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思政在高校《工程流体力学》课程教学中的建设

2020-12-15 414 上传者：管理员

摘要：课程思政是落实立德树人根本任务的战略举措，在遵循课程教学规律和思政工作规律的前提下合理实施思政进课堂，是帮助学生掌握事物发展规律，树立正确的人生观、事业观和价值观的必要途径。文章以高等院校《工程流体力学》课程为例，探讨了教学内容中思政教育素材的分类提炼，思政元素与专业知识之间的有机融合，以及具体的实施方案和措施，力求教授专业理论知识的同时，潜移默化地对学生进行理想信念层面的精神指引。

关键词：
工程流体力学
有机融合
素材提炼
课程思政
高等院校
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一、概述

在网络信息发达、繁杂的时代背景下，青年大学生极易接触到不良的思潮和价值观，存在急功近利的价值取向，缺乏家国情怀，集体责任感以及坚定的社会主义人生理想信念。大学生在校期间的绝大多数时间是在非思政类课程学习中度过。习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调指出“要用好课堂教学这个主渠道……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”，这就要求非思政课程要在教学过程中探寻进行思想政治教育的方式和方法，发挥课程的育人功能。

从目前现状来看，大多课程的授课环节设计注重了“教书”，忽略了“育人”，尤其思想政治教育。其实，学生所学的每一门课程几乎都蕴含着大量的思政教育素材和德育资源，在非思政课程教育上融入思政，由于和专业知识相结合，有实例相辅证，效果会比单纯的思政输入效果要好很多，因此，如何利用课堂和课程这个主战场和主要载体，提炼课程中蕴含的思政教育元素和潜藏的人生哲理，在教授专业知识的同时，引导学生从理想信念层面进行思考，帮助学生树立正确的人生观、价值观和事业观，这是每一位授课教师都应该深思且践行的。本文以《工程流体力学》课程思政建设为例，探索课堂教学环节中思政素材的提炼和思政教育的实施方法。

二、《工程流体力学》课程简介及思政特点

《工程流体力学》是高等院校很多工科专业，例如航空航天、热能工程、动力工程、环境工程、过程装备与控制工程、石油工程、土木工程等专业的核心主干课程，讲授流体力学的基本概念、基本原理、基本理论与方法及其在工程实际中的应用，通过课程学习为学生分析研究工程问题中的流体流动规律及相关传递过程、解决工程中的流体流动相关问题及设计开发新型高效流体装备奠定必备的理论基础。

《工程流体力学》课程蕴含着丰富的思政素材和德育资源，例如从教学内容上看流体力学的大部分理论均起源于西方社会，牛顿内摩擦定律、欧拉方程，纳维斯托克斯方程、伯努利方程、普朗特边界层理论、雷诺输运方程……这些理论都来源背后科学伟人孜孜不倦、无关名利的巨大付出，他们追求真知的科学精神和态度值得我们学生学习。同时也要让学生认识到极少流体力学理论是由中国人提出的，包括数值计算中大部分的算法和模型几乎看不到国人的身影，大多流体力学商用软件均来源于西方国家，这些都有待于国人去奋斗去填补，等等；课程讲授流体流动中所遵循的力学定律和规律，其揭示流动过程各物理量之间的内在本质联系的过程，是马克思唯物主义科学观的体现，也是思政教育的目的之一。另一方面，在课堂上把思政元素引入，既潜移默化地对学生进行了思想教育，有助于达到全方位育人的目的，同时还拓宽了课程的广度，使枯燥的理论知识生动化，对教学效果的提高也大有裨益。

三、课堂教学思政育人实施

《过程流体力学》课程思政建设首先进行思政素材的分类提炼，再研究与理论知识的有机融合，继而通过课堂教学渗透、自主学习、课下实践对学生进行有效输入。

（一）教学内容中的思政素材提炼

结合各章节教学内容和教学目标，提取思政元素，并具体化，穿插在教学过程设计中。思政素材拟以下几类划分：

1.培养学生淡泊名利、锲而不舍的奋斗精神。

从理论成果的研究过程和时代背景切入，引出科学家为之付出的不懈努力和始终坚守的科学信念。例如讲授理想流体流动欧拉方程时，应让学生了解经典流体力学奠基人瑞士科学家欧拉，他20岁到俄国彼得堡科学院工作，28岁因工作劳累导致右眼失明，34岁由于成就斐然出任柏林科学院院士，59岁时全盲，一生历尽挫折但直到去世从未停止过科研研究，他的成果涉及数学、力学的各个领域，欧拉积分、欧拉数、欧拉方程均以他的姓名命名[1]。我国近代著名的流体力学家陆士嘉先生是普朗特教授唯一的女弟子，被誉为中国的居里夫人，黏性流体力学研究造诣深厚，是哥廷根学派在中国的杰出代表，新中国成立初期创立了我国第一个空气动力学专业，她的一生致力于航空教育事业，为我国培养了大批优秀人才，先生高风亮节、淡泊名利，曾两次拒绝了中科院院士的候选人提名[2]。纵观取得伟大成就的科学家们，都有一个共同点，他们把毕生献给了科学事业，为追求真知而存在，丝毫不为名利所困，他们的光辉品质和崇高精神才是当今青年学生所需要学习和传承的。

2.引导学生树立正确的价值观和人生观，培养学生使具有为国家强盛而奋斗的家国主义情怀。

流体力学的绝大部分理论起源于西方社会，从定律的命名即可窥见一斑，例如牛顿内摩擦定律、欧拉方程、纳维斯托克斯方程、伯努利方程、雷诺输运方程等等这些经典定律、方程中极少数由中国人得出，表明我国基础研究领域仍然落后于世界；以及目前学生感兴趣的主流计算流体力学商用软件，例如FLUENT、CFX，软件内嵌几乎所有的数学模型都是以外国人的名字命名，例如用来计算曳力的schiller-naumann、grace、tomiyama及gidaspow模型等等，直到近年，才出现一个由哈尔滨工业大学陆慧林教授和其导师联合命名的曳力模型即huilin-gidaspow模型，并被国际著名商业软件ANSYS14.0收录。这些模型无不是经过科学家数十年孜孜不倦地努力、甚至穷尽一生才获得的研究成果，他们把自己的成果能被世人所认可、自己创作的模型能被大家所使用，为人类自然科学进步贡献自己的力量看作至高荣誉。在这里可以激励学生，一方面要认识到我国流体力学基础领域研究起步较晚，直到今天还是处于落后地位；另一方面引导学生树立远大的人生目标，如果有朝一日，你的研究成果或者你所研发的产品被全国、全世界使用，或你攻克了某个世界难题，填补了某个研究空白，那该是怎样的际遇，由此激励学生敢于攻坚、勇于挑战，把为国家、为人类社会做贡献看作自己的人生目标，而不是仅仅止步于找个好单位就业或者追求财富的积累。

我国近代科学家“两弹一勋”钱学森、郭永怀，他们同为流体力学家冯·卡门的弟子，在1949年首次提出了“上临界马赫数”的概念，为解决跨声速飞行问题奠定了基础，两位科学家于上个世纪中期放弃国外优渥的生活条件，历经艰难回到祖国，使我国导弹、原子弹的发射推进了至少20年[3]，郭老先生在60年代前往试验基地的过程中飞机失事，发现老先生遗体时，仍然紧紧抱着胸前的公文包。著名流体力学家周培源先生在国际湍流界享有盛名，他的研究成果奠定了湍流模式理论的基础，在国内物质匮乏的年代，周老先生曾多次拒绝了美国移民局及美国军方的入籍邀请，坚持回到清华园从事清贫的教学科研工作，为祖国的强盛奉献毕生精力。吴仲华院士是著名的工程热物理学家，世界上主流的航天发动机设计都使用了他创立了叶轮机械三元流动理论，吴老先生一生恪守的原则“中国人搞出的理论，首先要为中国人民服务”更是值得广大科研工作者学习。这些感人肺腑的事迹，在讲授湍流、卡门涡街、普朗特边界层等理论时（普朗特是冯·卡门的老师）可以作为知识体系产生的背景中讲授，对学生进行家国主义情怀教育。

3.培养学生始终坚持马克思唯物主义的科学世界观。

在讲述流体流动的守恒方程及规律时，使学生认识到复杂多变的流体运动居然也可以像固体运动那样使用数学方程来求解和描述，引导学生认识力和运动存在的必然联系，反映了自然界万事万物中客观存在的内在本质关系，这里辅以生活实例或者身边发生的重大事件可以更好地加强学生科学世界观的培养，例如，在讲授流体绕物流动、流动分离时就可以辅以近期发生的虎门大桥涡振事件或1940年华盛顿州塔科马海峡大桥在大风中倒塌的事件，在讲授伯努利方程时，可以用两船并行开进时的船吸现象来举例说明客观存在的物理定律；讲述流体力学实验方法时，量纲分析法在实验之前就将各因素的关联影响归并于相似准则数中，一方面大大降低了实验数据分析处理的难度，另一方面这些相似准则数之间的关系式也是物理现象背后隐藏的客观规律的体现。

4.引导学生主动思考，培养学生自主创新。

在讲述流体力学基本原理的工程应用环节时，利用科研案例，引导学生发现问题，启发学生以此为契机主动思考，突破常规、寻求解决的思路和方法，例如，射流喷嘴是化工设备中常用的内构件，磨损是降低该部件寿命的主要原因，如何降低磨损，传统上以优化部件材料为主，无疑会增加成本，这里可以引导学生从流体流动角度来思考，流动偏心导致高速流体冲向壁面加剧磨损，那么我们可以通过优化部件结构，使流体沿轴线流动，从而减少对壁面的高速冲击实现降磨目的，在训练过程中，培养学生的创新性思考能力，不照搬照抄，不因循守旧，这对提高我国科研实力，增强国际竞争力具有重要意义；在讲授计算流体力学导论时，目前在流体力学领域绝大多数商用软件，包括国内目前使用的主流软件均是来源于西方国家，假设国外对我国实施技术封锁，例如当前的中美关系，这些软件我们可能将都无法使用，唯有自主知识产权、自主创新才能强国。由此，激发学生为国家强盛而学习的斗志，不辱使命，不负期望。

（二）课程思政开展的具体措施

1.思政教育与专业学习有机融合

2016年12月7日，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上的讲话指出好的思想政治工作应该像盐，但不能光吃盐，最好的方式是将盐溶解到各种食物中自然而然吸收[4]。以《过程流体力学》课程为例，在课堂讲授环节，如何将前述思政元素合理引入必须要仔细斟酌，表1列举了部分思政素材的切入点和切入方式。

2.思政素材的有效输入

如何把提炼的思政素材有效输入给学生，这一点比素材的提炼难度更高，倘若方式不合适，在课堂上进行思政教育不但不能被学生接受，还可能适得其反，引起学生反感。一定应注意到学生的接收特点合理进行教学设计，一方面学生在固有意识里认为思想政治就是抽象的、刻板的，很可能教师一提思政，就开始做“低头族”。另一方面，学生主观上会认为在专业课上学到专业知识才是主要目的，是日后参加工作的“铁饭碗”，教师讲别的东西，没有用而且也不考核，因此不感兴趣也不关注。

有效的课程思政教育应有机融入专业教学全过程，绝不能简单生硬、长篇大论地灌输政治理论，课堂时间有限，在遵循课程理论体系教学规律的前提下，如何有效将思政素材自然而然地输入给学生，更需要教师下足功夫。

(1）提高学生认识、注重学生反馈

首先，多与学生互动、交流，让学生认识到，虽然讲思政不能传授专业技能，但是可以教大家“做人”，做事要先做人，就业面试时或参加工作后，用人单位首先要看你这个人的人品、素质，倘若思想出了问题，专业水平再高也走不远，职业生涯也不会有大的成就，更甚者你的一技之长还可能成为危害社会的武器。

其次，授课教师不仅要具有过硬的思想政治素质，还要对提炼的思政教育素材内容和背景了如指掌，做好教学设计，讲授专业知识的时候才能做到旁征博引，收放自如，不动声色地传递思想政治理念，学生在无形之中接受思想洗礼。不论采用什么教学方式，都要注意设置反馈环节，及时了解学生想法，提高实效性。

(2）充分利用多媒体和网络等先进教学手段

利用多媒体技术，将思政素材制作成微课、短视频、动画或截取影视片段，在课堂教学中展示或通过在线课程平台推送，需要指出的是，教师要首先做好充足的课前准备，引导学生思考专业知识中所蕴含的人生哲理，亦或感受科学伟人不一样的人生际遇，在潜移默化中帮助学生树立科学的世界观、正确的人生观和事业观。

线上线下相结合，例如通过班级或课程微信公众号推送在课堂上没有时间讲授的思政案例，利用在线课程或雨课堂组织思政案例的研讨，设置反馈通道，根据学生的反馈判断输入是否有效，并不断改进。

(3）鼓励学生自主学习

请学生自主搜索某一科学定律的发现过程，并在课堂上讲授，包括对知识的理解以及自己的感受，这个过程中，不仅让学生进行了主动学习，也能让他们从中感受到科学家对待科学一丝不苟、坚韧不拔的精神，以及万事万物中都蕴含有客观内在规律的本质。该环节可布置为课下作业，作为主题研讨在课堂上实施。

表1《过程流体力学》课堂教学中的课程思政元素切入

(4）优化课程考核办法

在授课环节中将思政案例设计成问题导向的课程小作业或者小论文，也可以将思政素材以小故事形式发布在在线平台上供学生点击阅读，对于完成度好的学生给予适当奖励，例如在平时成绩或过程考核中予以适当加分。加分不是目的，但是通过这些措施，可以激励学生去做这件事情，做的过程中一定会有所收获。

(5）课堂以外的实践助推

以课程专业知识为基，借助生活实例或者科研案例，为学生量身定制题目，启发学生自主发现问题，挖掘物理现象背后隐藏的客观规律，找到解决问题的方法，进一步，鼓励学生以此为蓝本参加专业学科竞赛，在参赛过程中，除了专业知识的巩固和创新能力的提升，更要重视团队合作能力和集体主义精神的培养，让学生意识到不能事事以自我为中心，不能以功利为目的，达到德育育人的目的，在课题进展过程中，遇到困难时，鼓励学生不要轻言放弃，对待课题失败不要气馁，锻炼学生的抗压和受挫能力，这也是思政育人的体现。

四、结束语

立德树人是高校工作的根本任务，思想政治教育工作首当其冲，学生在校期间的绝大多数时间在非思政类课程的学习中度过，课程思政教育不能忽视。文章以《过程流体力学》课程教学过程为载体，对思政教育素材以培养学生的奋斗精神、家国情怀、马克思唯物主义科学观和自主创新精神等进行了分类提炼；结合教学内容和教学目标，进行了思政教育点的恰当切入；为了提高思政教育的实效性，探讨了对学生的有效输入方式和措施。旨在探索专业教育与思政教育有机融合，循序渐进引领学生思想，助推立德树人要求。

参考文献：

[1]高慧.浅谈《流体力学》教学中的智慧教育[J].力学与实践,2015,37(6):762-764.

[2]孙琛辉,贾爱平.陆士嘉:做中国的居里夫人———我国第一个空气动力学专业的创办者[J].北京教育(高教),2017,798(10):97-100.

[3]兰雅梅,王世明,宋秋红,等.高校《工程流体力学》课程思政初探[J].教育教学论坛,2019,39:46-47.

[4]李朝阳.在专业课中用好思政“盐”[N].光明日报,2020-07-14.

[5]赵松年,于允贤.湍流问题十讲[M].科学出版社,2016.

闫小康.高校《工程流体力学》课程教学中的思政建设[J].高教学刊,2020(36):185-188.

基金:中国矿业大学教学研究项目“《过程流体力学》‘动力中国•课程思政’教学改革示范项目”(编号:2019KCSZ10).

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期刊名称：力学季刊

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主管单位：上海市科学技术协会

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专业分类：科学

国际刊号：0254-0053

国内刊号：31-1829/O3

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创刊时间：1980年

发行周期：季刊

期刊开本：大16开

见刊时间：一年半以上

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