面向车辆工程专业的“工程流体力学” 课程思政探索与实践

黄粉莲 雷基林 毕玉华 申立忠

（昆明理工大学云南省内燃机重点实验室 云南·昆明 650500）

0 引言

党的十八大以来，习近平总书记对教育事业特别是培养社会主义建设者和接班人工作高度重视。以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，深化“课程思政”建设，是当前贯彻落实全国高校思想政治工作会议精神的重要任务。课程是实施德育的重要载体，“课程思政”是落实立德树人根本任务的关键，是实现知识传递和价值引领的融通之道。本文以车辆工程专业的学科基础课程“工程流体力学”为例，论述如何发挥专业基础课程的德育功能。课程坚持知识、能力、素质有机融合与过程管理相统一的原则，以学生为中心，深入挖掘工程流体力学课程的思想政治教育资源，提炼课程蕴含的文化精神和价值范式，优化教学内容和授课模式，强化工程实践与能力素质培养，激发学生学习兴趣，提升课堂教学氛围和质量，提升学生的自主学习能力、创新能力和工程应用能力，在传授课程知识过程中有机融入德育功能，实现专业育才和育人的统一。

1 工程流体力学课程特色与目标

工程流体力学课程是车辆工程专业的一门重要学科基础课，是研究流体平衡、运动及能量间内在联系与相互转换规律的一门学科。课程与大量的工程实际问题联系密切，是衔接流体力学基础理论与工程应用的纽带，在理工科教学体系中占有重要地位。

依据《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》，结合“立德树人”目标、学科育人要求、工程流体力学课程目标，对学生进行精准分类，明确培养需求，对教学内容、教学模式、教学环节进行系统设计，形成价值引领、能力培养、知识传递三位一体的课程德育教学体系与目标。

（1）知识目标：初步掌握流体的基本力学性质、流体力学的基本概念、基本规律、基础理论和基本分析计算方法及其工程应用知识等，具备对简单工程实际流体力学问题进行分析和求解的能力。

（2）能力目标：能够综合运用流体力学的基本原理、基础理论和分析计算方法，具备对复杂工程流动问题进行识别与有效分解的能力，为后续专业课程的学习及相关专业工作的开展奠定初步的流体力学理论基础。

（3）素质目标：在课程教学中结合历史人物、典型工程以及对基本理论和计算方法的哲学思考，激发学生的民族自豪感以及爱国主义情感，培育“爱国、敬业”的精神追求，引领“创新、担当”的价值理念，强化人与自然和谐共生的生态意识，提升“抓住主要矛盾解决关键问题”的自然辩证法思维。教学过程中，通过考勤、作业、测验、小组项目实践、作业改错等环节，培养学生诚信意识、严谨细致的工匠精神、团结友善的合作精神以及终身学习的成长型思维。

2 工程流体力学课程思政教育途径

2.1 优化课程内容，唤醒学习热情

德国著名教育学家斯普朗格曾说：“教育的真谛不是传授已有的知识，而是要将生命感、价值感唤醒。”流体力学是在人类同自然界作斗争和在生产实践中逐步发展起来的。大禹治水，引导疏通。李冰分流诱导，都江堰成为世界著名治水工程的历史典范。都江堰三期工程相互依存，功能互补，巧妙配合，浑然一体，形成布局合理的生态系统工程，工程的建设与自然规律达到了协调统一完美结合。港珠澳大桥通过科学巧妙的设计，最大限度减少桥墩阻水率，通过风洞模型实验解决了涡振现象，是世界上里程最长、寿命最长、施工难度最大、技术含量最高的跨海大桥。具有防洪、发电、航运、水资源利用和生态环境保护等功能的三峡大坝是当今世界最大的水利枢纽工程，是中国人民富于智慧和创造性的典范。

长期以来，无数杰出的科学家用他们的智慧和勤奋揭开了流动的奥秘，为流体科学及人类社会的发展做出了巨大的贡献。文艺复兴巨匠达芬奇推导出一维不可压缩粘性流动质量守恒方程，系统地研究了物体的沉浮、孔口出流、物体的运动阻力等问题。牛顿建立了牛顿内摩擦定律，为粘性流体力学初步奠定了理论基础。经典流体力学及涡轮机理论的奠基人欧拉提出连续介质模型，建立了连续性方程和反映动量变化规律的流体动力学方程。普朗特建立了边界层理论，解释了阻力产生的机制。茹科夫斯基找到了翼型升力和绕翼型的环流之间的关系，为近代高效能飞机设计奠定了基础。我国著名流体力学家周培源院士从事爱因斯坦广义相对论引力论和流体力学中的湍流理论的研究与教学并取得出色成果。钱学森院士为中国火箭导弹和航天事业的创建与发展做出了杰出的贡献。中国著名流体力学家、教育家陆士嘉先生创办了中国第一个空气动力学专业，将自己的一生都献给了空气动力学和航空工程的研究与教学工作。

理想信念铸魂是坚持和完成立德树人根本任务的关键环节。通过介绍系列我国自主建造的典型工程，激发学生的民族自豪感以及爱国主义情感，引导学生坚定“四个自信”、树立人与自然和谐共生的生态价值观念。介绍无数流体力学杰出科学家的伟大成就及艰苦卓绝的奋斗历程，引导青年学生坚定理想信念，爱党爱国，勇担民族重任，传承伟大科学家锲而不舍的奋斗精神和敢为人先的创新精神。把个人价值追求融入祖国改革发展的伟大事业之中，自强不息，努力奋斗，为实现中华民族伟大复兴和推动构建人类命运共同体贡献智慧和力量。

2.2 优化教学内容，点燃学习驱动

苏格拉底说：“教育不是灌输，而是点燃火焰”。工程流体力学课程知识体系逻辑性、系统性、理论性较强，数学公式繁难，专业术语比较抽象。教学过程中，照本宣科地理论灌输和生硬刻板地公式推导，会给学生一种高深莫测的感觉，学生无法全面深入理解晦涩难懂的流体力学知识和内涵，因此也无法点燃学生心中对流体力学求知与探索的火焰。然而，流体力学是一门与实际生活密切相关的科学，因而它是美的。

改变“以教师为中心、课本为中心”的单向灌输式教学模式，探索以生活实际问题、工程实际问题和未来前沿问题等为导向的PBL（problem based learning）教学法。基于对流体力学的深彻理解，对课程知识点进行拆分与重构，优化教学内容，实现知识理论与德育内容的有机融合。力争用简洁易懂的语言，勾划出流体力学的基础与精髓，帮助学生深入理解流体力学的本质与内核，用一种创造的智慧去激发学生心中的精神潜力，点燃学习驱动。在相对轻松的学习中领会流体力学的原理，欣赏流体运动的美妙与智慧。

课程内容突破习惯性认知模式，培养学生全局性理解、深度分析、积极探索的精神和能力。精选生活和工程实际中熟悉有趣的流动实例，进行较为深入的分析，以问题为导向进行课程知识的学习，让学生体会学以致用的乐趣。例如，以用吸管喝饮料和自行车打气为例讲述压力的表示方法；以洗手时自来水管出口水流讲述连续性方程、流量、层流与紊流的特征等；以飞机的升力讲述流线曲率定理；以汽车空气阻力的形成原因讲述边界层分离及卡门涡街现象；以茶杯中的旋涡讲述旋涡理解及二元旋涡的压强分布；以“香蕉球”现象讲述马格努斯效应；以用软水管洗车时出水口的流动及手的受力讲述动量定理；以虹吸管、文丘里流量计等工作原理讲述伯努利方程等。通过对复杂问题的分析求解、重要方程的推导思想，培养学生“抓住主要矛盾，解决关键问题”的自然辩证法思维。此外，课程内容设计增加研究性、创新性、综合性，及时将学术研究、科技发展前沿成果引入课程，唤醒学生的学习兴趣。

2.3 优化教学活动，塑造学习思维

以学生为中心、培养目标为导向，优化教学活动、教学设计及教学资源，通过多元化教学模式，实现教学内容整合、目标达成。基于教学过程控制，课前环节，通过预习课件、语音PPT、优质MOOC 视频、课前任务单等完成难点、重点内容的预习，引导学生仔细研读基本知识，挖掘、理解公式及定理的核心内涵，摸清学生需求。课堂环节针对学生学习特点和需求，讲解、测试、专题讨论、翻转课堂等多种教学模式交叉融合，提高学生课堂参与度，实时检测学习效果。课后环节，通过单元测试、课后作业、思维导图等引导学生进行知识总结与巩固。严格考勤制度、作业抄袭率，强化学生诚信意识。

教学方法强化现代信息技术与教学深度融合，探索游戏化的教学模式与策略，激发学生的学习热情，引导学生自觉抵制网络和手机的诱惑，提升学习专注力。以汽车及发动机中的典型流动问题仿真分析为例进行项目实践，提高对工程流体力学知识的应用能力，通过文献检索与引用、模型验证、分组实施与汇报等，培养学生解决复杂问题的综合能力、（高级思维和团队协作精神，增强专业学习自信心。采用过程化、多元化综合考核方式，引导学生转变学习动机、确立清晰的学习目标，各阶段考核难度与学生能力相匹配，及时反馈学习效果，促进学生体验专注投入、战胜自己而收获能力和素质提高的成就感，培养高阶学习技能和终身学习的成长型思维。

3 结语

“工程流体力学” 课程蕴含着丰富的思政德育元素，在教学过程中，围绕贯彻落实习近平总书记系列重要讲话精神和立德树人根本任务，优化课程思政目标，积极探索课程思政途径，强化思想引领和家国情怀教育，通过对教学内容和教学方法的巧妙设计，构建知识、能力素质深度融合的课程体系和教学内容，将人类的知识与技能、精神转化成学生个人的能力和精神的内存，唤醒学生的学习热情，点燃他探索生命的意义，推动协同育人。