“流体力学”课程融合思政元素的教学策略.pdf

DOI：10.16681/ki.wcqe.202320012作者简介：夏维学（1990），男，讲师。研究方向：流体力学教学。注：本文系海军工程大学教学改革项目；海军工程大学基础部教学改革项目。摘要：为了培养德才兼备的高素质、专业化新型军事人才，文章基于相关研究，首先阐述了“流体力学”课程融合思政元素的思路，然后论述了“流体力学”课程思政元素的挖掘，最后提出了“流体力学”课程融合思政元素的教学策略。关键词：“流体力学”课程；思政元素；军事教育中图分类号：G641文献标志码：A文章编号：2095-6401(2023)20-0052-042016 年 12 月，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上提出，“要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。”1这是习近平总书记对高校开设课程提出的新要求，即利用教学开展思政工作，充分发展大学课堂的思政育人功能。2019 年 3 月，习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上再次强调了课程思政的重要性，并指明了开展课程思政的途径，即“我们办中国特色社会主义教育，就是要理直气壮开好思政课，用新时代中国特色社会主义思想铸魂育人，引导学生增强中国特色社会主义道路自信、理论自信、制度自信、文化自信”2。此外，2019 年 11 月，习近平主席在全军院校长集训开班式上首次提出“坚持党对军队的绝对领导，为强国兴军服务，立德树人，为战育人，培养德才兼备的高素质、专业化新型军事人才”3的新时代军事教育方针，对深化军事教育改革创新做出全面部署，为开创院校教育和人才培养新局面提供了科学指南和根本遵循。一、相关研究在前文所述的背景下，地方院校教育者从不同角度对课程思政进行诸多思考和实践。军队院校作为落实立德树人、为战育人任务的思政课程主战场，应进一步深化课程思政，将教书育人的内涵与要义落实到课程思政的全过程。如何在军队院校更好地开展课程思政，并将课程思政贯穿人才培养体系；针对基础课程、专业课程及实践课程的特点，富海鹰等4提出了将马克思主义哲学与当代中国大学工科课程思政有机结合的实践路径，并通过案例实施、调查与分析，验证了方法的有效性。在材料力学实验课程中，樊自建等5寻找一种能够将知识传授、能力培养和价值塑造三者有机统一的方法，并将该方法应用于材料力学实验教学中。好的教学设计是润物无声的课程思政基础，李伟龙、郭金林等6-7将课程思政作为落实“三全育人”的抓手，从矢志强军兴国、践行强军使命、马克思主义理论、科学方法与创新思维、科学品质与工程素养等方面入手，深入挖掘思政元素并将其应于课程教学中，以期提高学生的思想政治素质。力学是大部分工科专业的基础，将课程思政贯穿所有力学课程教学中具有重要作用。郭涛等8以高校力学研究生课程为载体，从价值引领、兴趣引导和创新创业培养几方面进行课程思政。结合工程力学特色，袁军亭等9在教学内容、教学方法等方面对“工程力学”课程思政进行探索和思考。作为衔接基础知识和专业知识的课程，陈学彬等10从培养学生的民族自豪感、形成唯物主义辩证观和追求谨慎科学精神等方面，开展“工程流体力学”课程思政研究。闫小康11以中国矿业大学“工程流体力学”课程为例，提炼教学内容中的思政元素，并对思政元素进行分类，将其融入专业知识教学，力求在讲授理论知识的同时潜移默化地进行课程思政。二、“流体力学”课程融合思政元素的思路上文阐述了各学者对力学相关课程思政进行的尝试和思考，但是海军工程大学（以下简称“我校”）作为军队院校，有其自身的特点，“流体力学”课程更多的是面向学生第一任职岗位需求和武器装备专业课程需要，如轮机工程、机械工程、武器发射与控制工程、安全工程等专业，作为衔接基础知识和专业知识的核心基础课程，流体力学的基本概念、理论、方法等在学生任职岗位和实际工程中有着重要作用。因此，“流体力学”课程融合思政元素的教学策略夏维学，易文彬*，邓辉，张志宏（海军工程大学基础部，湖北 武汉，430030）西部素质教育2023 年 10 月第 9 卷第 20 期西部素质教育2023 年 10 月第 9 卷第 20 期“流体力学”课程思政成为学生接受专业课高阶挑战的抓手，如何在授课过程中润物无声地融入思政元素，增强学生的学习兴趣、提升学生的自信心、培养学生的爱国主义情怀，成为当前“流体力学”课程教学的一项重要研究工作。润物无声的思政教育不是打断上课内容生搬硬套，而是要边传授知识边潜移默化地输出思政元素，引人深思，培养学生积极的三观和高尚的品格。“流体力学”课程在我校本科三年级开设，在基础理论知识和专业知识衔接中起着承上启下的作用，而部分三年级学生失去了对大学的新鲜感，进入了消极颓废的状态。因此，“流体力学”课程教师不仅要教授课程知识，还需要了解学生的学习状态、心理状态和预期目标，从而有针对性地开展课程思政。三、“流体力学”课程思政元素的挖掘我校“流体力学”课程内容主要包括引言、静力学部分、运动学部分、动力学部分，以及实践部分。具体实施时，可将梳理出的思政元素与名人事迹、诗词名句、工程需求、马克思主义思想、习近平新时代中国特色社会主义思想等相结合，形成思政内容。（一）流体静力学中的思政元素引入流体力学的研究对象流体时，教师可针对水往低处流的特性，突出水利万物而不争的优良品质，借此鼓励学生毕业后主动响应国家号召，到祖国最需要的地方去，服务于中华民族伟大复兴的建设，为祖国的发展贡献自己的一份力量。静力学部分主要学习流体静力学压强特性、静压强计算公式及静压强作用在平面和曲面上的力，针对这部分内容中的静压强随液体深度增加而线性增加的原理，教师可以将其作为一个重要的思政元素点，从认识这一变化规律的东西方时间差异入手，帮助学生树立民族自信心和自豪感。（二）流体运动学中的思政元素在学习流体力学之前，学生掌握的运动学知识主要基于系统法和拉格朗日法，而流体力学则采用欧拉法推导运动学方程，因此教师要让学生有心理准备，并结合长征时期毛泽东的诗词，以及习近平新时代中国特色社会主义思想的理论，对学生进行课程思政，以刚柔并济的方式培养学生迎难而上、勇于担当的精神。在学习流线、迹线、流管、流束、总流及不同流动分类等概念时，由于概念在认知空间和几何空间上非常相似，故教师可结合 论语 和习近平总书记关于学习知识的重要论述12，强调温故而知新的重要性。由于运动微分方程很难直接进行解析，为了简化方程，增加了不同的条件假设，如推导出伯努利方程等，在这个过程中形成了抓主要矛盾、忽略次要矛盾的思辨思想。此外，教师在应用原理中要严格强调使用条件的重要性，这就好比马克思主义必须同我国国情相结合，形成中国式现代化的马克思主义。例如，讲述毕托管应用时，教师可将所讲的知识与战斗机、客机上安装的空速管联系在一起，突出所学知识的重要性与前沿性，增强学生的学习兴趣，同时激起学生对科学研究的好奇心。（三）流体动力学中的思政元素讲解不可压缩总流动量方程时，教师可采用对比方法进行讲解，虽然推导出来的最终结果形式与拉格朗日法（质点系）相似，但是一定要强调其物理含义完全不同。据此，教师可从马克思主义哲学理论出发，强调透过现象看本质及追求根本的真理。不可压缩黏性流体管内流动基础知识的讲解中处处都涉及具体问题具体分析、不能一概而论的哲学思想，对于不可压缩流体外部流动，即边界层流动及摩擦阻力计算的相关内容，教师可引导学生学习普朗特及其弟子布拉休斯和冯卡门关于边界层的研究和发现，通过事件分析和内容讲解，培养学生坚持不懈的科学素养，以及对待科学问题精益求精的精神。边界层流动状态与运动阻力的大小密切相关，如在低流速时光滑球体的阻力比粗糙球体的阻力要大，但随着流速增加到某一临界值，粗糙球体的阻力反而比光滑球体的阻力要小，这是因为层流和湍流两种流态下边界层结构发生改变，导致尾流场结构不同，这蕴含了具体问题具体分析、抓住主要矛盾等哲理思想。（四）流体力学实践中的思政元素理论方法是对流动现象的总结，实验是发现和揭示流动现象最直接的方法，但是如果实验中所有参数均要面面俱到地考虑，需要大量的时间和精力才能实现，为此，流体力学中引入了流动相似和相似准则方法，仅需通过有限次实验就能得出令人信服的结果。基于此，教师可通过相似原理方法的讲解，融入科学思辨的思政元素，使学生意识到在科研实验中必须具有严肃认真、精益求精的精神，否则从实验结果换算到原型时会产生很大的误差，从而导致实际设计工作的失败。四、“流体力学”课程融合思政元素的教学策略上文梳理了我校“流体力学”课程教学包含的部分思政元素，下面将设计将思政元素融入教学过程的课程思政教学案例，并进行案例分析。（一）以经典名言为基础进行课程思政经典名言论著中包含了诸多的流体力学知识和修身治国齐家的哲理，因此课程思政设计也应从这两个方面展开。对于蕴含流体力学知识的思政素材，在讲授课程内容前，教师可通过思考问答的形式给出素材内容，并在解释素材过程中提出素材与所讲知识的相关点，让学生带着问题上课。同时需要注意的是，对于蕴含哲理的诗句名言思政素材，应在适宜位置和时间顺势引入，做到不刻意、不突然。下面主要以我国古代经典名言论著为基础，从是否蕴含流体力学知识两方面开展“流体力学”课程思政设计。1.将蕴含流体力学知识的古代名言论著融入课程思政。基于教学内容，确定思政元素和选择思政素材。以静水压强分布的教学内容为例，教师可引入春秋时期 管子 指出堤坝的断面要修成“大其下，小其上”的梯形的论断，进而开展课程思政设计。授课前，教师可让学生思考为什么 管子 指出堤坝的断面要修成“大其下，小其上”的梯形，在引入教学内容的同时，为后续开展思政教育埋下伏笔。以从流体平衡微分方程积分得到流体静力学基本方程的教学内容为主线，教师可融入微积分思想方法，引导学生构建静水压强分布规律的知识体系，了解并掌握静水压强随着水深增加而线性增加的规律。同时，在公式推导、计算和应用的教学全过程融入课程思政，揭示大坝截面几何结构和静水压强分布的内在联系。然后再次提问学生大坝的断面要修成“大其下，小其上”的梯形的物理原理，随即引入西方国家是在 2 000 年后才发现这一规律，通过对比东西方发现这一规律的时间差，进而引导学生树立民族自信心和自豪感。2.将蕴含哲理的名言融入课程思政。首先根据教学内容安排，教师确定进行课程思政的位置，并紧贴教学内容选择思政素材。如分析边界层分离与压差阻力内在联系时，教师可引入 朱子语类 卷九 论行知篇中的名言“不可去名上理会，须求其所以然”，进而开展课程思政设计，引导学生要探索事物本质和真谛的精神，做到知其然也要知其所以然。以分析边界层的流动状态为主线，基于学生已掌握的流体力学知识，教师可引导其形成以边界层为牵引的阻力计算及减阻方法的知识脉络。教师可以“高尔夫球为什么比光滑的球飞得更远”为切入点，设计问题链，引导学生思考什么位置会发生分离，流动分离的内在动力是什么，如果飞机机翼发什么分离会有什么影响，从而激发学生学习兴趣。在学生思考的间隙，教师可引入名言“不可去名上理会，须求其所以然”，并解释其蕴含的意义（“我们看待一个问题时，不能只从字面意义去理解，必须深究其本质原因”），从而升华其内涵（“学习和进行科学研究时不能仅关注表面现象，必须揭示现象背后的真理，认识现象的本质”），进而让学生形成追求真理的科学精神、严谨做学问做事的工作态度。（二）基于马克思主义理论进行课程思政马克思主义理论中丰富的哲理思辨方法，是指导我们建设新时代社会主义的基础理论，是学生树立正确和完整世界观、人生观和价值观的路径。教师在利用马克思主义理论进行课程思政前，首先要引导学生理解马克思主义理论的哲学原理、世界观和方法论，以及熟练掌握课堂内容。然后教师要引导学生分析课堂知识与辩证唯物主义和历史唯物主义是否紧密相关，将对应的方法论作为课程思政内容。选择的马克思主义理论应与所讲内容联系起来，平滑过渡，且精练易懂，不宜长篇大论，如对于“我们应该把两点论和重点论统一起来，看问题办事情既要全面，又要善于抓住重点和主流”13，由于内容过长，容易打断教学内容，因此可以总结为“抓住主要矛盾”。最后教师可以在课件上选用特定的提示符号和字体，授课时通过交流互动的方式呈现出来，这样既贴合当前教学内容，又不显得刻意而为。下面以水头损失为例，引入马克思 资本论 中的“透过现象看本质”经典论述进行课程思政案例设计。教师可以层流、转捩和湍流流动现象为基础，抓住流体黏性是导致流体紊乱的主线，将牛顿内摩擦定律、伯努利方程和黏性流体流动作为本次课的前导知识，在教学中引导学生形成黏性流体流动流场结构演化和能量损失的知识结构。以雷诺实验的流动现象为切入点，教师可设计渐进性问题，引导学生思考不同流态下的流场速度分布规律和诱导流层之间的速度变化，进而理解层流向湍流发展的流场流动机制，以及有序和无序、规则和随机的流动特点，并通过与理想流体对比，揭示粘性流体的内部摩擦、随机的旋涡西部素质教育2023 年 10 月第 9 卷第 20 期西部素质教育2023 年 10 月第 9 卷第 20 期运动是导致流动能量（水头）损失的本质。此时，教师可向学生说明流动状态是现象，流体黏性是引起流层内部摩擦、卷起、无序运动的本质，这叫“透过现象看本质”。最后教师要阐述内涵：“在以后学习工作中，遇到事情要保持冷静，只有抓住了事情表象下隐藏实物的本质，一切问题就能迎刃而解。”概言之，在授课中融入马克思主义理论，可以培养学生分析和解决问题的能力，使其形成求真务实、追求真理的精神。（三）以解决实际问题为导向进行课程思政培养学生解决工程实际问题的能力是高等教育的重要目标之一，将为战育人作为培养要求，可使教学的“准星”对准实战的“靶心”。上述融入经典名言论著和马克思主义理论的课程思政方法主要用在理论推导部分的教学，而本部分提出的以解决实际问题为导向的课程思政方法针对的是实践教学。对此，教师首先要基于授课内容选择工程案例，以工程案例为牵引，分析案例中蕴含的思政元素，通过案例讲解进行课程思政。选择的工程案例应包含授课内容，最好是本堂课的知识能够解决案例中的关键问题，且充分考虑学生的专业课对接需求和任职需求。如对于军校而言，应充分考虑实战化要求。然后教师要将案例、思政元素与思政内容有机融合，在锻炼学生解决工程问题能力的同时，激发学生的学习兴趣，培养学生严谨、细致、精益求精的工匠精神。下面以静止液体作用在曲面上的总压力为例，引入 372 潜艇掉深自救的案例进行课程思政设计。以求解静止液体作用在曲面上总压力中竖直分量的关键是正确求解压力体为主线，教师可引入几何学和微积分思想，引导学生构成以压强方向特性为牵引的平板受力计算和曲面受力计算的知识体系。教师可以学生学习为中心，以二维圆柱面受力案例为切入点，设计层层递进的问题，引导学生自主推导和理解曲面受力公式及应用。然后教师以视频形式引入 372潜艇掉深及处置过程，拓展潜艇三种工况的实战情景，激发学生兴趣，使其面向实战需求。教师以 372 潜艇掉深事迹引导学生明确潜艇掉深的原因是海底密度分层引起了水压力的突变，并学习 372 潜艇全体人员的正确做法和优秀精神，可培养学生探究真理的科学思维，提升其理论联系实际的科学能力。五、结语要开展“流体力学”课程思政，首先要打破墨守成规的思政思维，破除生搬硬套政治理论的观点，做到主授课程不强插思政内容，其次要建设多元化、多视角、多点面的思政案例，进而在教学过程中顺应知识讲授，实时开展课程思政，使所授知识和思政内容平稳衔接，深入浅出，从而达到润物无声的效果。本文梳理了我校本科生“流体力学”课程内容中包含的部分思政元素，从古代经典名言论著、工程实际应用和马克思主义哲学思想出发构建课程思政内容，并结合学以致用的学习目的，形成将教学案例与“流体力学”内容深度融合的课程思政，营造了良好的课堂教学环境，探索了专业基础课程思政教学的新途径，为下一步专业课程教学改革工作打下了良好基础和提供了有益参考。参考文献：1 习近平在全国高校思想政治工作会议上强调 把思想政治工作贯穿教育教学全过程 开创我国教育事业发展新局面EB/OL.(2016-12-08)2023-01-20.https:/ 习近平主持召开学校思想政治理论课教师座谈会EB/OL.(2019-03-18)2023-01-20.https:/ 习近平出席全军院校长集训开班式并发表重要讲话EB/OL.(2019-11-27)2023-01-20.https:/ 富海鹰,杨成,李丹妮,等.“三全育人”视角下工科课程思政实践探究J.高等工程教育研究,2021(5):94-99,165.5 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