工科课程思政教学体系构建及实践——以《热工基础》线上课程为例

朱晓琳，高亚涛，许正刚

(内蒙古开放大学，内蒙古 呼和浩特 010011)

一、 工科的思政教学改革现状

2017年教育部《高校思想政治工作质量提升工程实施纲要》通知，大力推动以“课程思政”为目标的课堂教学改革。全国各地高校开始推进“课程思政”课堂教学改革，思政教育在工科类课程中的探索逐渐推进，全方位、多角度展现工科思政教学改革的模式及路径。

首先，工科思政教学改革结合课程开展。赵仕宇等[1]在新工科背景下，分析了《机械制图与CAD》课程中蕴含的思政元素，开展课程思政实践，探索育人效果评价标准；刘婧靖等[2]以《无机化学》课程为例，结合疫情防控,对《无机化学》课程思政教学进行了改革与实践。晋梅等[3]对新工科背景下《石油炼制工程概论》课程进行了思政改革的探索与实践，挖掘炼油工业发展史、优秀科技工作者、石化行业污染防治等教学内容中的思政元素。其次，工科课程思政教学改革基于根植思想开展。周成[4]结合“工匠精神”，利用红色资源促进“工匠精神”的传承，将“工匠精神”融入工科课程思政教育过程中。毕忠勤[5]在分析工科课程中开展课程思政的难点基础上，提出了融入“四个自信”的计算机类课程思政教学案例设计思路，开展了教学实践。孔玲玲[6]结合电气工程专业的特点对该专业领域工程伦理教育存在的问题和困难进行了分析，从师资队伍建设、教学方案设计、评价指标确立等多个维度给出积极应对策略。再次，工科课程思政教学改革可以对工科类专业的教学模式进行探索。马玉文[7]对工科专业课教师实施课程思政的路径进行了探讨，围绕专业课教师育人能力提升、课程思政元素的挖掘及融入、联动育人等进行了分析，为工科专业课教师实施课程思政提供参考。曹柳星等[8]在“新工科”视角下，以“工程师”为主题探索了通识写作课实现隐性课程思政的方式，展现了基于建构主义教学模式设计面向理工类本科生的通识写作课教学方法与成效。贺山明等[9]认为工科专业课程思政元素可以从中国传统和当代社会文化中吸取养分，包括优越高效的国家制度、智慧蓬勃的文化生态等，在工科专业课中引入以上元素,对培养德才兼备的新时代人才具有重要意义。可以看出，工科类专业的课程思政改革大都是以线下教学为抓手，对于远程开放教育的工科类线上课程的思政教学改革，研究还不够深入。

电厂热能动力装置是内蒙古开放大学首个承建的共享专业，其专业课程主要通过线上教学为全国开放教育的学生提供学习支持服务。在全国各大高校广泛开展思政课程及课程思政建设的大背景下，为了深入贯彻内蒙古开放大学教书育人的教育宗旨，为全国各地的电力产业工人学习者提供学习支持服务，为内蒙古开放大学首个自建专业的教学质量保驾护航，本文以热动专业的专业必修课《热工基础》线上课程的思政教学为例，将课程思政建设的思路形成及实践过程进行总结提炼，在完成专业思政改革的同时，亦可为其他工科类课程的思政教学改革提供参考。

二、 《热工基础》课程特点概述

《热工基础》是一门应用范围广、实用性很强的课程，目前已深入电力、机械、电子、冶金以及航空航天等多个领域，是基于实际应用产生的学科。对于不同的应用领域，其教学侧重点各不相同。从学科内容上看，《热工基础》课程是讲授热能和机械能相互转换的基本理论和热量传递规律，以提高热能利用完善程度的一门技术基础课，课程涵盖能源发展、能源利用效率、能量转换效率。我校电厂热能动力装置专业的学生大部分是电力行业一线产业工人，作为国家基础工程建设的生力军，需要扎实的理论知识和专业技能，更要有坚定的爱国精神、强烈的行业责任感以及优秀的职业素养。因此，在教学中挖掘思政元素，对学生适时加以引导，能够增强学生节能减排及科技创新意识，提升职业能力和综合素养，对国家能源产业的绿色发展和行业的可持续发展具有重要意义。

《热工基础》课程主要包含工程热力学和传热学，工程热力学是研究热能与机械能相互转换的学科，传热学是研究热量传递规律的学科。《热工基础》课程作为热动专业的专业基础课，以合理用能及节能理论为基础核心，以火电厂能量转换原理为主要应用导向，旨在培养学生掌握火电厂能量转换原理以及热量传递规律，巩固学生在基层岗位的能量转换技术基础及全局意识，为电力行业培养优秀产业工人，为国家培养高素质技能人才。

综上所述，《热工基础》课程的内容与国家能源及绿色发展理念息息相关，因此，本课程可将国家能源的绿色发展理念作为课程思政的切入点，沿着能源利用主线，融入“工匠精神”等思政元素，探索适用于本课程的思政教学改革路径。

三、 《热工基础》线上课程思政教学改革路径

(一)以学生需求为主体，调整应用导向

《热工基础》课程在诸多领域都有应用，本课程作为电厂热能动力装置专业的一门专业基础课，学习者以电力行业产业工人为主，需要将应用导向调整为以火电厂能量转换利用为主，并对教材的选用以及线上课程内容的设计进行调整。

在教材的选择上，《热工基础》课程最初采用的教材是能源动力类专业的《热工基础(第二版)》，该教材的特点是涵盖整个能源动力行业，范围较宽，知识点较多且难度较大，有些内容对“高起专”起点的产业工人学生来讲，很难理解。通过分析，将指定教材调整为中国电力教育协会审定的全国电力高职高专“十二五”规划教材《热工基础》，调整后的教材属于行动导向式，针对火电厂能量利用方向对课程内容进行了精简，是专门针对电力行业的教材，能够满足电力发展对高素质技能型人才的需求。

线上课程内容的设计，依据教材也进行了调整，将课程思政改革以及实例解析都调整为以火电厂应用为主，并在此基础上进行课程思政元素的挖掘。只有对学生的需求有所了解，做到按需教学和靶向教学，才能激发学习兴趣，开展课程思政教学改革。

(二)思政元素设计方案及实例分析

1.思政元素的选取要与国家绿色发展战略紧密结合

《热工基础》课程本身与能源利用及转换是紧密结合的，所以在课程教学时，既可以从国家能源的绿色发展理念这种大的视角，也可以从生活中的节能环保这种小的角度，进行思政元素的挖掘。比如在讲解制冷和热泵循环一课时[10]，为了让学生理解工质的意义，引入氟利昂这种典型的制冷剂来分析，从为何选择氟利昂作为制冷剂，到如今氟利昂对地球环境造成的破坏，激发学生对地球保护的责任感和使命感，从自身做起减少使用氟利昂作为制冷剂的设备，最后从实际出发，教给学生根据冰箱品牌判断它是否属于无氟冰箱。通过这样的课程设计，不仅能使学生了解制冷和热泵装置的原理，而且能让学生意识到节能环保的重要性，同时，还能懂得如何选择绿色节能装置。

2.思政元素结合工匠精神，引导学生突破自我，实现人生价值

《热工基础》是典型的工科类课程，内容涵盖大量的公式定律及计算，这些公式和定理的发现是科学家智慧和汗水的结晶。科学家这种钻研的精神正是我们现在大力提倡的“工匠精神”，因此，将这些科学家事迹或实例进行归纳和总结，可以更有温度、更有影响力地引导学生突破自我、努力钻研，实现人生价值。比如在讲解热力学第一定律时，可以先为学生讲述热力学第一定律的发现者迈尔医生的故事，通过若干问题的设置，引导学生主动思考和查阅，为何物理学的定律是由一名医生发现的呢，并步步深入，讲述迈尔医生是如何发现这个定律，如何在诸多困难的阻碍下坚持真理，最后赢得认可和尊重的故事。通过迈尔医生的事迹，学生对热力学第一定律的实质加深了记忆，被迈尔医生的故事深深感染，从而以他为榜样，努力做一个敢于坚持真理、不断刻苦钻研的行业楷模。

3.课程思政元素要与时俱进，善于应用时事热点

课程思政元素的选取应该与当前的社会发展趋势相结合[11]，比如在热辐射基本定律的讲解上，为了加强学生对维恩定律的认识，将维恩定律的应用与当前新冠疫情相结合。维恩定律的用途主要是通过比较物体表面不同区域的颜色，确定物体表面的温度分布，形成热像图。在新冠疫情期间，热像图就能实现在人群密集区域，快速、大面积地进行人员的非接触式体温排查，快速识别温度异常的个体，帮助筑起疫情防控第一道防线。通过将维恩定律与当下新冠疫情测温相结合，学生一定能够对维恩定律建立非常深刻的印象。

4.工科思政元素文学化，学科融合也会碰撞出火花

工科类课程的思政元素也可以充满文学气息，引用经典名著辅助教学对教师的文学功底要求较高，同时对工科教师来说也是一个提升文学素养的契机，如果能在工科类课程中引用经典故事解读某些知识点，会给学生带来耳目一新的感觉。比如在讲解热辐射与热传导和热对流的区别时，引入《世说新语》中关于曹操的案例，在三国时期，曹操认为自己形象不好，找人替他接见匈奴的使者，自己站在旁边。接待完毕，曹操派人去问匈奴的使者对大王的感觉如何，使者说：“魏王的确很有风范，然而我觉得站在他旁边拿大刀的人，才是英雄！”通过这个案例，告诉学生，一个气场强大的人出现在你的面前，即使与你没有接触，你都能感受到其周围似乎聚集了能量，让你忍不住对他产生崇拜、欣赏和敬畏之心。这与热辐射非常相似，它不需要直接接触就能让你感觉到热量的存在。通过这样一个案例，可以帮助学生记住什么是热辐射，让学生体会到一个气场强大的人，无论怎样都会发光照亮他人。

(三)打造多元化线上教学模式，制定课程思政教学方案

MOOC课程和国家开放大学学习网互为辅助教学，双轮驱动，以微课程为知识点，强化手段，打造多元化线上教学模式，使课程思政深入融合、持续进行，强化教学效果[12]。

1.基于MOOC课程知识体系，设计思政元素及引入形式

MOOC课程是远程教育的最新发展，其课程体系设置有参与度、有反馈、有作业、有讨论和考试与证书等，实现教育资源的优化组合，是一种具有完整教学体系的线上课程。通过MOOC课程的建设，在完整知识体系的基础上，提炼知识点“干货”，深入分析课程思政元素，利用若干15分钟左右的短视频课、课前导引、课后思考等模式，引导学生对课程整体认知、对关键知识点的学习。

在MOOC课程建设过程中，思政元素的融合形式较为多元化。为了帮助学生对课程有一个整体的认识和全局的把控，可以通过课程导读的形式为学生讲解课程与能源的深度联系，让学生认识到学习《热工基础》课程的意义，在此基础上简要介绍课程的整体内容及教学。在课程教学中，每节课都引入多种思政点，大部分思政教学内容可以直接融入视频课程，少部分以“课前导引”和“课后思考”的形式让学生反思和强化。MOOC课程视频教学时间有限，课程讲解不够深入的内容，可以通过课前引导让学生主动查阅学习，或者在课后实时总结升华，会起到点石成金的效果。通过运用不同形式的课程思政教学模式，可以激发家国情怀、节能意识以及行业使命感，激发学生学习兴趣，引导学生主动思考，探索适合自己的学习方法。

结合对课程内容的分析以及思政元素的选择要点，将《热工基础》的MOOC课程内容设计为“1个课程导读+4个学习模块”，并以完整知识体系15节专业课为主线，深入分析每节课的特点，基于课程主要内容及对思政元素设计总结，设计了相关知识点思政元素及其引入形式，如表1所示，将课程思政落实在教学中，达到课程教学和思政教育有机结合的目的。

表1 MOOC课程内容设置及思政元素设计

2.以国家开放大学学习网为综合教学阵地，实现课程思政可持续发展

MOOC课程建设完成之后，以视频课程为主的教学资源一般不会轻易改动和调整，为了保证课程思政改革的持续性和实时性，国家开放大学学习网便成为非常便捷有效的教学阵地。教师通过国开学习网灵活开展课程思政教学，比如可以借助知识拓展平台持续上传国家能源最新发展战略、电力行业发展分析等文件，为学生开辟一个了解国家政策和行业动向的窗口；或者以“每月一星”的形式为学生介绍国家及行业优秀产业工人，激发学生的荣誉感和责任感；也可以借助课程讨论区在网上教学时与学生实时互动，探讨热点事件，并与课程知识点进行融合，多元化提升教学效果。

目前，《热工基础》课程在国开学习网的资源建设完备，学生能随时在网上找到学习资源、辅导资料以及历年试题等，形成性考核体系正在逐步建设，即将实现平台化形成性考核，可以有效地为全国各地的学生提供学习服务。

3.建设系列微课程，辅助课程教学思政改革

对于一些重要的知识点和计算难点可以通过微课程的形式辅助教学，课程思政教学也可以借助微课程。比如讲解热力学第一定律时，如果想引入发现者迈尔医生的故事，就可以将他发现热力学第一定律的故事做成微课程，这样充满趣味性的视频课程比单纯的文字更有感染力，但是微课程的建设是一个循序渐进、逐步完善的过程，需要专业教师认真设计和制作，给课程思政锦上添花。

通过对《热工基础》线上课程的思政教学改革，能使电厂热能动力装置专业的远程学习者增加能源动力方面的知识储备，掌握热工学在电力行业的应用，并深入了解国家能源的发展现状、绿色发展理念以及与热工学相关的行业及生活知识，让学生在学习过程中潜移默化地被“工匠精神”影响和感染，进而为国家能源发展以及行业创新贡献一份力量。