水力學(xué)課程思政實現(xiàn)途徑探索與實踐

張磊　劉宇麗　郭竟

摘? 要? 從思政元素的挖掘、教師思政理念的提升、教學(xué)方法的改革三方面進行水力學(xué)課程思政實現(xiàn)途徑探索與實踐，為專業(yè)課程融入思政教育提供參考。

關(guān)鍵詞? 水力學(xué)；課程思政；思政元素

中圖分類號：G641? ? 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）08-0082-03

0? 引言

水力學(xué)課程主要研究水在管道和渠道中的流動特點和機械運動規(guī)律。課程的專業(yè)教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生獲得水力學(xué)基本概念、基本理論和水力計算方法，具有一定的解決相關(guān)水利工程問題的能力[1]。課程的思政目標(biāo)是通過對我國水力學(xué)發(fā)展史的介紹，激發(fā)學(xué)生的愛國情懷和大國自信；通過水力學(xué)經(jīng)典理論的講授和著名科學(xué)家科研典故的介紹，培養(yǎng)學(xué)生追求真理的精神；通過水力學(xué)經(jīng)典公式的推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的邏輯思維能力；通過優(yōu)秀工程案例啟智，幫助學(xué)生建立工程思維，引導(dǎo)學(xué)生深刻理解與認(rèn)識所學(xué)專業(yè)對國家水利和給排水建設(shè)的重要意義；通過實驗環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生動手能力和認(rèn)真負責(zé)的科學(xué)作風(fēng)；讓專業(yè)教學(xué)與思政教學(xué)有效銜接，形成專業(yè)課與思政課同向同行的育人格局[2]。

1? 挖掘思政教學(xué)元素

整合專業(yè)內(nèi)容和思政育人素材，形成與教學(xué)內(nèi)容對應(yīng)的思政案例。本文以吳維等主編的第三版《水力學(xué)》教材為例，這本教材共分為九章，分章節(jié)探討如何將思政元素融入教學(xué)內(nèi)容。

第一章：緒論

教師在授課過程中可以引入水力學(xué)發(fā)展史和都江堰、三峽大壩等水利工程，水力學(xué)的發(fā)展史也是人類征服自然的斗爭史，這些古代和現(xiàn)代著名的大型水利工程就是人們利用智慧所取得的偉大成就，讓學(xué)生對課程產(chǎn)生濃厚興趣的同時，還可以增強學(xué)生的情感共鳴，培養(yǎng)學(xué)生的大國自信和工匠精神。

第二章：水靜力學(xué)

教師在授課過程中可以嘗試從幾個方面引入思政元素。

首先，在水靜力學(xué)基本方程式部分，采用理論與實驗相結(jié)合的授課形式，將理論知識通過實驗進行驗證，幫助學(xué)生樹立理論來源于實踐的理念，激發(fā)其探索精神，培養(yǎng)實驗過程和結(jié)果不弄虛作假的“敬業(yè)和誠信”的社會主義核心價值觀。

其次，在壓強分布規(guī)律部分，引入液壓機，舉例液壓原理在生活中的應(yīng)用，比如液壓千斤頂和汽車的液壓剎車系統(tǒng)，所有的液壓機械都是根據(jù)帕斯卡定律進行的設(shè)計，帕斯卡也被稱為“液壓機之父”，讓學(xué)生對科學(xué)家以及科學(xué)成果產(chǎn)生敬畏的同時，幫助他們樹立用知識改變生活理念和崇尚科學(xué)的精神。

最后，在講授液體作用在平面和曲面上作用力部分內(nèi)容時，以板橋和石漫灘水庫大壩失事的真實工程案例作為導(dǎo)入，通過失敗工程案例的啟示和經(jīng)驗教訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生樹立工程思維和工程質(zhì)量意識，樹立使命感和責(zé)任感，深刻認(rèn)識到做任何工程尤其是惠國惠民的大工程，要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真一絲不茍。

第三章：水動力學(xué)基礎(chǔ)

自然界和實際工程中的水多數(shù)情況是流動的，因此要對水的運動規(guī)律進行研究。在講解液體運動描述方法時引入科學(xué)家歐拉的事跡，他在雙目完全失明的情況下仍然堅持科學(xué)研究，而且在研究資料被大火燒毀后，并沒有氣餒而是克服困難立即重新投入科學(xué)研究中，碩果累累，歐拉的一生就是追求科學(xué)真理的一生。通過對歐拉生平事跡的介紹，鼓勵學(xué)生在生活和學(xué)習(xí)中都要不怕困難、勇于突破、挑戰(zhàn)自我，培養(yǎng)學(xué)生為科學(xué)獻身、追求真理的精神。

在講解伯努利方程時，通過元流—總流、理想液體—實際液體、無能量輸入輸出—有能量輸入輸出的步步深入和公式推導(dǎo)過程的詳細闡述，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度和科學(xué)的邏輯思維能力，每一個水力學(xué)研究成果的取得都離不開這種嚴(yán)密的公式推導(dǎo)和計算，這種態(tài)度和能力也是以后作為一個工程人員所必不可少的。此外，伯努利方程在實際生活中還有很多應(yīng)用，比如飛機的起飛、消防車的高壓水槍等，通過生活中的實際例子可以看出水力學(xué)知識的重要性，引導(dǎo)學(xué)生將理論和實踐相結(jié)合。

第四章：相似原理和量綱分析

在模型律選擇中只需要保證對流動起主要作用的力相似，這與辯證唯物主義哲學(xué)思想是相統(tǒng)一的，在追求真理和探索創(chuàng)新的過程中要抓事物的主要矛盾、解決關(guān)鍵問題。引入實驗室已有的給水廠模型，結(jié)合實物模型加深學(xué)生對模型率的理解，明確科學(xué)研究對實際工程的重要指導(dǎo)意義。

第五章：水頭損失

教師在授課過程中可以從幾個方面引入思政元素。首先，在對測壓管水頭現(xiàn)象進行分析時，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到在知識學(xué)習(xí)過程中只有善于分析、歸納與總結(jié)，能力才能得到提升。

其次，在對層流和紊流流態(tài)進行講解時，引出應(yīng)用液體流態(tài)的血壓計發(fā)明故事，引導(dǎo)學(xué)生思考血壓計是如何運用層流紊流特點測量血壓的？血壓計發(fā)明過程帶給我們什么啟示？鼓勵學(xué)生要勇于實踐，善于思考，具有探究精神。在介紹紊流相關(guān)知識時引入周培源院士事跡以及他的相關(guān)理論研究，周培源院士心系國家建設(shè)，在86歲高齡時還在為三峽工程建設(shè)進行實地考察，為國家水利事業(yè)作出了巨大貢獻，這也是大國工匠精神的體現(xiàn)。

最后，沿程水頭損失和流速的關(guān)系是經(jīng)過達西·魏斯巴赫、雷諾等幾代科學(xué)家的不懈努力才得出的，所以說水力學(xué)的發(fā)展史也是一部科學(xué)奮斗史。

第六章：有壓管流

有壓管流可以分成短管和長管，二者所側(cè)重的水力問題不同。在短管應(yīng)用研究中，要關(guān)注局損，進一步引出節(jié)能減排理念，并以節(jié)能減排為主題進行大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目訓(xùn)練，鼓勵學(xué)生參與科學(xué)研究，啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力。長管重要的應(yīng)用是城市管網(wǎng)設(shè)計，引入管網(wǎng)設(shè)計實例，讓學(xué)生對專業(yè)核心知識有初步認(rèn)識，對自己所要具備的本領(lǐng)有初步了解，認(rèn)識到所學(xué)專業(yè)在國家和城市建設(shè)中的重要性，從而增強學(xué)生專業(yè)認(rèn)同感和使命感。

第七章：明渠流動

四川都江堰、陜西鄭國渠、廣西靈渠作為秦國三大水利工程，被稱為“世界奇觀”，一直受到中外學(xué)者的關(guān)注，它們是中國古代人民對明渠流動規(guī)律的應(yīng)用，是古代人民奮斗的成果，也是中華民族歷史文明發(fā)展的見證。

明確水有多種流態(tài)，工程研究中一些情況下將其簡化成均勻流，這種也是具體問題具體分析哲學(xué)思想的體現(xiàn)，啟示學(xué)生在學(xué)習(xí)、工作中要把將事物的普遍性和特殊性相結(jié)合。

第八章：孔口、管嘴出流與堰流

在講解相關(guān)知識時引入泄水閘孔、消防水槍這些案例，提升學(xué)生的感性認(rèn)識，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情?？卓诔隽饔袃煞N出流形態(tài)，即自由出流和淹沒出流，這兩種形態(tài)的孔口流量公式從表面看形式是相同的，但公式中參數(shù)所代表的含義是不同的，這啟發(fā)我們在分析問題時，不要流于表面，要深入研究事物發(fā)生的根本原因，具有透過現(xiàn)象看本質(zhì)的哲學(xué)

思維。

第九章：滲流

達西定律揭示了滲流中能量損失和速度的關(guān)系，是科學(xué)家達西經(jīng)過大量實驗總結(jié)分析出的規(guī)律，這也正是實踐出真知道理的體現(xiàn)，給水中的取水井也是滲流原理在實際工程中的應(yīng)用，通過圖片讓學(xué)生進一步了解取水構(gòu)筑物，讓學(xué)生體會城市水系統(tǒng)規(guī)模的龐大，水資源的珍貴。

2? 提升課程團隊教師的思政理念

教師的教學(xué)水平將直接影響教學(xué)質(zhì)量[3]，課程思政既是一種教育理念，也是一種思維方法[4]。專業(yè)教師在進行知識傳授的同時，要積極轉(zhuǎn)變育人觀念，牢固樹立育人理念，注重課堂教學(xué)價值引領(lǐng)，將加強大學(xué)生思政教育作為自己的重要責(zé)任。教師日常中應(yīng)以身作則，用自己的言行感染學(xué)生。

為了進一步提高專業(yè)教師的政治素養(yǎng)，課程團隊每學(xué)期至少2～3次組織專業(yè)教師到學(xué)校開設(shè)的思政課堂聽課，開展專業(yè)課思政討論會，派遣部分骨干教師參加思政教學(xué)會議進行培訓(xùn)學(xué)習(xí)。此外，團隊要求授課教師提前15～20分鐘到達上課地點，進行課前準(zhǔn)備，與學(xué)生交流，以實際行動影響學(xué)生，幫助其培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)負責(zé)的工作品質(zhì)。

3? 改革教學(xué)方法

恰當(dāng)合適的教學(xué)方法是融入思政的重要渠道，團隊教師通過問題導(dǎo)向、案例分析、分組討論、翻轉(zhuǎn)課堂等多種方法開展水力學(xué)課程教學(xué)。

3.1? 開展混合式教學(xué)

近年來，線上教學(xué)發(fā)展迅速，超星學(xué)習(xí)通、雨課堂等一大批線上教學(xué)工具得到普及，以線上教學(xué)工具輔助傳統(tǒng)課堂教學(xué)不僅增加了課堂的趣味，而且以空間換時間，為思政的開展提供了較好的條件。在課程實施過程中，團隊教師開發(fā)和建設(shè)線上學(xué)習(xí)資源，選取名校教師的水力學(xué)課程視頻引入線上平臺作為學(xué)生輔助學(xué)習(xí)資料，建立線上思政案例庫，主要是將一些較長時間的典型工程、優(yōu)秀人物案例視頻放到線上平臺，這樣線下授課可以以闡述更為具體的小道理為主，有效地避免了課堂教學(xué)時間緊張的問題。

3.2? 問題導(dǎo)向法教學(xué)

水力學(xué)知識中許多現(xiàn)象和公式是從日常生活中抽象、總結(jié)出來的[5]。

在教學(xué)過程中，教師收集生活中與水力學(xué)有關(guān)的現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生通過對生活案例的思考來理解水力學(xué)問題。在進行層流和紊流知識的講解時，讓學(xué)生思考生活中將白糖放入水中，如果不加處理等待其自然溶解可能需要數(shù)個小時，但是若輕輕攪動幾秒鐘，糖就會溶解，這是什么原因呢？

在進行明渠流動相關(guān)內(nèi)容的講解時，會涉及水在渠道內(nèi)的設(shè)計流速，讓學(xué)生思考在不同的水文期，水在河流中流動的速度是否一樣，對河道的形態(tài)產(chǎn)生了什么影響？這對我們有什么啟示？這些其實都是量變與質(zhì)變哲學(xué)思想的一個體現(xiàn)，不淤、沖刷流速的規(guī)定本質(zhì)上也是要把量變控制在一定的范圍內(nèi)，防止其超限改變原有的性質(zhì)。

3.3? 其他教學(xué)方法

水力學(xué)授課過程中，教師挑選工程、生活中與水力學(xué)有關(guān)的案例，引入課堂。

在講解虹吸原理時，在課堂演示利用一根軟管實現(xiàn)魚缸的換水，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時增強學(xué)生對知識的理解和掌握。

在講解伯努利方程中水泵安裝問題時，將題目還原成一個工程中安裝水泵的場景，引導(dǎo)學(xué)生通過伯努利方程相關(guān)知識解決這個工程問題，增強學(xué)生成就感和專業(yè)認(rèn)同感，進行問題延展，引導(dǎo)學(xué)生思考工程中和生活中有哪些將能量充分利用降低能量損失的案例。

將教學(xué)班分成若干學(xué)習(xí)小組，安排學(xué)生通過查閱資料、小組討論的形式分析相關(guān)案例機理，形成報告，在課堂中以學(xué)生主講的形式呈現(xiàn)，實現(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn)，由教師進行總結(jié)和講評，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，加強學(xué)生之間的交流與合作，提高學(xué)生團隊的協(xié)作意識和自主解決分析問題能力。

4? 結(jié)束語

本文通過對教學(xué)內(nèi)容中思政元素的挖掘、教學(xué)團隊思政理念的提升、教學(xué)方法的改革三個方面課程思政的探索與實踐，構(gòu)建具有一定特色的融入思政理念的水力學(xué)課程教學(xué)模式，有助于學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)與道德素養(yǎng)的同步提高，達到教書育人的目的[6]。

5? 參考文獻

[1] 康華，田曦，李艷紅，等.“水力學(xué)”課程教學(xué)中課程思政的探索與實踐[J].科學(xué)咨詢（教育科研），2021（1）：

59-60.

[2] 張鳳，高東偉.專業(yè)課程與思政課程協(xié)同育人的對策思考[J].遼寧經(jīng)濟，2019（6）：80-81.

[3] 管瑤，賀興宏.《水力學(xué)》課程建設(shè)探討[J].開封教育學(xué)院學(xué)報，2019，39（7）：104-105.

[4] 陳海玉，徐福衛(wèi).理工科類專業(yè)課程如何實現(xiàn)“課程思政”的思考[J].教育教學(xué)論壇，2019（31）：221-222.

[5] 齊昕.《水力學(xué)》課程改革與實踐[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，

2017（27）：241-242.

[6] 蘭雅梅，王世明，宋秋紅，等.高?！豆こ塘黧w力學(xué)》課程思政初探[J].教育教學(xué)論壇，2019（39）：46-47.

*項目來源：唐山市教育科學(xué)研究“十四五”規(guī)劃2021年度課題“新工科背景下地方高校給排水科學(xué)與工程復(fù)合型人才培養(yǎng)探索與實踐”（14521ZD37）；2022年度唐山學(xué)院教學(xué)改革研究與實踐項目“思政教育融入水力學(xué)課程的探究與實踐”（JG22237）。

作者簡介：張磊、劉宇麗，講師；郭竟，博士，講師。