能源动力专业实验课程思政建设探索与实践

胡晓红 凡风仙 魏燕

摘 要：根据能源动力专业人才培养目标及毕业要求，结合《热能工程专业实验》课程特点，从课程大纲设计、实验项目思政元素融入、教研团队建设、教学模式与考评体系等方面，开展了专业实验课程思政建设探索。为深入贯彻全方位、全过程、全員性课程思政教学理念，课程建设将专业知识传授与思政育人元素耦合，在知识传授的同时全面培养学生的人文情怀、辩证思维、科学素养和创新精神，为专业实验课程思政实施提供一定的参考。

关键词：能源动力专业; 实验课程; 思政教育; 课程建设

中图分类号]：G642       文献标识码：A         文章编号：1006-3315（2021）9-084-003

一、引言

党的十八大以来，先后召开了全国高校思想政治工作会议、全国教育大会、学校思想政治理论课教师座谈会等重要会议，强调各地各高校要加强思想政治教育，将立德树人贯彻到高校课程教学全过程、全方位、全员之中，推动思政课程与课程思政协同前行，构筑育人大格局[1]。教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》指出，全面推进高校课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措。高校要深化教育教学改革，充分挖掘各类课程思想政治资源，发挥好每门课程的育人作用，全面提升人才培养目标[2]。

在高校课程体系中，80%的课程是专业课，学生学习时间的80%用于专业课程的学习，因此专业课程教学是课程思政的主要依托。上海理工大学（以下简称“我校”）自课程思政教育理念提出以来，先后开展课程思政领航计划、课程思政示范专业、课程思政示范课程等项目，全面推进课程思政建设。我校能源与动力工程专业培养具备能源动力工程和动力机械及其相关领域的基础知识和专业技能，能够在国民经济各部门从事能源动力工程（如热力发电工程、制冷与低温工程、空调工程等）和动力机械（如热力发动机、流体机械等）的设计、开发、制造、实验研究以及安装、运行、管理、技术服务、营销等方面工作的高级工程技术人才。该专业包含了热能、制冷、工热、动机四个专业方向，为了加强各专业方向实践教学环节，我校在培养计划中每一个方向均设置了专业实验课程。《热能工程专业实验》课程针对锅炉设备与运行、锅炉设计计算、燃烧学、清洁燃烧技术等专业课程开设。为了深入贯彻全方位、全过程、全员性课程思政教学理念，将思政育人融入专业知识传授过程，课程教研团队围绕全面提高人才培养能力这一核心点，在课程大纲设计、实验项目思政元素融入、教研团队建设、教学模式与考评体系等方面进行了建设探索与实践。

二、课程大纲设计

我校原《热能工程专业实验》课程教学大纲中仅介绍课程知识传授目标、实验项目及实验项目简介等。在课程建设过程中，教研团队重新修订了教学大纲，在大纲中加入了课程基本信息、课程目标、教学内容、教材与学习资源等。

课程基本信息给出了课程名称、代码、类别、性质、学时分配、团队人员、前修及后续支持课程、课程简介、思政设计思路等。其中课程简介明确了课程定位、课程内容、课程核心学习成效以及学习方法。《热能工程专业实验》课程核心学习成效为通过学习，加深学生对热能工程专业知识的理解（如自然循环锅炉水动力特性、集箱并联管系统流量偏差理论、闪蒸海水淡化及余热利用技术、锅炉受热面传热特性），掌握实验基本方法，培养学生应用所学基础理论和专业知识解决工程实际问题能力和创新思维能力。课程思政设计思路基于工程与社会、环境和可持续发展、职业道德与规范、个人与团队等毕业要求指标，针对各实验项目特点，在每一个实验项目教学过程中将专业知识传授与思政育人元素有机耦合，引导学生热爱科学、尊重科学、勇于追求真理;树立正确的世界观和价值观，正确认识科学伦理和生命伦理;全面培养学生的人文情怀、辩证思维、科学素养和创新精神。

课程目标定位采用对标原则，我校根据《工程教育认证标准》和《工程教育认证补充标准（能源动力类专业）》，结合专业人才培养目标，制定了能源与动力工程专业毕业要求。新教学大纲根据培养计划中的毕业要求指标点制订课程目标。课程共制订了两项目标，目标一为加深学生对热能工程专业知识的理解，使学生形成采用科学方法对能源与动力工程领域的复杂工程问题进行研究的基本素质。该目标对标于培养计划毕业要求中工程知识这一指标点：具备应用数学、自然科学、工程基础及专业知识解决能源与动力工程领域工程实际问题的能力;目标二为掌握实验基本方法，培养动手能力，培养学生分析问题、解释实验数据的思维能力及创新思维能力。其对标于专业毕业要求中设计、开发解决方案：能够提出针对能源与动力工程领域复杂工程问题的解决方案，设计、开发满足特定需求的装备、系统或工艺流程，并能够在此过程中体现创新意识。

《热能工程专业实验》课程因具有很强的工程应用性，综合性和创新性。为此课程教学内容需根据“基础—应用—提高—创新”循序渐进的人才培养规律，进行分层次、模块化设计[3]。实验教学内容设计为模型演示模块、专业训练模块、虚拟仿真模块、创新实验模块。每一模块下有数个实验项目可供学生选择。模型演示模块为学生拓展自学内容，该模块依托我校能源动力工程国家级实验教学示范中心模型实验室，采用学生预约观摩的方式进行学习，以加强学生对各类热能动力工程装备与系统构架、工作原理、工作过程的理解，加强学习效果。专业训练模块包括9个基础技能实验，如锅炉集箱流量分配实验、自然循环锅炉水动力特性实验、灰熔点测定实验、锅炉热平衡实验等。该模块重点培养学生掌握基本专业理论知识、实验方法、实验技能及分析问题的能力。虚拟仿真模块主要是为解决一些高温高压、设备投资高、实验内容不可见而设置，虚拟仿真系统既能满足教学要求，又能节约能源和设备的使用，具有很好的经济性。虚拟仿真模块主要包括了锅炉炉内燃烧过程、火焰传播速度测试、循环流化床锅炉工作过程等。创新实验模块依托我校动力工程多相流动与传热，上海市重点实验室开设一些学生可自主设计实验相关参数的探索性实验，如锅炉效率测试实验，学生可在燃烧综合实验台上选择不同雾化喷嘴、设置不同油压进行锅炉效率测试;在生物质柴油燃烧实验中学生可自行选择生物质柴油与普通柴油的比例进行燃烧特性和烟气排放特性研究。

教材与学习资源中，详细列出了课程网站链接，课程教材及参考书目及教学条件。我校自新冠疫情以来，全面建设网络课程，大部分课程均在学习通平台上发布了线上课程。学生通过课程网站链接可进行课程视频学习以预习实验，部分实验还可以进行远程虚拟实验。教学条件中给出了实验室规模、仪器设备介绍、设备操作规程、开放时间预约方式等。

三、实验项目思政元素融入

我校能源与动力工程专业培养计划中不仅要求学生具备分析及解决专业相关领域复杂工程问题的能力，还要求学生在职业道德素养方面具有人文社会科学素养、责任感，理解并遵守工程职业道德和规范。这就需要专业课程教师在知识传授过程中结合课程特点挖掘所蕴含的思政元素，实现立德树人、价值塑造、能力培养和知识传授的有机耦合。课程在建设过程中以学生关注的、鲜活的现实问题为切入点，针对实验授课内容特点，在每一个实验项目教学中融入思政育人元素。如在锅炉集箱流量分配实验中，课前先在网络教学平台上让学生自行学习《影响力》及团队合作相关教学视频，在线下实验操作演示过程中讲述并联管流量偏差引起的诸多超温爆管事故，以物育人，认识引入团队合作的重要性，引导学生建立团队意识，同时通过合作完成实验测试内容，培养团队合作能力。在锅炉烟气分析实验中，先进行线上观看《穹顶之下》《An Inconvenient》记录片，让学生了解资源的利用与环境之间的关系，在线下实验过程中引导学生节能环保、可持续发展观。课程部分实验项目思政元素融入过程列举如下：

四、教学团队建设

课程思政涉及哲学、经济、政治、文化、社会、生态文明等，在日常授课过程中能将专业知识传授、实验技能培训与思政教育功能有机结合起来，需要实验教师具备立德树人的责任意识和贯彻课程思政的教学能力[4]，这种特殊性对教师综合素质提出了很高的要求。国内外形势、新技术发展变化较快，思政教学内容要跟上时代，只有不断备课、常讲常新，才能取得较好的教学效果。《热能工程专业实验》课程思政建设主要从以下几个方面开展教学团队建设：（1）实验项目负责教师对自己严格要求，遵守教学纪律，日常注意知识积累更新，提高学识魅力，提升亲和力。课前精心准备课程资料，录制课程视频，便于学生预习实验，实验操作过程中探索创新教学模式，以身作则认真上课，用亲和力赢得学生，以深厚的理论功底引导学生。教师对待实验教学、课堂态度，既是潜移默化的课程思政，更是最直接的课程思政。（2）利用业余时间不断扩展知识视野，除具有专业知识理论功底外，还要广泛涉猎其他哲学社会科学以及历史文化知识。善于钻研实验项目教学内容特点，利用国内外时事、行业新技术、案例、素材，引导学生全面客观分析问题。（3）充分利用学校、学院组织的思政专题培训及“学习强国”和“思政案例”等平台，增强教书育人的使命感和责任感。定期在课程建设团队内组织思政教学案例分享会，加强不同实验项目教师间的合作交流，了解彼此教学内容与思政育人切入点，通过相互学习，整体上优化课程思政建设与实践的效果。（4）移动互联网已经是绝大多数人进行交流的主要渠道，手机、电脑已成为学生不可或缺的工具。实验项目教师应主动利用优质在线学习资源，开展混合式教学，在实验室和课后与学生加强互动，及时发现学生问题，解决其学习困惑，这样不仅可以让学生由被动学习转变为主动思考，促使学生对实验教学的关注，而且可以扩展时间，进行价值塑造和思政教育。（5）积极旁听相关专业理论课程，如《锅炉设备及运行》《锅炉设计计算》《清洁燃烧技术》等。实验教师只有深刻理解并领会专业理论课程教学内容的精髓，才能有效地将行业进展与中国传统思想文化中的课程关联元素融入到实验教学中，结合实验项目教学内容深入挖掘、提炼、整理课程德育元素，在教学过程中潜移默化地开展思政教育。

五、教学模式与考核体系

为了充分发挥学生自主学习的能力，加强学习效果，《热能工程专业实验》课程采用线上、线下混合教学模式。利用“学习通”平台，课程负责人构建网络教学框架，各实验项目负责人在开课前将所负责的实验项目指导书、思政视频、实验项目教学课件及微课投入网络教学平台。学生先通过网络平台进行预习，实验项目教师每周设有两次答疑时段，可在线上、线下为有疑问的学生进行答疑。每一实验项目均在网络平台上设置相关测验（专业实验知识测验及思政测验），需完成相应的测验且成绩达80分及以上方可进行实验操作预约。实验操作过程中采用启发式教学，以学生为中心，充分发挥学生自主权，教师根据实验现象及学生生活相关问题有针对性地提问，以激发学生自主思考。如在锅炉集箱流量分配实验中，在实验操作开始前以学生浴室并联水龙头流量分配为例，提出为何各并联管流量会有差异，在生活和生产中如何减小流量偏差？通过提出启发性问题，引导学生思考，激发学生的求知欲，同时检验和强化学生的预习效果;进入操作阶段后，教师根据实验中关键操作有针对性地提问，以调动学生的主动性，激发学生的创造性。如在火焰传播速度测试实验中，提问学生为何操作过程中要先打开点火器，才可以开启燃气阀门？火焰沿管道内传播过程中有哪些变化？这些变化的原因是什么？操作结束后实验项目负责老师根据实验特点设置具体考核要求，如实验准备、实验团队分工合理与否、实验操作规程熟悉程度、操作过程思考问题回答情况、实验数据记录是否完整、团队合作能力等，每一项考核指标设置不同等级分值，实验操作总分为各项分值之和。实验操作考核完毕后学生可通过线上或线下提交实验报告。课程团队将部分虚拟仿真实验放到网络平台上，供学生进行拓展实验，学生可通过相关操作验证该部分理论，并提出创新想法，然后与实验教师进行讨论，最后再进入实验室，与实验教师一起进行实验验证。

实验考核是对学生实验能力的全面檢查，也是对教师教学效果的检查。同时，考核能够给学生以压力和动力，促进学生对实验课的重视。实验课程以往的考核方式多采用实验指导教师依据实验报告来确定，这种实验考核方式较主观，导致一部分学生不重视实验预习及操作。课程建设团队通过构建过程化考核体系，全面、客观地考察学生的实际水平，突出重过程体验、重平时表现、重创新思维的实验教学指导思想。以专业培养计划毕业要求及课程目标为依据，设计不同模块实验过程化考核内容，并根据各考核过程的重要性设定其在总成绩中的权重。如专业训练模块考核过程包含了线上预习（权重0.3）、线下实验操作（权重0.5）以及实验报告（权重0.2）;创新性实验模块考核则由设计方案（权重0.2）、实验操作（权重0.6）、总结报告（权重0.2）三个过程组成。过程化考核体系侧重于充分调动学生自主学习、自主研究的积极性，使学生的个性、实验能力、创新思维真正得到发展，从而实现个性化培养的教学目标。

六、结束语

每门课程都蕴含着显性和隐性的思想政治教育内涵，实施课程思政，结合学科专业特点，将知识传授与价值引领有机耦合，充分挖掘课程中思政育人元素，并与专业教学内容有机融合起来，才能有的放矢、精准施策，使课堂教学润物细无声。近年来，《热能工程专业实验》课程依托我校能源动力工程国家级实验教学示范中心、动力工程多相流动与传热上海市重点实验室以及热能工程国家级特色专业与上海市本科教学高地建设项目，课程思政示范课程项目在教学平台建设、实验教学内容、教学体系、课程思政等方面均取得了显著的教学成果。本文结合《热能工程专业实验》课程的特点，从教学大纲设计、实验项目思政元素融入、教研团队建设、教学模式与考评体系等方面，介绍专业实验课程思政建设探索，建设过程可为实验课程思政实施提供一定参考。

基金项目：能源动力类实验室安全教育线上线下混合式教学模式研究与实践，上海理工大学2020年度教师教学发展研究项目（CFTD203004）

参考文献：

[1]习近平在全国高校思想政治工作会议上强调：把思想政治工作贯穿教育教学全过程，开创我国高等教育事业发展新局面[N]人民日报，2016-12-9

[2]教育部.高等学校课程思政建设指导纲要，教高〔2020〕3号

[3]凡凤仙，胡晓红.热能工程实践教学改革的探索[J]上海理工大学学报（社会科学版），2020，42（2）：179-183

[4]于静娟，胡剑，王娜，等.思政教育在专业实验课教学全过程的贯穿[J]教育教学论坛，2020，（5）：34-35