矿山流体力学课程思政建设初探

粟登峰　陈星明　朱强

［摘 要］在高校工科类专业课程体系中，专业基础类课程往往发挥着承上启下的关键作用，开展专业基础课程思政建设对于推进高校课程思政建设、培养新时代社会主义建设接班人具有非常重要的意义。文章在分析矿山流体力学课程教学内容及课程教学特点的基础上，结合采矿工程专业特点深入挖掘了矿山流体力学课程思政元素，并制订了课程思政教学实施方式，可为同专业类似工程基础类力学课程思政建设提供参考与借鉴。

［关键词］采矿工程；矿山流体力学；工程基础类课程；课程思政

［中图分类号］ G642 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）09-0116-04

2019年10月，教育部印发了《深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见》，指出要将课程思政建设作为落实立德树人根本任务的关键环节，充分挖掘各类课程和教学方式中蕴含的思想政治教育资源[1-3]，高校课程思政建设与教学改革工作势在必行。相关研究调查结果表明[4]，在我国高等教育实施过程中，大学生所修课程中专业课程所占比例约为80%，同时，绝大部分学生均认为自己在大学求学和将来的工作发展中专业课程知识和专业课程授课教师的影响是最深远的。其中，专业基础类课程在高校工科类专业课程体系中往往发挥着承上启下的关键作用。然而，由于该课程绝大部分内容是全新的内容，并且部分内容较抽象，因此往往被学生认为“难学、难懂”。因此，专业基础课程思政建设是培养新时代“德智体美劳”全面发展创新型人才和社会主义建设者、接班人的关键切入点，对于推进高校思政建设具有非常重要的意义。

一、矿山流体力学课程内容及特点

（一）课程内容

矿山流體力学是采矿工程专业的一门工程基础类必修课程，是采矿工程核心专业课程井通风与安全、矿山机械（矿山流体机械部分）的先修基础力学类课程，它与理论力学、结构力学和弹性力学一样，是采矿工程基础课与专业核心课程衔接的桥梁与纽带，发挥着“承上启下”的作用，在专业课程体系中具有举足轻重的地位。

矿山流体力学核心教学内容包括流体静力学、流体运动学和流体动力学基础、黏性流体运动及其阻力计算、相似原理及量纲分析四大部分[5]。通过本门课程的学习，要求学生具备四项能力：第一，掌握流体力学基本知识与理论，具备流体力学问题求解的解析计算能力；第二，具备将某些类型采矿工程问题简化为流体力学模型的分析和判别能力；第三，具备将流体力学理论应用于解决和处理某些类型采矿工程问题的能力；第四，通过流体力学基本理论的学习，具有操作实验仪器、解释流体力学现象的能力。

（二）课程特点

矿山流体力学是采矿工程专业公认的“教师难教、学生难学”的课程之一。在笔者近几年的教学实践中发现矿山流体力学课程具有以下两个特点：第一，从授课对象上来说，与其他“高薪专业”相比，采矿工程专业是公认的艰苦专业，近年来专业招生第一志愿报考率非常低，同时申请转专业的学生比例相对较大，因此，采矿工程专业学生生源质量相对较差，并且部分学生有较强的“专业情绪”，学习的主动性相对较差。第二，从课程内容上来说，矿山流体力学课程内容具有理论性极强、概念抽象、公式推导多、与物理数学知识联系紧密等特点。矿山流体力学课程面向的学生主要是采矿工程专业大学三年级的学生，与学生之前所学习的研究对象为受力后不变形的绝对刚体的理论力学和研究对象为受力后产生微小变形的固体的固体力学不同，流体力学的研究对象是受力后产生大变形的流体，因此，对于学生而言，矿山流体力学是一门全新的力学课程，概念、原理较为抽象，同时，公式推导较多且晦涩难懂，学生学习积极性较低。因此，矿山流体力学课程教学改革实践需要遵循“顺势诱导、化难为易”的原则，首先消除学生的厌学、畏难情绪，再通过优化课程教学设计提升课堂教学效果，最终提升学生的学习效果。

二、矿山流体力学课程思政设计

（一）课程思政设计原则

课程思政是课程教学育人目标达成不可或缺的部分，在矿山流体力学课程教学中实施课程思政，既可让学生学习到流体力学知识，又可将课程中蕴涵的思政教育精髓传递给学生，使学生在学习过程中接受无形的思想政治教育，从而实现正确价值观引领，校正和夯实人生取向[6]。然而，如何在专业类课程教学中引入课程思政元素一直是一个难点。部分课程在进行教学改革实践中忽略了原来的专业知识讲授而过分地强调课程思政，最终出现“重德育、偏知识”的现象。而部分课程在进行教学改革实践中则忽略了课程知识与课程思政元素之间的有机融合，既没有实现知识的传授，也没有将课程中蕴涵的思政教育精髓传递给学生，这样则可能使得课程思政变成了“生硬说教”[7]。以上现象均不是实施课程思政的目的，在课程教学中应尽可能避免。关于课程思政有一个非常形象的比喻，即将思政之“盐”融入课程之“汤”[8]。这一句话至少应包含以下几层含义：第一，专业课程中必须融入思政元素才能实现课程育人目标；第二，课程思政元素不宜过多，否则易出现喧宾夺主的情况；第三，专业课程融入思政元素必须“顺畅”，需要讲究时机，不能浮于表面，更不能生硬地加入，应力求潜移默化、育人无痕、润物无声。

根据矿山流体力学课程教学内容及课程特点，同时结合采矿工程专业性质及特点，本文确定矿山流体力学课程思政教学设计应遵循如下五个原则：第一，课程思政教学应符合马克思列宁主义世界观和方法论、社会主义核心价值观和习近平新时代中国特色社会主义思想；第二，课程思政教学内容要适应国家发展理念，适应采矿工程行业发展理念；第三，课程思政教学应坚持矿山流体力学知识教育优先原则；第四，课程思政教学应大力弘扬中华优秀传统文化；第五，课程思政教学应传承和发扬采矿工程专业精神，引导学生自觉履行行业职业素养，引领行业发展。

（二）课程思政实施方式

课程思政的实施必须与专业知识教学紧密联系才能发挥“隐形思政”的作用，最终与“显性思政”——思政课程共同构建全课程育人格局[9]。基于此，矿山流体力学主要从以下几个方面实施课程思政，见图1。

1.厚植爱国情怀，提升民族自豪感和民族复兴使命感，增强学生的学习主动性

在矿山流体力学课程教学中，需始终坚持“四个自信”，增强学生的家国情怀、民族自豪感、责任感及使命感，消除学生的厌学情绪，激发学生的学习主动性，引导学生树立正确的学习观。

在矿山流体力学课程绪论部分为学生讲授我国古代流体力学方面取得的成就时，引入春秋战国时代李冰父子修建的举世闻名的无坝取水工程——都江堰水利工程这一经典案例。都江堰水利工程利用流体力学原理将引水、分洪、排沙功能有机地结合在一起，并从河水流动的整体运动规律出发，重自然调节而非人工强加控制，以简单应对复杂，使得不同功能在水、沙运动中得到平衡和统一，体现了古代劳动人民超高的智慧。

在讲授我国在现代流体力学研究方面的工作时，为学生讲解我国老一辈科学家（如著名的空气动力学专家钱学森和我国近代力学事业的奠基人郭永怀等）在国外完成学业并取得一定的成就时，放弃国外优厚的待遇和极高的地位，甚至在受到百般阻挠的情况下毅然决然地回到祖国，为新中国科学发展贡献出了自己的智慧甚至是生命，这种爱国主义情怀值得每一名新时代大学生学习和弘扬。

在讲授流体力学未来的发展与应用时，结合采矿工程中流体力学的应用方向，可以为学生介绍我们国家“上天入地”的大国工程。其中，重点介绍“入地”尤其是深地资源开发中涉及的诸多流体力学问题，如深部矿井通风、深部地热资源开发、矿井地下水的渗流特性与水害防治、岩石应力场与渗流场耦合作用、流体管道输送特性等等，这一系列重大工程难题都需要灵活运用流体力学理论知识并与其他学科知识交叉融合才能予以解决，而采矿工程专业的学生“主力军”应当勇挑重任、勇往直前，为实现采矿行业的发展以及中华民族伟大复兴贡献自己的力量。

2.培養辩证唯物主义自然观，激发学生的科学思维

流体力学是一门自然科学，其相关定律和法则实质是自然界普遍规律的具体表现。其中的内容需要结合物理学、力学和部分采矿工程专业知识进行理解。且本门课程理论推演和公式推导较多，因此，在课程教学中要教会学生“透过现象看本质”，使学生在学习专业知识的同时，更加深刻地理解自然辩证法的唯物主义思想，激发学生的科学思维。

在讲解课程绪论部分内容时，首先为学生清晰地讲解固体与流体之间的异同，随后为学生介绍流体力学与固体力学研究方法、研究思维的异同，尤其要强调流体力学与固体力学的相同之处，即都可以基于连续介质力学假说对问题进行分析。因此，采矿工程专业的学生在后续学习过程中可以联系固体力学的知识来理解流体力学课程内容，这有助于其奠定坚实的力学基础。在第一部分“流体静力学”中推导静止流体平衡微分方程时可将其与固体力学中的相关内容进行对比。而在第二部分“无黏性流体运动微分方程”中，则采用翻转课堂，让学生自己对公式进行推导，使其更加深刻地理解两者的区别与联系，体会到“学以致用”的快乐，在学习专业知识的同时，提升自己的学习信心。

在讲解课程第二部分“流体动力学基础”中无黏性流体微分方程在特定条件下的伯努利方程时，需要对积分的条件进行限定，即有质量力定常且有势，流体是不可压缩的，流体运动是定常的三个条件。但是，在实际工程中运用伯努利方程时，并不一定严格要求满足这三个条件。例如，在讲授“小孔出流”问题时，液体从小孔中流出严格来说属于“非定常流动”，但是由于小孔直径非常小，可以将其看作“准定常流动”，因此，可以运用伯努利方程对孔口出流速度进行计算。此外，在讲解课程第一部分“流体静力学”中流体静压强测试部分内容时，当以水银为介质测量空气的静压强时，相同高度下水银柱的压强相对较大，而空气柱的压强相对较小，因此，在实际测试过程中，可以将空气柱所引起的压强忽略不计。而在课程第四部分“相似理论与量纲分析”中，强调各独立的相似准则应同时满足，但是在实际运用过程中却是难以实现的，因此，往往只能近似相似，即保证对流动起主要作用的力相似即可，这就是模型相似律的选择原则。这些问题的处理均体现了“抓住主要矛盾、解决关键问题、提炼简化模型”的自然辩证法思维。

3.弘扬新时代采矿工程专业“四特”精神，磨炼学生学习意志

矿业是我国国民经济的基础和支柱产业，是推动人类文明与进步的重要因素。随着科学技术的不断进步，人类获取矿产资源的能力将越来越强，空间会越来越大：“往下”将进一步向地球深部进军，在获取矿产资源的同时探寻地球深处的奥秘；“向上”则将进一步出现在月球、火星乃至宇宙矿产资源大开发的环境中。

在采矿工程专业的发展历史中，逐渐形成了采矿人共同遵守的核心价值观和共同的价值取向，即“特别能吃苦、特别能战斗、特别能奉献、特别能创新”的“四特”精神[10]。在矿山流体力学课程思政教学中，应大力弘扬采矿工程专业“四特”精神，磨炼采矿工程专业学生的意志，为其今后的学习工作奠定坚实的思想基础。

在讲授课程第三部分“黏性流体运动及其阻力计算”中沿程阻力和局部阻力计算相关内容时，可引入矿井通风中的“井巷通风阻力”，包括摩擦阻力（对应流体力学中的沿程阻力）和局部阻力计算的内容。并通过多媒体音像资料引入矿井通风发展史案例，介绍采矿专业前辈在技术手段极为落后的情况下，凭借自己的责任感克服种种困难，不断创新，以解决井下通风、地热和瓦斯问题。同时，着重介绍重庆大学鲜学福院士和中国矿业大学周世宁院士带领团队克服千难万阻、矢志创新，最终攻克矿井通风难题的事迹。通过对以上案例及科学家事迹的介绍，让学生深刻体会采矿工程专业的“四特”精神，磨炼其学习意志，为其今后的学习工作打下坚实基础。

4.培养工匠精神和责任担当意识，引导学生立志引领行业发展

在矿山流体力学课程教学过程中培养学生的工匠精神和责任担当意识，将极大地提升学生的责任感，引导学生静心学习，刻苦钻研，求得真学问，练就真本领，担当大使命。

在第二部分“流体静力学”部分讲解“静止流体作用在平面壁/曲面壁上的力”的时候，首先以多媒体视频资料介绍我国“深海采矿”技术以及“深部岩石原位保真取芯”试验。随后，通过翻转课堂，让学生在演算深海采矿设备在最大下潜深度时所受的压强，以及部分精密仪器所受到的作用力大小的时候，切实感受这些大国工程所承受的巨大水压，培养学生的工匠精神，引导学生牢固树立将来引领行业发展的决心。

三、结语

青年智，则国智；青年强，则国强。作为实现中华民族伟大复兴中坚力量的新时代大学生，渊博的专业理论知识与坚定的理想、高尚的品德相辅相成，缺一不可。本文在分析矿山流体力学课程教学内容及课程教学特点的基础上，结合采矿工程专业特点深入挖掘了矿山流体力学课程思政元素，并制定了课程思政教学实施方式，以期为同专业类似基础力学类课程思政建设提供参考与借鉴。

［ 参 考 文 献 ］

[1］ 张烁.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，2016-12-09（1）.

[2］ 全国高校思想政治工作会议12月7日至8日在北京召开[EB/OL].（2016-12-08）[2022-10-20].http：//www.gov.cn/xinwen/2016-12/08/content_5145253.htm#1.2021.

[3］ 中华人民共和国教育部高教司.深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7O56/2O191O/t2O191Oll_4O2759.html.2019.

[4］ 王勤香，李欢.专业基础课程“水力学”思政元素挖掘与教学融入探讨[J].黑龙江教育（理论与实践），2022（3）：40-42.

[5］ 谢振华.工程流体力学[M].4版.北京：冶金工业出版社，2013.

[6］ 于贵波，苏续军，袁占杰，等.专业课教学中课程思政建设的要点[J].西部素质教育，2021，7（6）：16-18.

[7］ 程敢，张会菊，张传祥，等.工程流体力学课程思政元素的挖掘及应用[J].高教学刊，2022，8（25）：171-176.

[8］ 谢昆，代小菊，赖庆轲，等.基于OBE理念的工科专业“课程思政”实施途径研究[J].三峡高教研究，2020，56（6）：20-23.

[9］ 刘红敏，田镇，章学来，等.“流体力学”课程教学中思政元素的有效融入[J].航海教育研究，2022，39（2）：87-92.

[10］ 鄒光华，田多，师皓宇.论采矿精神的内涵及其培养[J].煤炭高等教育，2013，31（4）：5-7.

［责任编辑：雷 艳］