化工原理实验过程融入思政元素的探索论文

2025-08-18 15:00:03 来源: 作者:xuling
摘要:将思想政治教育全面融入专业课程教学中,实现全员、全过程、全方位的育人目标,已成为当今高校教育的广泛共识。
摘要:将思想政治教育全面融入专业课程教学中,实现全员、全过程、全方位的育人目标,已成为当今高校教育的广泛共识。化工原理实验是高校化工类专业的必修实践课程,通过挖掘实验操作要点中的人文精神,探索在实验过程中融入思政元素的方式与路径,结合传统诗词文化、辩证唯物主义、工匠精神等中国特色社会主义思想,实现思政元素多维度、全过程融入实验教学,使专业知识更生动,德育理论更饱满,培育德才兼备的化工行业技术人员。
关键词:课程思政;化工原理实验;操作过程
0引言
“要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人”[1],已成为高校教师的工作重点。化工行业作为国家的重要支柱产业之一,涉及石油能源、航空航天等重要领域,渗透到人民生活的方方面面。行业技术的飞速发展对社会经济发展、人民生活水平提高发挥着举足轻重的作用,与此同时,环境污染、食品安全等负面报道亦层出不穷[2]。化工从业者作为技术的发明人、使用人、受益人,是行业发展的核心要素,因此,培养心理健康、品德高尚、守规则有远见的化工从业人员对行业的发展影响深远。化工类专业的学生必须更加深刻地理解“科技是把双刃剑”的内涵,只有具备正确的价值观,才能实现化工服务人类的愿景[3]。化工原理是化工类专业的基础课程,化工原理实验是配套设置的实验课程,是课堂教学的重要延伸,是实验实践教学体系的重要环节。作为一门基础实验课程,化工原理实验在塑造学生工程思维、培养工程能力的过程中发挥着重要作用。在化工原理实验过程中融入思政元素,将思政理论知识、精神追求等融入各个单元实验的操作中,能够帮助学生更清晰地认识事物发展的本质与规律,透过实验思考为人处世的道理,在职业道路上走得更远。
1化工原理实验融入思政元素的可行性
化工原理实验的理论与实践联系密切,引导学生从理论学习转到实践性、工程化学习,为后续工厂实习、就业上岗做好过渡与衔接。学生在猜想、验证中获取知识、锤炼心性,在“做中学”,融入思政元素,引导学生形成正确的三观,将起到事半功倍的效果。
1.1化工原理实验教学特点
化工原理实验课程以化工单元操作为切入点,包括离心泵、传热、气体吸收、精馏、萃取等单元装置与流程实验,研究物料变化的过程。作为配套实验课程,化工原理实验在教学过程中与化工原理理论联系密切,特点有:(1)实验教学装置接近实际生产装置,对化工流程的呈现直观、生动,学生直接参与控制实验过程,能充分调动学生的学习积极性;(2)每个单元实验的操作目标、内容明确清晰,让各类“常数”“系数”具象化,有助于加深学生对理论公式细节的理解与记忆;(3)实验原理部分的数理公式推导难度大,需要实验教师为学生梳理归纳,再介绍装置结构与操作要点,从而获得相关数据;(4)身处实验环境中的学生,好奇心易被激发,但耐心有限,为避免讲解过程冗长乏味,给学生留足操作时间,教师要对讲解过程做好进度把控。因此,在有限的时间内,融入思政教育元素,需要用心雕琢、反复打磨。
1.2实验教师的思政教学水平不断提升
在实验教学的全过程中融入思政元素,对在传统教学模式下成长的实验教师提出了新的要求。实验教师不仅要夯实学科教学基础,更要尽力补足思政教学水平的短板,打造具有专业特色的课程思政育人体系。笔者所在单位的实验教师除了认真研读现行的大学思政教材,还十分关注社会热点、积极融入学生群体,参加各类师生友谊赛事活动,为共情、引导学生打下基础。此外,通过参加学校举办的各类思政研讨交流会、思政教育教学培训班等活动,也可以有效提升实验教师的思政教学水平。学校重视实验教师思政教育的学习与终身学习,为全员、全过程、全方位育人的实现注入源头活水。
1.3融入思政元素的方式
结合化工原理实验的教学特点,在课程导入、知识引申阶段引入思政元素是常用的方式。薛峰等[4]通过挖掘中国古代重大工程、神话传说中的化工原理基础知识,提升学生的文化自信与民族自豪感;鞠彩霞等[5]为化工原理实验的应用与延伸提供了诸多实例,如飞机机翼设计、船吸现象引起的海难、青藏铁路修建过程中的冻土问题;王明等[6]结合日常生活细节贯穿课程知识,例如冬天晒被子与导热系数、豆浆的制作与过滤实验、酿酒与精馏。这些都让学生更深刻地感受着历史、科技与生活中的化工原理实验知识,在潜移默化中成长为有担当、有自信、懂生活的爱国青年。
本文将探索在实验过程中引入思政元素,从操作细节处着手,提升实验教学的思想深度,拓展思政元素融入实验教学的维度。实验课以学生动手操作为主,结合化工原理实验的装置特点,润物无声地将实验过程与思政教育结合。恰当的思政元素不仅能加深学生对操作细节的记忆,还能帮助他们发现操作、流程背后的人文精神。有温度、有力度的思政教育有利于最大程度实现育人与育才相统一。
2在实验过程中融入思政元素
化工原理实验的单元实验中,每个实验项目的仪器装置、操作要点和注意事项各有不同。根据不同操作特点融入相关思政元素,包含诗词、哲理、工匠精神等,除了能帮助学生在操作中学习技能,还能提升文化自信、塑造正确的价值观[7]。在离心泵的使用、阀门操作、板框排序、精馏塔物料平衡等操作细节中,蕴含着丰富的哲理与巧思,通过科学技能与思政教育相结合的方式,为操作过程注入灵魂,增强课堂的吸引力、趣味性、知识性。
2.1阀门控制—一花一世界,一叶一菩提
阀门是化工系统的重要构件,在化工管道中主要用于控制和隔离,根据化工生产的实际情况实时调节管道内部流量。实验室装置中常见的阀门有旋塞阀、截止阀、减压阀、闸阀、球阀等,学生在化工原理实验课程的各个单元实验中将大量接触,例如二氧化碳吸收实验,使用闸阀调控水和空气的输送;传热实验,使用球阀控制冷却水输送。每种阀门的设计与结构不同,操作方式也各不相同。球阀由球体和阀体组成,通过旋转球体来控制流体的通断,只需逆时针旋转1/4圈即可完成阀门的开关。学生一般都能顺利打开球阀,而在闸阀的操作过程中,多次出现无法打开的情况。学生按操作方法逆时针转松阀门,两到三圈后没有观察到流量计转子发生变化,便改为顺时针转动,而转子依旧没有跳动,最终在顺、逆时针之间来回打转无法打开阀门。究其原因,闸阀在设计之初为了增加阀门的密封效果、减小内部摩擦、更精确地控制流量和流速,增加了阀门圈数,因此在开启时需要多次逆时针旋转才能打开。
看似普通的阀门,也蕴藏着丰富的智慧与经验。由此教导学生,在生产中,每个配件都发挥着不可或缺的作用,不应该轻视任何配件;在生活中,每个平凡的普通人,都有着自己独特的才华与潜力,正如每个配件在机器中扮演着重要的角色一样,不应轻视自己存在的价值,更不轻视他人的贡献。以审慎的态度对待每一个细节、每一个人,共创美好的生活和工作环境。
2.2板框排序—工匠精神
在恒压(板框)过滤常数测定实验中,利用板框过滤机对碳酸钙悬浊液进行恒压过滤,以测定其过滤常数。板框过滤机的过滤部分由多层滤板组成,具有过滤面积大、使用范围广的特点。在安装板框时,必须按照特定的排列顺序进行,不能随意摆放,以防止漏液现象的发生。正确的排列顺序为:固定头—非洗涤板—框—洗涤板—框—非洗涤板—可动头。然而,在教学过程中,多次发现学生因疏忽大意而未按顺序正确摆放板框,导致后续需要花费大量时间进行滤布拉平、密封垫放正、进出口对准等对齐操作。即使使用摇柄将过滤装置压紧后,仍然会出现漏液现象。经过排查,发现问题的根源在于板框的顺序摆放错误,此时只能重新开始实验。因此,从一开始就必须高度重视板框的排列顺序。
四时有序,万物有时,实验操作亦有其先后顺序。通过板框的正确排序,可以让学生深刻理解“顺序”的重要性。在科研工作中,无论是试剂添加的次序、温度升高的程序,还是加工制作的工序,都需要严格按照一定的顺序进行,做到一丝不苟。任何一处的疏忽都可能导致结果的失真,甚至是实验的失败。习*平总*记曾将中国特色工匠精神内涵概括为“执着专注、精益求精、一丝不苟、追求卓越”。这一精神对于新时代技术人才队伍建设具有重要的价值引领作用。学生在动手实践的过程中,通过专注的操作和严谨的数据记录,不仅是在践行“工匠精神”,更是在深刻理解其内涵。只有将知识与实践相结合,才能真正领会“工匠精神”的价值,并将其融入到日常的学习和工作中,实现知行合一,为科技进步与社会发展贡献更大的力量。
2.3精馏塔中的物料平衡—对立统一规律
在筛板精馏塔的操作及其性能评定实验中,精馏塔稳定操作时,在进料条件和工艺分离要求确定后,要严格维持塔内的总物料平衡和组分物料平衡。当总物料不平衡时,若进料量大于出料量,会引起塔淹;相反,若出料量大于进料量,则会导致塔釜干料,最终都将破坏精馏塔的正常操作。因此,实验操作时要清晰掌握塔釜内部各种原料的相互关系、变化趋势,关注物料消耗的情况,及时补充,不能一次性加完物料、启动装置后就置之不顾。
保持平衡不仅仅是实验操作上的要求,也是马克思主义基本原理中对立统一规律在实验中的体现,在物料消耗和补充之间,打破平衡又趋于平衡的过程中推动着实验进程。对立统一规律是事物发展的根本规律,平衡是物质运动在一定条件下的稳定状态,在实验中通过把握平衡可以推动实验进行。一次次量变后,最终实现质变。由此鼓励学生,在未来的工作生活中积极拥抱改变。当来自外界的压力与刺激打破了原有的平衡,这可能意味着要改变以往的方式和节奏,但在积极改变与调整中重新找回平衡的过程,也是实现个人成长的过程。
2.4离心泵的使用—厚“积”而薄发
离心泵在流体流动阻力测定、离心泵特性曲线的测定等单元实验的装置中均有应用,在工业生产中更是发挥着不可替代的作用。离心泵是利用叶轮旋转使流体发生离心运动从而实现输送液体的目的。在启动电机前务必使泵壳和吸水管内充满液体,否则泵将吸入空气。空气的密度远小于液体的密度,形成的离心力较小,将产生气缚现象,影响效率,甚至缩短泵的使用寿命。为了避免发生气蚀、气缚现象,学生在动手操作前应做好灌泵相关操作后,确保泵壳和吸水管内充满水,再打开电源。正确使用离心泵,才能达到理想的输送量,延长装置使用寿命。
风凭借力,送我上青云。离心泵作为流体输送工具将流体从低能位输送至高能位,犹如逆水行舟需要借助外力,但在启动前必须在泵内先充满流体。由此告诫学生,做人也是一样,先充盈自己,积累知识与力量,充满自信与勇气,在外界环境的滋养和支持中才能更好地启动运转,青云直上,实现目标和梦想。
2.5装置的拓展应用—引而伸之,触类而长之
在二氧化碳吸收实验中,通过用水模拟吸收剂、二氧化碳和空气模拟混合气体,学生掌握了利用吸收原理完成气体分离所需要的工业流程、装置。触类旁通,一通百通,相同的流程和装置,可以用于同类反应,例如该装置还可以用于盐酸、氨水的制备,用于洗油处理焦炉气以回收其中的芳烃、工业废气治理等等。一套化工装置能否用于更多的产品生产,取决于多种因素,但学生需要学会通过掌握不同工业流程、装置的核心特点,在面对不同生产需求时,做到合理评估、配置生产力。触类旁通的能力在化工生产中十分重要,其关键在于能够将已有的知识、经验和技能应用于新的情境和领域中,从而解决问题。由此教导学生,在遇到新的问题时要冷静分析,现有的解决方案或经验是否有可借鉴之处;在接触不同领域时,除了拓展视野和见识,能否抓住本质以启发自己所在的领域。
2.6轮值组长,团队合作—乘众人之智,则无不任也
在八个单元实验中,每个实验3~4人一组,学生需要分工协作完成实验准备、变量控制、取样分析、数据记录等操作才能获取完整的实验数据。实验教师要在课前做好学生分组,在不同的实验项目,指定不同的学生担任小组长,由小组长分配任务主导合作,其余成员领到各自的任务后,在协作中完成实验。通过轮流担任小组长,能激发学生的领导力,在不同项目中扮演不同角色,让学生在组长和组员的不同角色中自由切换,有利于换位思考,提升沟通表达能力。在实验过程中,引导学生在完成自己的任务之余也要关注其他团队成员的操作,观察是否遇到困难,做到及时补位,伸出援助之手;若发现有操作不当之处,应及时展开讨论,寻找最佳解决方案,共同完成实验。通过在实验中培养的团队合作能力、换位思考能力,能更好地与他人沟通、协调,有利于学生在未来的工作和生活中提高工作效率、全面发展。
3结语
德才兼备的化工行业技术人员是保障化工行业健康发展不可或缺的力量。化工原理实验作为基础实验面向多个化工相关专业开设,在实验过程中融入思政元素,在“做中学”,不仅能加深学生对专业知识的记忆,其背后蕴藏的人文思想、思维方式也将在不知不觉中沉淀,对学生树立正确的价值观产生潜移默化的影响,让他们受益终身。中华民族的伟大复兴落到每个化工人身上,是日复一日的设计、合成、测试与调控,是过程也是积累,一旦积沙成塔,累土至山,便能成为“大国工匠”,成为行业发展的中坚力量。
参考文献:
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