化工原理課程思政建設(shè)探索與實踐
大學(xué)時期是青年學(xué)生人生的“拔節(jié)孕穗期”，是他們確立世界觀、人生觀和價值觀的關(guān)鍵階段。專業(yè)課教師在向?qū)W生傳授知識的同時，要引導(dǎo)學(xué)生樹立遠大的理想信念，扣好人生的第一粒扣子。化工原理是化工及相近專業(yè)學(xué)生必修的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，包括化工原理、化工原理實驗、化工原理課程設(shè)計三大教學(xué)環(huán)節(jié)，發(fā)揮著由理論到工程、由基礎(chǔ)到專業(yè)的橋梁作用，具有工程性和實踐性強的特點，對于學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)及工程能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。化工原理課程思政教育應(yīng)以立德樹人為核心，將思想政治教育融入課程教學(xué)和改革的各個方面，使教書育人貫穿教學(xué)活動的全過程，從而增強學(xué)生的社會責(zé)任感、創(chuàng)新精神和實踐能力。對于化工原理這樣的“硬核”課程，如何在教學(xué)中融入思政元素，將思政教育與課程內(nèi)容有機融合呢？南京工業(yè)大學(xué)在化工原理課程思政建設(shè)方面進行了探索與實踐，取得了一定成效。
一、深入挖掘課程中的思政元素，使立德樹人與專業(yè)知識傳授有機融合
（一）介紹課程發(fā)展史，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
化工原理課程綜合性強、涉及面廣、公式繁多、計算量大，與實際生產(chǎn)緊密結(jié)合，學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)難度較大。在緒論課上介紹學(xué)科與課程發(fā)展史，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
化學(xué)工程是一門重要的工程學(xué)科，主要研究化學(xué)工業(yè)及相關(guān)過程工業(yè)生產(chǎn)中所進行的化學(xué)
應(yīng)過程和物理過程的共同規(guī)律，化工原理課程正是隨著化學(xué)工業(yè)和化學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展而誕生的。１８８７年，英國化學(xué)家戴維斯（Ｇ Ｅ Ｄａｖｉｓ）在Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｃｈｏｏｌ（現(xiàn)為曼徹斯特大學(xué)）開設(shè)了一門化學(xué)工程學(xué)課程（共１２節(jié)課），指出化工生產(chǎn)過程由蒸發(fā)、蒸餾、過濾等基本操作（現(xiàn)在稱為“單元操作”）組成，曼徹斯特大學(xué)化工系因此成為化學(xué)工程學(xué)科的誕生地。１９１５年，美國化學(xué)家利特爾（Ａ Ｄ Ｌｉｔｔｌｅ）首次闡明了“單元操作”的概念：雖然化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過程紛繁復(fù)雜，但是都可以抽象成若干化學(xué)變化或物理操作過程，這使得單元操作成為研究化工生產(chǎn)過程的鑰匙。１９２３年，美國麻省理工學(xué)院著名教授華克爾（Ｗ Ｄ Ｗａｌｋｅｒ）等編寫了首部關(guān)于單元操作的著作《化工原理》，闡述各種單元操作的物理化學(xué)原理和計算方法，這為化學(xué)工程成為一門獨立的工程學(xué)科奠定了基礎(chǔ)。《化工原理》教材的出版不僅對化學(xué)工程師的培養(yǎng)和化學(xué)工程學(xué)科的進步產(chǎn)生了深遠的影響，而且推動了整個化學(xué)工業(yè)的發(fā)展。
目前，化學(xué)工程的研究范圍已經(jīng)拓展到能源、環(huán)境、生物、材料等領(lǐng)域，與新能源開發(fā)、節(jié)能環(huán)保、生物醫(yī)藥、新材料研制等領(lǐng)域的新技術(shù)密切相關(guān)，對于引領(lǐng)和推動新產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要作用。
在講解緒論時，引導(dǎo)學(xué)生了解化工學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，并針對熱點問題（如化學(xué)工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位和作用，化工如何與其他學(xué)科領(lǐng)域進行交叉融合，如何應(yīng)對人類社會發(fā)展所面臨的能源危機，如何解決當(dāng)前日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題）開展分組討論與匯報，有利于增強學(xué)生對專業(yè)的認同度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
（二）傳承“時鈞精神”，激勵學(xué)生爭當(dāng)時代楷模
南京工業(yè)大學(xué)化工原理課程由“化工一代宗師”時鈞院士等老一輩化工教育專家親手創(chuàng)建。時鈞院士一生淡泊名利，俯身在化工高等教育領(lǐng)域辛勤耕耘，傾注全力教書育人，為化工高等教育的發(fā)展做出了卓越貢獻。時先生為我國培養(yǎng)了大量杰出人才，學(xué)生中涌現(xiàn)出１６位兩院院士。鄭英娥教授回憶：“時鈞先生知識廣博，大師風(fēng)范盡顯。他的板書一流，講授連貫流暢，推理環(huán)環(huán)相扣，邏輯清晰，堪稱經(jīng)典。正所謂‘桃李不言，下自成蹊’，時先生以身作則，讓我們養(yǎng)成了嚴(yán)于律己、踏踏實實做學(xué)問的作風(fēng)。”王延儒教授回憶：“時老師堅定信念，堅守信仰，不管在什么崗位上工作都兢兢業(yè)業(yè)。時老師九十歲時再次申請入黨，很多人都很驚訝。支部會議全票通過時，時老師感嘆那是他人生中最幸福的時刻，在場人員無不內(nèi)心翻涌、感動落淚。時鈞先生于鮐背之年在黨旗下莊嚴(yán)宣誓，永恒不變的是拳拳的愛黨愛國心。”“一副板書，寬洪寰宇；三尺講臺，浩大乾坤；老驥伏櫪，志在千里；門生滿園，熠熠星河”正是時先生一生的生動寫照，“時鈞精神”激勵著一代代化工學(xué)子薪火相傳，爭當(dāng)時代楷模，立志報效祖國。
（三）倡導(dǎo)生命共同體理念，踐行綠色發(fā)展觀
人與自然是生命共同體，人類必須尊重自然、順應(yīng)自然、保護自然。“堅持人與自然和諧共生”“綠水青山就是金山銀山”是習(xí)近平生態(tài)文明思想中科學(xué)自然觀和綠色發(fā)展觀的生動體現(xiàn)。根據(jù)國家《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》，單位ＧＤＰ能耗比２０１５年要降低１５％，能源消費總量應(yīng)控制在５０億噸標(biāo)煤以內(nèi)；化學(xué)需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物排放總量比２０１５年要分別下降１０％、１０％、１５％和１５％，揮發(fā)性有機物排放總量比２０１５年下降１０％以上。化工原理中的單元操作是實現(xiàn)節(jié)能減排的重要環(huán)節(jié)，通過過程強化降低能耗、減少污染物排放，是踐行綠色發(fā)展觀的具體體現(xiàn)。
換熱器是工業(yè)生產(chǎn)中進行熱量交換的通用設(shè)備，廣泛用于石油、化工、電力、冶金、航空、動力、食品等領(lǐng)域，在設(shè)備投資中占有相當(dāng)大的比例。
近幾十年來，隨著能源危機的加劇，強化傳熱技術(shù)研究受到廣泛關(guān)注。在學(xué)習(xí)傳熱和換熱器的內(nèi)容時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生從增大傳熱面積、增大平均溫度差和總傳熱系數(shù)等方面入手，思考如何提高傳熱速率，進而對傳熱過程進行強化，以培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能減排和創(chuàng)新意識。在學(xué)習(xí)顆粒流體力學(xué)基礎(chǔ)與機械分離的內(nèi)容時，教師可以介紹：利用重力沉降、離心分離等方法處理工廠排放的廢氣、廢液等污染物，能夠避免或減少環(huán)境污染，如沉降室可分離大于５０μｍ的粗顆粒；旋風(fēng)分離器能分離５～１０μｍ的顆粒，但對于更小的細顆粒物則束手無策；嚴(yán)重危害人類健康的ＰＭ２．５等粒徑更小的顆粒則需要通過袋濾器、電除塵器、膜分離等方法進行捕集。在學(xué)習(xí)氣體吸收的內(nèi)容時，教師可以告訴學(xué)生，工業(yè)廢氣中往往含有ＳＯ２、ＮＯ、ＨＦ、ＶＯＣｓ（揮發(fā)性有機物）等低濃度有害成分，通常采用吸收的方法進行處理。上述案例的講解可以幫助學(xué)生樹立綠色發(fā)展理念，使學(xué)生自覺堅持節(jié)約資源和保護環(huán)境的基本國策，像對待生命一樣對待生態(tài)環(huán)境。
（四）融入哲學(xué)觀點和方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力
哲學(xué)是系統(tǒng)化、理論化的世界觀，是對自然知識、社會知識和思維知識的概括和總結(jié)。化工原理課程中蘊含著豐富的哲學(xué)思想和元素，將哲學(xué)思維運用到課程教學(xué)中，能使學(xué)生深刻認識事物的本質(zhì)，把握事物的運動變化規(guī)律，對于學(xué)生世界觀的形成和分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)，具有十分重要的意義。
運動是物質(zhì)的根本屬性，物質(zhì)運動具有客觀規(guī)律性。流體流動是各單元操作中的普遍現(xiàn)象，對傳熱和傳質(zhì)速率影響很大。流體運動遵循一定的規(guī)律，流體運動規(guī)律的研究是研究傳熱、傳質(zhì)的基礎(chǔ)。１８８３年，英國物理學(xué)家奧斯鮑恩·雷諾發(fā)現(xiàn)，流體流動具有層流和湍流兩種截然不同的形態(tài)，他給出了流動形態(tài)的判據(jù)———雷諾數(shù)，這對于解決流體流動、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞等方面的問題起到了重要作用。
唯物辯證法的“兩點論”和“重點論”的統(tǒng)一是指：在復(fù)雜的矛盾體系中，既要著力抓住主要矛盾，又不能忽視次要矛盾；既要注意矛盾的主要方面，又不能忽視其次要方面。教師在教學(xué)中可以借鑒這一觀點講解相關(guān)內(nèi)容。如“理論板”是汽液兩相充分接觸且傳熱與傳質(zhì)過程的阻力均為零的理想化塔板，計算精餾塔實際板數(shù)時，要先求得理論板層數(shù)，然后用塔板效率進行校正；在進行機械能衡算時，先按照“理想流體”進行處理，獲得理想流體的機械能衡算式，然后計入因流體內(nèi)摩擦帶來的能量損失，從而推廣到實際流體。教學(xué)中通過引入“理論板”和“理想流體”的概念，將復(fù)雜的精餾問題和流體流動問題分為矛盾的兩個不同方面，然后分別予以解決。
量變是質(zhì)變的基礎(chǔ)和必要準(zhǔn)備，質(zhì)變是量變的必然結(jié)果。以流體通過固體顆粒床層為例，只有當(dāng)流體速度達到一定值時，固體顆粒才能懸浮于流體中做隨機運動，從固定床階段進入流化床階段。初始流化速度以下是量變階段，量變達到一定的程度就會突破原有的度，引起質(zhì)變。在沸騰給熱過程中，隨著加熱壁面溫度的升高，大容積飽和沸騰依次經(jīng)歷了自然對流、泡核沸騰和膜狀沸騰三個階段，這一過程說明量變是質(zhì)變的必要準(zhǔn)備，質(zhì)變是量變的必然結(jié)果，質(zhì)變又轉(zhuǎn)化為新的量變。“不積跬步，無以至千里；不積細流，無以成江海”。教師可以告誡學(xué)生：既然事物的發(fā)展都是從量變開始的，那么不管從事任何工作都要腳踏實地，埋頭苦干，做好量變的積累，這樣才會有質(zhì)變的飛躍；反之，好高騖遠、急于求成、揠苗助長，是不可能取得成功的。
現(xiàn)象和本質(zhì)是揭示客觀事物的外部表現(xiàn)和內(nèi)部聯(lián)系之間相互關(guān)系的范疇。現(xiàn)象是事物的外部聯(lián)系和表面特征，可以通過感官感知；本質(zhì)則是事物的內(nèi)在聯(lián)系，只有靠人的理性思維才能把握。
以固定床流體阻力問題為例，固定床由大小不一、幾何形狀不同的眾多小顆粒構(gòu)成，顆粒之間的流體通道蜿蜒曲折、縱橫交聯(lián)，因此固定床的流動阻力問題表面上看起來非常復(fù)雜。科學(xué)研究的任務(wù)是通過現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)本質(zhì)：流體在通道中的流速很小（爬流），流動阻力主要來自流體的黏性力，其大小由顆粒的表面積決定，顆粒形狀對阻力幾乎沒有影響。在抓住過程特征本質(zhì)的基礎(chǔ)上，我們可以根據(jù)流體空間相等和總比表面積相等的原則，將實際顆粒層轉(zhuǎn)化為由平行細管組成的模型床層，從而建立簡化的物理模型和數(shù)學(xué)模型，最后通過實驗證明該模型的正確性，并確定模型參數(shù)。這就是化學(xué)工程中廣泛采用的數(shù)學(xué)模型法。
馬克思主義哲學(xué)是科學(xué)的世界觀和方法論，不僅揭示了客觀世界的普遍規(guī)律，而且提供了認識世界和改造世界的一般方法，為具體的科學(xué)研究提供指導(dǎo)。馬克思主義哲學(xué)是科學(xué)的認識方法，有利于激發(fā)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力和批判力，能夠幫助學(xué)生分析客觀事物本身復(fù)雜的矛盾關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維與創(chuàng)造性思維能力。
（五）探尋科學(xué)家足跡，激勵學(xué)生成長
化工原理課程中包含大量的原理、定律及公式，如伯努利方程、傅里葉定律、顧氏公式等，這些規(guī)律的發(fā)現(xiàn)都離不開科學(xué)家的探索精神。丹尼爾·伯努利（１７００—１７８２）是瑞士物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家，在流體力學(xué)領(lǐng)域做出了突出貢獻，被稱為“流體力學(xué)之父”。他在１７２６年提出了著名的“伯努利原理”：在水流或氣流里，如果速度小，壓強就大；如果速度大，壓強就小。１７３８年，他在經(jīng)典著作《流體動力學(xué)》中提出了伯努利方程，通過能量守恒定律解決了流體流動的問題，該方程廣泛應(yīng)用于航空、水利、造船等領(lǐng)域。伯努利父子都是一流的科學(xué)家，伯努利家族也因連續(xù)出現(xiàn)了十余位數(shù)學(xué)家，成為科學(xué)史上的一段佳話。
法國科學(xué)家約瑟夫·傅里葉（１７６８—１８３０）在隨拿破侖遠征埃及時，患上了一種黏液水腫病，總是感覺寒冷，在任何天氣都要穿上厚厚的大衣，因此對熱量傳遞產(chǎn)生了濃厚的興趣。１８０７年，他在向巴黎科學(xué)院提交的論文《熱的傳播》（Ｍéｍｏｉｒｅｓｕｒ ｌａ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｄｅ ｌａ ｃｈａｌｅｕｒ）中，推導(dǎo)出著名的熱傳導(dǎo)方程。另外，傅里葉提出大氣層會攔截地表發(fā)出的部分紅外輻射進入太空，他也是溫室效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)者。在求解熱傳導(dǎo)方程時，傅里葉發(fā)現(xiàn)任一函數(shù)都可分解成由三角函數(shù)構(gòu)成的無窮級數(shù)，這就是著名的傅里葉級數(shù)和傅里葉變換。為表彰傅里葉的巨大貢獻，１０１０１號小行星和格勒諾布爾第一大學(xué)以“約瑟夫·傅里葉”命名，他的名字也被刻在埃菲爾鐵塔上。
顧毓珍教授（１９０７—１９６８）是我國著名的化學(xué)工程專家，在麻省理工學(xué)院攻讀博士學(xué)位期間對“流體之流動及傳熱問題”進行研究，１９３２年在博士論文Ａ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｆｌｏｗ ｏｆ ｆｌｕｉｄｓ ｄｕｒｉｎｇ ｉｓｏ－ｔｈｅｒｍａｌ ａｎｄ ｎｏｎｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ ｆｌｏｗ中提出流體在圓管內(nèi)流動時的摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)聯(lián)式（被稱為“顧氏公式”），獲得國際學(xué)術(shù)界公認。該公式理論基礎(chǔ)可靠，便于實際應(yīng)用，得到ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ主編Ｊ Ｈ Ｐｅｒｒｙ教授的高度評價，是中國科學(xué)家早期在化學(xué)工程領(lǐng)域做出的杰出貢獻之一。
科學(xué)技術(shù)的進步離不開科學(xué)家的不懈努力和辛勤汗水。探尋他們的足跡可以激勵學(xué)生在科學(xué)的道路上不畏艱險、開拓進取、勇攀高峰。
（六）突出中國元素，增強學(xué)生的民族自豪感
課程教學(xué)中突出中國元素，介紹中國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，能夠使學(xué)生樹立民族自信心和自豪感。
都江堰水利工程興建于公元前２５６年，由蜀郡太守李冰父子組織修建，被譽為中國古代水利史上的奇跡。該工程利用地形、地勢，使江水在魚嘴處按比例分流，形成洪水季節(jié)內(nèi)江分四成、外江分六成的天然四六分流和枯水季節(jié)內(nèi)江分六成、外江分四成的倒四六分流。根據(jù)水力學(xué)彎道環(huán)流原理，把引水口設(shè)在內(nèi)江凹岸，水流進入彎道后形成橫向環(huán)流，在離心力和重力的共同作用下，表層水流和底層水流作分層運動，泥沙較少的表層水進入內(nèi)江凹岸，而富含沙石的底層水則趨向外江凸岸，實現(xiàn)水沙分離，從而巧妙地將清水導(dǎo)入引水渠，減少泥沙淤積。古代中國人民利用流體力學(xué)原理，實現(xiàn)了“四六分洪、二八排沙”，形成了科學(xué)完整、調(diào)控自如的工程體系，達到了無壩引水、自動調(diào)水調(diào)沙和泄洪的目的。
都江堰水利工程尊重自然、順應(yīng)河流自身規(guī)律，體現(xiàn)了“乘勢利導(dǎo)、因時制宜”的設(shè)計思想，蘊含著人與自然和諧相處的傳統(tǒng)自然觀，是中國傳統(tǒng)文化的優(yōu)秀代表。它所蘊含的思想觀念、人文精神和道德規(guī)范，不僅是中國人思想和精神的內(nèi)核，而且對解決人類問題有重要價值。２２００多年來，都江堰水利工程在防洪、灌溉、航運等方面產(chǎn)生了巨大的社會經(jīng)濟效益，使成都平原成為“水旱從人，不知饑饉，時無荒年，天下謂之天府也”的富庶之地。從春秋都江堰、鄭國渠到隋唐大運河，古代水利工程體現(xiàn)了中國人民的偉大智慧和工匠精神，也是世界人民共有的寶貴財富。
（七）引入國家重大工程案例，培養(yǎng)家國情懷
改革開放以來，中國特色社會主義事業(yè)建設(shè)取得了舉世矚目的成就，載人航天、青藏鐵路、中國“天眼”……，這些重大工程成為中國給世界的新名片。人造衛(wèi)星、空間站等航天器在太空中都會遇到“冷熱不均”的難題：向陽面因受到太陽直接照射溫度很高，背陰面的溫度則非常低，巨大的溫度差（約２７５℃）所導(dǎo)致的形變給航天器正常運行帶來很大的困難。熱管換熱器通過管殼內(nèi)工作液體的蒸發(fā)與凝結(jié)進行熱量交換，它具有高熱傳導(dǎo)性，可以將熱量從向陽面迅速傳遞至背陰面，實現(xiàn)航天器的等溫化，保障艙內(nèi)儀器順利工作。目前，我國航天熱管可以滿足在軌安全運行１５年的需求，這使我國航天技術(shù)達到世界先進水平。
青藏鐵路是世界上海拔最高、線路最長的高原鐵路，常年凍土區(qū)達５４７千米。凍土層冬季凍結(jié)、夏季消融，鐵路會扭曲變形，存在安全隱患。利用重力熱管的單向?qū)嵝裕ㄟ^液氨將地下凍土層的“冷氣”帶到地表土層，就可以讓鐵路路基永遠保持冷凍狀態(tài)，從而有效解決青藏鐵路凍土變形的問題。目前，熱管換熱器已廣泛應(yīng)用于鍋爐余熱回收、電子器件散熱等領(lǐng)域。南京圣諾熱管有限公司作為國家熱管標(biāo)準(zhǔn)的主要起草單位和國家熱管技術(shù)研究推廣中心，是南京工業(yè)大學(xué)產(chǎn)學(xué)研合作的代表，業(yè)務(wù)已經(jīng)覆蓋俄羅斯、印度等“一帶一路”沿線國家，獲得了良好的經(jīng)濟和社會效益。教學(xué)中通過介紹國家重大工程，可以展現(xiàn)我國在前沿科技領(lǐng)域取得的偉大成就，有效增強學(xué)生對道路自信、理論自信、制度自信和文化自信的理解。
在美國挑起的貿(mào)易摩擦不斷升級、國際競爭日益激烈的背景下，我國高端通用芯片、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、先進基礎(chǔ)工藝和高端制造裝備等關(guān)鍵領(lǐng)域的核心技術(shù)仍受制于人的問題日益凸顯，迫切需要提升自主創(chuàng)新能力，擺脫關(guān)鍵核心技術(shù)“卡脖子”的困境。當(dāng)代大學(xué)生既要具備豐富的專業(yè)知識和較強的實踐創(chuàng)新能力，又要胸懷強烈的歷史使命感和責(zé)任感，樹立高遠的理想和追求，飽含深沉的家國情懷，將個人前途和國家的發(fā)展進步緊密聯(lián)系起來，將所學(xué)所思落實到報效國家的實際行動中。
（八）引入警示性案例，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)細致的工作作風(fēng)
畢托管用于測量飛行器的空速和氣流總壓。
近年來，因畢托管故障而引發(fā)的事故甚至災(zāi)難多次發(fā)生。１９９６年１０月２日，秘魯航空６０３航班墜毀在首都利馬，造成６１名乘客和９名機組人員死亡。事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)，技師在執(zhí)行飛行前的清潔任務(wù)時，用膠布貼住靜壓口以保護畢托管，但是忘記撕下來。當(dāng)晚負責(zé)驗收的督查人員請病假，而機長在飛行前的檢查中也疏忽了。飛機升空之后，儀表讀取的是被膠布封死后的靜壓孔數(shù)據(jù)，導(dǎo)致空速和高度指示錯誤。１９９６年２月６日，德國伯根航空３０１號航班在圣多明哥起飛后不久，突然左傾墜海，事故造成１８９人遇難。美國國家運輸安全委員會（ＮＴＳＢ）協(xié)助調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，飛機殘骸中的一根畢托管被堵。調(diào)查人員認為，畢托管是被當(dāng)?shù)匾环N叫胡蜂的昆蟲用泥土筑的巢堵住了，從而導(dǎo)致空速指示錯誤，進而高度指示也發(fā)生偏差。２００９年６月１日，法國航空公司４４７航班在從里約熱內(nèi)盧飛往巴黎的途中在大西洋上空失事，造成２２８名乘客全部喪生。由于飛行過程中空中結(jié)冰，導(dǎo)致畢托管被冰覆蓋而失效，進而引起空速計算錯誤、自動駕駛等系統(tǒng)關(guān)閉，最終釀成空難。“千里之堤，潰于蟻穴”“失之毫厘，謬以千里”，雖然這些失誤看起來并不起眼，但是帶來的災(zāi)難和教訓(xùn)是慘痛的。“天下難事，必作于易；天下大事，必作于細”，任何偉大的事業(yè)都離不開基礎(chǔ)性的工作，學(xué)生在日常學(xué)習(xí)和實驗過程中要養(yǎng)成認真負責(zé)、踏實敬業(yè)的工作態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)細致的工作作風(fēng)。
二、創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容與方法，提升育人成效
課程思政教育的實施不是要改變原來的課程，而是要把價值引領(lǐng)巧妙地融合在課堂教學(xué)中，提升課程內(nèi)涵。育人元素融入專業(yè)課程教學(xué)就像鹽溶于湯。鹽是人體的必需元素，能使湯更有味道。要將鹽更好地溶于湯，打造更優(yōu)質(zhì)的底湯，就需要廚師提高廚藝。類似地，要想實現(xiàn)課程思政教育的目標(biāo)，教師就要以學(xué)生為中心，加強教學(xué)設(shè)計，巧妙而又充分地展現(xiàn)專業(yè)知識中所承載的思想內(nèi)涵和價值理念；同時積極開展教學(xué)方法改革，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)。教學(xué)中不僅要把內(nèi)在規(guī)律講清楚，而且要注重理論聯(lián)系實際，并不斷更新教學(xué)內(nèi)容，這樣才能引人入勝，激發(fā)學(xué)生的興趣。
（一）積極開展教學(xué)方法改革，實施案例教學(xué)
當(dāng)前，課堂教學(xué)仍然以傳統(tǒng)模式為主，即教師主動施教、學(xué)生被動受教。這種模式造成教學(xué)資源和知識傳遞途徑的單一性，無法培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不能激發(fā)學(xué)生的積極性和主動性。化工行業(yè)與實際生產(chǎn)聯(lián)系緊密，學(xué)生必須具備較強的創(chuàng)新能力和實踐能力，才能迅速適應(yīng)崗位，滿足未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。區(qū)別于傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方式，案例教學(xué)是一種動態(tài)、開放的教學(xué)方式。教師可以將國際上化工領(lǐng)域的研究熱點納入教學(xué)內(nèi)容，并將教學(xué)團隊在納米技術(shù)、微化工技術(shù)和催化技術(shù)等研究方向的最新進展凝練成教學(xué)案例，引導(dǎo)學(xué)生自主查找資料，通過團隊合作解決復(fù)雜工程問題，提出解決方案。教師還可以組織學(xué)生通過討論、匯報的形式參與課堂學(xué)習(xí)，鼓勵學(xué)生獨立思考，大膽表達自己的想法，這樣能夠有效提高學(xué)生綜合運用各種知識和經(jīng)驗分析問題和解決問題的能力。
（二）開發(fā)虛擬仿真實驗系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
南京工業(yè)大學(xué)以承辦第二屆全國大學(xué)生化工實驗大賽華東區(qū)賽為契機，對化工原理實驗裝置進行了更新，提高了裝置的水平。學(xué)校開發(fā)了化工原理實驗三維虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)，用于學(xué)生在實驗前模擬實驗過程（包括實驗?zāi)康摹⒃砗土鞒蹋⑦M行仿真實驗操作和老師評價、分析學(xué)生的操作質(zhì)量，從而提高預(yù)習(xí)效果。學(xué)校還運用最新的虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Ｕｎｉｔｙ ３ｄ），開發(fā)了化工單元操作設(shè)備的虛擬拆裝系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有３Ｄ效果，可以使學(xué)生通過電腦、手機學(xué)習(xí)單元操作設(shè)備的結(jié)構(gòu)、功能、原理，并可實現(xiàn)虛擬拆裝和在線測驗，從而顯著提高指導(dǎo)信息量。在化工原理實驗裝置更新工作中，學(xué)生也參與了裝置的設(shè)計、安裝和調(diào)試。如針對傳熱實驗裝置設(shè)計伊始提出的節(jié)能減排要求，學(xué)生認為可通過內(nèi)插螺旋線圈等方式強化傳熱，教師引導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化干擾物的結(jié)構(gòu)尺寸，在機械能損失增加較小的前提下提高傳熱系數(shù)。該裝置的設(shè)計過程有效培養(yǎng)了學(xué)生的工程設(shè)計和實踐創(chuàng)新能力，參與學(xué)生獲得第二屆全國大學(xué)生化工實驗大賽特等獎。
（三）變革教學(xué)模式，豐富課程思政教育方式在互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)快速發(fā)展的背景下，互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)深度融合，同時人類的認知行為發(fā)生了巨大變化。在校大學(xué)生處于網(wǎng)絡(luò)無處不在的信息化時代，被稱為“數(shù)字原住民”，他們偏愛碎片化的電子閱讀，會根據(jù)自己的習(xí)慣和偏好使用信息，更喜歡游戲而不是嚴(yán)肅的學(xué)習(xí)模式，希望得到更多的肯定和獎勵。互聯(lián)網(wǎng)與教育的結(jié)合推動教學(xué)模式發(fā)生變革，為豐富和深化課程思政教育的方式提供了技術(shù)基礎(chǔ)，有利于促進學(xué)習(xí)者的深度參與。ＳＰＯＣ（小規(guī)模限制性在線課程）是將ＭＯＯＣ資源用于小規(guī)模、特定人群教學(xué)的解決方案，實現(xiàn)了在線開放課程資源與課堂教學(xué)的有機結(jié)合，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自主式、協(xié)作式、探究式學(xué)習(xí)能力。教師精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)情景，提前發(fā)布視頻、課件等優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，讓學(xué)生查閱資料并進行線上討論。課堂上師生用更多時間進行互動，共同討論重點、難點內(nèi)容，學(xué)生組成團隊協(xié)作完成任務(wù)、匯報進展，并進行課堂測試。ＳＰＯＣ教學(xué)模式突破了學(xué)習(xí)時間和地點的約束，實現(xiàn)了課前課后的自主學(xué)習(xí)。教師在教學(xué)過程中可以在線實時回答學(xué)生提出的問題，及時關(guān)注每個學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，給予學(xué)生正面反饋，為學(xué)生提供個性化的學(xué)習(xí)體驗，提升課程思政育人成效。
三、結(jié)語
本文探討了如何深入挖掘化工原理課程中所蘊含的思政元素，把家國情懷、人文精神、科學(xué)素養(yǎng)、生態(tài)文明、工匠精神等元素融入課程，通過教學(xué)改革和信息技術(shù)手段將知識傳授與價值引領(lǐng)銜接起來，提升育人成效。今后，我們還將根據(jù)“金課”的建設(shè)要求，提升課程的高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力、創(chuàng)新意識和解決復(fù)雜工程問題的能力。同時，我們會繼續(xù)深化對教育規(guī)律的研究，不斷改革和創(chuàng)新教學(xué)方法，著力探索如何更好地將思政元素融入課程，力爭進一步提高學(xué)生的認知度，培養(yǎng)更多具有家國情懷和創(chuàng)新精神的卓越科技人才。
