水声学基础课程思政教学与实践协同发展研究

王婷 陈美霞 刘加一 朱翔

*项目来源：教育部产学合作协同育人项目“船舶与海洋工程专业教学初探”（230804352907258）、“《材料力学》虚拟仿真实验教学资源及课程体系建设”（220606071143724）。

作者简介：王婷，副教授；陈美霞，通信作者，教授；刘加一，副教授；朱翔，教授。

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.10.086

摘  要  为进一步贯彻习近平总书记关于教育的重要论述和党的二十大精神，将思想政治教育融入船舶与海洋工程专业课水声学基础课程，教授过程中结合学科特色及专业知识阐述开展课程思政的必要性及迫切性，分析多元思政教学内容与水声学课程教学的内在密切联系，探讨海洋强国战略下水声科学与技术快速发展推进船舶与海洋工程学科建设的重要意义。有机结合多维度课程思政教学途径，促进船舶与海洋工程专业水声学基础课程思政教学与实践协同发展，实现思政教育与知识传授相统一。

关键词  水声学基础；课程思政；教学与实践；协同发展

中图分类号：G641    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2024）10-0086-05

0  引言

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调：“高校思想政治工作关系高校培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题。要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面。”[1]课程思政的本质是立德树人，其理念是协同育人。课程思政具体定义为以构建全员、全程、全课程育人格局的形式将各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应，把立德树人作为教育的根本任务的一种综合教育理念[2]。若教师在教学过程中对课程思政的认识不够清晰明确，则在推进课程思政、开展课程思政过程中会出现专业教育与思想政治教育“两张皮”的现象。因此，如何将思想政治理论课以“润物细无声”的方式融入特色鲜明的专业知识教学是课程思政开展过程中最关键也是最困难的一环。

水声学基础课程为船舶与海洋工程学科的专业课程，针对专业课程开展课程思政对于学科发展有着极其重要的作用。新工科建设“三部曲”背景下，水声学基础专业课程的思政建设目标更加鲜明，定位也进一步明确。专业课程思政是立德树人的主阵地、主渠道，更是创新教学的主引擎[3]。专业课教师迫切需要从单纯以目的论讲授水声学知识的传统教学模式中抽离出来，进而结合水声科学在海洋经济、军事发展中的战略地位及伟大的水声科学奠基人的宏伟事迹引导学生以国家需求为导向，投身水声事业当中，实现水声技术从跟跑到并跑再到超越，树立正确的世界观、人生观、价值观。

1 水声学基础课程融入课程思政的必要性与迫切性

水声学基础是一门理论性和实践性均要求较强的学科，既要开展理论建模并仿真水下声波的辐射、传播和接收等问题，又需要大量细致深入的试验研究，开展水声科学考察、各种海上试验，采集声场信息和海洋环境数据等[4]。然而受限于本科教学条件和课程设置等因素，华中科技大学的水声学基础课程主要以理论知识的传授为重点，具体以声呐方程为主线，介绍声呐方程中所包含的各声学参数及其物理意义，讲述不同海洋环境的声学特性，海洋中声传播现象、规律和机理，深入理解海洋声学的不均匀性和多变性，进一步介绍水下装备的自噪声和辐射噪声对水下装备战技性能和声隐身性能的

影响。

通过了解水声学基础的授课内容发现，单纯的大面积的理论知识会让学生产生疲惫感，特别是较复杂的公式推导以及深邃的物理意义让学生难以对水声学科产生热情。中国工程院院士杨德森说过“海洋强国，必兴水声”，水声技术是海洋资源开发与海军舰船及水下兵器的必备技术。若片面地将专业课程与思政教育割裂剥离，很难让学生了解到发展水声科学与技术的重要战略意义及其隐含的伟大的家国情怀。因此，必须将多元的课程思政内容与专业知识相融合，让学生以解决问题、实现自我价值为导向，培养学生的学习兴趣，培养学生理论结合实际、联想学习的能力，引导学生立志解决水声领域的“卡脖子”问题，培养浓厚的创新热情，弘扬创新精神，树立为国家奉献的人生观。

以水声学基础先导知识声波的辐射、透射为例，结合课程思政的声辐射与声透射知识点复习内容，如图1所示。水声学基础采用水声科学与技术丛书《水声学原理》为教材，该书为研究生教材，因此，书中默认学生熟悉声辐射、声透射等内容。然而学生在重新复习所学知识的应用方向及重要意义时有一定的陌生感，若仅仅照本宣科，把已有的公式和概念重新解读，难免会造成学生的反感以及不适应。只有高水平的教学活动才能吸引学生，从而调动学生的学习兴趣，促进学生积极思考。因此，在讲述声透射及声辐射的专业知识点时引入水下装备在运行时的声传播现象及声辐射现象，附以相应的声呐导流罩的配图和水下装备运行时产生声辐射的具体设备及部件，描述声呐系统发射声音经导流罩的透声性能与水下装备运行时的辐射噪声对水下装备战技性能的重要军事意义，将抽象的概念具体化，将简单的示意图生动化，让学生了解所学知识点具有重要的工程应用背景，从而使学生在获得知识的同时有一定的归属感和自我认同感。进一步地，基于数学物理建模思想，即实际工程问题在具体分析时的数学物理模型建模思路，回归简单的简化模型，推导数理表达式，并对公式中的各个具体的参量描述其在具体工程中的位置，进一步升华知识点所包含的物理意义。

通过知识点的复习过程可以看出，水声学基础课程放弃了传统的知识逻辑教学模式，深入细致地分析知识与具体所学知识点的价值体现，采取现实图片与视频结合的教学方法，让学生从视觉及听觉上摄入知识点应用的重要背景，讲授过程中引导学生思考如何提升装备战技性能，从而回归知识点传授，结合具体数理表达式中的参数提出提升水下装备战技性能的具体措施。课程以实际问题为导向，将课程目标由知识传授转变为提升装备战技性能的具体措施，提升其战斗力的价值引领，让科学发展与保卫国家安全的荣誉感紧密关联，从而让学生树立正确的人生观、价值观。

水声学基础课程专业知识要求较高，涉及较复杂的公式推导以及深刻的物理内涵，课程教授过程中对于学生数学知识和专业知识有一定的要求，这必然导致学生理解上的困难，从而产生一定的抵触心理。课程思政元素引入自然与社会中的真、善、美事例，可以帮助学生塑造灵魂、陶冶情操，大大激发学生的兴趣[5]。特别是从这些真、善、美的事例中结合所讲授的课程知识点进一步升华，引导学生站在与课程相关的角度深度思考事例中所体现的问题以及在学习知识点以后提升自己，未来在进一步充实自己之后仍能够怀着满腔的热情去改变、去创新、去实现自己的价值。寓教于课程思政事例，并从事例中引发深思，进一步带着深思开展专业知识的传授，将会起到事半功倍的效果。

水声学基础课程授课教师应该发挥积极性、主动性及创造性，投身课程思政建设中，结合不同学科和专业特色，整体规划课程思政的具体内容以及实施方案，在制订专业的教学计划过程中润物无声地融入课程思政内容，将课程思政提升到教育教学计划的顶层设计，从而实现全员育人、全过程育人和全方位育人。开展水声学基础课程思政的必要性和迫切性在于它可以帮助学生树立正确的世界观、人生观、价值观，提高学生的综合素质，了解国家的政治、经济、文化、社会等方面，增强对国家的认同感和归属感，增强国家凝聚力和民族团结意识，推进社会主义核心价值观教育，增强国家安全意识，提高综合素质和核心竞争力，从而适应时代发展需求。

2 多元思政教学内容与水声学基础课程教学

的密切联系

课程思政内容的多元化体现在不同的学科专业中，可以根据不同的教学目标和内容，融入不同形式和不同层次的思政教育内容，从而满足不同学生的思想政治教育需求。教师在教学中以水声学基础课程专业特色为切入点，深入挖掘水声学科与技术的思政元素。水声学基础这门课程有着丰富的发展历史，在剖析问题时有独特的思维方式，学科形成之初有伟大的水声学先驱，学科发展过程中有大量的著名科学家，同时水声学有着广泛且重大的军事和民事应用背景。将这些丰富的思政元素巧妙地融入课堂教学，对学生顺利接受枯燥的知识点有着重要的作用。

在水声学基础课程教授过程中，课题组经慎重思考，将多元的思政教学内容体现在不同的教学内容中，如图2所示。在讲述声呐的起源时，讲述声呐发展的历史，让学生感受学科发展的历史纵深感。特别是通过播放泰坦尼克号的海难事故导致重大的人员及财产损失，讲解海难事故激发科学家对水下看不见的冰山的探测事例，培养学生透过现象看本质，从需求出发，从本质上解决问题的能力。讲述声是水下唯一能够远距离传播的能量形式，引导学生分析光、电磁等能量形式在水下快速衰减的原因，同时介绍声速在测量核反应堆温度时的作用，启发学生学科交叉应用的神奇魅力与重要意义。

在讲述声呐在水下装备的作用时，讲述第二次世界大战中由于盟军的舰队没有及时安装声呐探测系统使得德国的U型潜艇击沉盟军商船5 000多艘，各种军用舰船200多艘；第二次世界大战中声呐在水下装备探潜方面的重大作用等，通过讲述，启发学生认识到大力发展水声学、研发声呐系统才能在未来的海战中保持优势，激发学生的爱国主义情怀，树立强国有我的理想抱负。

讲述水下噪声章节时，具体介绍水下装备自噪声及辐射噪声对于自身声呐系统及声隐身性能的重要影响，并以美国为制约我国发展制定的三条岛链为具体案例，激发学生投身水声科学技术领域的爱国热情，为实现中华民族伟大复兴不懈奋斗……

纵观水声学基础教学过程，思政元素无违和感地融入各个知识点。

以声呐方程和声呐参数的讲解为例。通过一个具体的案例描述多元思政课程内容在水声学基础课程中的呈现方式。主动声呐方程描述了声波从产生传播至目标，经目标反射及散射，最终到达接收器被处理显示判别的过程。整个描述的过程可以联想人在爬山过程中疏散心情，朝着山谷喊一嗓子，山谷有回声，从听到的回声信息大致判断山谷的深度。这是从复杂的深刻的物理军事现象联想到实际生活经验，将复杂的问题简单化，同时启发学生的联想学习能力。在介绍声呐方程中各个声呐参数的具体定义式和物理意义时，让学生感受数学表达式描述复杂物理现象的简洁美，进一步启发学生如何通过控制方程中的各个参数去提升声呐系统的性能。特别地，通过定义式可以引导学生辩证地思考各个声呐参数的可控性与不可控性，放弃不可控参数，集中目标改善可控参数。这体现了辩证思维方式，即辩证地认识问题并定量地解决问题，抓住问题的本质和主要矛盾，从而可以采用科学的手段去处理问题[6]。

声呐参数中海洋环境噪声级和传播损失等参数为不可控参数，而检测阈、发射指向性指数等为可控参数。对于可控的声呐参数，如检测阈，科学家一直在努力坚持研究。大洋深处变幻莫测，海面、海底等众多声音交织的巨大音频网将声呐员的耳朵搅成一锅粥，声呐员“听不见、分不清、辨不明”是制约潜艇快速发展的重要问题之一，也是世界水声学界的重大科学难题。我国水声工程专家、全军爱军精武标兵程玉胜教授和他的研究团队历时十余年，经历重重困难，终于成功研发出我国首款拥有自主知识产权的某新型水声目标识别系统，填补了我国水声目标识别技术领域的一项空白，使得潜艇声呐员实现从单一目标识别向多元判别的历史转变。程教授的事例教育学生，科学研究的道路困难重重，必须经得住诱惑、耐得住寂寞，才能在科研的道路上披荆斩棘、勇攀高峰。

水声学基础课程思政的实施途径也有多种。课题组从教材选择、课前备课、课堂授课、课堂互动、课后作业等方面考查课程思政的实施与育人效果。首先，教师拥有坚实的理论基础、丰富的教学经验、艰苦朴素的工作作风以及严谨的治学态度，为开展高水平的教学活动和塑造学生正确的世界观、人生观和价值观奠定了基础[7]。因此，教师必须在备课阶段认真负责，严格要求自己，提升学识水平和教学能力，将站稳讲台、教书育人紧密结合，做到言传与身教相统一，为学生树立榜样。其次，通过丰富的教学手段，激发学生的自主性。通过提前布置下次课堂任务，实现翻转课堂，以学生为主体，发挥学生的主观能动性，让他们在课下自主查阅资料，协同合作，归纳总结，并在课堂上锻炼学生，将自己所懂的知识传授给其他学生，进一步深化知识内涵。教师进一步强调学生讲述过程中的重点及难点部分，并补充学生未涉及的知识内容，师生一体，共同促进，教学相长。再次，组织水声科学与技术知识抢答竞赛，通过分组课堂讨论、课下相互研学方式，调动学生学习积极性，提升学生的课程参与度，培养学生的团结协作精神，寓教于乐，进一步锻炼学生分析问题与解决问题的能力。邀请相关专家作专业相关的学术报告，现身说法，以工程实例激励学生。最后，可以带学生实地参观武汉中山舰博物馆、武汉港码头、武汉潜艇博物馆等，让学生实地感受大国重器，感受国家在实现强国梦、强军梦过程中取得的伟大成绩，体会新时代背景下主人翁的责任感与使命感，激发学生将对祖国的热爱转化为强大的学习动力，弘扬为实现中华民族伟大复兴而无私奉献的爱国主义精神。

3  多元思政教学内容与水声学基础课程教学

的密切联系

水声学基础课程思政建设是推进船舶与海洋工程学科建设的重要措施之一。通过加强课程设计与教学实践中的思政教育，培养学生的爱国主义情感、责任担当意识、创新精神和社会责任感等素质，提升学生综合素质和专业能力，有利于推动船舶与海洋工程学科的长足发展。

3.1  通过开展水声学基础课程思政建设，强化爱国主义教育

水声学基础课程教学过程中包含丰富的课程思政元素，通过介绍国家海洋强国战略和“一带一路”倡议，让学生了解我国面临的国际形势，熟悉水声学是海洋工程领域的重要基础学科，能够为海洋资源开发、海洋环境保护、海洋军事防务等方面提供技术支撑；随着“一带一路”沿线国家之间海洋合作的不断加强，水声科学在海洋测量、航行安全等方面也扮演着至关重要的角色。因此，开展水声学基础课程思政建设与专业知识融合，不仅能够推进我国在船舶与海洋工程领域的技术实力，也有助于加强与“一带一路”沿线国家的交流合作，共同推动海洋经济的可持续发展，强化学生的爱国主义情感，增强国家意识和使命感，为国家发展贡献力量。

3.2  通过开展水声学基础课程思政建设，增强社会责任感

在课程教授过程中，浅析声呐系统在民事方面的应用背景，如探测水下物体，包括鱼群和其他海洋生物等，海洋保护人员可以更好地知晓海洋生态系统中的种类和数量，从而帮助保护环境并维持渔业可持续性。声呐系统在发现沉船、清理海底垃圾等方面也有重要的应用前景。由此可以引导学生深入了解水声科学与技术在海洋环境和资源保护方面的重要作用，从而培养学生的社会责任感和环保意识。

3.3  通过开展水声学基础课程思政建设，促进学科融合，提高学生的创新能力

水声学是一门交叉学科，涉及物理学、声学、力学、电子技术、计算机技术等多个领域。思政教学过程中可以设计一定的动手或者观摩课程，鼓励学生参与创新性训练项目，如设计一套声呐系统或设计水听器基阵提高发射指向性等，学生需要掌握多学科知识或联合不同学科学生之间团结协作，通过解决实际问题所面临的挑战来激发学生的创新精神和实践能力，促进不同学科之间的交叉融合和合作，形成良好的综合效应，推动跨学科研究的发展和创新，推动船舶与海洋工程学科的创新发展。

3.4  通过开展水声学基础课程思政建设，培养学生的综合素质

水声学基础课程思政开展过程中，既包含教师引导，又包含学生分组讨论和课下自主查阅资料。因此，从教师的层面为学生传授丰富的知识、正确的价值观和职业道德，引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观；分组讨论可以培养学生的团队协作能力，提高学生的沟通协调能力和合作精神；课下自主查阅资料可以锻炼学生的自主动手能力、知识系统归纳能力；鼓励学生积极参加科研项目及科创类竞赛，强化学生的创新意识和实践能力，培养学生的领导力，让学生将所学知识联系实际，塑造学生的攻关精神与责任担当，同时提高学生解决问题的能力真正地践行“三全”育人理念，为学生未来的职业发展奠定坚实基础。水声学基础开展课程思政建设能够有效促进船舶与海洋工程学科的快速发展，实现思政教育与知识传授相统一，培养具有高度社会责任感和创新精神的高素质人才。

4  结束语

课程思政落地于课堂教授过程中，教师的理想信念、道德情操、扎实学识和仁爱之心会通过课堂长期影响学生。教师挖掘的思政元素应该巧妙地、系统地融入课堂教学的各个知识点，有机结合多元多维度课程思政教学内容与途径，以润物无声的方式在讲授知识的同时培养学生正确的世界观、人生观、价值观，激发学生主人翁意识，发奋学习、刻苦钻研，勇于创新、敢于拼搏，将自己所学的科学方法与科学精神应用于实际工程问题解决当中，从而实现自我价值，助力强国梦。

5  参考文献

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