新工科背景下工程热力学课程思政建设探索

刘红姣 王小雨 晋梅

摘  要：工程热力学是国内外多个理工科专业本科生的核心课程之一。结合新工科背景下工程热力学课程教学目标和主要内容，从提高理工类大学生思想政治教育水平出发，提出“立足课程，以人为本”的课程思政教育理念，通过挖掘相应的思政元素，改革教学方式和评价方式，对工程热力学课程思政进行教学实践改革，将课程思政教育贯穿于课程教学全过程，提升教学质量，有效实现知识传授、能力培养和价值引领，对其他专业课程思政改革具有一定的借鉴意义。

关键词：课程思政；工程热力学；教学设计；以人为本；课程建设

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）21-0153-04

Abstract： Engineering Thermodynamics is one of the core courses for undergraduates majoring in science and engineering at home and abroad. Combined with the teaching objectives under the background of new engineering and the basic contents of engineering thermodynamics， puts forward the ideological and political educationconcept of "based on the course and people-centered"for improving the ideological and political education level of science and engineering college students. By excavating the corresponding ideological and political elements， reforming the teaching methods and evaluation methods， the teaching practice of ideological and political education in engineering thermodynamics was carried out. We improve teaching quality， effectively realize knowledge transfer， ability training and value guidance， which will also be of reference significance to the ideological and political reform of other professional courses.

Keywords： ideological and political education; Engineering Thermodynamics; instructional design; people centered; curriculum construction

高校的根本是立德树人[1]。一段时间以来，高校在专业课教学方面存在一些误区和短板，忽略了对学生思想的引导。导致一部分大学生缺少精神寄托，缺少对社会和国家基本的责任感和道义感，学习自觉性、主动性和积极性不高，有的甚至出现极端行为[2]。2016年12月，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调，“要用好课堂教学这个主渠道……使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”[3]。课程思政是各类课程落实立德树人根本任务的重要举措。不同课程在人才培养方案中具有不同的作用，但所有的课程知识都蕴含社会情境中的道德追求，所有课程都有育人功能[4]。每一位专任教师都要合理挖掘各自专业课程的思政元素，在专业知识传授的同时融入育人教育，以触发大学生对课程知识在社会情境映射中的遵从与认同，从而达到对大学生的知识传授与“思想的塑造”[4]。

工程热力学是一门研究热能和机械能相互转换及热能有效利用的科学，新工科背景下要求其培养的人才在能源高效利用、节能减排和新能源开发等方面有较好的适应性和创新性。工程热力学涉及的热能利用和热机效率等知识覆盖热能动力、机械、化工、环境、电子和航天航空等各个领域，是现代工程技术人才必学的专业基础课程[5]，对于全面开展课程思政教育拥有天然优势，具有重要意义。本文围绕热能与机械能相互转换和国家能源发展战略，结合工程热力学新工科背景下课程教学目标和课程基本内容，提出了“立足课程，以人为本”的课程思政教育理念，把课程知识点建立在国家发展的背景下，对工程热力学课程思政进行了教学设计与实践，取得了较好的教学效果。

一  立足课程知识，凝练课程思政建设目标

课程知识是人们在特定的社会文化背景下对公共知识重构与统整的结果，每一门课程在学生培养方案中发挥着其特有的作用。实施课程思政教育教学改革，必须立足课程知识结构体系，尊重课程自身建设规律和要求，关注课程知识背后更深层次的意义价值以及其在新时代所遵循的价值标准及社会发展逻辑[3]，明晰课程知识的道德使命，以此确立课程思政的建设目标。惟其如此，才能将课程思政融入日常教育常规和课堂组织中，才能真正实现“润物无声”的立德树人目标。

工程热力学主要研究能量的转换和有效利用，课程概念多、公式多，抽象难懂。本文根据新工科背景下课程教学目标，围绕热能与机械能转换规律、方法和途径，梳理课程教学内容，把课程知识点建立在国家发展的背景下，提炼课程思政建设的目标，实现对学生的知识传授和价值引领。如图1所示，工程热力学教学内容主要分为三个模块，每个模块重点关注不同的思政教学目标。其中模块一为绪论部分，主要介绍热力学研究对象、研究内容和研究方法。侧重我国和世界能源分布、利用与国家安全等问题，热力学与行业发展的关系[6]，增强学生节能减排的使命感，激发学生环境保护意识和对课程的学习兴趣。模块二为热力学基础理论，包括基本概念、热力学第一和第二定律、工质的热性质以及热力过程分析等。这部分内容概念多、公式多，抽象难琢磨，且知识点之间的关系复杂，表现出高度理论化。侧重热力学理论充满了悖论的发展历程和各国科学家的事迹，培养学生勇于实践、求真务实、锲而不舍和甘于奉献的科研精神。模块三为工程应用，包括各种热力循环分析，热机工作原理等。侧重国防军事、清洁能源利用、中国重大工程建设成就和最新的研究成果、國家能源政策与发展战略等。培养学生家国情怀和职业自豪感，激发学生的求知热情和职业自信。

二  挖掘思政元素，发挥课程思政育德功能

从原始社会到现代社会，从木柴到石油天然气，从蒸汽机到内燃机，人类一直渴望从大自然中获取更多的能量，获取更高的效率。热力学艰难而充满悖论的发展历程承载了知识、意识、思维和能力等多方面的要求，蕴含着丰富的思政元素。对应课程知识模块和思政建设目标，挖掘相应的课程思政元素，设计课程思政建设的融入点，将思政教育融入课程教学的各个环节中。表1为课程知识模块、思政元素与思政融入点对应关系。

三  改革教学方式和手段，加强课程思政有效渗透

专业教师要充分利用各种教学资源和多种教学形式，将课程思政贯穿课程教学全过程，引导学生用隐含在专业知识背后的人物精神和理性思辨思维看待身边的人和事；引导学生学习科学家严谨治学、潜心研究精神；引导学生对科技与人类社会和国家福祉的价值追求。实现思政教育与课程知识的有机融合，落实立德树人的任务。

（一）  改革教学手段

在“互联网＋”环境下，充分发挥网络资源和现代教学手段，通过理论知识的延展、深化和迁移，拓展学生学习的时间和空间，实施全方位、多层次、立体化的育人过程[8]。首先，运用微课、慕课、网络视频等线上教育教学资源和超星、QQ课堂、腾讯会议等网络手段，适时推送与动力工程发展动态有关的社会热点问题、时政要闻、国家政策，科技进步；推送科学家的生平事迹或者行业名人采访或者讲座视频资料；推送行业发展历程如火电机组由小发展到大，由高污染、高能耗发展到清洁高效生产的过程以及我国目前新能源发展动态等。以多种先进教辅工具强化学生对于课程知识的理解，全方位让学生感受专业知识背后更深层次的意义价值、其所遵循的价值标准、社会发展逻辑，激发学生对所学专业课程的社会价值、职业前景等方面的认可和热爱。其次，借助智慧教学平台开展个性化教学。目前随着大学生自我意识的增强，其对自己的生活和学习特别有主见，期待被关注并大多以自我为中心思考问题。专业教师可利用教学平台进行签到、测验、讨论、选人等，灵活组合，差异侧重，针对不同学生给予不同方式的关注和不同的问题，增强学生自信，调动学生的学习兴趣和学习的积极性。

（二）  改革教学方式

在教学方式上，可以采用开放式、启发式和案例式等多种教学方式，并有意识地回应学生在学习、生活、社会交往和实践中所遇到的真实问题和困惑，实现“立足课程，以人为本”的教育理念。例如，开放式的教学可以增加学生阐述见解的机会，增强学生运用所学知识服务国家和社会的信心，提高作为一名工科学生的责任感和使命感。如讨论热泵与电炉取暖节能对比；新、旧空调出风口位置对制冷和供暖效果的影响；夏季空调制冷效果冬天供暖效果对比；中国汽油价格的波动问题；中国能源政策与大国博弈、俄乌冲突的关系，以此消除社会上的一些不良言论等。其次，热力学理论知识中蕴含着非常深刻的人生哲理，如努力与收获、付出与选择的辩证关系等。采用启发式教学，将符合公共价值的课程知识与社会情境中的道德追求相联系，将教学内容与当代学生的人生遭际和心灵困惑相联系，促进学生积极参与与反馈，以触发受教育者对课程知识在社会情境映射中的遵从与认同，从而达到课程对知识传授与“人的塑造”的意图与预期。

四  改革评价方式，落实课程思政建设成效

教学评价是检验课程教学目标是否达成的关键环节，课程思政建设的成效在学生。本文基于学生的获得感改革课程思政的评价方式，落实课程思政建设成效。

首先，设计课前和课后对比调查问卷。调查问卷主要涉及学生对所学课程的社会价值、学科发展前景的认可与接纳判断；对学科发展与祖国发展、人类社会福祉的价值判断；对所学课程的学习意愿、投入程度和努力程度；对自己掌握课程知识、运用专业技能的自我评价；对科学“求真”的价值判断；对课程思政与课程教学内容融合方式的认可度和建议、课程思政对自己价值观综合影响的评判等。通过对课前课后调查问卷答案对比，评估课程思政对学生的专业素养和专业精神的影响。

其次，跟踪学生课堂和智慧平台参与的积极性、准确性和合理性，如根据课程教学目标和进度，适时在课堂和智慧平台发布相关问题，组织学生开展互动式讨论，或者应用“雨课堂”等智慧教学软件进行测验等。一方面可以及时有效地加强学生对相关知识点的理解；一方面也可以了解学生的学习状况和思想状况。

再次，设计项目化作业，如描绘1度电所产生的碳足迹，了解学生对节约用电的认识；采用Fluent软件模拟优化空调出风口结构和位置对教室节约用电的影响；阐述自己身边的节能小故事以及开发的节能小装置；讨论中美签订石油采购计划的背景与意义等。通过对各类项目化作业的完成，提升学生对知识点的理解和应用能力，同时也能使学生体验到学有所用的快乐，强化其为社会服务的荣誉感，有助于在学生内心植入专业的认可度和职业自豪感，也能从学生对于现实问题多层面的解读中掌握其思想状况。

最后，设置适当形式的试题，如选择、判断、简述等，把工程观念、工程责任、节能意识和创新精神等植入其中。比如，判断题 “朗肯循环中蒸汽温度越高，热机效率越高，设计时蒸汽的温度越高越好”“为了减少碳排放，我们要全力开发和使用清洁能源，杜绝煤炭的开采”等，占比10%～15%。从学生对此类试题的回答中，了解学生相关专业素养。

五  结束语

工程热力学作为国内外多个理工科专业本科生的核心课程之一，开展课程思政教学改革对于提高理工类大学生思想政治教育水平具有重要意义。本文结合新工科背景下工程热力学课程教学目标课程和基本内容，提出了“立足课程，以人为本”的课程思政教育理念，立足课程知识，凝练课程思政建设目标，挖掘课程中相应的思政元素，改革教学方式和评价方式，将课程思政教育贯穿于课程教学全过程，向学生传授课程知识的同时帮助学生树立正确的价值观，对其他专业课程思政改革也将有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1] 范晶，张鹏，洪文鹏.工程热力学课程思政教学设计及实践——以东北电力大学为例[J].黑龙江科学，2021，12（15）：86-87.

[2] 娄钦，李凌.提升思政教育目标下“工程热力学”的教学效果[J].上海理工大学学报（社会科学版），2020，42（1）：78-81，85.

[3] 李国娟.课程思政建设必须牢牢把握五个关键环节[J].中国高等教育，2017（Z3）：28-29.

[4] 李洪修，陈栎旭.知识社会学视域下课程思政的内在逻辑与实现路径[J].大学教育科学，2022，2（1）：28-84.

[5] 苏文.《工程热力学》课程实施思政教育的探索与实践[J].化工时刊，2020，34（1）：40-41.

[6] 宋福元，张国磊，孙宝芝.多元融合的工程热力学课程教学模式研究[J].教育于职业，2015（7）：89-91.

[7] 李逍霄，李期斌，刘朝，等.工程热力学课程思政教学方法探讨[J].黑龙江科学，2021，12（15）：84-85.

[8] 黄晓明，许国良，王晓墨，等.工程熱力学课程改革如何适应“新工科”建设[J].高等工程教育研究，2019（S1）：99-101，107.