專業(yè)基礎(chǔ)課“新工科”與課程思政協(xié)同建設(shè)機制探討

曲明璐* 劉洪芝 呂 靜 朱夏宇 曲嘉毅

（上海理工大學(xué)環(huán)境與建筑學(xué)院 上海 200093）

建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的目標(biāo)是為國家培養(yǎng)有用的暖通工程師人才。暖通工程師的職業(yè)定義是能從事供熱通風(fēng)體與空調(diào)工程設(shè)計、施工、監(jiān)理、運行管理、物業(yè)設(shè)施管理的高級技術(shù)應(yīng)用型人才[1]。從事的主要工作包括：供熱通風(fēng)與空調(diào)工程設(shè)計、施工、監(jiān)理、運行管理、物業(yè)設(shè)施管理等。2017年起，教育部積極推進新工科建設(shè)，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗，助力高等教育強國建設(shè)[2-3]。同年，中共中央、國務(wù)院明確提出了堅持全員育人、全過程育人、全方位育人（簡稱“三全育人”）的要求[4]。習(xí)近平主席指出，要用好課堂教學(xué)這個主渠道．其他各門課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)[5]。在“新工科”背景下，在課程思政的理念下充分考慮人才培養(yǎng)的本質(zhì)要求，其教學(xué)改革的思路立足于新型人才培養(yǎng)模式，對建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的暖通工程師培養(yǎng)提出了更高的要求。

理工科的專業(yè)基礎(chǔ)課一般理論性很強，且規(guī)定學(xué)時內(nèi)的教學(xué)任務(wù)繁重，如何在理論性較強的專業(yè)基礎(chǔ)課中自然融入課程思政并達到“新工科”建設(shè)目標(biāo)是一個需要不斷探索并完善的問題。傳熱學(xué)是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的四大主干專業(yè)基礎(chǔ)課之一，是培養(yǎng)暖通工程師的專業(yè)基礎(chǔ)核心課程。通過工程傳熱學(xué)課程的學(xué)習(xí)為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)，并拓寬學(xué)生基礎(chǔ)的寬度和廣度，直接影響到學(xué)生的職業(yè)生涯發(fā)展和深造。在以往的教學(xué)過程中，學(xué)生反映教學(xué)過程中存在理論理解困難、公式推導(dǎo)過程復(fù)雜、公式多等問題[6]。本文以《傳熱學(xué)》為例，立足于專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)實際，探討“新工科”建設(shè)中協(xié)同推進課程思政的機制。

1 總體思路

對標(biāo)國家建設(shè)重大需求和建環(huán)新工科專業(yè)內(nèi)涵，構(gòu)建并實施傳熱學(xué)的創(chuàng)新教學(xué)模式，完成對全員全程全方位育人格局的建設(shè)。教學(xué)中思政建設(shè)將“兩個聚焦”作為主線，即聚焦國家重大戰(zhàn)略需求，聚焦世界科技前沿，自然的與課程教學(xué)進行融合，將社會主義核心價值觀和職業(yè)道德貫穿課程教學(xué)過程，課程網(wǎng)站資源完善、模擬軟件輔助、移動設(shè)備多媒體形式并用，同時融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐思路，構(gòu)建全員全程全方位育人大格局。

2 具體舉措

（1）把榜樣的力量、國家戰(zhàn)略的力量、節(jié)能環(huán)保的力量和職業(yè)敬畏感的力量四個方面引入課程思政，并對應(yīng)滲透到每章知識點[7]。把握新工科人才的核心素養(yǎng)，強化工科學(xué)生的家國情懷，全球視野、法治意識和生態(tài)意識。例如在第十章“傳熱的削弱和強化”課堂中，介紹我國“碳達峰”“碳中和”政策，提前在學(xué)習(xí)通APP發(fā)布相關(guān)知識，介紹我國建筑用能現(xiàn)狀、建筑領(lǐng)域節(jié)能措施、綠色建筑概念等，從理論層面講授降低建筑設(shè)備運行能源消耗和較少二氧化碳排放的措施，讓學(xué)生認(rèn)識到在雙碳目標(biāo)的時代背景下，作為暖通工程師更要始終牢記肩上的綠色使命，樹立專業(yè)榮譽感與社會責(zé)任感，在建筑中推廣使用可再生能源及節(jié)能環(huán)保的暖通空調(diào)新技術(shù)，走可持續(xù)的建筑能源之路。

（2）結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的特征，合理運用現(xiàn)代信息技術(shù)開展了課程各項教學(xué)方法和教學(xué)手段革新，包括學(xué)習(xí)通APP分享與專業(yè)知識相關(guān)的課外資料；在課堂團隊討論中幫助學(xué)生方便上網(wǎng)查找專業(yè)相關(guān)資訊等。另一方面，傳熱學(xué)平面化的課堂教學(xué)方式之間與立體化的設(shè)備的矛盾明顯。如第九章“換熱器的類型”中的多種換熱設(shè)備，學(xué)生難以理解復(fù)雜設(shè)備各部件之間的相對位置關(guān)系、冷熱流體的運動過程，需要教師利用比較多的課時講解各種換熱器的工作原理。因此，在現(xiàn)有課程網(wǎng)站內(nèi)容的基礎(chǔ)上，補充教學(xué)拓展視頻來完善課內(nèi)知識點的學(xué)習(xí)。考慮到學(xué)生的興趣，教學(xué)拓展視頻既包含學(xué)生日常生活密切的設(shè)備設(shè)施中的傳熱問題，如：板式換熱器工作原理、保溫杯原理、白熾燈發(fā)光原理、太陽能熱水器工作原理等，又包含介紹前沿技術(shù)中涉及的傳熱學(xué)原理，如青藏鐵路建設(shè)中的傳熱問題、微通道換熱器原理、雙Low-E膜玻璃、熱成像儀的原理等，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與課堂專注力，效果良好。

（3）引入模擬軟件輔助教學(xué)。傳熱學(xué)理論基礎(chǔ)講解過程中，存在大量數(shù)學(xué)方程及方程組，求解過程煩瑣，且求解結(jié)果形式仍較為復(fù)雜，難以和生活經(jīng)驗產(chǎn)生聯(lián)系，學(xué)生普遍學(xué)習(xí)興趣欠缺。例如第三章“無限大平壁的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱”、第五章“外掠平板對流換熱”中，求解之后獲得溫度場分布時只能以書中的線算圖使學(xué)生理解溫度場的分布特點，銜接較為生硬，學(xué)生對復(fù)雜線算圖的陌生感導(dǎo)致學(xué)生難以掌握其溫度分布特點。應(yīng)用創(chuàng)新實踐方法，運用仿真軟件建立常用的計算流體力學(xué)（CFD）模擬軟件，模擬常見的換熱過程溫度場，以直觀的圖形、動畫等元素來豐富教學(xué)內(nèi)容，增強學(xué)生的感性認(rèn)識。并進一步拓寬渠道，將學(xué)生開展科研探索的想法轉(zhuǎn)化為軟件端的數(shù)值模擬案例，透過該過程催促學(xué)生探索文獻資料，進而提高專業(yè)認(rèn)知水平。

問題：你認(rèn)為教學(xué)過程中哪些因素能激發(fā)你學(xué)習(xí)的興趣？

（4）引入工程案例分析、翻轉(zhuǎn)課堂、問題啟發(fā)式教學(xué)等教學(xué)模式，使學(xué)生成為教學(xué)過程中的主體。針對不同知識單元進行采用不同的教學(xué)方法，所有的教學(xué)方法的運用以工程化思想為主導(dǎo)，學(xué)生聽講關(guān)鍵知識點、閱讀資料及軟件、研究、實踐等途徑而獲得暖通工程師知識、技能，積累暖通工程師素養(yǎng)。

3 學(xué)生評價

在2020和2021年對學(xué)習(xí)《傳熱學(xué)》課程學(xué)生中展開了問卷調(diào)查，結(jié)果如圖1所示，分別有77.9%、61.0%和54.2%的同學(xué)認(rèn)為本課程教師引導(dǎo)得當(dāng)、活動方式新穎有趣、引入案例貼合工程實際?？梢?，在“新工科”建設(shè)與思政課程同向同行的協(xié)同機制下，傳熱學(xué)教學(xué)取得良好的教學(xué)效果并獲得學(xué)生的認(rèn)可。

圖1：學(xué)生問卷中課程教學(xué)效果方面調(diào)查結(jié)果

4 結(jié)論

本文所提出的針對“新工科”建設(shè)與思政課程協(xié)同機制下的專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)模式將“兩個聚焦”作為課程思政主線，同時充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)優(yōu)勢改造傳統(tǒng)教學(xué)，并從課程組織形式上有的放矢的進行創(chuàng)新改善，融入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐思路，實現(xiàn)高校教育的價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授三位一體的教學(xué)目標(biāo)，為國家培養(yǎng)合格的暖通工程師人才。