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《化工原理》课程思政教学案例 傅立叶定律——锲而不舍的科学精神
2024-11-18 16:37 刘建华 

一、课程基本信息

课程名称

化工原理

课程性质

专业基础课

学 分

3.0

学 时

48

开课专业

应用化学

授课对象

A2221

 

二、课程思政建设总体思路

(一)建设思路

根据化工原理的课程目标,作为工科类技术课程,化工原理课程的理论学习注重与工程实际紧密结合,突出:从实际中来到实际中去的教学理念,注重知识传授,能力培养和价值塑造三位一体,突出显性教育与隐性教育相结合,强化学生工程伦理教育,培养学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当,实现课程价值塑造目标,注重传统教学与现代技术相结合,突破时空限制,激发学生学习兴趣,引导学生深入思考,增强时代感和吸引力。

(二)建设目标

从化工原理课程教学的总体目标出发,根据各章节具体教学内容及结合学校、学院特有的行业背景、企业资源、历史文化等,拟定各章节思政教学目标,以《高等学校课程思政建设指导纲要》为指导,结合工科专业课程特点,从家国情怀、绿色化工、工程伦理、工匠精神等方面,充分挖掘教学过程各环节、教学内容各章节课程思政元素,打造课程思政案例库,教学大纲、教案、试题库等增加思政内容。

(三)思政内容挖掘及教学融入等情况

1.家国情怀

比如在第一章流体流动中引入大禹治水和都江堰,第二章流体输送机械中引入中国新世纪四大工程-南水北调,西气东输,第四章传热中引入蒸发技术在航空母舰中的应用等思政案例,融入家国情怀的思政元素。






2.绿色化工

在重力沉降,旋分离器,气体吸收等章节中,让学生们深入理解习主席提出的绿水青山就是金山银山的发展理念。

3.工程伦理

以响水事件等反面案例分析等方式强化学生工程伦理教育和职业道德素质的培养,让同学们意识到化工生产过程中安全、环保才是第一生产力!



安全、环保才是第一生产力!




3.科学精神

以中外人物事迹培养学生精益求精的大国工匠精神和科学家精神,例如在热传导学习过程中,我们会拿傅立叶热传导理论遭到学术权威拉格朗日的强烈反对,未能发表,傅立叶以锲而不舍的科学精神,在首次提出15年后才得以发表,对后世学科发展影响深远的事迹来激发同学们科技报国的家国情怀和使命担当。

三、课程思政典型教学案例

(一)案例名称

傅立叶定律——锲而不舍的科学精神

(二)教学目标

专业目标

1. 掌握热传导的基本物理原理;

2. 利用傅立叶定律解决热传导速率的实际工程问题。

思政目标

1. 培养学生科学精神,树立正确的价值观;

2. 培养学生理论联系实际,解决实际工程问题的能力。

(三)教学设计与组织实施

根据本节课的特点,将教学过程设置为以下五个教学环节:引入新课→讲授新课→巩固练习→小结→课后作业

环节

教师活动

学生活动

引入新课

复习旧知识引出新知识

1:【提问】传热速率与热流密度的概念为?

传热速率Q(热流量):单位时间内通过换热器的整个传热面传递的热量

热流密度q(热通量):单位时间内通过单位传热面积传递的热量

2:【提问】有哪三种热的传递方式?:热传导,热对流,热辐射

3:并先直接给出傅立叶定律文字描述:在质地均匀物体内,传热速率与温度梯度与垂直于热流方向的面积成正比。再采用倒叙后顺序的方式,引入新课傅立叶定律表达式。

学生观看课件,认真听讲,和老师互动

 

 

傅里叶定律

1.依次介绍温度场,三维稳态温度场,一维稳态温度场

2.在温度场基础上依次介绍等温面,在等温面的基础上介绍傅立叶定律表达式的书写和参数分析,引出热导率。在讲到傅立叶定律时插入一个傅立叶的百折不饶的小故事:热传导的基本规律其实于1807年在《热的传播》中就已经提出,经两次修改,但都遭到学术权威拉格朗日的强烈反对,未能发表,傅立叶以锲而不舍的科学精神,终于在1822年《热的解析理论》中发表。

学生观看课件,认真听讲

 

热导率

1. 热导率物理意义介绍?

2. 【提问】热导率与黏度有何异同点?可以如何进行类比分析?

3. 互动探讨热导率的影响因素有哪些

4. 【提问】从热导率的角度分析为什么锅铲的把手多采用木质和胶木而非金属材质?

学生思考,回答提问,观看PPT

小结

用一个逻辑关系图回顾本次内容:

和老师一起回顾知识点

课后作业及思考

教师留下学习任务:

思考:冬日里,盖晒过的被子让人感到更温暖的科学依据是什么?

认真书写作业

学生思考

(四)教学效果及反思

有效教学既需要教师认真教、学生认真学,也需要教师合理科学的组织筹划课堂教学活动。在课堂上不断观察学生的学习态度、学习注意力及学习技能的表现,并及时有效反馈给学生,同时也可在学习通上开启匿名建议及讨论,让学生反馈教师的哪些行为或者授课方式有效或无效。

最终通过课前任务点预习情况、课后习题作业、学习通线上线下问题的回答、学习通线上主题讨论和案例报告等完成对学生的综合评价。

在教学过程中,要发挥学生的主动性,鼓励学生参与讨论,这样更有利于学生对知识点的掌握。同时,要求学生课后查找更多的资源学习,巩固课堂学习的知识,拓展学生学习的知识面。

 

四、课程思政建设特色与创新

【课程思政建设特点】

作为工科类技术课程,化工原理课程的理论学习和课程思政建设更注重与工程实际紧密结合,突出从实际中来到实际中去的教学理念,注重知识传授,能力培养和价值塑造三位一体,突出显性教育与隐性教育相结合。

【课程思政建设创新点】

利用线上线下资源,在课前预习、课中学习和课后讨论过程中,全过程开展课程思政教育。在基础理论知识学习、拓展知识延伸、创新思维拓展过程中“浸润”思政元素,实现“盐溶于水”的育人效果。尊重学生的差异性和多样性,构建多元化、综合化、立体化课程教育教学效果评测办法。

【可供同类课程借鉴、共享的经验做法】

对于工科课程,重点要强化学生工程伦理教育,培养学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当,实现课程价值塑造目标,注重传统教学与现代技术相结合,突破时空限制,激发学生学习兴趣,引导学生深入思考,增强时代感和吸引力。

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