“三线一体”促进生产生活融入化工基础课程_白翠冰.pdf

第40卷第2期2023年06月Vol.40，No.2Jun.2023阜阳师范大学学报（自然科学版）Journal of Fuyang Normal University（Natural Science）“三线一体”促进生产生活融入化工基础课程白翠冰，庞妮，林筱卉，苏婷，张震，刘杰，张琳，陈水生，乔瑞（阜阳师范大学 化学与材料工程学院，安徽 阜阳 236037）摘要：针对传统化工基础课程课堂教学与化工生产实际脱节和无法有效激发学生学习兴趣等教学实际问题，创新出“课前准备为主线，课程思政为暗线，书本知识为明线”的“三线”，“学生为主体的自主讨论学习”课堂教学的“三线一体”教学模式。为开展课程思政教学，培养学生工程应用和理论联系实际分析问题的能力，促进生产生活融入化工基础课程，激发学生的学习热情提供新的教学方案。关键词：化工基础；教学模式；课程思政；生产生活中图分类号：G64文献标识码：A文章编号：2096-9341（2023）02-0110-05DOI:10.14096/34-1069/n/2096-9341（2023）02-0110-05Three lines one body to promote the integration of productionand life into the basic chemical courseBAI Cuibing,PANG Ni,LIN Xiaohui,SU Ting,ZHANG Zhen,LIU Jie,ZHANG Lin,CHENShuisheng,QIAO Rui*(School of Chemistry and Materials Engineering,Fuyang Normal University,Fuyang Anhui 236037,China)Abstract:In view of the practical teaching problems such as the disconnection between the classroom teaching of tradition-al chemical basic courses and the actual situation of chemical production and the inability to effectively stimulate students learn-ing interest,the three-line teaching mode of pre-class preparation as the main line,curriculum ideology and politics as thedark line,book knowledge as the bright line was innovated,and the three-line in one teaching mode of student-dominated in-dependent discussion and learning was developed.It provides a new teaching scheme for carrying out ideological and politicalteaching,training students ability to analyze problems in engineering application and theory combined with practice,promotingthe integration of production and life into the basic course of chemical engineering,and stimulating students enthusiasm forlearning.Key Words:chemical engineering foundation;teaching mode;courses for ideological and political education;productionlife收稿日期：2022-10-10基金项目：安徽省省级质量工程研究项目（2021jyxm1112，2020szsfkc0689，2020SFjys002），阜阳市教育局基础教育“双减”专项（2021SJZX047X，2021SJZX0105，2021SJZX099），阜阳师范大学教学研究一般项目（2021JYXM0040），课程思政示范课程（2020yjkcsz16）资助。作者简介：白翠冰（1989-），博士，副教授，研究方向：有机化学及化学反应工程。通讯作者：乔瑞（1979-），博士，教授，研究方向：有机化学。Email：。白翠冰，庞妮，林筱卉，等：“三线一体”促进生产生活融入化工基础课程第2期白翠冰，庞 妮，林筱卉，等：“三线一体”促进生产生活融入化工基础课程111化工基础是一门理论密切联系生产实际的基础技术课程，是化学及其相关专业的基础课，也是化学与材料工程学院全部专业都要进行学习的专业核心课程。化工基础是一门具有理工科知识交叉的课程，并且起到从理科向工科过渡的作用，承上启下，其在本科学习过程中的重要性是其他课程不能替代的。学习好化工基础对于加快新工科建设和发展，培养化学应用型人才，提升科研成果转化力度，实现化学工业更好地为经济社会发展和科技进步具有十分重要的实践和理论意义。同时，也正是因为和生产生活密切相关，化工基础也恰是能够融合思政课程理念的最佳课程之一1-3。本门课程引导学生理解和认识质量、能量守恒是马克思主义哲学的自然科学基础的深刻道理，树立理论联系实际、具体问题具体分析、实事求是、科学发展等人文意识，将习近平新时代中国特色社会主义思想、社会主义先进文化和核心价值观等融入课堂教学，达成德育渗透的教学成效4-7。该课程主要讲授化学工程学的基础知识，是学生从基础学科的学习向工程学科学习的过渡，是承上启下的一门重要课程，担负着由理及工、由基础到应用的特殊使命。通过本课程学习，使学生熟悉化工生产，了解社会，开阔视野，掌握基本的化工企业生产知识，提高学生思政品质和综合素质。但是，通过多年的课堂教学发现，化工基础课程在教学中存在书本理论和实际生产生活脱节的现象。由于学生对实际化工生产过程和化工与生活的联系等知识经验缺乏，导致无法激发学生学习兴趣，从而对主动学习产生厌倦心理，学习效果不够理想。为此，教学团队对此问题进行了深入的研究，并创新出“课前准备为主线，课程思政为暗线，书本知识为明线”的“三线”，为课堂教学上“学生为主体的自主讨论学习”服务的“三线一体”教学模式。实践中发现采取“三线一体”教学模式不仅能够充分的激发学生学习化工基础课程的兴趣，而且基于 OBE（Outcomes-based Education）教育理念融合构建的“互联网+”平台，润物细无声的融入思政元素，增加了课堂知识的趣味性，拓宽了学生的知识面，并可以及时准确的获得教学反馈，促进教学质量的不断提高。重要的是，“三线一体”教学模式，促进生产生活融入化工基础课程，学生能够利用所学的知识主动解决实际化工生产问题，弘扬工匠精神，提升了学生的综合素质能力。1问题产生的原因分析传统的化工基础教学模式只是在乎学生课堂学到了书本知识的多少，忽略了书本知识在实际化工生产中的具体应用，缺少了实际的案例分析和生产生活的经验，忽视了人认识的基本规律8。认识和理解事物一般是先具有了相当的感性经验基础，然后才能进入理性认识层次。然而，在传统的化工基础教学中学生几乎没有见过具体的化工设备，没有眼见为实的感性基础，仅仅借助书本枯燥的、高度抽象的、与学生的生活经验相脱离的数学公式、物理原理和化学方程式直接进入理性认识，学生无法体验其中的意义和价值，因此很难激发学生的学习兴趣，导致学习变成被动学习，知识也只能靠死记硬背，除了应付考试之外别无他用，造成学生考完就忘，毫无效果8。因此，学生缺乏了学习的积极性和主动性，使得化工基础教学面临了困境。2创新教学模式，解决教学困境化工基础课程的学习应该是通过阅读、听讲、研究、观察、理解、探索、实验、实践等手段获得知识或技能的过程，是一种使个体可以得到持续变化的行为方式。同时也是一种获取生活经验的行为。化工基础的学习最忌的是包办和灌输。为解决这一教学困境，首先，在理论课中采用多媒体与课堂板书及案例教学相结合的基础上，开展了基于 OBE 教育理念构建的“互联网+”平台的教学方法的改革，在结合课堂教学的基础上设计了利用“互联网+”支持下的翻转课堂教学模式9-12。同时，基于 OBE 教育理念和化学类专业特点，将“互联网+”引入到本科化工基础教学中，借助手机APP，构建多种“互联网+”平台9。以学生为中心，以成果为导向，改进人才培养方案和现有的教学体系，促进高校应用型人才培养的改革和发展13-15。例如，利用“互联网+”及时将化工企业的技术革新带入教学，并采用启发式教学，讨论式教学的方法和学生一起进行学习。尤其重要的是，充分利用实习基地的重要作用，在课前带领学生对化工企业进行针对性的实地参观和学习。教师根据教学要求提前确定教学主题，利用线上 APP，制作出参观学习模块。在学生参观实习基地的同时，引导学生仔细观察化工生产流程和安全注意事项（图 1）。同时，指导学生第40卷阜阳师范大学学报（自然科学版）112主动发现问题，并学习化工企业如何解决这些问题，最后，结合见习主题，学生提交观后感。这种以实习基地参观学习为课前准备的“教学主线”促进学生了解了生产生活，并在实际参观中留下了深刻的印象。同时，在课前将与课堂教学相关的问题、思政素材和实际生产生活的案例提前推送给学生，学生在课前就可以随时随地进行阅读和学习。并且，对相关的化工案例进行问题设置，学生在课前就可以进行思考，为了课堂教学储备了丰富的教学活动和鲜活的教学案例，同时，形成课程思政为暗线的教学模式。兴趣驱动，参观交流提出问题，学习解决心得体会，课前准备发布主题，引导提醒发掘案例，储备资源收集结果，评语评价案例学习，启发交流依托书本，学科前沿小组讨论，解决问题开发主题+思政案例参观学习+心得体会实地参观观后感设定主题带领参观学习课堂学习理解书本知识回归书本+深度学习图 1课前活动“三线”模式图此外，在化工基础课堂教学中以书本知识为明线，注重学生对书本知识的理解和联系生活实际，引发和指导学生用之前学习到的化学、数学和物理等基础知识来理解、推导和解决化工问题，从而实现理解性、主动性和趣味性的学习。额外的，教学团队除了注重集体备课讨论书本知识外，还持续紧跟化工发展科学前沿，把握化工发展最新的动态，尤其是科研方向是化工领域的教师，将科学研究的经验、进展和成果带入教学中，不断地充实教学的内涵，实现科研反哺教学。例如，在教学过程中，团队教师以自己从事科研工作的经历与体会，通过言传身教、案例分析、课堂讨论等多种方式将化工相关的科研经验传授给学生，培养学生探索求知、实事求是、批判创新的科研精神，有效保证培养人才的质量。而且，在课堂教学中适当引入与教学主题相关的前沿科研成果，将学科前沿科研成功和经典理论进行对比，发现并总结异同，帮助学生消化和巩固知识点，从而进行有针对性的学习，也从一定程度上满足学生旺盛的求知欲望和创新需要，显著提高课堂教学效果10。在“三线一体”的教学模式下化工基础的课堂学习具有了自主学习、合作学习和探究性学习的特点。教师课堂教学和学生学习是互相促进和交流的过程，最终实现学生与化工知识相遇、与化工工匠相遇、与自己相遇的深度学习16-18。借助在课前实地考察获得感想和感悟，学生能够在真实情境、真实问题情境下，带着问题，通过书本知识、教师的引导、生生之间的讨论和交流以及自己的总结和分析，实现对化工问题的探索。采用“三线一体”的教学模式，学生经历以问题情境出发去追寻答案的过程，并在挑战性的问题下激发更深度的思考，实现学生主动全身心投入，经历头脑风暴、思维发散，获得深度体验的不断分析和总结的知识内在化的深度学习历程19。为此，在实际课堂教学中，以课前云调查的学生最关心的问题为导向，结合实际生产案例，并融入课程思政元素，在各章节内容上增添化工生产实例，从实例出发体会化工发展历程和工匠精神，进而分析化工厂遇到的实际问题，阐述其解决问题的基本原理和方法。与此同时，运用案例教学法和互动式教学，针对课前化工实习基地的参观考察，围绕实际案例展开教学，激发学生的学习热情20-23。例如，在介绍氨气的生产工艺时，以氨气制备为例，系统地介绍氨气、合成气和煤处理等化工工艺过程。重要的是，采用分组教学的方式，把时间和机会给学生，学生“自主”动起来。学习既成为学生的权利，也成为学生的责任，自己自由讨论并进行分析总结（图 2）。真实的学习历程产生于“学习困境”，而“三线一体”让学习真实发生，实现知识架构、思维碰撞、能力达成和精神锻造，最大限度地满足学生的个性化学习，最终形成了课前线上准备线下考察、课上分组讨论自主学习为主体的新教学模式（图 2）。课堂教学（案例课堂分组自主讨论学习）“一体”以课前实习基地调研结果为基础创设情境思政元素融入提出问题合作交流独立思考展示提升总结拓展自主学习讨论学习课堂分组图 2课堂教学分组讨论“一体”模式图此外，课后布置的作业选择既有以考察书本知识为基础的原理和公式的理解的题目，也有联系生产生活实际问题的探索型、实践性和综合性命题。最后，完善考核方法，将实地考察的评价和课堂分组讨论交流等活动细化融入到平时成绩考核指标中，提高平时成绩的区分度，调动和激发学生学习主动性。综上所述，形成了“课前准备为主第2期白翠冰，庞 妮，林筱卉，等：“三线一体”促进生产生活融入化工基础课程113线，课程思政为暗线，书本知识为明线”的“三线”，为课堂教学上“学生为主体的自主讨论学习”服务的“三线一体”教学模式（图 3），促使学生课前认真考察参观、课堂热烈讨论和课后探索实践的学习氛围，使教学效果显著提高。依据教学目标线上发布任务完成实地学习确定学习主题实地参观学习获得观后感生产生活切身体验问题驱动深度学习实践创新教学总结与反馈案例互动教学促进反思迭代优化回归书本分组学习问题驱动主动探究学生评价、教学反思个性指导、及时反馈图 3“三线一体”教学流程示意图3具体案例氨气生产实地学习考察以氨气生产实地学习考察为例（1）课程教学目标：熟悉并了解氨气生产过程。（2）育人目标：通过实地考察学习氨气化工生产实例，达到既传达课本知识的同时，又能切身感受和学习生产实际流程，实现理论联系实际；学生从氨气生产中深刻体会到化工生产的特点和化工生产过程的主要流程，为课堂教学打下基础。思政育人目标：体会我国氨气化工行业的蓬勃发展，提升爱国情怀，培养学生工程应用的能力和理论联系实际分析问题的能力。育人主题：工匠精神，科学精神，环保意识，爱国情怀（3）教学实施过程1）课前考察学习实习基地：我市知名化工集团有限公司。教师设定主题，线上推送公司简介和将要参加学习的氨气生产的相关流程和设备内容，以及参观学习的任务要求。然后，组织学生进行氨气生产工艺的实地参观学习。参观结束以后，学生通过“互联网+化工见习”模块线上及时反馈参观学习后的启发和感想，以及提出相关的问题和自己提出的解决问题的办法和思路。2）课上分组讨论分析教师将设计的课堂教学主题提供给学生，结合书本知识，融入我国化工发展相关的思政案例，从氨气生产的化工设备、生产工艺流程和环境保护等角度，发现问题、解决问题。依托书本知识，学生分组进行研讨，对在课前进行的实地考察获得的感悟和感想，以及发现的问题运用相关知识进行讨论。例如，工业普遍采用直接合成法合成氨。氨是大宗化工产品之一，世界每年合成氨产量己达到 1 亿吨以上，其中约有 80%的氨用来生产化学肥料，20%作为其它化工产品的原料。学生分组进行讨论，如何提高氨气的合成转化率、生产安全；如何发展节能环保型生产；如何提升合成氨的装置性能和工艺技术；如何处理生产中产生的危害物质等问题。同时，促进学生自己体会到合成氨的化工设备越来越精细，越来越功能化，越来越高效率都离不开科技的进一步探索和创新。为此，作为新时代的大学生，若想实现创新，必须先对其基础知识有所了解，基础打好了，才可以更好的创新。万丈高楼平地起，从而突出本章学习的必要性，实现育人目标。最后，学生对氨气生产流程和化学工业生产特点进行总结。3）课后延展分析及教学反馈随着科学技术的发展，化工生产也越来越趋向于绿色化，要求学生在课后继续调研氨气生产过程，想想在生产中哪些地方还可以进行绿色生产改进。引导培养学生低碳环保意识和树立创新意识，积极探索培育新知识。（4）教学反思以实习基地参观学习为突破口，又将案例启发式教学和讨论式授课深度融合在“三线一体”教学模式中，在教师指导下，以学生为中心，实现学与教的互动。通过设定主题，依托实习基地的考察学习，学生获得直观的感受，引导学生思索，发现问题，主动解决问题，讨论交流探讨这些问题。学生由传统课堂教学的被动地接受，变为主动地参与，激发学生的好奇心，求知欲，实现在解决问题的过程中理解接受新知识。学生通过自主活动对知识建构的过程，有利于提高学生的学习自主性和自学能力，取得良好的教学效果。同时，在“三线一体”教学模式中，继续做到现代教学技术手段与传统教学有机结合，持续发挥“互联网+”作用，提高教学过程的直观性和生动性。此外，针对很多化学实际问题不能用理论方法求得解答，“三线一体”教学模式，进一步注重突出工程问题的处理方法。因为这些工程处理方法是化工中为解决实际复杂过程的特殊方法，也是区别于理科的特殊方法，因此，“三线一体”需要把化工基础课程中第40卷阜阳师范大学学报（自然科学版）114经常用到的因次分析法、试差法、相似论方法等方法论学习作为作为一个教学目标，并在各教学环节中实施。4学生评价学生从他们自身的学习、工作情况对化工基础课程进行了综合评价。毕业班的学生中有一部分考上了硕士研究生，他们从入学考试到研究生课程的学习等几个方面都感受到了“三线一体”在化工基础课程学习的有效性。在这门课上学到了系统的知识，提高了分析问题和解决问题的能力。已经参加工作的学生，从他们工作实际也体会到了“三线一体”教学模式在学习化工基础课程过程中的好处，对其从事的专业工作起到了很大的帮助。此外，根据学校教务处学生评教结果，该课程主讲教师的教学效果评分都在良好以上，取得很好的教学质量与教学效果。学生不仅把这门课程作为学习知识和技能的课堂，而且把它作为将来继续深造的知识储备。综合来看，“三线一体”教学模式促进生产生活融入化工基础课程，提高了学生学习兴趣，激发了学习热情，有效培养了学生工匠精神，提升了教学质量。5结语化工基础课程作为一门理论知识与生产实践紧密相联的课程，“三线一体”教学模式为生产生活融进该课程提供了有效的途径，对于促进知识融通与拓展，提升学习兴趣，推动理工科思政教学具有重要意义。同时，也为实现全程育人，全方位育人，为培养兼具理论知识与工程思维的创新型、复合型人才提供了一个新的方案。参考文献:1侯雪艳，杨晓霞，陈繁荣.化工基础课程教学的改革探索与实践J.化工管理，2020,565（22）:6-7.2伍鹏.化工基础课程教学现状及基于兴趣导向的教学改革J.化工管理,2022,634(19):51-55.3吴艳阳,黄婕,潘鹤林.化工原理课程思政教学改革与实践J.化学教育(中英文),2023,44(02):17-24.4王磊，杜薇，管国锋化工原理课程思政建设探索与实践J化工高等教育，2020，37(05):19-255宋梁成,彭文朝,杨春晖,等.化工原理课程思政教学中融入科技创新精神的实践J.化工高等教育,2022,39(06):140-143.6於思瑜,雷洪,张浩,等.新工科背景下化工原理理论和实践教学改革研究J.化学教育(中英文),2022,43(24):25-30.7李致贤,黄锦浩,郑大锋.化工原理实验课程思政教学探索与实践J.广州化工,2022,50(21):203-205.8王洪才,刘隽颖,解德渤.大学创新教学:理念、特征与误区J.中国大学教学,2016，306(02):19-23+47.9白翠冰,魏标,张琳,等.基于 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