面向車輛工程專業(yè)的“工程流體力學(xué)” 課程思政探索與實(shí)踐

黃粉蓮 雷基林 畢玉華 申立忠

（昆明理工大學(xué)云南省內(nèi)燃機(jī)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 云南·昆明 650500）

0 引言

黨的十八大以來(lái)，習(xí)近平總書記對(duì)教育事業(yè)特別是培養(yǎng)社會(huì)主義建設(shè)者和接班人工作高度重視。以習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo)，深化“課程思政”建設(shè)，是當(dāng)前貫徹落實(shí)全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議精神的重要任務(wù)。課程是實(shí)施德育的重要載體，“課程思政”是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的關(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳遞和價(jià)值引領(lǐng)的融通之道。本文以車輛工程專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課程“工程流體力學(xué)”為例，論述如何發(fā)揮專業(yè)基礎(chǔ)課程的德育功能。課程堅(jiān)持知識(shí)、能力、素質(zhì)有機(jī)融合與過(guò)程管理相統(tǒng)一的原則，以學(xué)生為中心，深入挖掘工程流體力學(xué)課程的思想政治教育資源，提煉課程蘊(yùn)含的文化精神和價(jià)值范式，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和授課模式，強(qiáng)化工程實(shí)踐與能力素質(zhì)培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升課堂教學(xué)氛圍和質(zhì)量，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和工程應(yīng)用能力，在傳授課程知識(shí)過(guò)程中有機(jī)融入德育功能，實(shí)現(xiàn)專業(yè)育才和育人的統(tǒng)一。

1 工程流體力學(xué)課程特色與目標(biāo)

工程流體力學(xué)課程是車輛工程專業(yè)的一門重要學(xué)科基礎(chǔ)課，是研究流體平衡、運(yùn)動(dòng)及能量間內(nèi)在聯(lián)系與相互轉(zhuǎn)換規(guī)律的一門學(xué)科。課程與大量的工程實(shí)際問(wèn)題聯(lián)系密切，是銜接流體力學(xué)基礎(chǔ)理論與工程應(yīng)用的紐帶，在理工科教學(xué)體系中占有重要地位。

依據(jù)《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》，結(jié)合“立德樹人”目標(biāo)、學(xué)科育人要求、工程流體力學(xué)課程目標(biāo)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行精準(zhǔn)分類，明確培養(yǎng)需求，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，形成價(jià)值引領(lǐng)、能力培養(yǎng)、知識(shí)傳遞三位一體的課程德育教學(xué)體系與目標(biāo)。

（1）知識(shí)目標(biāo)：初步掌握流體的基本力學(xué)性質(zhì)、流體力學(xué)的基本概念、基本規(guī)律、基礎(chǔ)理論和基本分析計(jì)算方法及其工程應(yīng)用知識(shí)等，具備對(duì)簡(jiǎn)單工程實(shí)際流體力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行分析和求解的能力。

（2）能力目標(biāo)：能夠綜合運(yùn)用流體力學(xué)的基本原理、基礎(chǔ)理論和分析計(jì)算方法，具備對(duì)復(fù)雜工程流動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別與有效分解的能力，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及相關(guān)專業(yè)工作的開展奠定初步的流體力學(xué)理論基礎(chǔ)。

（3）素質(zhì)目標(biāo)：在課程教學(xué)中結(jié)合歷史人物、典型工程以及對(duì)基本理論和計(jì)算方法的哲學(xué)思考，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感以及愛國(guó)主義情感，培育“愛國(guó)、敬業(yè)”的精神追求，引領(lǐng)“創(chuàng)新、擔(dān)當(dāng)”的價(jià)值理念，強(qiáng)化人與自然和諧共生的生態(tài)意識(shí)，提升“抓住主要矛盾解決關(guān)鍵問(wèn)題”的自然辯證法思維。教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)考勤、作業(yè)、測(cè)驗(yàn)、小組項(xiàng)目實(shí)踐、作業(yè)改錯(cuò)等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生誠(chéng)信意識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工匠精神、團(tuán)結(jié)友善的合作精神以及終身學(xué)習(xí)的成長(zhǎng)型思維。

2 工程流體力學(xué)課程思政教育途徑

2.1 優(yōu)化課程內(nèi)容，喚醒學(xué)習(xí)熱情

德國(guó)著名教育學(xué)家斯普朗格曾說(shuō)：“教育的真諦不是傳授已有的知識(shí)，而是要將生命感、價(jià)值感喚醒?！绷黧w力學(xué)是在人類同自然界作斗爭(zhēng)和在生產(chǎn)實(shí)踐中逐步發(fā)展起來(lái)的。大禹治水，引導(dǎo)疏通。李冰分流誘導(dǎo)，都江堰成為世界著名治水工程的歷史典范。都江堰三期工程相互依存，功能互補(bǔ)，巧妙配合，渾然一體，形成布局合理的生態(tài)系統(tǒng)工程，工程的建設(shè)與自然規(guī)律達(dá)到了協(xié)調(diào)統(tǒng)一完美結(jié)合。港珠澳大橋通過(guò)科學(xué)巧妙的設(shè)計(jì)，最大限度減少橋墩阻水率，通過(guò)風(fēng)洞模型實(shí)驗(yàn)解決了渦振現(xiàn)象，是世界上里程最長(zhǎng)、壽命最長(zhǎng)、施工難度最大、技術(shù)含量最高的跨海大橋。具有防洪、發(fā)電、航運(yùn)、水資源利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)等功能的三峽大壩是當(dāng)今世界最大的水利樞紐工程，是中國(guó)人民富于智慧和創(chuàng)造性的典范。

長(zhǎng)期以來(lái)，無(wú)數(shù)杰出的科學(xué)家用他們的智慧和勤奮揭開了流動(dòng)的奧秘，為流體科學(xué)及人類社會(huì)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。文藝復(fù)興巨匠達(dá)芬奇推導(dǎo)出一維不可壓縮粘性流動(dòng)質(zhì)量守恒方程，系統(tǒng)地研究了物體的沉浮、孔口出流、物體的運(yùn)動(dòng)阻力等問(wèn)題。牛頓建立了牛頓內(nèi)摩擦定律，為粘性流體力學(xué)初步奠定了理論基礎(chǔ)。經(jīng)典流體力學(xué)及渦輪機(jī)理論的奠基人歐拉提出連續(xù)介質(zhì)模型，建立了連續(xù)性方程和反映動(dòng)量變化規(guī)律的流體動(dòng)力學(xué)方程。普朗特建立了邊界層理論，解釋了阻力產(chǎn)生的機(jī)制。茹科夫斯基找到了翼型升力和繞翼型的環(huán)流之間的關(guān)系，為近代高效能飛機(jī)設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。我國(guó)著名流體力學(xué)家周培源院士從事愛因斯坦廣義相對(duì)論引力論和流體力學(xué)中的湍流理論的研究與教學(xué)并取得出色成果。錢學(xué)森院士為中國(guó)火箭導(dǎo)彈和航天事業(yè)的創(chuàng)建與發(fā)展做出了杰出的貢獻(xiàn)。中國(guó)著名流體力學(xué)家、教育家陸士嘉先生創(chuàng)辦了中國(guó)第一個(gè)空氣動(dòng)力學(xué)專業(yè)，將自己的一生都獻(xiàn)給了空氣動(dòng)力學(xué)和航空工程的研究與教學(xué)工作。

理想信念鑄魂是堅(jiān)持和完成立德樹人根本任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過(guò)介紹系列我國(guó)自主建造的典型工程，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感以及愛國(guó)主義情感，引導(dǎo)學(xué)生堅(jiān)定“四個(gè)自信”、樹立人與自然和諧共生的生態(tài)價(jià)值觀念。介紹無(wú)數(shù)流體力學(xué)杰出科學(xué)家的偉大成就及艱苦卓絕的奮斗歷程，引導(dǎo)青年學(xué)生堅(jiān)定理想信念，愛黨愛國(guó)，勇?lián)褡逯厝?，傳承偉大科學(xué)家鍥而不舍的奮斗精神和敢為人先的創(chuàng)新精神。把個(gè)人價(jià)值追求融入祖國(guó)改革發(fā)展的偉大事業(yè)之中，自強(qiáng)不息，努力奮斗，為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興和推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體貢獻(xiàn)智慧和力量。

2.2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，點(diǎn)燃學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)

蘇格拉底說(shuō)：“教育不是灌輸，而是點(diǎn)燃火焰”。工程流體力學(xué)課程知識(shí)體系邏輯性、系統(tǒng)性、理論性較強(qiáng)，數(shù)學(xué)公式繁難，專業(yè)術(shù)語(yǔ)比較抽象。教學(xué)過(guò)程中，照本宣科地理論灌輸和生硬刻板地公式推導(dǎo)，會(huì)給學(xué)生一種高深莫測(cè)的感覺，學(xué)生無(wú)法全面深入理解晦澀難懂的流體力學(xué)知識(shí)和內(nèi)涵，因此也無(wú)法點(diǎn)燃學(xué)生心中對(duì)流體力學(xué)求知與探索的火焰。然而，流體力學(xué)是一門與實(shí)際生活密切相關(guān)的科學(xué)，因而它是美的。

改變“以教師為中心、課本為中心”的單向灌輸式教學(xué)模式，探索以生活實(shí)際問(wèn)題、工程實(shí)際問(wèn)題和未來(lái)前沿問(wèn)題等為導(dǎo)向的PBL（problem based learning）教學(xué)法?；趯?duì)流體力學(xué)的深徹理解，對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行拆分與重構(gòu)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)知識(shí)理論與德育內(nèi)容的有機(jī)融合。力爭(zhēng)用簡(jiǎn)潔易懂的語(yǔ)言，勾劃出流體力學(xué)的基礎(chǔ)與精髓，幫助學(xué)生深入理解流體力學(xué)的本質(zhì)與內(nèi)核，用一種創(chuàng)造的智慧去激發(fā)學(xué)生心中的精神潛力，點(diǎn)燃學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)。在相對(duì)輕松的學(xué)習(xí)中領(lǐng)會(huì)流體力學(xué)的原理，欣賞流體運(yùn)動(dòng)的美妙與智慧。

課程內(nèi)容突破習(xí)慣性認(rèn)知模式，培養(yǎng)學(xué)生全局性理解、深度分析、積極探索的精神和能力。精選生活和工程實(shí)際中熟悉有趣的流動(dòng)實(shí)例，進(jìn)行較為深入的分析，以問(wèn)題為導(dǎo)向進(jìn)行課程知識(shí)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體會(huì)學(xué)以致用的樂趣。例如，以用吸管喝飲料和自行車打氣為例講述壓力的表示方法；以洗手時(shí)自來(lái)水管出口水流講述連續(xù)性方程、流量、層流與紊流的特征等；以飛機(jī)的升力講述流線曲率定理；以汽車空氣阻力的形成原因講述邊界層分離及卡門渦街現(xiàn)象；以茶杯中的旋渦講述旋渦理解及二元旋渦的壓強(qiáng)分布；以“香蕉球”現(xiàn)象講述馬格努斯效應(yīng)；以用軟水管洗車時(shí)出水口的流動(dòng)及手的受力講述動(dòng)量定理；以虹吸管、文丘里流量計(jì)等工作原理講述伯努利方程等。通過(guò)對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的分析求解、重要方程的推導(dǎo)思想，培養(yǎng)學(xué)生“抓住主要矛盾，解決關(guān)鍵問(wèn)題”的自然辯證法思維。此外，課程內(nèi)容設(shè)計(jì)增加研究性、創(chuàng)新性、綜合性，及時(shí)將學(xué)術(shù)研究、科技發(fā)展前沿成果引入課程，喚醒學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 優(yōu)化教學(xué)活動(dòng)，塑造學(xué)習(xí)思維

以學(xué)生為中心、培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，優(yōu)化教學(xué)活動(dòng)、教學(xué)設(shè)計(jì)及教學(xué)資源，通過(guò)多元化教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容整合、目標(biāo)達(dá)成。基于教學(xué)過(guò)程控制，課前環(huán)節(jié)，通過(guò)預(yù)習(xí)課件、語(yǔ)音PPT、優(yōu)質(zhì)MOOC 視頻、課前任務(wù)單等完成難點(diǎn)、重點(diǎn)內(nèi)容的預(yù)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)研讀基本知識(shí)，挖掘、理解公式及定理的核心內(nèi)涵，摸清學(xué)生需求。課堂環(huán)節(jié)針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)和需求，講解、測(cè)試、專題討論、翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學(xué)模式交叉融合，提高學(xué)生課堂參與度，實(shí)時(shí)檢測(cè)學(xué)習(xí)效果。課后環(huán)節(jié)，通過(guò)單元測(cè)試、課后作業(yè)、思維導(dǎo)圖等引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)總結(jié)與鞏固。嚴(yán)格考勤制度、作業(yè)抄襲率，強(qiáng)化學(xué)生誠(chéng)信意識(shí)。

教學(xué)方法強(qiáng)化現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)深度融合，探索游戲化的教學(xué)模式與策略，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)學(xué)生自覺抵制網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)的誘惑，提升學(xué)習(xí)專注力。以汽車及發(fā)動(dòng)機(jī)中的典型流動(dòng)問(wèn)題仿真分析為例進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)踐，提高對(duì)工程流體力學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力，通過(guò)文獻(xiàn)檢索與引用、模型驗(yàn)證、分組實(shí)施與匯報(bào)等，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的綜合能力、（高級(jí)思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，增強(qiáng)專業(yè)學(xué)習(xí)自信心。采用過(guò)程化、多元化綜合考核方式，引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、確立清晰的學(xué)習(xí)目標(biāo)，各階段考核難度與學(xué)生能力相匹配，及時(shí)反饋學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)學(xué)生體驗(yàn)專注投入、戰(zhàn)勝自己而收獲能力和素質(zhì)提高的成就感，培養(yǎng)高階學(xué)習(xí)技能和終身學(xué)習(xí)的成長(zhǎng)型思維。

3 結(jié)語(yǔ)

“工程流體力學(xué)” 課程蘊(yùn)含著豐富的思政德育元素，在教學(xué)過(guò)程中，圍繞貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記系列重要講話精神和立德樹人根本任務(wù)，優(yōu)化課程思政目標(biāo)，積極探索課程思政途徑，強(qiáng)化思想引領(lǐng)和家國(guó)情懷教育，通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的巧妙設(shè)計(jì)，構(gòu)建知識(shí)、能力素質(zhì)深度融合的課程體系和教學(xué)內(nèi)容，將人類的知識(shí)與技能、精神轉(zhuǎn)化成學(xué)生個(gè)人的能力和精神的內(nèi)存，喚醒學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，點(diǎn)燃他探索生命的意義，推動(dòng)協(xié)同育人。