专业基础课“新工科”与课程思政协同建设机制探讨

曲明璐* 刘洪芝 吕 静 朱夏宇 曲嘉毅

（上海理工大学环境与建筑学院 上海 200093）

建筑环境与能源应用工程专业的目标是为国家培养有用的暖通工程师人才。暖通工程师的职业定义是能从事供热通风体与空调工程设计、施工、监理、运行管理、物业设施管理的高级技术应用型人才[1]。从事的主要工作包括：供热通风与空调工程设计、施工、监理、运行管理、物业设施管理等。2017年起，教育部积极推进新工科建设，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验，助力高等教育强国建设[2-3]。同年，中共中央、国务院明确提出了坚持全员育人、全过程育人、全方位育人（简称“三全育人”）的要求[4]。习近平主席指出，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[5]。在“新工科”背景下，在课程思政的理念下充分考虑人才培养的本质要求，其教学改革的思路立足于新型人才培养模式，对建筑环境与能源应用工程专业的暖通工程师培养提出了更高的要求。

理工科的专业基础课一般理论性很强，且规定学时内的教学任务繁重，如何在理论性较强的专业基础课中自然融入课程思政并达到“新工科”建设目标是一个需要不断探索并完善的问题。传热学是建筑环境与能源应用工程专业的四大主干专业基础课之一，是培养暖通工程师的专业基础核心课程。通过工程传热学课程的学习为后续专业课程学习打下良好的基础，并拓宽学生基础的宽度和广度，直接影响到学生的职业生涯发展和深造。在以往的教学过程中，学生反映教学过程中存在理论理解困难、公式推导过程复杂、公式多等问题[6]。本文以《传热学》为例，立足于专业基础课教学实际，探讨“新工科”建设中协同推进课程思政的机制。

1 总体思路

对标国家建设重大需求和建环新工科专业内涵，构建并实施传热学的创新教学模式，完成对全员全程全方位育人格局的建设。教学中思政建设将“两个聚焦”作为主线，即聚焦国家重大战略需求，聚焦世界科技前沿，自然的与课程教学进行融合，将社会主义核心价值观和职业道德贯穿课程教学过程，课程网站资源完善、模拟软件辅助、移动设备多媒体形式并用，同时融入创新创业实践思路，构建全员全程全方位育人大格局。

2 具体举措

（1）把榜样的力量、国家战略的力量、节能环保的力量和职业敬畏感的力量四个方面引入课程思政，并对应渗透到每章知识点[7]。把握新工科人才的核心素养，强化工科学生的家国情怀，全球视野、法治意识和生态意识。例如在第十章“传热的削弱和强化”课堂中，介绍我国“碳达峰”“碳中和”政策，提前在学习通APP发布相关知识，介绍我国建筑用能现状、建筑领域节能措施、绿色建筑概念等，从理论层面讲授降低建筑设备运行能源消耗和较少二氧化碳排放的措施，让学生认识到在双碳目标的时代背景下，作为暖通工程师更要始终牢记肩上的绿色使命，树立专业荣誉感与社会责任感，在建筑中推广使用可再生能源及节能环保的暖通空调新技术，走可持续的建筑能源之路。

（2）结合“互联网+”时代的特征，合理运用现代信息技术开展了课程各项教学方法和教学手段革新，包括学习通APP分享与专业知识相关的课外资料；在课堂团队讨论中帮助学生方便上网查找专业相关资讯等。另一方面，传热学平面化的课堂教学方式之间与立体化的设备的矛盾明显。如第九章“换热器的类型”中的多种换热设备，学生难以理解复杂设备各部件之间的相对位置关系、冷热流体的运动过程，需要教师利用比较多的课时讲解各种换热器的工作原理。因此，在现有课程网站内容的基础上，补充教学拓展视频来完善课内知识点的学习。考虑到学生的兴趣，教学拓展视频既包含学生日常生活密切的设备设施中的传热问题，如：板式换热器工作原理、保温杯原理、白炽灯发光原理、太阳能热水器工作原理等，又包含介绍前沿技术中涉及的传热学原理，如青藏铁路建设中的传热问题、微通道换热器原理、双Low-E膜玻璃、热成像仪的原理等，调动学生的学习兴趣与课堂专注力，效果良好。

（3）引入模拟软件辅助教学。传热学理论基础讲解过程中，存在大量数学方程及方程组，求解过程烦琐，且求解结果形式仍较为复杂，难以和生活经验产生联系，学生普遍学习兴趣欠缺。例如第三章“无限大平壁的非稳态导热”、第五章“外掠平板对流换热”中，求解之后获得温度场分布时只能以书中的线算图使学生理解温度场的分布特点，衔接较为生硬，学生对复杂线算图的陌生感导致学生难以掌握其温度分布特点。应用创新实践方法，运用仿真软件建立常用的计算流体力学（CFD）模拟软件，模拟常见的换热过程温度场，以直观的图形、动画等元素来丰富教学内容，增强学生的感性认识。并进一步拓宽渠道，将学生开展科研探索的想法转化为软件端的数值模拟案例，透过该过程催促学生探索文献资料，进而提高专业认知水平。

问题：你认为教学过程中哪些因素能激发你学习的兴趣？

（4）引入工程案例分析、翻转课堂、问题启发式教学等教学模式，使学生成为教学过程中的主体。针对不同知识单元进行采用不同的教学方法，所有的教学方法的运用以工程化思想为主导，学生听讲关键知识点、阅读资料及软件、研究、实践等途径而获得暖通工程师知识、技能，积累暖通工程师素养。

3 学生评价

在2020和2021年对学习《传热学》课程学生中展开了问卷调查，结果如图1所示，分别有77.9%、61.0%和54.2%的同学认为本课程教师引导得当、活动方式新颖有趣、引入案例贴合工程实际。可见，在“新工科”建设与思政课程同向同行的协同机制下，传热学教学取得良好的教学效果并获得学生的认可。

图1：学生问卷中课程教学效果方面调查结果

4 结论

本文所提出的针对“新工科”建设与思政课程协同机制下的专业基础课教学模式将“两个聚焦”作为课程思政主线，同时充分发挥现代信息技术优势改造传统教学，并从课程组织形式上有的放矢的进行创新改善，融入创新创业实践思路，实现高校教育的价值塑造、能力培养、知识传授三位一体的教学目标，为国家培养合格的暖通工程师人才。