基于课程思政的工程流体力学课程改革探索

2025-01-15 00:00:00王雁冰白瑶杨柳黄秋凡
高教学刊 2025年1期
关键词:流体力学教学目标课程思政

摘"要:工程流体力学是工程类专业的重要专业基础课程之一,是公共基础课与专业课之间的重要桥梁。课程思政工作是落实立德树人根本任务,将思想政治教育融入工程流体力学课程教学的战略举措,对学生专业知识掌握、培养思想品德具有十分重要的意义。以工程流体力学为例,提出以课程思政教育目标为引领的课程教学,根据课程内容和特点确定课程思政教育目标,探索专业课程和思想政治教育有机融合的教学方法,对教学内容中的工程案例和思政教育素材进行分类提炼,并进行相应的教学方案融合设计,实现课程与思想政治教育的协同,对非思政课中的课程思政教学具有一定的借鉴作用。

关键词:课程思政;教学目标;教学内容;教学方法;流体力学

中图分类号:G642"""文献标志码:A"""""文章编号:2096-000X(2025)01-0047-05

Abstract:EngineeringFluidMechanicsisoneoftheimportantbasiccoursesforengineeringmajors,anditisanimportantbridgebetweenthepublicbasiccoursesandtheprofessionalcourses.Thecourseideologyandpoliticsworkisastrategicmeasuretocarryoutthebasictaskofestablishingmoralityandcultivatingpeople,andtointegrateideologicalandpoliticaleducationintothecourseteachingoffluidmechanics.Takingtheengineeringfluidmechanicsasanexample,thispaperputsforwardthecurriculumteachingguidedbythecurriculumideologyandpoliticseducationgoal,determinesthecurriculumideologyandpoliticseducationgoalaccordingtothecurriculumcontentandthecharacteristic,andexplorestheteachingmethodoftheorganicintegrationofthespecializedcurriculumandideologicalandpoliticaleducation.WeclassifyandrefinetheengineeringcasesandtheMaterialsofideologicalandPoliticalEducationintheteachingcontent,andtocarryoutthecorrespondingteachingplanfusiondesign,soastorealizethecoordinationofthecourseandideologicalandpoliticaleducation,itcanbeusedforreferenceinthecourseofnon-ideologicalandpoliticaleducation.

Keywords:ideologicalandpoliticaleducationincourses;teachinggoal;teachingcontent;teachingmethod;hydrodynamics

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议中提出“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”,意味着非思政课也要适当地融入政治教育,如何发挥课程育人功能成为教师关注的焦点[1]。大学课堂是大学生学习专业技术知识、发展个性的主要场所,而大学生的大部分时间都花在了非思政类课程上,因此高校思政教育不仅仅包括思政课的课程建设,还应该重视非思政课的课程建设,将思政教育穿插于课程教学,这才是课程改革的核心[2]。

课程思政是推动教育模式创新,实现思政与课程协同的一种新的教育理念。课程思政与思政课程有着根本的区别,课程思政不是大学的一门学科,也不是一门课程,而是代表着一种新的课程观念和思政教育理念。课程思政涵盖广泛的学科,包括思政课和大学中的其他专业课程。以课程为依托载体,把社会主义核心价值观融入人才培养全过程,推动学生内化于心、外化于行,最终转化为学生自身的行为导向。在新时代背景下,高校思政教育的发展必须以课程思政为依托,整合高校思政与其他课程的关系,形成协同育人的效果,促进思政教育的发展。在课程思政理念的指导下,可以解决高等教育与德育分离的问题,通过课程思政特色育人模式的创新,从多维度渗透思想政治教育,发挥协同育人的优势。总之,要在传统思想政治教育课程的基础上,将思想政治教育的内容和精神融入高校其他课程体系,打破陈旧思想政治教育模式,构建思想政治教育与其他课程协同育人的教育新范式,真正实现立德树人目标[3]。

工程流体力学是土木工程、能源动力学、海洋工程、安全工程和机械工程等专业的重要基础课程,在高校专业人才培养中占有重要地位,为后续专业课程的学习奠定基础。工程流体力学虽然是非思政课,但其内容也包含有大量的思政教育素材,我们将思政内容与专业知识相结合,并用工程实例辅助验证,在这种非思政课程教育上融入思政内容的效果比局限的思政输入效果要好得多。因此,如何以课堂和课程为主要载体,提炼课程中包含的思政教育内容和潜在的哲理观念,同时传授专业知识,引导学生从思想政治角度去思考问题,帮助学生形成正确的思政观,是工程流体力学课程改革的关键[1]。在工程流体力学教学过程中,引入了对流体力学发展有卓越贡献的名人,通过介绍他们的事迹与精神,培养学生严谨务实、吃苦耐劳的科研精神。本文以中国矿业大学(北京)的工程流体力学思想政治理论课为例,探讨了思政素材在课堂教学中的提炼与实施。

一"课程思政的教学目标

依据《普通高等学校本科专业类教学质量国家标准》,结合工程流体力学课程目标、教学育人要求,对教学内容、教学方法、教学评价体系等进行规范,形成知识传授、能力培养与思政教育三种有机结合的教学目标。

(一)"知识传授

本课程主要介绍流体力学的基础概念、基础理论、基础计算方法和基础实验技能及其在工程实践中的应用。通过课堂教学使学生掌握流体平衡与运动的基本规律及相关的基础理论、基础概念、基础计算方法,保证学生能够建立流体力学的基础知识体系[2]。同时,本课程在教学过程中融入了线下数字教学的手段,采用微视频的方式,借助视频技术,为重要的知识点添加动画视频,供教师和学生随时随地观赏、学习。微视频是一种视频教学资源,其十分注重教学情境,支持多样化的教学方法,努力将学科中的专业知识展示给学生。运用微视频的方式,将书本中生涩、刻板的知识点通过生动的动画视频进行讲解,学生可通过扫描二维码获取微视频,观看知识点。与传统课堂教学模式相比,微视频是对传统课堂教学模式的重要完善和扩展,学生可以通过反复观看微视频来消化在课堂上没有理解透彻的知识点,确保工程流体力学的教学效果全面提升。

(二)"能力培养

通过实验教学使学生掌握基本实验技能。通过本课程的学习,培养学生运用流体力学基本理论和方法分析具体安全问题的能力,通过课程实验培养学生的实践能力和团队协作能力,激发学生的科研兴趣,具有很强的工程应用性[4]。本课程以工程流体力学为教学工具,培养学生分析问题的开拓精神,为进一步学习专业课程和工作奠定扎实的基础。同时,工程流体力学课程配套有流体力学实验室,通过带领学生完成相应实验,根据学生对每个知识点的掌握及兴趣程度,将学生进行分组实验,保证每个学生都有任务,充分调动学生的积极性,学生通过熟悉实验流程、实际操作获得相应结论的方式,能够充分理解与掌握工程流体力学的重要知识点,动手能力将进一步提升。

(三)"思政教育

深入挖掘工程流体力学课程中的文化自信、爱国主义、唯物主义、大师精神和职业素养等思政元素,在专业知识教学过程中实现价值引领,对学生的思想道德水平和综合素养产生积极影响[4]。在工程流体力学授课过程中,引入课程思政元素能够激发学生对课堂学习的积极性,使得工程流体力学课堂的知识点不再冗长、繁琐、枯燥,教学过程更加生动形象。同时,思政教育对塑造学生正确的价值观、世界观和人生观有十分重要的作用。

二"课程思政的教学内容

工程流体力学的学习内容多,授课时间少,在实际的教学过程中不可能把大量的时间投入到德育教育中。因此,在将思政元素与流体力学课程知识融合的同时,还需要在实际教学中有针对性地设计教学内容[4]。对于工程流体力学来说,最困难的任务是从枯燥、深奥的数学模型中提取思政建设元素的元素。本文在多年工程流体力学课程教学的基础上,深入挖掘和梳理工程流体力学课程中潜藏的隐性思政元素,并将其融入到教学过程中。

(一)"文化自信

在开设流体力学课程和相关知识的基础上,探索流体力学在我国五千年悠久历史中的应用,增强学生的文化自信。数千年前,由于治河、航运、农业、交通和市政发展,人们开始了解水运动基本规律。据传说,大禹距今已有4000多年的历史,由于回水引起的洪涝灾害,表明我国自古就开展了大规模的治河防洪工作。秦代期间,都江堰、郑国渠、灵渠三大水利工程相继建成,这表明人们对明渠流量和堰流有了一定的了解。赵州桥距今已有1400多年的历史,目前状态良好,主拱两侧有两个小腹拱,可用于主拱的荷载和泄洪。通过课堂讲授、视频播放、课堂讨论等方式,让学生充分了解我国流体力学的发展史,增强学生的民族自豪感和文化底蕴。

(二)"爱国主义

流体力学的绝大多数理论都源自西方国家,从欧拉方程、牛顿的牛顿内摩擦定律、雷诺方程、伯努利方程和纳维斯托方程等定律的命名中就可以看出,这说明我国在力学基础方面还落后于世界[1]。建设海洋强国,需要强大的海洋科学技术力量,而海洋科技力量的强盛,离不开扎实的流体力学知识。近些年,以新型核潜艇和蛟龙为例,094型核潜艇,其排水量为11500t,水下速度23海里,配备远程巨浪-2型导弹,可覆盖全球所有区域,具有强大的二次核打击和核威慑作用。蛟龙号下潜深达7000m,比美国、日本、法国和俄罗斯都要深,理论研究覆盖了世界99.8%的世界海洋区域,创造了多项世界深海潜水纪录。通过介绍我国流体力学的发展历程,列举我国流体力学傲人成绩,使学生深刻认识流体力学在科技发展中的重要作用,深入培养爱国主义。

(三)"唯物主义

通过对流体静力学基本方程的描述,使学生认识到复杂的流体静力学可以用数学公式来求解和描述,并学会理解力与运动之间的关系,这里可以引入生活实例来解释这种自然界客观存在的内在关系,加强学生科学世界观的养成。例如,在介绍流体动力学基础中的黏性流体的动压强时,引入巧克力和蜂蜜的例子,如图1所示,表明黏性流体的应力状态与理想流体不同,通过介绍生活中的现象增强了流体力学课堂的趣味性;在讲解孔口出流这一知识点时,引入门、窗的气流,如图2所示,例举了生活中房屋通风的例子引出孔口出流的计算,可以通过该节内容的学习计算出房屋的自然通风量、泄闸口的泄流能力等;用连通器原理来说明流体静力学基本方程,再例举连通器原理与“一带一路,互联互通”之间的关联,习近平总书记在第二届“一带一路”国际合作高峰论坛上提出:“规划政策沟通、设施联通、贸易畅通、资金融通、民心相通的合作蓝图”,就像连通器一样,只有商品、资金、技术、人员、设施和文化相互流通,才能共同打造更加繁荣、高效和可持续的未来。理论与实践相结合,进而研究流体力学基本方程的物理意义和几何意义。

(四)"大师精神

通过对国内外相关科学家的介绍,鼓励学生进行科学探索,培育科学精神。在流体力学知识点的教学过程中,通过叙述科学家探索科学和追求真理的过程,向学生传授科学的思想、精神、方法和世界观,引导学生崇尚科学和追求真理[5]。在工程流体力学领域引入榜样人物是一种行之有效的教学方法。在讲解第三章流体运动的描述方法时,介绍了约瑟夫·路易斯·拉格朗日的简介,从而引出拉格朗日法这一重要的计算方法;在讲述量纲和谐原理和瑞利法时,引入了瑞利的事迹,讲述瑞利对待学术精益求精、一丝不苟的态度,其擅长利用简单、常见的实验装置获取准确度极高的数据,以此告诫学生严谨务实的科研精神;在讲到著名的达西公式时,穿插了达西的贡献,达西负责过运河、铁路、公路、桥梁和隧洞等各种土木工程的设计与建设工作,最卓越的贡献是发现并总结出了达西定律,鼓励学生向伟人看齐,为流体力学事业作出贡献。在我国工程流体力学的发展过程中,涌现出了许多杰出的科学家和工程技术人员,例如张涵信院士,他是我国计算流体力学的开拓者与奠基人,一生致力于流体力学的研究,其利用摄动法解决了钝头体高超声速绕流这一国际难题,为我国的航空航天事业作出重大贡献,推动了我国工程流体力学的发展;又如黄旭华,他为国家核潜艇事业默默无闻地工作了30余年,他的生命如同深海核潜艇般神秘和神圣,他的一生伴随着中华民族深厚而细腻的情感——家国情怀。黄旭华说:“这辈子没有虚度,一生属于核潜艇、属于祖国,无怨无悔”“如果人生重来,我还是会选择投入到祖国的核潜艇事业中,而且还希望是在艰苦的条件、艰难的环境下研制,并取得成功”。这就是伟大的大师精神,作为青年学子,我们要在新的征程上努力学习,不负韶华,奋发有为,担当使命。

三"课程思政的教学方法

相较于思政素材的提炼,教师更难有效地将提炼出来的思想灌输给学生[1]。要把有效的思政教育融入专业教学全过程,不能简单地将思想政治理论生搬硬套、冗长的教化,课程学时少而学习内容多,教师要按照课程教学规律,努力把思政素材自然有效地融入学生的学习之中。

(一)"以问题为驱动

采取“问题驱动”方法,通过案例引入重要的知识点,使学生在思维和实践中独立发现问题、分析问题、解决问题,互相帮助或由老师指导学生从多角度参与整个思维过程并掌握研究方法[6]。强调要增强学生学习的自主性和主观能动性,摒弃传统的知识灌输教学法,将合作学习方式、小组讨论与思想政治相结合,增强学生参与课堂学习的动力,使学生在学习过程中产生良好的情感体验,提高思维能力和实施效果[3]。

(二)"线上线下相结合

在实施课程思政的过程中,要顺应时代的潮流,引入多样化信息技术和新媒体手段来提高课程思政教学的趣味性。利用多媒体技术制作微课、短视频、动画和截图等形式的思政素材,可以在课堂教学中展示,也可以通过在线课程平台推送。课前在线上发布任务点,鼓励学生参考相关材料,激发学习兴趣[7];课堂上引用工程案例分析,将其与思政育人元素结合起来,以身作则引导学生;组织课堂讨论,让学生讨论相关话题,对学生产生影响;课后,安排学生查阅资料、观看微视频和阅读相关文献任务,学生根据自己的学习情况和兴趣进行选择性学习。

(三)"教师德育

教师是教学的组织者,是教学有效性的前提[8]。教师是课程中最活跃、最重要的要素,课程成效性的关键是教师。培育和践行社会主义基本价值观是思政课教师的天职,也是职业教育教师的天职。专业教师可以结合专业知识、专业发展历史和职业道德,探索思想政治教育的要素,比思政教师的专业优势更有利于进行思想政治教育[9-10]。教师是立德树人的主体,即推动课程思政建设的主体,也是决定课程思维效果的关键因素。教师要用言传身教的方式感染学生、启迪学生,所以,教师不仅要有较强的专业知识,还要有较高的思想道德修养。

四"课程思政的融合设计

在教学中,要根据不同知识点,紧密结合实际工程案例,教师应当认真考虑如何引入思政元素,如何有效推动教学内容和思政元素的融合,增强流体力学课堂的趣味性和生动性。表1展示了各章节课程思政的融合设计,列出了一些工程案例和思政素材的切入点。

五"结束语

在思政建设和教学改革过程中,要严格按照课程专业知识进行架构设计,以思政元素为补充标准。本文以工程流体力学的课程教学过程为载体,将教学目标与教学内容相结合,恰当切入思政教育点;探索更有效的教学方法,以提高课堂思政教育的实际效果,对学生的思政课程进行融合设计,分类提炼教学内容、工程实例和思政教育素材,培养学生的文化自信、爱国主义精神和唯物主义精神,鼓励学生科学探索,培养科学精神。教学实践表明,在有意识地开展课程思政后,学生对工程流体力学课程的兴趣也不断增强,对流体力学各个知识点的吸收与掌握程度也不断提高,授课效果明显提升。

参考文献:

[1]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.

[2]陈学彬,卓献荣,李雪梅,等.“工程流体力学”的思政建设与教学改革[J].科技与创新,2021(22):139-141.

[3]吴丽.高校课程思政工作的核心要义及实践策略[J].辽宁经济职业技术学院.辽宁经济管理干部学院学报,2021(6):71-73.

[4]许波,黄琪嵩,朱庆明,等.《工程流体力学》课程思政教育的探索与实践[J].科技视界,2020(30):32-34.

[5]周锐,赵宇航,林亦楠,等.轨道交通基础设施课程思政的设计与建设[J].科教文汇(下旬刊),2021(12):99-101.

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[7]李雅侠,战洪仁,张静,等.工科专业课程思政的探索与实践——以工程流体力学为例[J].化工高等教育,2021,38(5):52-55,117.

[8]刘进强,王秀文,王志林,等.工科专业课程思政的教学探索与实践——以“新型干法水泥技术”为例[J].化工时刊,2022,36(1):44-46.

[9]付静,徐加放,李爱华,等.工程流体力学课程思政的探索与思考[J].教育教学论坛,2020(22):60-61.

[10]陈志华,徐训,范小春.土木工程施工课程思政教学探索与实践[J].高等建筑教育,2023,32(3):146-152.

基金项目:中国矿业大学(北京)教学改革项目“《工程流体力学》线上线下混合式一流课程培育”(J23ZD18)

第一作者简介:王雁冰(1987-),男,汉族,山东潍坊人,博士,副教授,博士研究生导师。研究方向为岩石爆破与岩石动力学。

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