《工程热力学》课程思政之我见

（上海理工大学环境与建筑学院 上海 200000）

习总书记在全国高校思想政治工作会议上强调：“要用好课堂教学这个主渠道，各类课程都要与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。”通过专业课程来开展思想政治教育，主要体现的是课程思政的隐性教育性质，当下的青年学生更倾向于在专业能力养成中接受思想政治教育，在专业素质提升中形成正确的世界观、人生观。因此，老师把政治态度、政治认同思想融入到专业课程教学中，梳理各门专业课程中蕴含的思想政治教育元素和承载的思想政治教育功能，使学生在学习专业知识的同时，自觉接受思想政治教育，从而实现潜移默化的教育效果。

1 《工程热力学》课程思政的必要性

热力学是研究热现象中物质系统在平衡时的性质和建立能量的平衡关系，以及提高能量转换效率途径的一门基础理论学科。《工程热力学》的理论基础主要包括热力学第一定律和热力学第二定律，其基本理论的应用是根据热力学基本定律，结合工质的热力学性质，对实现热能和其他能量转换的各种热力过程进行热力学分析及计算，最终寻找提高能量转换效率的途径与方法。

该课程是能源与动力等专业的主要基础专业课之一，学习好这门课程不仅能掌握基本的专业知识，也能够解决生活、工程实践中的问题，同时提高学生的综合素质。目前，热力学研究的范围涉及化工、冶金、超导、电磁、生物、暖通空调及低温工程等各个领域，这些与国计民生息息相关。例如，人类社会的发展离不开能源的出现和使用，我国作为人口众多的发展中国家，能源和环境问题一直成为我国经济社会发展的制约因素。而《工程热力学》中关于能量转换和利用过程的能量守恒和能质贬值，对于当今社会所提倡的绿色低碳发展具有重要的指导作用。因此，在学习《工程热力学》课程要重点培养学生的创新、环保、节能的意识。

2 《工程热力学》课程与思政内容关联

2.1 科学家对热力学的贡献

在《工程热力学》的发展长河中，很多人为其作出了卓越的贡献，如著名的焦耳、卡诺、克劳修斯等，这些科学家呕心沥血，经过一次又一次的推论、实验、到得出结论，他们不畏困难，推动力工程热力学一步一步向前发展。

卡诺提出的卡诺定律在物理和工程领域发挥着重要作用，卡诺循环证实了单一热源的循环发动机是不可能实现的，且所有工作在同温热源和冷源之间的可逆热机，热效率都一样，不会因为工质不同而有所不同。卡诺循环与卡诺定理在热力学研究和指导热机实践中具有重大理论价值，同时为后来的研究学者提供了宝贵的思想。然而纵观卡诺的一生，他在物理学史上的认可程度似乎并没有他的贡献大，在克劳修斯的工作之前，卡诺对热的本质的正确的理解并没有得到重视，即使没能引起重视，卡诺仍没停止他的研究，正是他这种永不言弃的精神，才能有如此卓越的成果，是他奠定了热力学的理论基础。联系卡诺的事迹，我们不难发现成功不是一蹴而就的，有时候即使不被认可，也要坚持自己，不忘初心，牢记使命，勇敢探索新道路，在新道路上砥砺前行。

克劳修斯是热力学的主要奠基人之一，他重新阐述了卡诺定理，把热理论推至一个新的高度。克劳修斯在1850年发表的论文中，首次明确指出热力学第二定律的基本概念，他在1865年引进了熵的概念，利用熵这个参数，证明了：在任何孤立系统中，熵只能增加或者不变，不能减少。他从青年开始，就决定对热力学进行一系列的研究以提高热机的效率，因此在学生时期就为以后的发明研究打下了坚实的理论基础。克劳修斯的经历告诉我们应该找准奋斗目标、人生方向，并为此不断努力，社会主义的伟大建设需要人才，学生在青少年时期应该努力学习，充实自我，为社会主义建设添砖加瓦。

2.2 研究方法

热力学的研究方法分为两种，一种是宏观方法，另一种是微观方法。这两种方法各有优缺点，本书的内容主要采用宏观平衡的经典热力学法，在对其不足之处，用微观方法加以弥补。比如统计热力学法能解释经典热力学法中不能解释的熵增原理、比热原理等，弥补了经典热力学法的不足。工程热力学中所采用的研究方法让学生明白任何事物都有辩证的关系，要善于抓重点，集中力量解决主要矛盾，并学会统筹兼顾，主次矛盾两者可相互转换、相辅相成。

热力学通过对热力系统、过程进行简化，使复杂问题以量化并得以研究，比如绝热系统、孤立系统、可逆过程、卡诺循环等，并通过研究系统内部的状态变化，得到系统内外交换的能量，如可逆过程的功量变化W=∫pdv；对这些热力学概念、理论的讲解，可以教会学生研究问题的方法、视角，启发、培养学生研究问题的思维模式。学习是一个由浅入深的过程，通过对表面现象的观察，进而深入学习了解事物的内部本质，正如分析热力过程的目的在于根据过程特点和状态方程来确定状态参数的变化规律，从而揭示变化规律与能量传递的一般性结论。当掌握透过现象看本质的能力时，再去学习《工程热力学》这门课程时会容易很多，学习也更有效率。

2.3 热力学原理的指导意义

热力学定律包括热力学第零定律、热力学第一定律、热力学第二定律及热力学第三定律，其中最重要的是热力学第一定律和热力学第二定律。热力学第一定律的实质是能量转换及守恒定律，它从能量的数量方面揭示了能量转换的客观规律。热力学第二定律从能量质的角度出发，得出能量转换时能的质要贬降，解决了与热现象有关的过程能够进行的方向、条件、限度的问题。热力学的第一、第二定律系统地阐述了为什么能量是守恒的我们仍然要节约资源。能量在转换的过程中虽然数量是守恒的，但其质量不断衰退。因此，我们要加强对低品位能的利用，合理用能，提高能的品质。热力学定律让学生明白能源并不是取之不尽、用之不竭的，一定要节约用能、合理用能。

熵是热力学中表征物质状态的参量之一，在孤立的热力学系统中，熵总是增大或者不变，不能减少，这就是著名的熵增原理。熵增过程是一个自发地由有序向无需发展的过程，因此能用熵增原理来判断过程进行的方向。熵增原理有两个重要的前提是在孤立系统中且无外力做功。熵增原理具有重要的哲学意义，无论是对个人或社会，都有很大的启迪作用。薛定谔曾说过：“人活着就是在对抗熵增定律，生命以负熵为生。”因为事情总是朝着熵增的方向进行，所以符合熵增的似乎都变得很容易。生活中我们会遇到各种各样的问题，如果我们不去解决这些问题，任其发展，生活就会一团糟，人也会变得焦虑不安，最终迷失自我，浑浑噩噩地过完这一生。因此为了实现生命的熵减，我们要严于律己、修身养性，通过自我约束来抵抗这种不可逆转的熵增。从社会的角度出发，社会的发展就是一个熵增的过程，如果没有国家的干预和管理，社会就会变得混乱不堪，所以需要各种法律和政策来维持社会的秩序。熵增是一种自然规律，人和社会持续不断的进步就是在与熵增做对抗，对抗熵增只有打破孤立系统且对外做功，才有可能实现熵减，让生活、生命变得更精彩。

3 《工程热力学》课程教学方法的改革

在该课程教学中，教师根据不同专业的需求合理地设计教学方案，制定教学计划，重点教会学生掌握学习的方法和技巧，让学生举一反三，灵活变通。比如在学习热力学第二定律的表述时，让学生用反证法去证明为什么说克劳修斯的说法和开尔文-普朗克的说法是完全一致的，学生在证明的过程当中会深刻理解其本质，进而明白热力学第二定律的其他表述，如能量降级原理、微观说法等。这是一个“授人以渔”的过程，远比让学生死记硬背各种表述说法好，教导学生不管是在学习中还是在日常生活中，规矩都是死的，但人是活的，要学会变通，变则通，通则久。

在科技高速发展的今天，教师也要与时俱进，调整自己的教学模式，善于利用互联网与学生进行线上线下的互动，调动学生的学习积极性。在当今社会，学生几乎人手一部手机，且手机越来越智能化，因此很多学生都变成了“低头族”。为了改善这种状况，课堂上老师可以利用手机上的各种学习软件，如钉钉、学习通等进行抢答、抽答，调动课堂氛围，课下还可以通过QQ、学习通等布置作业，调查了解学生的学习情况，便于老师及时调整教学计划。今年的疫情来势汹汹，学生无法去学校上课，很多学校为了不耽误学生学习选择了线上教学的方式，线上教学有利有弊，一方面学生可以不受时间和空间的限制随时随地地学习，另一方面线上教学缺少互动性和真实性，很多学生不适应网络教学的模式，对于那些本就不热爱学习的学生，线上的课堂教学成为了他们枕边的安眠曲。互联网学习是一把双刃剑，善于利用的同学能够通过网络丰富眼界，学习到更多的知识，不善于利用的同学则会沉溺于网络的纷杂世界中而无心学习。这就像《工程热力学》课程中的不同的的热力过程，能量的转换形式也不一样，通过对能量转换的讲解，告诉学生手机、电脑等不是只能用来玩的，还可以用来学习，让手机成为我们变得优秀的工具而不是成为堕落的源泉。

4 结论

大学思政课是大学教育的基础，能提高学生的精神觉悟，转变学生思想，为其树立正确的人生观、世界观、价值观。《工程热力学》这门课程中包含了许多思想道德哲理，学生通过对《工程热力学》的学习，将进一步深化了解我们为什么要节源资源、保护环境，同时在学习热力学基本原理和科学家的贡献时，能深刻体会到每一个成功都来之不易，需要不忘初心地去坚守。把思想政治教育贯穿《工程热力学》教学全过程，在课程中融入思政内容，在课堂上对学生进行德育渗透，让学生学好文化课的同时进行道德政治教育，这需要学校、老师、学生的共同努力。