高校工科专业流体力学与设备课程思政建设及实施

段广彬，赵蔚琳，刘宗明，张秀芝，姜媛媛

（济南大学材料科学与工程学院，济南 250022）

2016 年习总书记在全国高校思想政治工作会议上指出，要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应[1]。2020 年，教育部印发了《高等学校课程思政建设指导纲要》，要求高校落实“立德树人”根本任务，各类专业课程要隐性配合思政课程的显性教育。从目前高校教学现状来看，专业课程与思政内容之间存在着融合脱钩、两张皮的状况，显性与隐性的关系尚未形成合理的模式[2]。结合习近平总书记的重要指示精神和教育部的指导纲要要求，高等院校专业课程中育人与价值引领思政教育需要进一步加强与完善，需要深度挖掘工科专业课程中存在着大量的思政素材及德育素材。相比于专业的思想政治课的教学，如果将思政元素与专业课程知识进行有效融合，教学过程中有实例辅证，效果要更好。因此，如何结合专业课程的特点，有效利用课堂和课程这个主阵地与载体及如何提炼专业课程中的思政点，从理论、实验实践、素质培养及考核方式等各环节融入思政元素，进而帮助学生树立正确的人生观、价值观与世界观，这些人才培养的需求成为摆在高校各专业教师面前的难题。

基于此，论文以材料科学与工程专业流体力学与设备课程思政建设为例，对知识点与思政点融入方案从课程内容、教学教法和考核方式等方面进行了详细探索，为相关专业课程思政融入提供参考与借鉴。

一 流体力学与设备课程知识特点解析

流体力学与设备是高校工科院校常开的一门非常重要的专业基础课，在材料科学与工程、冶金工程、化学工程、土木工程和能源动力工程等专业开设，为后续的专业课学习提供基础。课程主要分为流体力学与流体设备两部分，其中流体力学部分主要讲授流体力学的基本性质、流体静止与流动状态下的基本概念、基本理论、基本方法及其在工程中的应用；流体设备部分主要讲解泵与风机的结构、参数及应用。通过课程学习，学生能够较好地理解工程中流体流动特征及动量传递规律，解决工程中流体流动实际工程问题并可为开发新型高效的泵或者风机打下理论基础。

课程的知识点多且零散，包括大量的公式推导与应用，学生在学习过程中需要较强的高等数学、物理功底。流体设备这部分内容由于牵扯到三元流动理论还需要学习者具有较强的工程实践经验与空间想象力。总结来看，课程逻辑性较强，各个章节之间贯穿着“流体性质—流体静力学—流体动力学—流体阻力—相似理论—流体设备”从基础概念到理论再到实践的主线；而在章节内部存在着“理论知识学习—基本公式推导—公式应用”的主线，学生只要掌握了这两条基本主线，再辅以一定的数学、物理功底，便能体会到课程并没有那样复杂，学习过程也就没有那么枯燥，因此就课程专业知识来看，为学生规划好这两条关键主线至关重要。

二 流体力学与设备课程思政特点解析

专业课程思政建设的基础是课程，核心是思政元素，关键是融入方式。因此，首先要做到课程专业知识内容的处理，也就是专业知识点的合理性选择是思政融入的基点。另外，知识传输形式、考核方式等方面都会对课程思政融入效果有巨大影响[3]。流体力学专业知识与课程思政之间的显性与隐性关系如图1 所示。

图1 流体力学专业知识与课程思政的融入关系

随着教学改革的日益深入，流体力学与设备课程所包含的丰富的思政素材及德育素材被日益深刻挖掘出来。比如在绪论部分，可以通过融入我国春秋时期都江堰的开凿，其就是利用了流体力学的基本原理实现了江水自动分流、流量控制等技术难题，并由此冲积形成了沃野千里的成都平原；再如我国目前远远领先的航空航天技术，不仅体现了我国科技的快速发展，同时也能增加学生为国为民奋斗的爱国主义情怀。

现行许多流体力学的理论起源于西方，如著名的牛顿内摩擦实验、诺维斯托克斯方程、欧拉运动方程、伯努利方程、尼古拉兹实验和莫迪实验等，这些理论都是来自伟大科学家的巨大付出[4]，孜孜不倦的奋斗精神值得学习，同时也需要激励国人尤其是当代大学生去更加努力跟上流体力学时代发展步伐。

课程在讲授流体流动及流体设备运行的过程中，一方面，通过提炼大量例证得到相应的流动规律，这些内容能够很好地体现理论来自实践的马克思主义的唯物主义观，并将之贯穿到整个教学过程，这对培养当代学生世界观起到积极推动作用。另一方面，通过在课堂上引入思政元素，潜移默化地将文化自信、民族自信和大国工匠精神等融入专业知识，有利于达到全方位育人的目的，同时可有效扩展课程深度与广度，使理论性较强的知识点生动化，可有效提高教学效果[5]。

三 流体力学与设备课程思政实施方案

（一）教学专业知识点+思政点融入实施

重构课程内容，将专业教学知识点模块化处理，课程模块包括流体的性质、流体静力学、流体动力学、流体阻力损失、流体相似理论和流体机械等部分。每个模块都根据相应内容进行课程思政内容融入，具体实施做法见表1。

表1 专业知识与课程思政融入方案

1 注重课程知识的历史文化底蕴和与时俱进性

我国是具有五千多年的文化古国，在历史赓续过程中，我国文化、科技等方面的成果在人类文明中占有重要地位。例如，通过引入四千多年前大禹治水等历史典故说明大禹在总结以往治水经验的基础上，改堵为疏，体现我国古人在远古时代的勤劳和智慧；同时，大禹在治水过程中的“三过家门而不入”历史典故充分体现了我国人民以民为主、大公无私和孜孜以求的奉献精神。我国历史上建设的大量灌溉所用的各种水利工程、制备的各类型的流体设备、飞行装备均能大大提升学生的民族自豪感与爱国意识。同时，还需要将知识内容及时更新，将新时代以来我国在流体力学方面取得的巨大进步及时带入课堂，增强学生为国奋斗、为民造福的奉献精神。如可以通过介绍我国举世瞩目的三峡大坝水力发电、宏伟的南水北调工程，我国的大飞机、航空飞机、太空行走和核潜艇等方面的内容融入流体动力学内容，培养学生的大国工匠精神[6]。

2 行业特色及影响力融入课程，实现价值引领

比如，在讲授理想流体运动的欧拉运动微分方程时，可以重点通过介绍流体动力学奠基人瑞士科学家欧拉的生平事迹进行课程思政点的融入。欧拉通过自身努力在34 岁时成为柏林科学院院士，由于工作过度劳累在60 岁时全盲，直至去世也没有停下研究的步伐；其成果涵盖数学、力学等各个领域，出现了大量以其名字命名的数学模型。通过欧拉人生历程的思政融入可以培养学生淡泊名利、锲而不舍的奋斗精神。再如，介绍我国空气动力学开创人钱学森个人生平，尤其是1955 年其放弃国外优厚的生活，冲破国外重重障碍，毅然回到当时一穷二白祖国的怀抱，为我国的空气动力学、航空航天和原子弹等领域做出了卓越贡献，被誉为“中国航天之父”“中国导弹之父”。钱学森的研究将我国的航天与导弹事业推进了至少二十年的光辉事迹，能激励学生增强爱国主义情操与科学素养。介绍我国核潜艇之父黄旭华院士隐姓埋名在戈壁滩三十余年，为大国增加利剑，让学生树立大国工匠精神，甘于为国为民奉献自己的精神，将社会主义核心价值观潜移默化融入理论教学。

3 通过引入现行社会中的流行元素，实现知识点与思政点的融合

比如在讲授流体相似理论及浮力过程中，通过播放中国首艘航空母舰“辽宁号”英姿飒爽的视频，融入辽宁号航母的建造经历及其对中国国防的重要意义。对比分析战斗机起飞过程中甲板稳定性操作，航母能够保持稳定状态的原因，达到训练学生思维能力、培养其树立大国工匠精神。再如引入《战狼2》电影中导弹的精准打击引申至“钱学森弹道”理论，可以实现对飞行器的不可捕捉与不可拦截，激发学生的民族自豪感及树立担当精神。

4 实验、实习和实践环节融入课程思政

比如相似理论知识点，通过设计一个小型风洞实验，从开始对设备的了解、对仪器的操作、对数据的记录与整理和实验规律的得出，以及报告的撰写等系列步骤，培养学生的精益求精、实事求是的精神及团结协作爱岗敬业的精神[7]。再比如进行流体动力学伯努利方程实验时，通过分组实验，大家各自负责，精心设计实验，测定实验过程中的压力、流量和流速等参数，实验过程中大家独立设计，互助完成，训练学生协同工作的能力，同时也有利于培养学生在团队中乐于奉献和团结协助的品质。

（二）教学方法优化思政融入

1 采用线上+线下教学进行思政融入

现在的社会是互联网+的社会，学生获得知识与信息的手段多种多样[7]，如果还是坚守传统课堂教学，效果会大打折扣。在课程思政实施过程中，特别注意需要加强线上+线下教学有机融合；充分利用QQ 群、微信群、网络课堂、超星学习通和翻转课堂等手段加强与学生交流；加大推送短视频力度，利用抖音、哔哩哔哩等第三方平台的有益信息影响学生的世界观与人生观，使课程思政线上线下同向进行。在线下教学中，通过与学生互动讨论，如当代流体力学及流体设备发展现状，体现年轻大学生的时代使命。课程结束前，引入教师心得体会，融入科技前沿与时代特征，进一步提升学生学习兴趣及对课程与专业的热爱程度，树立为行业、为国家奉献青春的思想。

2 注重专题案例设置，烘托思政元素

比如流体黏性测定案例，组织学生共同讨论、学习、辩论和设计，研究小球沉积法、旋转力矩法测定方案，对比方案的可行性与合理性，养成学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，体现严谨的科学精神与创新精神。再如介绍伯努利方程应用时，引入虹吸管计算案例。虹吸管俗称过山龙，为一个倒U 设置的常用管路系统。原有虹吸管系统一直无法突破提升高度6.5 m，管径0.6 m，管道长度60 m 的限制，而通过让学生设计可以突破这个尺度的限制，最后结合中国发明专利，说明目前国内已经制造出提升高度突破8 m，管径突破1.5 m，管道长度突破95 m 的超级虹吸管，这样可大大增强学生的自豪感及成为大国工匠的信心。

3 注重理论与实践并重的体系设置

针对每个重要知识点要求学生进行课内实验设计，并提供基础材料与加工设备，自己动手搭建试验台，完成相关参数的测定与整理，进而建立实践知识架构。教研组根据课程主要知识点，设置了流体黏性测试、流体静力学、流体动力学（伯努利实验）、流体阻力（包含长管道沿程阻力，阀门、渐变管和文丘里管等局部阻力损失）、相似理论（潜艇模型）和流体机械（泵循环）等课内实验以及离心式风机综合测试系统，学生根据自己知识与实践的需要开展选择性实验，这样既可以锻炼学生动手能力，培养其创新意识与团队精神，又能对知识有更好的把握与应用。

4 注意教师引领效应

教师的一言一行及职业德行对学生具有潜移默化的影响。在教学过程中，教师通过自己品德的引领带动，从品质、修养中影响学生的思想品德，从言行中做到以德施教。

（三）课程多样化考核融入课程思政

流体力学与设备传统的考核方式大多通过纸质卷面的闭卷考试进行终结性考核。在课程思政考核中，采取多样性的过程化考核与合理的终结性考核。过程化考核包括作业、读书报告、讨论表现和实验实践等各个环节，占比为50%，终结性考核还是以闭卷考试方式。过程化考核过程中将思政元素融入其中，以培育素质、能力为目标，侧重德智体美劳全面素质的测试。

1 在作业布置方面

每一章节结束时，都会布置作业，比如安排学生攻读一些中英文文献，查询在某几个关键词下的科研发展现状及趋势，认识到我国现有技术与国外最先进技术的差距，激发学生坚持奋斗精神，鼓励学生为实现中华民族伟大复兴贡献力量。

2 在课堂讨论方面

采用案例教学方法，案例多采用与工程实践结合紧密的课题或者教师的科研课题。通过查阅、研讨和精炼等环节提出解决方案，鼓励学生进行思维创新，提升他们的理论结合实践能力、创新及团队协作精神，为社会主义现代化建设贡献力量。

3 在课下学习方面

通过对推送的行业翘楚、历史人物和标志事件等，集体讨论并让学生发表看法与体会，根据表现情况进行得分，且纳入考核成绩，通过这些榜样的力量来影响学生，激发学生的干劲及成就感。同时，为了更好地考核与反馈课程思政效果，引入OBE 理念考核方式，设定思政目标体系，并进行达成度分析，及时分析与处理，根据反馈结果优化课程思政内容与方式，进行持续改进。

四 结束语

流体力学与设备是多个工科专业重要的专业课。课程的特点是公式较多，难度较大。在实际的教学过程中，如何将枯燥的数学公式推导及应用传递给学生并锻炼他们的工程实践能力是第一要务。同时，该课程蕴含着大量丰富的课程思政元素，这些元素与历史、生活和未来等方面息息相关。如何将这些思政元素无痕融入专业知识是课程思政的核心，也是本文关注的要点。在课程思政的教学过程中，要一直突出教师的主导地位和学生的主体地位相结合，有地放矢地在知识点融入、教学方法优化及考核方式多样化方面探索新型做法。要注重专业学习与思政融入并举，以专业知识学习为主线，严格按照培养大纲与方案进行设计；课程思政融入则是根据专业知识的主线进行隐性设计，利用主线专业学习完成隐性的思政教育。只有处理好专业知识与课程思政之间的关系才能使学生真正做到内化于心、外化于行，开拓出工科专业课程思政的新思路，为培养具有社会主义核心价值观的工程类人才贡献力量。