機械專業(yè)課程思政教學方法探索與實踐
——以《熱工與流體力學》為例

呂月霞 ，畢金鵬 ，李夢麗 ，張麗麗

（1.齊魯工業(yè)大學（山東省科學院）機械工程學院，山東 濟南 250353；2.山東省機械設計研究院，山東 濟南 250031）

為充分發(fā)揮機械專業(yè)課程體量大、覆蓋面廣、專業(yè)知識點更易激發(fā)學生思政教育共鳴的優(yōu)勢，研究學者圍繞《機械設計》《機械原理》《機械制圖》《機械工程實訓》《機械工程材料及其成形技術》《機械制造基礎》等專業(yè)課程思政教學開展了一系列教學改革探索和實踐[1-6]。

1 課程簡介

齊魯工業(yè)大學機械工程學院機械設計制造及其自動化專業(yè)是國家一流本科專業(yè)，也是我校第一個通過國際工程教育認證的專業(yè)。針對國際工程教育認證過程中專家提出的“增設熱工與流體模塊”的建議，我院針對性設置了《熱工與流體力學》課程作為機械設計制造及其自動化專業(yè)的一門核心必修課程。課程主要講授能量轉化和流體流動的基本概念和定理，旨在培養(yǎng)學生具有對機械工程領域典型熱工與流體力學問題進行分析和求解的能力，提高學生的工程倫理觀念和工程倫理意識，強化學生的情感教育和價值觀教育。根據國家一流專業(yè)的建設要求和國際工程教育認證的培養(yǎng)要求，《熱工與流體力學》課程教學團隊確定了以社會主義核心價值觀為主線，以培養(yǎng)學生科技創(chuàng)新能力、強化學生工程倫理意識，激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當為重點的思政教學目標。

2 課程教學模式

課程整體采用“線上教學+線下教學+課外實踐”的混合式教學模式，貫穿“課前—課中—課后”的整個教學過程。線上教學主要借助中國大學MOOC和名校精品課程等優(yōu)質教學資源，通過課程QQ群的方式，布置課前教學任務，要求學生觀看視頻和查閱資料，提前熟悉課堂教學內容。如果自學過程中遇到問題，通過課程QQ群或者騰訊會議的方式，隨時與課程教學團隊進行線上交流和討論。線下教學以多媒體課件和課堂板書講授法為主，充分利用雨課堂和超星學習通等智慧型教學工具，適當融入翻轉課堂教學法。課程教學團隊利用課外時間，開展了基于課程的學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)系列講座，引導并鼓勵學生在課外實踐環(huán)節(jié)將課堂所學知識和課外拓展知識應用到大學生科技競賽和教師科研項目等科技創(chuàng)新和科研活動中。該部分成績作為“素質拓展分”計入課程“過程性考核”中，滿足課程建設的高階性和挑戰(zhàn)度要求。

3 思政教學方法

3.1 項目驅動教學法

項目驅動教學法以學生為中心，以目標完成與創(chuàng)新思維開發(fā)為落腳點，通過找到項目驅動的關鍵點來實施相應教學活動。例如，講解機械裝置能源利用與節(jié)能減排知識點時，引出思政專題“勇擔碳達峰和碳中和時代使命，助力我國早日實現雙碳目標”，布置學生在課外實踐環(huán)節(jié)圍繞該專題主旨內容查找相關資料。學生圍繞授課教師的橫向課題項目，從可再生能源開發(fā)利用方面探索節(jié)能減排路徑。部分學生團隊設計了一款“基于光導纖維的太陽能智能采光及發(fā)電裝置”，利用太陽能采光和發(fā)電技術來代替?zhèn)鹘y電力照明系統，制作的樣機可為5m2暗室每天平均提供9小時自然照明，每年節(jié)省傳統電能316.82KWh，每年可減少CO2排放251kg。目前該作品獲得多項國家級、省部級學科競賽獎項和國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目。使用項目驅動教學法讓學生掌握課程專業(yè)知識點的同時，增強了他們“節(jié)能環(huán)?！沙掷m(xù)發(fā)展”的工程倫理意識和科技創(chuàng)新能力。

3.2 案例教學法

案例教學法是指在教學中應用熱工與流體力學的實際工程案例作為教學的核心和關鍵。例如，在講解伯努利方程的工程應用理論知識點時，引導學生對2009年法航AF447空難事故進行案例分析，闡述事故原因“測量飛機速度的皮托管結冰，導致飛機自動駕駛系統關閉”的同時，引出思政專題“工程師的責任心與終身理論學習”。通過案例教學激發(fā)學生理論知識聯系工程實際的興趣，摒棄“讀書無用”的錯誤思想，堅定專業(yè)自信。此外，引導學生在進行工程設計時，避免憑借個人經驗進行盲目設計，作為機械專業(yè)的一名學生，應該始終具備工程師的責任心和終身理論學習的能力，引導學生不斷學習理論知識，豐富自己的知識結構，拓展自己的工程素養(yǎng)。

3.3 故事講述法

故事講述法主要通過講述熱工與流體力學國內外優(yōu)秀科學家的故事、經典理論發(fā)現歷程故事等，實現課程思政元素的價值引領作用。例如：講述大禹治水三過家門而不入的故事，引出民族至上的奉獻精神；講述大禹采用疏浚排泄治水策略，引出因勢利導的科學精神；講述李冰父子公元前中國修建都江堰一流水利工程的故事，激發(fā)學生的民族自豪感；講述周培源、錢學森等優(yōu)秀科學家的故事，引出“道路自信-使命奉獻”的核心價值觀，融入赤膽忠誠的愛國情懷、全心全意的奉獻精神、嚴謹求實的科學品質、開拓進取的創(chuàng)新意識等思政要素。

3.4 課堂研討法

開展“熱力學兩大定律”研討課，讓學生結合專業(yè)特點和就業(yè)方向，討論如何從專業(yè)角度將熱力學兩大定律應用于機械裝置設計和優(yōu)化過程中，并在研討課中讓學生圍繞“工程倫理和職責道德”進行思考。引出道法自然、可持續(xù)發(fā)展設計理念、哲學中的自然觀等思政元素，并帶領學生宣讀工程師誓言。通過短短幾分鐘的儀式感，可讓學生銘記工程師之于社會公眾的責任，將工程倫理意識和職業(yè)道德精神貫穿學生的整個職業(yè)生涯。

3.5 理論演繹法

理論演繹法是從熱工與流體力學專業(yè)理論知識推導演繹到課程思政要素。例如，在開展雷諾實驗的實踐環(huán)節(jié)，通過層流與紊流的判斷準則，結合目前熱點問題，引導學生根據流體力學所學理論知識，合理設計微溝道的形狀，使血清和檢測試劑的流動從層流變?yōu)槲闪鳎行Эs短人體血清和發(fā)光試劑的混合時間，提高檢測速度。進一步演繹出“利用所學知識，用勇敢和擔當去化解災難，成為國家和人民的中流砥柱”的思政要點，引導學生學以致用，成為鐘南山院士那樣赤誠仁愛，有家國情懷的人。

4 教學效果

課程思政教學實踐在學生價值引領和能力培養(yǎng)方面效果明顯。學生在課程結束后的調查問卷中表示，在今后的學習和生活中將自覺踐行社會主義核心價值觀，愿意利用所學專業(yè)知識為我國機械工程行業(yè)發(fā)展奉獻自己的青春力量，在以后的工作和科研中時刻遵守工程師的倫理道德規(guī)范?；谡n程開展的科技創(chuàng)新競賽活動使得學生獲得多項比賽榮譽的同時，學生的科學探索精神、科技創(chuàng)新能力、團隊協作意識和集體榮譽感也有了進一步的提升。

課程教學團隊在開展課程思政教學實踐過程中，德育意識和德育能力有了很大提高。教學團隊積極參加各種課程思政建設培訓，緊跟課程的國際發(fā)展趨勢，引入國外相關工程案例及學術前沿方向，拓展學生的國際化視野和把握學科前沿的能力。教學團隊獲得2021年齊魯工業(yè)大學思政好教案、思政好課堂和思政好教師等教學榮譽，并依托課程在教改項目、教研論文和教材立項等方面取得一系列教學成果。

5 結語

《熱工與流體力學》課程思政建設實踐可探索的領域還很廣，后期還需要更加深入地挖掘更多課程思政教育元素、將思政教育內容與專業(yè)知識更好融會貫通、綜合評價思政內容價值引領的質量和水平等，進而將該課程打造成思政教學效果一流、學生有精神獲得感的一門思政示范課程。