工科專業(yè)課程思政建設(shè)的研究與探索——以《工程熱力學(xué)》課程為例

戚素素，董敏，張艷秋，林平

工科專業(yè)課程思政建設(shè)的研究與探索——以《工程熱力學(xué)》課程為例

戚素素，董敏，張艷秋，林平

（山東華宇工學(xué)院，山東 德州 253000）

工科專業(yè)課程因其較強(qiáng)的專業(yè)性和理論性，在課程思政建設(shè)方面有很大難度。文章以《工程熱力學(xué)》課程為例，對(duì)工科專業(yè)課程思政建設(shè)進(jìn)行了研究與探索。《工程熱力學(xué)》是一門研究熱能與其他形式能量之間的轉(zhuǎn)換規(guī)律及其工程應(yīng)用的科學(xué)。文章分析了在《工程熱力學(xué)》課程中開(kāi)展思政教育的必要性和教學(xué)目標(biāo)，并研究了《工程熱力學(xué)》課程思政建設(shè)思路及實(shí)施方案，以“熱力學(xué)第二定律”為具體案例，闡述了其中挖掘出的思政元素，使思政教育寓于專業(yè)知識(shí)傳授之中。

工程熱力學(xué)；課程思政；案例

引言

在新時(shí)代背景下，國(guó)家對(duì)專業(yè)人才培養(yǎng)和教學(xué)提出了更高的要求。習(xí)近平總書記在關(guān)于高校思想政治工作的論述中指出，所有課堂都有育人功能，各門課程都要守好一段渠、種好責(zé)任田，將各類課程與思想政治理論課程同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)。通過(guò)專業(yè)課程教學(xué)育人不僅要實(shí)現(xiàn)專業(yè)層面的技術(shù)能力要求，同時(shí)更要注重思政方面的非技術(shù)能力的培養(yǎng)[1]。在工科課程教授過(guò)程中，如何在傳授專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，將思政教育滲透其中，是值得我們深思的問(wèn)題。本文將以《工程熱力學(xué)》為例，對(duì)工科課程思政建設(shè)進(jìn)行研究與探索。

1 《工程熱力學(xué)》課程簡(jiǎn)介

《工程熱力學(xué)》是一門研究熱能與其他形式能量之間的轉(zhuǎn)換規(guī)律及其工程應(yīng)用的科學(xué)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握分析和求解熱能有效利用以及熱能與其他能量的轉(zhuǎn)換規(guī)律，并能正確運(yùn)用這些規(guī)律進(jìn)行熱工過(guò)程和熱力循環(huán)分析，為學(xué)生畢業(yè)后解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題和參加科學(xué)研究工作打下一定的理論基礎(chǔ)。并使學(xué)生樹(shù)立社會(huì)主義核心價(jià)值觀，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力和實(shí)踐能力，引導(dǎo)學(xué)生正確做人和做事，讓學(xué)生成為德才兼?zhèn)?、全面發(fā)展的人才。

2 《工程熱力學(xué)》課程思政的必要性

習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議中發(fā)言并強(qiáng)調(diào)，高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰(shuí)培養(yǎng)人這個(gè)根本問(wèn)題。要堅(jiān)持把立德樹(shù)人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開(kāi)創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[2]。

《工程熱力學(xué)》課程是在學(xué)生修完大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)等公共基礎(chǔ)課之后，在大二進(jìn)行學(xué)習(xí)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。在學(xué)習(xí)工程熱力學(xué)之前，學(xué)生對(duì)于煤炭、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源以及風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源的轉(zhuǎn)換和利用，以及動(dòng)力設(shè)備的工作原理等是缺乏認(rèn)知的。通過(guò)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)和思政教育相結(jié)合，使學(xué)生不僅可以掌握所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，還可以用專業(yè)知識(shí)理性引領(lǐng)自己的世界觀、人生觀、價(jià)值觀，更有利于培養(yǎng)全面發(fā)展的社會(huì)主義事業(yè)接班人。

3 《工程熱力學(xué)》課程思政教學(xué)目標(biāo)

通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，需要達(dá)成的知識(shí)、能力和思政目標(biāo)如下。

3.1 知識(shí)目標(biāo)

掌握工程熱力學(xué)的基本概念，能源轉(zhuǎn)換基本規(guī)律，即掌握理想氣體的定義、性質(zhì)、狀態(tài)參數(shù)、狀態(tài)方程等；熱力學(xué)第一定律和第二定律，包括了定律的定性和定量表達(dá)及有關(guān)應(yīng)用等；質(zhì)量守恒方程、能量守恒方程和熵守恒方程等，這是熱工分析計(jì)算的基礎(chǔ)；定溫、定壓、定容和絕熱等四個(gè)基本熱力過(guò)程，包括過(guò)程的特點(diǎn)、過(guò)程中狀態(tài)參數(shù)的變化、熱量和功量（機(jī)械功）的轉(zhuǎn)化情況等；以及氣體的流動(dòng)壓縮、水蒸氣及其熱力過(guò)程、濕空氣及空調(diào)過(guò)程、動(dòng)力循環(huán)和制冷循環(huán)等知識(shí)。學(xué)會(huì)從能源及其轉(zhuǎn)換效率基本定律出發(fā)，建立能源轉(zhuǎn)換及熱能系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思維方式，形成能源－工質(zhì)－效率的基本知識(shí)結(jié)構(gòu)。

3.2 能力目標(biāo)

從應(yīng)用的角度選擇能源轉(zhuǎn)換最合適的循環(huán)方式，將工程熱力學(xué)的知識(shí)用于解決能源轉(zhuǎn)換的工程問(wèn)題；培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力；掌握最基本的能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，針對(duì)具體問(wèn)題提出有效的解決方案；在能源應(yīng)用學(xué)科中培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，提高分析、發(fā)現(xiàn)、研究和解決問(wèn)題的能力。

3.3 思政目標(biāo)

建立能源－工質(zhì)－系統(tǒng)－環(huán)境一體的觀念，通過(guò)課程中的分析討論辯論培養(yǎng)分析溝通交流素質(zhì)，建立提高能源轉(zhuǎn)換效率的思維模式，提升理解能源管理與利用的基本素質(zhì)。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)，通過(guò)課外閱讀與學(xué)習(xí)的模式，提升自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，形成不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展素質(zhì)。

4 《工程熱力學(xué)》課程思政建設(shè)思路

結(jié)合《工程熱力學(xué)》的課程特點(diǎn)，在該課程中融入課程思政元素，如，水蒸氣定壓加熱內(nèi)容可讓學(xué)生知道要想成為有能力的人必須首先吸收知識(shí)，知識(shí)改變命運(yùn)等；熵增原理其內(nèi)容是孤立系統(tǒng)的熵只能增大（不可逆過(guò)程）或不變（可逆過(guò)程），絕不可能減小，可將社會(huì)秩序與這部分知識(shí)相聯(lián)系；熱力學(xué)第二定律是關(guān)于方向性問(wèn)題，可引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)珍惜時(shí)間意識(shí)，樹(shù)立生態(tài)環(huán)境保護(hù)觀念，在學(xué)習(xí)、工作過(guò)程中找對(duì)方向，努力奮斗等[3]。

為了更好地達(dá)成課程教學(xué)大綱所設(shè)定的思想政治教學(xué)目標(biāo)，對(duì)照不同知識(shí)點(diǎn)，挖掘思想政治教育的切入點(diǎn)，上課時(shí)有的放矢地進(jìn)行課程思想政治教育，更好地培養(yǎng)學(xué)生的分析能力，在講授理論知識(shí)的同時(shí)，在課上增加討論環(huán)節(jié)。同時(shí)在學(xué)習(xí)階段，安排團(tuán)隊(duì)協(xié)作的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生了解一項(xiàng)工程的完成需要通過(guò)各工作組協(xié)力合作來(lái)實(shí)現(xiàn)，提升學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。通過(guò)合適的考核方式，對(duì)教學(xué)及思想政治教育的效果進(jìn)行檢驗(yàn)?？己擞蛇^(guò)程考核和期末考試兩部分組成，將課程思政納入考核體系中，對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合評(píng)定。期末考試中，客觀題更多是以分析工程實(shí)際問(wèn)題的形式考查學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握以及對(duì)工程實(shí)施的道德判斷[4]。

5 《工程熱力學(xué)》課程思政實(shí)施方案

5.1 師資隊(duì)伍建設(shè)

為保證該課程思政建設(shè)順利進(jìn)行，我們整合了山東華宇工學(xué)院能源與建筑工程學(xué)院現(xiàn)有教師資源，將擁有《工程熱力學(xué)》授課經(jīng)驗(yàn)且有課程思政建設(shè)思路的老師納入團(tuán)隊(duì)，組成《工程熱力學(xué)》課程思政建設(shè)團(tuán)隊(duì)，在前期，通過(guò)校內(nèi)調(diào)研和師生座談會(huì)等形式，深入領(lǐng)會(huì)了進(jìn)行課程思政建設(shè)的重要性，分別了解了本學(xué)院建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程、能源與動(dòng)力工程、新能源科學(xué)與工程三個(gè)專業(yè)學(xué)生對(duì)于該課程的學(xué)習(xí)難點(diǎn)，并針對(duì)調(diào)研情況積極進(jìn)行學(xué)術(shù)交流，討論了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的方法與思路。

5.2 提煉思政元素

針對(duì)調(diào)研實(shí)際情況，組織課程團(tuán)隊(duì)進(jìn)行集體研討，挖掘出各個(gè)重點(diǎn)章節(jié)中蘊(yùn)含的思政元素，并對(duì)其進(jìn)行梳理提煉，寓價(jià)值觀引導(dǎo)于知識(shí)傳授之中。

5.3 修訂教學(xué)大綱

在本課程原教學(xué)大綱基礎(chǔ)上，將集體研討挖掘出的思政元素融入教學(xué)大綱中，對(duì)其進(jìn)行修訂，將“思政教育”與“專業(yè)教育”進(jìn)行有機(jī)融合，將思政目標(biāo)納入教學(xué)目標(biāo)中。

5.4 完善教學(xué)課件

依據(jù)新的教學(xué)大綱，針對(duì)調(diào)研時(shí)學(xué)生反映老師教學(xué)課件太過(guò)簡(jiǎn)陋、文字太多容易造成視覺(jué)疲勞、公式推導(dǎo)過(guò)程理論性太強(qiáng)不好理解等問(wèn)題，進(jìn)行教學(xué)課件的完善，除將思政元素融入其中之外，換用更加時(shí)尚簡(jiǎn)約的課件模板，并將教學(xué)課件文字部分進(jìn)行整合，減少大段文字表述，加入更加生動(dòng)形象的圖片，并引入實(shí)際工程問(wèn)題，輔助學(xué)生對(duì)理論性較強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行理解，打造一份生動(dòng)有趣的教學(xué)課件。

5.5 教學(xué)方法改革

因本課程理論性較強(qiáng)，且作為今后學(xué)生考研的專業(yè)課程之一，為加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，加強(qiáng)學(xué)生應(yīng)對(duì)考試的能力，目前該課程教學(xué)方法還是以講授法和練習(xí)法為主，沒(méi)有脫離“以教師為本”的藩籬。在本次課程思政建設(shè)中，加入案例教學(xué)法及小組討論法等多種現(xiàn)代教學(xué)方法，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)際工程中能量轉(zhuǎn)換以及提高能源利用效率的能力。并在課堂中加強(qiáng)教師與學(xué)生的溝通交流，深入貫徹“以學(xué)生為本”的教學(xué)理念。

5.6 在線課程建設(shè)

目前本課程自開(kāi)課至今，歷任授課教師所用在線教學(xué)平臺(tái)包括“學(xué)堂在線”“智慧樹(shù)”以及“超星學(xué)習(xí)通”。根據(jù)應(yīng)用型本科院校的人才培養(yǎng)要求，結(jié)合我校的實(shí)際情況，擬將以上三個(gè)平臺(tái)中的教學(xué)資源進(jìn)行整合，建設(shè)一門合格的在線課程，并將課程思政融合于在線課程中。

5.7 考核方式改革

本課程目前的考核方式以期末考試成績(jī)?yōu)橹?，期末考試占?0%，平時(shí)成績(jī)占比30%，平時(shí)成績(jī)中包括考勤、平時(shí)作業(yè)、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課堂表現(xiàn)及階段性測(cè)試。平時(shí)作業(yè)和階段性測(cè)試也是對(duì)教材理論知識(shí)的考核，并沒(méi)有體現(xiàn)課程思政元素。本次課程思政建設(shè)特對(duì)考核方式進(jìn)行了改革，期末考試成績(jī)?nèi)哉急?0%，但將思政元素加入考試題目中，此外將“探索課程中所蘊(yùn)含的思政元素”作為平時(shí)作業(yè)的內(nèi)容納入平時(shí)成績(jī)考核，讓學(xué)生加入課程思政建設(shè)中。

6 《工程熱力學(xué)》課程思政案例

以下將以“熱力學(xué)第二定律”為例，深入挖掘其中蘊(yùn)含的思政元素，使專業(yè)課程與思政教育有機(jī)融合，形成協(xié)同效應(yīng)，從而達(dá)到思政育人的目的。

6.1 時(shí)間不可倒流

“熱力學(xué)第二定律”中提到“自發(fā)過(guò)程都是具有方向性的，不可逆的”，在此可引入“逝者如斯夫，不舍晝夜”“少而不學(xué)，老而無(wú)識(shí)”等古典文學(xué)，提醒學(xué)生時(shí)間不可倒流，要珍惜時(shí)間，把握機(jī)會(huì)。

6.2 樹(shù)立環(huán)保觀念

通過(guò)對(duì)臭氧層空洞發(fā)展史（見(jiàn)表1）的講述，啟發(fā)學(xué)生樹(shù)立環(huán)保意識(shí)，使學(xué)生意識(shí)到環(huán)境破壞同樣是不可逆的，加深學(xué)生對(duì)“熱力學(xué)第二定律”中“自發(fā)過(guò)程都是具有方向性的，不可逆的”的理解。

表1 臭氧層空洞發(fā)展史

時(shí)間節(jié)點(diǎn)重要事件 1984年英國(guó)科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)南極上空出現(xiàn)臭氧洞（如圖1）。 1987年國(guó)際社會(huì)達(dá)成《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》 1995年聯(lián)合國(guó)大會(huì)通過(guò)決議，每年的9月16日定為“國(guó)際保護(hù)臭氧層日” 2014年世界氣象組織發(fā)布《2014年臭氧層消耗科學(xué)評(píng)估報(bào)告》

圖1 南極上空臭氧層空洞

《2014年臭氧層消耗科學(xué)評(píng)估報(bào)告》指出，如果能夠全面遵循《蒙特利爾議定書》，中緯度地區(qū)和北極上空的臭氧層有望在21世紀(jì)中葉以前恢復(fù)到1980年的基準(zhǔn)水平（臭氧層出現(xiàn)嚴(yán)重消耗之前的水平），南極部分地區(qū)有望在晚些時(shí)候恢復(fù)到這一水平。

6.3 名人勵(lì)志故事

克勞修斯從青年時(shí)代起，就對(duì)熱力學(xué)產(chǎn)生了濃厚興趣，并決定對(duì)其加以研究。有了明確目標(biāo)，克勞修斯學(xué)習(xí)異常勤奮。最終，克勞修斯用了近10年時(shí)間在學(xué)校里埋頭苦讀。有志者事竟成，1850年，克勞修斯提出了熱力學(xué)第二定律：“不可能將熱從低溫物體傳至高溫物體而不引起其他變化?！蓖ㄟ^(guò)講述克勞修斯的勵(lì)志故事，可以使學(xué)生明白，興趣是最好的老師，只有對(duì)一個(gè)領(lǐng)域滿懷熱情，并為之努力奮斗，才有可能取得成就。

開(kāi)爾文，10歲時(shí)就進(jìn)格拉斯哥大學(xué)預(yù)科學(xué)習(xí)， 1846年受聘為格拉斯哥大學(xué)自然哲學(xué)教授，并在熱力學(xué)、電磁學(xué)、流體力學(xué)、光學(xué)、地球物理、數(shù)學(xué)、工程應(yīng)用等諸多領(lǐng)域取得了巨大成就。其中，在熱力學(xué)領(lǐng)域提出了熱力學(xué)第二定律：“不可能從單一熱源取熱，并使之完全轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其他影響?！?896年在格拉斯哥大學(xué)慶祝他50周年教授生涯大會(huì)上，他說(shuō)：“有兩個(gè)字最能代表我50年內(nèi)在科學(xué)研究上的奮斗，就是‘失敗’兩字。”這足以說(shuō)明他的謙虛品德。通過(guò)講述開(kāi)爾文的勵(lì)志故事，可以啟發(fā)學(xué)生失敗是成功的先導(dǎo)，失敗是成功的基礎(chǔ)，要不怕失敗，善于從失敗中吸取教訓(xùn)，最后才能取得成功。

綜上所述，熱力學(xué)第二定律規(guī)定了能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中的方向、條件和限度問(wèn)題，從中我們可以得知：時(shí)間不可能倒流，如果時(shí)間逆向，所有我們已知的高級(jí)生命都將不復(fù)存在。同時(shí)生態(tài)環(huán)境遭到了破壞，要想恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，也要付出

相應(yīng)的代價(jià)，所以我們要把生態(tài)環(huán)境保護(hù)擺在突出位置。此外，我們?cè)趯W(xué)習(xí)、工作過(guò)程中也要先設(shè)定好目標(biāo)，找對(duì)方向，努力奮斗，實(shí)現(xiàn)人生目標(biāo)。

7 總結(jié)

《工程熱力學(xué)》作為工科專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，具有理論性較強(qiáng)的特點(diǎn)，為貫徹落實(shí)“以學(xué)生為主體”教學(xué)理念與“課程思政”國(guó)家政策，本文從課程思政教學(xué)目標(biāo)、課程思政建設(shè)思路、課程思政實(shí)施方案三個(gè)方面進(jìn)行了研究與探索，并以“熱力學(xué)第二定律”為案例，分析了其中蘊(yùn)含的思政元素。本文研究結(jié)果可為工科其他專業(yè)課程的教學(xué)提供參考。

[1] 張偉,胡柏松,王德武,等.工程熱力學(xué)課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)[J].廣州化工,2020,48(13):161-162+173.

[2] 秦華.習(xí)近平在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào):把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程開(kāi)創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[N].人民日?qǐng)?bào),2016-12-09.

[3] 史玉鳳,郭彥,張保生.《工程熱力學(xué)》課程思政教育的設(shè)計(jì)與實(shí)踐[J].教育現(xiàn)代化,2018,5(40):290-291.

[4] 劉高潔.工程熱力學(xué)課程中開(kāi)展思政教育的探討[J].教育教學(xué)論壇, 2019(21):31-32.

Research and Exploration on Ideological and Political Construction of Engineering Courses— Takingas an Example

QI Susu, DONG Min, ZHANG Yanqiu, LIN Ping

( Shandong Huayu University of Technology, Shandong Dezhou 253000 )

The course of engineering specialty is very difficult in ideological and political construction because of its strong specialty and theory. This paper takes the course ofas an example to study and explore the ideological and political construction of engineering specialty.is a study of heat and other forms of energy conversion between the law and its engineering applications. This paper analyzes the necessity and teaching goal of ideological and political education in the course of, and studies the thought and implementation scheme of ideological and political construction in the course of, taking "second law of thermodynamics" as a concrete case, this paper expounds the elements of ideological and political education excavated from it, which makes ideological and political education reside in the teaching of professional knowledge.

Engineering thermodynamics; Course ideology and politics; The case

A

1671-7988(2021)22-179-04

G641.0

A

1671-7988(2021)22-179-04

CLC NO.: G641.0

戚素素（1994—），女，助教，就職于山東華宇工學(xué)院，研究方向：制冷、暖通、能源等。

山東華宇工學(xué)院首批校級(jí)課程思政課建設(shè)項(xiàng)目——《工程熱力學(xué)》課程思政建設(shè)項(xiàng)目（2020-28）；山東華宇工學(xué)院2021年度教學(xué)改革研究項(xiàng)目——“以學(xué)生為中心”的《工程熱力學(xué)》課堂教學(xué)改革（2021JG22）。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.022.046