工科課程思政教學體系構建及實踐
——以《熱工基礎》線上課程為例

朱曉琳，高亞濤，許正剛

(內(nèi)蒙古開放大學，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010011)

一、 工科的思政教學改革現(xiàn)狀

2017年教育部《高校思想政治工作質量提升工程實施綱要》通知，大力推動以“課程思政”為目標的課堂教學改革。全國各地高校開始推進“課程思政”課堂教學改革，思政教育在工科類課程中的探索逐漸推進，全方位、多角度展現(xiàn)工科思政教學改革的模式及路徑。

首先，工科思政教學改革結合課程開展。趙仕宇等[1]在新工科背景下，分析了《機械制圖與CAD》課程中蘊含的思政元素，開展課程思政實踐，探索育人效果評價標準；劉婧靖等[2]以《無機化學》課程為例，結合疫情防控,對《無機化學》課程思政教學進行了改革與實踐。晉梅等[3]對新工科背景下《石油煉制工程概論》課程進行了思政改革的探索與實踐，挖掘煉油工業(yè)發(fā)展史、優(yōu)秀科技工作者、石化行業(yè)污染防治等教學內(nèi)容中的思政元素。其次，工科課程思政教學改革基于根植思想開展。周成[4]結合“工匠精神”，利用紅色資源促進“工匠精神”的傳承，將“工匠精神”融入工科課程思政教育過程中。畢忠勤[5]在分析工科課程中開展課程思政的難點基礎上，提出了融入“四個自信”的計算機類課程思政教學案例設計思路，開展了教學實踐?？琢崃醄6]結合電氣工程專業(yè)的特點對該專業(yè)領域工程倫理教育存在的問題和困難進行了分析，從師資隊伍建設、教學方案設計、評價指標確立等多個維度給出積極應對策略。再次，工科課程思政教學改革可以對工科類專業(yè)的教學模式進行探索。馬玉文[7]對工科專業(yè)課教師實施課程思政的路徑進行了探討，圍繞專業(yè)課教師育人能力提升、課程思政元素的挖掘及融入、聯(lián)動育人等進行了分析，為工科專業(yè)課教師實施課程思政提供參考。曹柳星等[8]在“新工科”視角下，以“工程師”為主題探索了通識寫作課實現(xiàn)隱性課程思政的方式，展現(xiàn)了基于建構主義教學模式設計面向理工類本科生的通識寫作課教學方法與成效。賀山明等[9]認為工科專業(yè)課程思政元素可以從中國傳統(tǒng)和當代社會文化中吸取養(yǎng)分，包括優(yōu)越高效的國家制度、智慧蓬勃的文化生態(tài)等，在工科專業(yè)課中引入以上元素,對培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞男聲r代人才具有重要意義?？梢钥闯觯た祁悓I(yè)的課程思政改革大都是以線下教學為抓手，對于遠程開放教育的工科類線上課程的思政教學改革，研究還不夠深入。

電廠熱能動力裝置是內(nèi)蒙古開放大學首個承建的共享專業(yè)，其專業(yè)課程主要通過線上教學為全國開放教育的學生提供學習支持服務。在全國各大高校廣泛開展思政課程及課程思政建設的大背景下，為了深入貫徹內(nèi)蒙古開放大學教書育人的教育宗旨，為全國各地的電力產(chǎn)業(yè)工人學習者提供學習支持服務，為內(nèi)蒙古開放大學首個自建專業(yè)的教學質量保駕護航，本文以熱動專業(yè)的專業(yè)必修課《熱工基礎》線上課程的思政教學為例，將課程思政建設的思路形成及實踐過程進行總結提煉，在完成專業(yè)思政改革的同時，亦可為其他工科類課程的思政教學改革提供參考。

二、 《熱工基礎》課程特點概述

《熱工基礎》是一門應用范圍廣、實用性很強的課程，目前已深入電力、機械、電子、冶金以及航空航天等多個領域，是基于實際應用產(chǎn)生的學科。對于不同的應用領域，其教學側重點各不相同。從學科內(nèi)容上看，《熱工基礎》課程是講授熱能和機械能相互轉換的基本理論和熱量傳遞規(guī)律，以提高熱能利用完善程度的一門技術基礎課，課程涵蓋能源發(fā)展、能源利用效率、能量轉換效率。我校電廠熱能動力裝置專業(yè)的學生大部分是電力行業(yè)一線產(chǎn)業(yè)工人，作為國家基礎工程建設的生力軍，需要扎實的理論知識和專業(yè)技能，更要有堅定的愛國精神、強烈的行業(yè)責任感以及優(yōu)秀的職業(yè)素養(yǎng)。因此，在教學中挖掘思政元素，對學生適時加以引導，能夠增強學生節(jié)能減排及科技創(chuàng)新意識，提升職業(yè)能力和綜合素養(yǎng)，對國家能源產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展和行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

《熱工基礎》課程主要包含工程熱力學和傳熱學，工程熱力學是研究熱能與機械能相互轉換的學科，傳熱學是研究熱量傳遞規(guī)律的學科?！稛峁せA》課程作為熱動專業(yè)的專業(yè)基礎課，以合理用能及節(jié)能理論為基礎核心，以火電廠能量轉換原理為主要應用導向，旨在培養(yǎng)學生掌握火電廠能量轉換原理以及熱量傳遞規(guī)律，鞏固學生在基層崗位的能量轉換技術基礎及全局意識，為電力行業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀產(chǎn)業(yè)工人，為國家培養(yǎng)高素質技能人才。

綜上所述，《熱工基礎》課程的內(nèi)容與國家能源及綠色發(fā)展理念息息相關，因此，本課程可將國家能源的綠色發(fā)展理念作為課程思政的切入點，沿著能源利用主線，融入“工匠精神”等思政元素，探索適用于本課程的思政教學改革路徑。

三、 《熱工基礎》線上課程思政教學改革路徑

(一)以學生需求為主體，調(diào)整應用導向

《熱工基礎》課程在諸多領域都有應用，本課程作為電廠熱能動力裝置專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，學習者以電力行業(yè)產(chǎn)業(yè)工人為主，需要將應用導向調(diào)整為以火電廠能量轉換利用為主，并對教材的選用以及線上課程內(nèi)容的設計進行調(diào)整。

在教材的選擇上，《熱工基礎》課程最初采用的教材是能源動力類專業(yè)的《熱工基礎(第二版)》，該教材的特點是涵蓋整個能源動力行業(yè)，范圍較寬，知識點較多且難度較大，有些內(nèi)容對“高起?！逼瘘c的產(chǎn)業(yè)工人學生來講，很難理解。通過分析，將指定教材調(diào)整為中國電力教育協(xié)會審定的全國電力高職高?！笆濉币?guī)劃教材《熱工基礎》，調(diào)整后的教材屬于行動導向式，針對火電廠能量利用方向對課程內(nèi)容進行了精簡，是專門針對電力行業(yè)的教材，能夠滿足電力發(fā)展對高素質技能型人才的需求。

線上課程內(nèi)容的設計，依據(jù)教材也進行了調(diào)整，將課程思政改革以及實例解析都調(diào)整為以火電廠應用為主，并在此基礎上進行課程思政元素的挖掘。只有對學生的需求有所了解，做到按需教學和靶向教學，才能激發(fā)學習興趣，開展課程思政教學改革。

(二)思政元素設計方案及實例分析

1.思政元素的選取要與國家綠色發(fā)展戰(zhàn)略緊密結合

《熱工基礎》課程本身與能源利用及轉換是緊密結合的，所以在課程教學時，既可以從國家能源的綠色發(fā)展理念這種大的視角，也可以從生活中的節(jié)能環(huán)保這種小的角度，進行思政元素的挖掘。比如在講解制冷和熱泵循環(huán)一課時[10]，為了讓學生理解工質的意義，引入氟利昂這種典型的制冷劑來分析，從為何選擇氟利昂作為制冷劑，到如今氟利昂對地球環(huán)境造成的破壞，激發(fā)學生對地球保護的責任感和使命感，從自身做起減少使用氟利昂作為制冷劑的設備，最后從實際出發(fā)，教給學生根據(jù)冰箱品牌判斷它是否屬于無氟冰箱。通過這樣的課程設計，不僅能使學生了解制冷和熱泵裝置的原理，而且能讓學生意識到節(jié)能環(huán)保的重要性，同時，還能懂得如何選擇綠色節(jié)能裝置。

2.思政元素結合工匠精神，引導學生突破自我，實現(xiàn)人生價值

《熱工基礎》是典型的工科類課程，內(nèi)容涵蓋大量的公式定律及計算，這些公式和定理的發(fā)現(xiàn)是科學家智慧和汗水的結晶。科學家這種鉆研的精神正是我們現(xiàn)在大力提倡的“工匠精神”，因此，將這些科學家事跡或實例進行歸納和總結，可以更有溫度、更有影響力地引導學生突破自我、努力鉆研，實現(xiàn)人生價值。比如在講解熱力學第一定律時，可以先為學生講述熱力學第一定律的發(fā)現(xiàn)者邁爾醫(yī)生的故事，通過若干問題的設置，引導學生主動思考和查閱，為何物理學的定律是由一名醫(yī)生發(fā)現(xiàn)的呢，并步步深入，講述邁爾醫(yī)生是如何發(fā)現(xiàn)這個定律，如何在諸多困難的阻礙下堅持真理，最后贏得認可和尊重的故事。通過邁爾醫(yī)生的事跡，學生對熱力學第一定律的實質加深了記憶，被邁爾醫(yī)生的故事深深感染，從而以他為榜樣，努力做一個敢于堅持真理、不斷刻苦鉆研的行業(yè)楷模。

3.課程思政元素要與時俱進，善于應用時事熱點

課程思政元素的選取應該與當前的社會發(fā)展趨勢相結合[11]，比如在熱輻射基本定律的講解上，為了加強學生對維恩定律的認識，將維恩定律的應用與當前新冠疫情相結合。維恩定律的用途主要是通過比較物體表面不同區(qū)域的顏色，確定物體表面的溫度分布，形成熱像圖。在新冠疫情期間，熱像圖就能實現(xiàn)在人群密集區(qū)域，快速、大面積地進行人員的非接觸式體溫排查，快速識別溫度異常的個體，幫助筑起疫情防控第一道防線。通過將維恩定律與當下新冠疫情測溫相結合，學生一定能夠對維恩定律建立非常深刻的印象。

4.工科思政元素文學化，學科融合也會碰撞出火花

工科類課程的思政元素也可以充滿文學氣息，引用經(jīng)典名著輔助教學對教師的文學功底要求較高，同時對工科教師來說也是一個提升文學素養(yǎng)的契機，如果能在工科類課程中引用經(jīng)典故事解讀某些知識點，會給學生帶來耳目一新的感覺。比如在講解熱輻射與熱傳導和熱對流的區(qū)別時，引入《世說新語》中關于曹操的案例，在三國時期，曹操認為自己形象不好，找人替他接見匈奴的使者，自己站在旁邊。接待完畢，曹操派人去問匈奴的使者對大王的感覺如何，使者說：“魏王的確很有風范，然而我覺得站在他旁邊拿大刀的人，才是英雄！”通過這個案例，告訴學生，一個氣場強大的人出現(xiàn)在你的面前，即使與你沒有接觸，你都能感受到其周圍似乎聚集了能量，讓你忍不住對他產(chǎn)生崇拜、欣賞和敬畏之心。這與熱輻射非常相似，它不需要直接接觸就能讓你感覺到熱量的存在。通過這樣一個案例，可以幫助學生記住什么是熱輻射，讓學生體會到一個氣場強大的人，無論怎樣都會發(fā)光照亮他人。

(三)打造多元化線上教學模式，制定課程思政教學方案

MOOC課程和國家開放大學學習網(wǎng)互為輔助教學，雙輪驅動，以微課程為知識點，強化手段，打造多元化線上教學模式，使課程思政深入融合、持續(xù)進行，強化教學效果[12]。

1.基于MOOC課程知識體系，設計思政元素及引入形式

MOOC課程是遠程教育的最新發(fā)展，其課程體系設置有參與度、有反饋、有作業(yè)、有討論和考試與證書等，實現(xiàn)教育資源的優(yōu)化組合，是一種具有完整教學體系的線上課程。通過MOOC課程的建設，在完整知識體系的基礎上，提煉知識點“干貨”，深入分析課程思政元素，利用若干15分鐘左右的短視頻課、課前導引、課后思考等模式，引導學生對課程整體認知、對關鍵知識點的學習。

在MOOC課程建設過程中，思政元素的融合形式較為多元化。為了幫助學生對課程有一個整體的認識和全局的把控，可以通過課程導讀的形式為學生講解課程與能源的深度聯(lián)系，讓學生認識到學習《熱工基礎》課程的意義，在此基礎上簡要介紹課程的整體內(nèi)容及教學。在課程教學中，每節(jié)課都引入多種思政點，大部分思政教學內(nèi)容可以直接融入視頻課程，少部分以“課前導引”和“課后思考”的形式讓學生反思和強化。MOOC課程視頻教學時間有限，課程講解不夠深入的內(nèi)容，可以通過課前引導讓學生主動查閱學習，或者在課后實時總結升華，會起到點石成金的效果。通過運用不同形式的課程思政教學模式，可以激發(fā)家國情懷、節(jié)能意識以及行業(yè)使命感，激發(fā)學生學習興趣，引導學生主動思考，探索適合自己的學習方法。

結合對課程內(nèi)容的分析以及思政元素的選擇要點，將《熱工基礎》的MOOC課程內(nèi)容設計為“1個課程導讀+4個學習模塊”，并以完整知識體系15節(jié)專業(yè)課為主線，深入分析每節(jié)課的特點，基于課程主要內(nèi)容及對思政元素設計總結，設計了相關知識點思政元素及其引入形式，如表1所示，將課程思政落實在教學中，達到課程教學和思政教育有機結合的目的。

表1 MOOC課程內(nèi)容設置及思政元素設計

2.以國家開放大學學習網(wǎng)為綜合教學陣地，實現(xiàn)課程思政可持續(xù)發(fā)展

MOOC課程建設完成之后，以視頻課程為主的教學資源一般不會輕易改動和調(diào)整，為了保證課程思政改革的持續(xù)性和實時性，國家開放大學學習網(wǎng)便成為非常便捷有效的教學陣地。教師通過國開學習網(wǎng)靈活開展課程思政教學，比如可以借助知識拓展平臺持續(xù)上傳國家能源最新發(fā)展戰(zhàn)略、電力行業(yè)發(fā)展分析等文件，為學生開辟一個了解國家政策和行業(yè)動向的窗口；或者以“每月一星”的形式為學生介紹國家及行業(yè)優(yōu)秀產(chǎn)業(yè)工人，激發(fā)學生的榮譽感和責任感；也可以借助課程討論區(qū)在網(wǎng)上教學時與學生實時互動，探討熱點事件，并與課程知識點進行融合，多元化提升教學效果。

目前，《熱工基礎》課程在國開學習網(wǎng)的資源建設完備，學生能隨時在網(wǎng)上找到學習資源、輔導資料以及歷年試題等，形成性考核體系正在逐步建設，即將實現(xiàn)平臺化形成性考核，可以有效地為全國各地的學生提供學習服務。

3.建設系列微課程，輔助課程教學思政改革

對于一些重要的知識點和計算難點可以通過微課程的形式輔助教學，課程思政教學也可以借助微課程。比如講解熱力學第一定律時，如果想引入發(fā)現(xiàn)者邁爾醫(yī)生的故事，就可以將他發(fā)現(xiàn)熱力學第一定律的故事做成微課程，這樣充滿趣味性的視頻課程比單純的文字更有感染力，但是微課程的建設是一個循序漸進、逐步完善的過程，需要專業(yè)教師認真設計和制作，給課程思政錦上添花。

通過對《熱工基礎》線上課程的思政教學改革，能使電廠熱能動力裝置專業(yè)的遠程學習者增加能源動力方面的知識儲備，掌握熱工學在電力行業(yè)的應用，并深入了解國家能源的發(fā)展現(xiàn)狀、綠色發(fā)展理念以及與熱工學相關的行業(yè)及生活知識，讓學生在學習過程中潛移默化地被“工匠精神”影響和感染，進而為國家能源發(fā)展以及行業(yè)創(chuàng)新貢獻一份力量。