面向車輛工程專業的“工程流體力學” 課程思政探索與實踐

黃粉蓮 雷基林 畢玉華 申立忠

（昆明理工大學云南省內燃機重點實驗室 云南·昆明 650500）

0 引言

黨的十八大以來，習近平總書記對教育事業特別是培養社會主義建設者和接班人工作高度重視。以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，深化“課程思政”建設，是當前貫徹落實全國高校思想政治工作會議精神的重要任務。課程是實施德育的重要載體，“課程思政”是落實立德樹人根本任務的關鍵，是實現知識傳遞和價值引領的融通之道。本文以車輛工程專業的學科基礎課程“工程流體力學”為例，論述如何發揮專業基礎課程的德育功能。課程堅持知識、能力、素質有機融合與過程管理相統一的原則，以學生為中心，深入挖掘工程流體力學課程的思想政治教育資源，提煉課程蘊含的文化精神和價值范式，優化教學內容和授課模式，強化工程實踐與能力素質培養，激發學生學習興趣，提升課堂教學氛圍和質量，提升學生的自主學習能力、創新能力和工程應用能力，在傳授課程知識過程中有機融入德育功能，實現專業育才和育人的統一。

1 工程流體力學課程特色與目標

工程流體力學課程是車輛工程專業的一門重要學科基礎課，是研究流體平衡、運動及能量間內在聯系與相互轉換規律的一門學科。課程與大量的工程實際問題聯系密切，是銜接流體力學基礎理論與工程應用的紐帶，在理工科教學體系中占有重要地位。

依據《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》，結合“立德樹人”目標、學科育人要求、工程流體力學課程目標，對學生進行精準分類，明確培養需求，對教學內容、教學模式、教學環節進行系統設計，形成價值引領、能力培養、知識傳遞三位一體的課程德育教學體系與目標。

（1）知識目標：初步掌握流體的基本力學性質、流體力學的基本概念、基本規律、基礎理論和基本分析計算方法及其工程應用知識等，具備對簡單工程實際流體力學問題進行分析和求解的能力。

（2）能力目標：能夠綜合運用流體力學的基本原理、基礎理論和分析計算方法，具備對復雜工程流動問題進行識別與有效分解的能力，為后續專業課程的學習及相關專業工作的開展奠定初步的流體力學理論基礎。

（3）素質目標：在課程教學中結合歷史人物、典型工程以及對基本理論和計算方法的哲學思考，激發學生的民族自豪感以及愛國主義情感，培育“愛國、敬業”的精神追求，引領“創新、擔當”的價值理念，強化人與自然和諧共生的生態意識，提升“抓住主要矛盾解決關鍵問題”的自然辯證法思維。教學過程中，通過考勤、作業、測驗、小組項目實踐、作業改錯等環節，培養學生誠信意識、嚴謹細致的工匠精神、團結友善的合作精神以及終身學習的成長型思維。

2 工程流體力學課程思政教育途徑

2.1 優化課程內容，喚醒學習熱情

德國著名教育學家斯普朗格曾說：“教育的真諦不是傳授已有的知識，而是要將生命感、價值感喚醒。”流體力學是在人類同自然界作斗爭和在生產實踐中逐步發展起來的。大禹治水，引導疏通。李冰分流誘導，都江堰成為世界著名治水工程的歷史典范。都江堰三期工程相互依存，功能互補，巧妙配合，渾然一體，形成布局合理的生態系統工程，工程的建設與自然規律達到了協調統一完美結合。港珠澳大橋通過科學巧妙的設計，最大限度減少橋墩阻水率，通過風洞模型實驗解決了渦振現象，是世界上里程最長、壽命最長、施工難度最大、技術含量最高的跨海大橋。具有防洪、發電、航運、水資源利用和生態環境保護等功能的三峽大壩是當今世界最大的水利樞紐工程，是中國人民富于智慧和創造性的典范。

長期以來，無數杰出的科學家用他們的智慧和勤奮揭開了流動的奧秘，為流體科學及人類社會的發展做出了巨大的貢獻。文藝復興巨匠達芬奇推導出一維不可壓縮粘性流動質量守恒方程，系統地研究了物體的沉浮、孔口出流、物體的運動阻力等問題。牛頓建立了牛頓內摩擦定律，為粘性流體力學初步奠定了理論基礎。經典流體力學及渦輪機理論的奠基人歐拉提出連續介質模型，建立了連續性方程和反映動量變化規律的流體動力學方程。普朗特建立了邊界層理論，解釋了阻力產生的機制。茹科夫斯基找到了翼型升力和繞翼型的環流之間的關系，為近代高效能飛機設計奠定了基礎。我國著名流體力學家周培源院士從事愛因斯坦廣義相對論引力論和流體力學中的湍流理論的研究與教學并取得出色成果。錢學森院士為中國火箭導彈和航天事業的創建與發展做出了杰出的貢獻。中國著名流體力學家、教育家陸士嘉先生創辦了中國第一個空氣動力學專業，將自己的一生都獻給了空氣動力學和航空工程的研究與教學工作。

理想信念鑄魂是堅持和完成立德樹人根本任務的關鍵環節。通過介紹系列我國自主建造的典型工程，激發學生的民族自豪感以及愛國主義情感，引導學生堅定“四個自信”、樹立人與自然和諧共生的生態價值觀念。介紹無數流體力學杰出科學家的偉大成就及艱苦卓絕的奮斗歷程，引導青年學生堅定理想信念，愛黨愛國，勇擔民族重任，傳承偉大科學家鍥而不舍的奮斗精神和敢為人先的創新精神。把個人價值追求融入祖國改革發展的偉大事業之中，自強不息，努力奮斗，為實現中華民族偉大復興和推動構建人類命運共同體貢獻智慧和力量。

2.2 優化教學內容，點燃學習驅動

蘇格拉底說：“教育不是灌輸，而是點燃火焰”。工程流體力學課程知識體系邏輯性、系統性、理論性較強，數學公式繁難，專業術語比較抽象。教學過程中，照本宣科地理論灌輸和生硬刻板地公式推導，會給學生一種高深莫測的感覺，學生無法全面深入理解晦澀難懂的流體力學知識和內涵，因此也無法點燃學生心中對流體力學求知與探索的火焰。然而，流體力學是一門與實際生活密切相關的科學，因而它是美的。

改變“以教師為中心、課本為中心”的單向灌輸式教學模式，探索以生活實際問題、工程實際問題和未來前沿問題等為導向的PBL（problem based learning）教學法。基于對流體力學的深徹理解，對課程知識點進行拆分與重構，優化教學內容，實現知識理論與德育內容的有機融合。力爭用簡潔易懂的語言，勾劃出流體力學的基礎與精髓，幫助學生深入理解流體力學的本質與內核，用一種創造的智慧去激發學生心中的精神潛力，點燃學習驅動。在相對輕松的學習中領會流體力學的原理，欣賞流體運動的美妙與智慧。

課程內容突破習慣性認知模式，培養學生全局性理解、深度分析、積極探索的精神和能力。精選生活和工程實際中熟悉有趣的流動實例，進行較為深入的分析，以問題為導向進行課程知識的學習，讓學生體會學以致用的樂趣。例如，以用吸管喝飲料和自行車打氣為例講述壓力的表示方法；以洗手時自來水管出口水流講述連續性方程、流量、層流與紊流的特征等；以飛機的升力講述流線曲率定理；以汽車空氣阻力的形成原因講述邊界層分離及卡門渦街現象；以茶杯中的旋渦講述旋渦理解及二元旋渦的壓強分布；以“香蕉球”現象講述馬格努斯效應；以用軟水管洗車時出水口的流動及手的受力講述動量定理；以虹吸管、文丘里流量計等工作原理講述伯努利方程等。通過對復雜問題的分析求解、重要方程的推導思想，培養學生“抓住主要矛盾，解決關鍵問題”的自然辯證法思維。此外，課程內容設計增加研究性、創新性、綜合性，及時將學術研究、科技發展前沿成果引入課程，喚醒學生的學習興趣。

2.3 優化教學活動，塑造學習思維

以學生為中心、培養目標為導向，優化教學活動、教學設計及教學資源，通過多元化教學模式，實現教學內容整合、目標達成。基于教學過程控制，課前環節，通過預習課件、語音PPT、優質MOOC 視頻、課前任務單等完成難點、重點內容的預習，引導學生仔細研讀基本知識，挖掘、理解公式及定理的核心內涵，摸清學生需求。課堂環節針對學生學習特點和需求，講解、測試、專題討論、翻轉課堂等多種教學模式交叉融合，提高學生課堂參與度，實時檢測學習效果。課后環節，通過單元測試、課后作業、思維導圖等引導學生進行知識總結與鞏固。嚴格考勤制度、作業抄襲率，強化學生誠信意識。

教學方法強化現代信息技術與教學深度融合，探索游戲化的教學模式與策略，激發學生的學習熱情，引導學生自覺抵制網絡和手機的誘惑，提升學習專注力。以汽車及發動機中的典型流動問題仿真分析為例進行項目實踐，提高對工程流體力學知識的應用能力，通過文獻檢索與引用、模型驗證、分組實施與匯報等，培養學生解決復雜問題的綜合能力、（高級思維和團隊協作精神，增強專業學習自信心。采用過程化、多元化綜合考核方式，引導學生轉變學習動機、確立清晰的學習目標，各階段考核難度與學生能力相匹配，及時反饋學習效果，促進學生體驗專注投入、戰勝自己而收獲能力和素質提高的成就感，培養高階學習技能和終身學習的成長型思維。

3 結語

“工程流體力學” 課程蘊含著豐富的思政德育元素，在教學過程中，圍繞貫徹落實習近平總書記系列重要講話精神和立德樹人根本任務，優化課程思政目標，積極探索課程思政途徑，強化思想引領和家國情懷教育，通過對教學內容和教學方法的巧妙設計，構建知識、能力素質深度融合的課程體系和教學內容，將人類的知識與技能、精神轉化成學生個人的能力和精神的內存，喚醒學生的學習熱情，點燃他探索生命的意義，推動協同育人。