重要作用[4]。課程思政建設要緊緊圍繞全面提升人才培養(yǎng)能力這個核心點，在全國所有高校、所有學科專業(yè)全面推進[5]；各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應[6]。

化學工業(yè)是國民經濟與社會發(fā)展的重要支柱產業(yè)之一，能源化工行業(yè)的綠色高效低碳轉型與高質量發(fā)展是我國實現(xiàn)“雙碳”目標的重要組成部分，因此，支撐化學工業(yè)發(fā)展的化工學科在工科教育中占據(jù)重要地位。我國化工類專業(yè)包括化學工程與工藝、能源化學工程、資源循環(huán)科學與工程、化學工程與工業(yè)生物工程、化工安全工程、涂料工程、精細化工7個專業(yè)。截至2022年，全國化工類專業(yè)布點共計517個[7]，并且約有1/3的工程技術人才的培養(yǎng)需要化工及相關學科的支撐[8]。西安石油大學（下文簡稱我校）化學工程與工藝專業(yè)辦學歷史悠久，學科沉淀深厚，起源于1958年成立的石油煉制專業(yè)，1996年獲應用化學碩士學位授予權，2011年獲化學工程與技術一級學科碩士學位授權點并具備免試推薦碩士研究生入學資格，2014年獲批教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”和陜西省“專業(yè)綜合改革試點”立項，2017年獲批陜西省“一流專業(yè)”建設立項，2019年通過工程教育專業(yè)認證，2020年獲批國家“一流專業(yè)”建設點，2021年獲批第二學士學位專業(yè)。

我?；ゎ悓I(yè)的知識結構框架已構建并融合了全面系統(tǒng)的課程思政育人體系，專業(yè)體系內的每門課程均已實施課程思政教學，真正落實推動思政教學改革創(chuàng)新。我們化工類專業(yè)課教師將思政教育與專業(yè)教育深度融合，為能源與化工領域新質生產力的發(fā)展培育高素質專業(yè)復合型人才，推動我國能源化工行業(yè)的高質量發(fā)展。本文將以化工過程分析與合成課程為例，介紹我校在專業(yè)課程教學中融入思政教育的具體舉措，以實現(xiàn)顯性教育與隱性教育齊抓共管以及價值引領、知識傳授和能力培養(yǎng)緊密結合，探索培養(yǎng)工具理性與價值理性相統(tǒng)一的新時代化學工程師。

一、課程簡介及基本內容

化學工程與工藝專業(yè)的主干專業(yè)課程體系是基于“三傳一反”+“熱力學”的邏輯設置的（如圖1所示），其中化工過程分析與合成課程占據(jù)重要位置，是化工工藝學的主要前修課程，是實現(xiàn)將原料加工為化工產品這一目標的關鍵媒介。

化工過程分析與合成是系統(tǒng)工程方法應用于化工過程所形成的一門具有交叉學科性質的課程 [9]，如圖2所示。本門課程的主要任務是引導學生以全局觀為指導，用定性和定量相結合的方法，從技術、經濟等角度，對化工系統(tǒng)實施模擬、分析、綜合和優(yōu)化，鍛煉學生運用計算機技術并借助化工計算軟件、化工模擬軟件解決化工過程實際問題的能力[10]。通過課程學習，學生要掌握化工過程分析即模型建立、求解及優(yōu)化的基本方法；掌握化工過程合成即包括反應序列、分離序列、換熱網(wǎng)絡等系統(tǒng)的集成優(yōu)化原理和方法，為化工系統(tǒng)工程領域研究的深化及實際化工過程復雜問題的解決奠定基礎。

二、課程思政體系設計思路

課程思政體系的設計需結合學校辦學定位、專業(yè)特色和人才培養(yǎng)要求，準確把握課程思政建設方向和重點，科學設計課程思政建設目標，優(yōu)化課程思政內容供給，將價值引領、知識傳授和能力培養(yǎng)緊密融合。

我校是我國西部地區(qū)唯一一所以石油石化為特色的多科性普通高等學校，其化工類專業(yè)具有石油天然氣特色，致力于培養(yǎng)能夠在能源、化工等領域特別是石油化工行業(yè)具有開拓創(chuàng)新意識和國際視野的高素質復合型工程技術人才。在“雙碳”發(fā)展背景下，國家對能源化工行業(yè)的綠色低碳發(fā)展作了頂層設計與規(guī)劃，要求以能源綠色發(fā)展為關鍵，推動經濟社會發(fā)展全面綠色轉型：以保供應為基本要求，以調整能源結構為關鍵手段，以提能效為優(yōu)先舉措，以CCUS為兜底保障[11]（見圖3）。

基于我校顯著的辦學特色及深厚的能源化工底蘊，我們的化工過程分析與合成課程致力于解決能源化工系統(tǒng)的優(yōu)化問題，圍繞節(jié)能降耗減排，助力“雙碳”目標的實現(xiàn)。實現(xiàn)“碳中和”客觀上要求傳統(tǒng)化石能源逐步退出歷史舞臺，但前提是新型能源體系得到逐步確立與蓬勃發(fā)展，因而是一個相對長期的歷史過程。此外，CCUS技術的成熟與真正實現(xiàn)商業(yè)化運行也尚需時日，而對能源化工存量進行提質增效是當下便可立即著手實施的。因此，與提能效相契合的課程知識體系，是我?；み^程分析與合成課程思政建設的主要依據(jù)與基本方向。

因此，本課程將聚焦能源化工行業(yè)提能增效，通過對課程內容進行重構，設計與優(yōu)化課程思政體系，激勵年輕學子“想國家之所想，急國家之所急，應國家之所需”，忌空談愛國，應實干興邦，實施價值塑造。同時在知識傳授和能力培養(yǎng)方面，以產出導向引導學生從學好課程內容入手，掌握知識，培養(yǎng)能力，增強素質，并逐步形成解決能源化工系統(tǒng)復雜工程問題的能力，為我國能源化工領域新質生產力的發(fā)展與提升打好基礎，并為將來推動行業(yè)的節(jié)能降耗減排與高質量發(fā)展作貢獻。

三、課程思政體系構建

基于課程基本內容及構建課程思政體系的總思路，經過課程建設，我們將已形成的課程案例庫與課程思政元素結合起來，確定課程思政基本內容，如表1所示。

在緒論章節(jié)中，重點介紹化工過程分析、合成的概念與含義，難點在于化工過程分析與合成的手段、方式以及課程學習方法。本章課程思政的要點在于以系統(tǒng)觀研究能源化工行業(yè)的工藝特點與發(fā)展現(xiàn)狀，號召青年學子立志服務我國能源化工行業(yè)的節(jié)能降耗減排，為“雙碳”目標的實現(xiàn)作貢獻。

在化工過程系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)模擬章節(jié)中，重點介紹過程系統(tǒng)模擬三種方法的基本原理，難點在于實際化工工藝流程的模擬與分析方法。本章課程思政的要點在于，國際著名的基于序貫模塊法的化工流程模擬軟件在能源與化工計算領域發(fā)揮了重大作用，激勵學生認真學習并深入理解化工穩(wěn)態(tài)模擬計算原理背后的方法學，立志突破國外技術壟斷，攻克“卡脖子”技術，為化工流程模擬軟件的國產化發(fā)展而努力。

在化工過程系統(tǒng)動態(tài)模擬章節(jié)中，重點介紹精餾塔動態(tài)模型的建模方法，難點在于動態(tài)模型的數(shù)據(jù)處理與應用。本章課程思政的要點在于在化工工藝模擬與優(yōu)化的學習過程中，注重引導學生從馬克思主義哲學世界觀與科學方法論的高度理解化工過程表觀現(xiàn)象與傳遞、反應內在本質的聯(lián)系，強化透過現(xiàn)象看本質的思維能力；建模過程中應明確模型與真實過程的聯(lián)系及差距，虛實結合；應抓住動量守恒、質量守恒、能量守恒中主要矛盾與次要矛盾的關系，利用矛盾轉化原理，識別決定建立化工過程模型的本質性與決定性因素。

在化工過程系統(tǒng)優(yōu)化方法章節(jié)中，重點介紹最優(yōu)化問題的類型，難點在于化工最優(yōu)化問題求解方法的具體應用。本章課程思政的要點在于讓學生明確加強基礎研究的重要性，認識到只有實現(xiàn)基礎研究的突破才能引領技術的持續(xù)創(chuàng)新，勉勵學生努力學習，發(fā)揚“板凳甘坐十年冷，文章不寫半句空”的精神，將來在基礎研究與技術創(chuàng)新方面有所建樹，為國家科技創(chuàng)新發(fā)展發(fā)揮關鍵作用。

在化工生產過程操作工況調優(yōu)章節(jié)中，重點介紹三種調優(yōu)方式及三種優(yōu)化模型，難點在于三種工況調優(yōu)的實際應用。本章課程思政的要點在于響應國家號召，將人工智能與產業(yè)深度融合，構建數(shù)字工廠、智慧工廠，提升我國能源化工企業(yè)的智能化水平，抓住歷史機遇進行產業(yè)升級，實現(xiàn)彎道超車。

在間歇化工過程章節(jié)中，重點介紹間歇過程的最優(yōu)時間表，難點在于多產品間歇過程的設備設計與優(yōu)化。本章課程思政的要點在于理解連續(xù)性與間斷性的辯證關系，勉勵學生將個人的成長、進步、發(fā)展同國家的發(fā)展、時代的要求有機統(tǒng)一起來，永遠和國家保持高度一致，同呼吸、共命運。

在換熱網(wǎng)絡合成章節(jié)中，重點介紹夾點的概念及特性，難點在于實際化工系統(tǒng)換熱網(wǎng)絡的設計與優(yōu)化。本章課程思政的要點在于使學生認識到目前我國工業(yè)領域能耗水平依然相對較高的現(xiàn)狀，激勵學生努力學習化工節(jié)能降耗的基本原理，推動能耗“雙控”向碳排放“雙控”轉變，助力“雙碳”目標的實現(xiàn)，促進我國經濟社會轉型與高質量發(fā)展。

在分離序列合成章節(jié)中，重點介紹分離序列合成的基本方法，難點在于實際過程分離序列的合成與優(yōu)化。本章課程思政的要點在于以北京化工大學施寶昌提出的相對費用函數(shù)法為例，向學生說明在科學研究與技術創(chuàng)新過程中，既要持續(xù)改進前人提出的方法，又要勇于創(chuàng)新發(fā)展新方法。

四、課程思政體系實踐

近年來，課程教學團隊認真梳理課程內容，探索課程體系與思政的結合點，深入挖掘課程知識點中所蘊含的思政元素，形成了一系列課程思政案例。緊跟新時代能源化工行業(yè)的發(fā)展形勢，向學生詮釋愛能源、愛化工、愛行業(yè)，立志為我國能源化工行業(yè)的高質量發(fā)展奉獻青春的美好誓言，強化愛國主義精神。

一是“春風化雨，潤物無聲”，課程思政永遠在路上。課程教學團隊密切關注能源化工行業(yè)在“雙碳”背景下的發(fā)展趨勢與基本要求，重塑課程體系與知識內容，并在編著的教材中予以體現(xiàn)。我們率先在2019級化工專業(yè)學生的課程講授中植入“碳中和”理念，通過引入能源化工具體實例，激勵青年學子努力學習、不甘平庸、拒絕“躺平”，將自身發(fā)展成長與行業(yè)轉型升級相關聯(lián)，立志為“雙碳”目標的實現(xiàn)作出化工人的貢獻。

二是“強化社會擔當，關心民族未來”，課程思政永遠在路上。國際形勢風云變幻，發(fā)達國家在高精尖技術領域仍對我國進行封鎖與限制。引導學生要有危機意識，未雨綢繆，了解我國高端化學品的生產及尖端新材料的制造現(xiàn)狀。激勵青年一代聚焦化工“卡脖子”技術清單，并將這些技術需求作為學習、工作及科研目標，發(fā)揚“兩彈一星”精神、航天精神以及石油精神、鐵人精神，為將來打破技術壁壘貢獻力量。同時，授課中注重引入唯物辯證法與科學方法論，號召學生不要空有愛國熱情，而要立大志，并從眼下一點一滴做起，學習專業(yè)時講究方法，注重理解化學工程共性與化學工藝個性的統(tǒng)一，持續(xù)發(fā)力，實現(xiàn)從量變到質變的飛躍。

三是“從我做起，未來可期”，課程思政改革創(chuàng)新永遠在路上。課程思政的重要主線之一便是為實現(xiàn)中華民族偉大復興與永續(xù)發(fā)展而努力奮斗。為此，號召學生從當下做起，鼓勵學生積極參加全國大學生化工設計競賽、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃、中國“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等比賽，以賽促學，將課程思政中激發(fā)出的愛國熱情轉化為奮斗動力，做好學生學科與科研訓練的引路人。教學團隊編著的化工過程分析與合成課程教材融入了“雙碳”背景下能源化工節(jié)能降耗減排等綠色低碳發(fā)展理念，同時還建立了課程思政案例庫，為思政建設與課程改革作好案例儲備。

五、課程思政建設特色

本課程在課程思政建設方面的主要特色體現(xiàn)在以下兩個方面。

一是在課程思政建設方面，我們認為不僅要融入愛國主義與家國情懷，而且應時時、處處滲透唯物辯證法與科學方法論，這也應是課程思政的重要組成部分。課程從系統(tǒng)觀出發(fā)，持續(xù)凝練和優(yōu)化教學內容，使學生從復雜的數(shù)學推導和繁雜的計算中脫離出來，回歸化工本質與全局觀。此外，課程強調利用系統(tǒng)工程方法對化工復雜過程進行有效分析，避免“只見樹木，不見森林”，教會學生既要有俯瞰森林的整體觀，又要有識別單棵樹木的個體觀，真正理解化工過程分析與化工過程合成的內涵，實現(xiàn)物質流、能量流、信息流的高效優(yōu)化（見圖4）[12]。

二是在能耗“雙控”向碳排放“雙控”的轉變過程中，本課程用系統(tǒng)工程觀研究二氧化碳減排，設計了解決能源化工系統(tǒng)碳減排問題的邏輯框圖，如圖5所示，有助于學生認識能源化工“碳中和”實施路徑的全貌，理解整體與局部的辯證關系，闡明系統(tǒng)節(jié)能降耗的內在機制及本課程所能解決該問題的范圍，明確能源化工系統(tǒng)內部進行提能效的必要性及其在節(jié)能降耗中發(fā)揮的重要作用，進而領悟課程學習對將來自身社會價值實現(xiàn)的重要性，使課程思政元素能自然而巧妙地融入課程知識體系，潛移默化，潤物無聲。

六、結語

本文立足于化工過程分析與合成的課程特征，在課程思政背景下制定該課程的綜合育人目標，挖掘課程思政元素，設計課程思政體系，促進本課程專業(yè)教學與思政教育的融合統(tǒng)一，實現(xiàn)同頻共振的協(xié)同育人目標；通過將課程知識體系、系統(tǒng)工程觀與“雙碳”目標、能源化工低碳發(fā)展緊密結合，并將愛國主義、家國情懷與唯物辯證法、科學方法論有效融合，構建全方位的課程思政體系。后續(xù)將進一步梳理課程體系框架，優(yōu)化課程思政元素，除了用文字、多媒體等形式，還將采用視頻、音頻、微信公眾號、二維碼技術等形式或工具，立體呈現(xiàn)課程思政內容，切實提升思政育人成效。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 教育部.完善分類建設評價，推進高等教育高質量內涵式發(fā)展[EB/OL].（2022-02-14）[2024-05-23].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/moe_2082/2022/2022_zl04/202202/t20220214_599085.html.

[2] 黎小輝，牛夢龍，丁亮，等.專業(yè)認證背景下化工過程分析與合成課程針對復雜工程問題的教學設計、構建及實施[J].化工高等教育，2019，36（4）：48-52.

[3］ 黎小輝，張澤，崔靜怡，等.“兩性一度”背景下化工熱力學實驗教學進階式探索與實踐[J].大學化學2024，39（7）：368-376.

[4] 王宏，王楠，劉敏，等.以“大國質量”為導向及學生主動參與的分析化學課程思政協(xié)同育人[J].化學教育（中英文），2023，44（14）：51-54.

[5] 中華人民共和國教育部.教育部關于印發(fā)《高等學校課程思政建設指導綱要》的通知[EB/OL].（2020-06-01）[2024-05-23].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

[6］ 習近平在全國高校思想政治工作會議上強調" 把思想政治工作貫穿教育教學全過程" 開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[N].人民日報，2016-12-09（1）.

[7］ 夏淑倩，張鳳寶.化工類國家級一流本科專業(yè)建設現(xiàn)狀和發(fā)展分析[J].化工高等教育，2023，40（1）：2-7.

[8］ 翟持.新工科背景下的課程思政教學改革：以化工過程分析與合成課程為例[J].化工高等教育，2022，39（6）：75-79.

[9］ 張衛(wèi)東，孫巍，劉君騰.化工過程分析與合成[M].2版.北京：化學工業(yè)出版社，2011.

[10] 項東，靳通，方遠婷，等.化工過程分析與合成中序貫模塊法與Aspen模擬的集成案例教學[J].化學教育（中英文），2018，39（16）：68-71.

[11］ 中共中央" 國務院關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見[EB/OL].（2021-10-24）[2024-05-23].https：//www.gov.cn/gongbao/content/2021/content_5649728.htm.

[12] 龍妍，黃素逸，劉可.大系統(tǒng)中物質流、能量流與信息流的基本特征[J].華中科技大學學報（自然科學版），2008，36（12）：87-90.

［責任編輯：龐丹丹］