课程思政示范课展示月 | 《化学工艺学》教学案例

编者按

为贯彻落实《高等学校课程思政建设指导纲要》，深入推进学校课程思政建设，有效辐射课程思政教学改革成效，天津大学将通过课程思政示范课展示月，陆续推出优秀课程思政教学案例，供广大教师学习、借鉴，以期营造课程思政建设的良好氛围，推动实现全员全过程全方位育人。

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· 课程名称：化学工艺学

· 课程性质：专业必修课/核心课

· 教学对象：

化学工程与工艺专业、求是学部化工材料方向、化工领军班

· 总学时：40学时

· 主讲人：黄守莹，马新宾

· 所在学院：化工学院

（一）教学设计：

1、设置合理的思政教育融入点

化学工艺学是一门理论性、应用性、综合性均较强的学科，且与国家战略、国际形势和行业科技进展息息相关。针对上述特点，本课程的思政教学总体目标是厚基础、重能力的同时，塑造具有家国情怀、全球视野、创新精神、协作意识的化工类领军人才。

思政元素主要通过以下教学内容为切入点展开：通过新中国化工行业技术发展历程提升学生的民族自信、家国情怀；通过讲述老一辈科学家自力更生、攻坚克难的事迹，传播科创精神和协作奉献的精神；通过讲述不同时代国家对化工能源产业发展的政策和建议、化工技术的发展变革趋势，树立科学发展观和生态文明建设理念。同时在化学工艺技术综合性评价中传输环保、法制、安全等工程伦理概念。

在思政教学方法上，一方面通过传统的课堂讲授方式，同时增加视频、案例等资源或平台实践，让学生更加生动、具体地在接受专业知识同时融入思政教育。另一方面，向“以学生为中心”转变，通过设置课程项目（如碳中和背景下的某化学工艺发展等），引导学生通过调研、讨论等方式，了解国家新时代发展理念和政策。此外，化学工艺学课程组还开设了留学生全英文课程，通过简述新中国化工科技发展，传播民族自信及和谐发展的理念。

课程思政特点及思政建设总体思路

课程思政方法和教学组织形式

（一）案例名称

合成氨——推动世界进步的化学工艺

（二）案例教学目标

知识目标：了解合成氨的重要性和发展历史，掌握氨合成塔的基本结构和合成氨催化剂。

能力目标：能够结合物理化学和反应工程原理从热力学和动力学角度分析合成氨过程，并选取和优化合成氨的工艺条件并结合不同原料组织工艺流程。结合化工原理、化工机械等基本理论分析合成氨塔的设计思想并提出可能的优化方案。

价值观目标：  增强学生的专业认同感，培养爱国情怀和科创精神，提升工程伦理素养，传播新时代生态文明建设理念，增强科技强国的使命感。

素质目标：通过调研、讨论、分析合成氨技术发展趋势及新型固氮技术。

（三）案例教学实施过程

1. 教学内容及实施过程

1.1 合成氨的重要性和技术发展历程

1）介绍氨彻底改变人类依赖天然氮肥的局面，极大推动社会发展的重要意义以及由此产生的三位诺贝尔奖获得者，提升学生对专业的认同感。

2）讲述从氰化法到直接法以及逐渐规模化、低能耗的发展历程，特别指出哈勃最早发明合成氨是为了满足德国世界大战需要，在德国战败公开技术后却推动了国际社会工业、农业和科技的发展。引导学生树立科技伦理概念，正确使用科学技术。

1.2 合成氨基本原理

与前面章节重点讲述的可逆放热反应基本原理对照教学，重点分析高温高压非理想气体体系的情况。

1.3 合成氨催化剂

介绍合成氨的主要催化剂和反应原理。讲述魏可镁院士和刘化章教授放弃海外优渥的科研生活条件，回到祖国、带领团队几乎从零开始，不畏艰难，实现催化剂理论突破和国产化应用的事迹。引导学生感受老一辈科学家的爱国情怀以及团结奉献、永攀高峰的科创精神。

1.4 合成氨关键设备和流程组织

讲述合成氨的关键设备和不同原料的工艺流程。介绍中国从合成氨技术引进，到自主研发逐渐实现大型装置、技术国产化并成为全球合成氨第一大国的历程。引导学生既要怀开放态度学习，同时树立科技强国的使命感。

1.5 新型合成氨技术

设置课程项目《新型合成氨技术》，给学生简略讲述当前碳减排的背景。请学生通过组队，课下调研、师生讨论，在期末完成项目展示。

2. 教学方法

在先修章节已经完成可逆放热反应基本原理的介绍，因此可以通过提前布置任务、由学生讲解、教师补充或者翻转课堂的形式完成合成氨基本原理的介绍。

在关键设备和流程组织讲述过程中采用启发和互动式讲解，调动学生积极性。

在课程的不同知识点讲授中融入思政元素。通过教师讲授以及课程项目两种形式，引导学生树立爱国情怀、科创精神和正确的价值观，提升学生的工程伦理素养。

3. 教学理念

3.1  向“以学生为中心”转变

由于合成氨属于典型的可逆放热反应，对于可逆放热反应基本原理在变换反应、合成甲醇章节中均有所介绍。因此，可通过翻转课堂等形式，调动学生的主观能动性，引导学生对相关知识点对比分析，加深对知识的理解和运用。

3.2 目标导向的项目式课程设置

化学工艺学课程目标中要求学生能够运用知识分析、解决问题，对化学工艺进行综合性评价或提出创新性方案；利用现代工具获取信息并开展数据分析；培养团队协作和专业沟通的能力，具备工程伦理素养。以上述目标为导向，结合合成氨这一小节内容，设置“新型合成氨技术”课题项目。要求学生通过小组形式针对电催化、光催化、生物催化等新型合成氨技术进行调研、分析。在项目讨论、分析、汇报过程中实现上述课程目标。

3.3  知识传播和价值塑造同步

以合成氨工艺发展历程、催化剂、关键设备和流程组织等知识点为切入点，融入思政元素（具体见教学内容及实施过程），尽可能实现润物无声地价值塑造效果。

在课程项目完成过程中，引导学生在开展科学研究和技术分析时与国内外时政形势、能源资源和可持续发展等综合因素紧密联系。

（四）教学效果及反思

通过翻转课堂、课程项目等形式，可以充分调动学生自主学习的意识。通过对比分析，加深学生对典型可逆放热反应的基本原理等理论知识的理解，掌握学生对前期知识点的学习情况。教学实践证明，结合前面所学内容及网络教学资源，学生能够实现对合成氨基本原理的分析。特别是针对高温高压非理想体系的分析，学生也可根据物理化学的理论基础完成得较好。

通过紧密联系实际以及适当引入思政元素，可以看出学生对于科学历史、老一辈科学家事迹以及与国内外形势、科技发展前沿表现出浓厚的兴趣，也一定程度上引起了学生的情感共鸣。

在其他教学环节中，需要更进一步增加与学生互动，启发学生思考。对于催化剂的介绍可以增加动画等形式，更生动的展示催化原理。同时增加我国合成氨领域的最新技术进展，如福州大学团队开发的Ru-Fe接力催化工艺等。通过前沿案例的介绍激发学生投身科研的兴趣，提升学生为产业服务的意识。

在后续课程项目完成过程中（非本节课学时内容），学生也表现出良好的综合素质，在老师的适当引导和参与下，学生能够通过团队协作很好地完成项目调研与汇报。

图文来源：黄守莹

图文编辑：王敏

图文审核：刘洁、张娉婷、杨佳佳