融合思政教育的流體力學專題式教學設計與實踐

［摘 要］ 將流體力學思政教育專題與知識結構專題相融合，優化專題式教育教學設計與實施，教學目標從單一的知識傳授轉向價值觀引領和綜合能力培養；教學設計由教師主導轉向以學生為中心；教學內容將科學知識專題與思政教育專題相促進；在教學方法上，思政案例與應用型案例使原理定律講解深入淺出；評價體系由考查知識點掌握程度轉向衡量解決問題的創新和思辨能力。以流體力學專業技能知識為載體，加強大學生思想政治教育，具有強大的說服力和感染力，有助于將課堂主渠道功能發揮最大化，扭轉專業課程教學重智輕德現象，守好一段渠、種好責任田，使流體力學教學與思政教育同向同行，協同育人。

［關鍵詞］ 流體力學；思政教育；專題式教學；教學設計；教學實踐

［資助項目］ 2021年度山東農業大學教學改革項目“融合思政教育的流體力學專題式教學設計與實踐（S2021037）”；2022年度教育部產學合作協同育人項目“信息化時代背景下基于新工科教育理念的流體力學教學改革（220904985233852）”

［作者簡介］ 王 萌（1982—），女，山東泰安人，博士，山東農業大學水利土木工程學院副教授，主要從事節能減排技術研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2025）06-0141-04 ［收稿日期］ 2023-10-31

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出，要用好課堂教學這個主渠道，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應［1］。思政教育融入課程教學既是課程變革的需要，也是增強思政教育有效性的積極探索［2］。專業課教師堅守課堂教學主陣地，全面認識課程思政的重要意義，深刻理解課程思政的價值內涵，系統規劃課程思政教育教學設計，對于培養德才兼備全面發展的人才具有重要的意義和價值［3］。

“流體力學”涉及的研究對象及流動現象在日常生活及國民經濟各個行業中非常普遍，運動及力學規律應用范圍寬廣，是許多學科的核心基礎課。流體力學研究流體靜止、相對靜止及運動時的力學規律，分析流體與周圍物體的作用力，用以解決工程中各種流動問題。課程主要以理論模型、數值計算和實驗分析為研究方法，教學內容與“理論力學”“材料力學”“工程熱力學”“傳熱學”“數學”等課程緊密聯系，具有理論嚴謹、概念抽象、知識體系龐大、方程推導復雜等特點。在課程思政改革趨勢的推動下，迫切要求任課教師深入挖掘流體力學專業知識與思政教育內容之間的關聯性［3］，優化流體力學教學設計，并在課程實施過程中，將思政教育的相關內容融入課程教學中，通過課程滲透的方式達到思政教育、知識傳授和能力培養的目的［4］。

《流體力學》教材，一般都是遵循由淺入深、從理論到實踐的原則寫成的，章目的順序通常是《基本概念》《流體靜力學》《流體動力學基礎》等。這樣的編排既符合學生的認知習慣，遵循由簡單至復雜，從現象到本質的認知規律，又有利于學生的自學和理解。如果在教學中也跟著教材走，嚴格按照教材的順序教，確實存在一定的問題。（1）前后內容存在內在聯系必然會導致內容的重復和冗余，教師僅講授知識點的時間就很局促，更不要提融入思政教育了。（2）應用的范圍廣、知識點繁雜，學生反映教學內容多而雜亂，學習難度大。（3）課程教學重智育、輕德育［2］，在知識傳承過程中逐漸淡忘了知識本身蘊含的價值追求，有時甚至起到相反的作用。

流體力學涉及領域廣泛，具有豐富的思政素材和德育資源。將流體力學思政案例歸納起來可以概括為：求真的科學精神、博大的愛國主義情懷、深厚的文化底蘊、科學的唯物主義世界觀以及思辨的創新能力。由此可見，思政教育案例具有鮮明的專題性，這恰恰與流體力學知識體系結構的專題性不謀而合。在不斷完善教育教學設計和實施的過程中，課題組教師逐漸摸索出專題式的流體力學教學模式，可以有效緩解教育教學中存在的各種問題。

本文在對流體力學進行專題式教學改革的基礎上，總結提煉流體力學思政教育專題，將知識專題與思政專題有機結合，優化融合思政教育的流體力學專題式教學設計，并建立融合后的專題式教學實施效果評價體系。旨在進行流體力學教學體系改革，開發流體力學思政案例專題，融合思政專題與知識專題，構建完整的思政教育融合的流體力學專題教學設計和評價體系，探索自然科學專業課程思政改革的新模式［5］。

一、流體力學專題式教學設計

根據流體力學的知識特點和教學內容之間的關系，歸納整合為五大專題：流體靜力學、流體動力學、典型流動應用、流體力學實驗和流體力學數值計算。加強知識的對比與聯系，并在專題式教學過程中注重引導與啟發相結合，理論基礎與專業應用相結合，理論建模、數值模擬與實驗分析相結合，充分調動學生的積極性和創造力，培養嚴謹的科學研究素養，幫助他們轉變學習觀念，從怕學到樂學、從被動學到主動學［6］。

（一）專題式教學內容設計

分析各章的內容和聯系，流體力學的認識過程主要是從靜到動，從一元到三元，從理想到黏性，從不可壓縮到可壓縮，從無旋到有旋。因此將流體力學的知識體系歸納總結為五大專題：流體靜力學、流體動力學、典型流動應用、流體力學實驗和流體力學數值計算（表1）。

（二）專題式教學方法設計

1.引導與啟發相結合。學生學習的積極性和能動性要靠教師的指導和激勵。專題式教學對經典教材的知識點進行了總結，更應對知識的重點、難點、疑點、易錯點加以明確的指導，強調預習、復習與定期總結的提煉。

課堂研討也是一種重要的教學形式，它是學與思、學與論的融合［7］。在課堂研討中，教師引導學生思考，激發學生的思維活力、訓練其思辨能力［8］。比如：在管路流動和水力計算的方法與類型這一內容中，可以設置管路流量如何獲取、管徑如何確定、管網總阻抗如何計算、水泵的揚程如何確定等一系列問題讓學生討論。

2.理論基礎與專業應用相結合。對于工科專業而言，流體力學的目的是解決工程中的各種流動問題，理論基礎最終要應用于各個專業領域中去。因而在專題內容設計時，在流體靜力學、動力學理論基礎之后安排一大專題——典型流動應用，將工程中常見的流動現象歸納總結在一起，設計例題應與專業中的計算緊密聯系起來，便于學生掌握理論的應用方向。

工程中對復雜環狀管網的水力計算一般使用計算機軟件，在流動應用這一專題中，講解環網計算基礎之后，可指導學生利用VB、Matlab等軟件編制程序，對簡單環網進行平差計算。在編制程序的過程中鞏固了水力計算的方法和原理，也拓寬了學生視野，提高了其解決工程問題的能力。

3.理論建模、數值分析與實驗模擬相結合。流體力學的研究方法理論建模、數值分析和實驗模擬相輔相成。理論建模是基礎依據，數值分析是求解手段，實驗模擬是檢驗標準，三者結合是解決流動問題較完善和全面的方法。專題教學內容也體現了三種研究方法的重要性。在教學中可以結合學生的數學和計算機基礎，講解離散流場、建立差分方程的方法，介紹Fluent、Ansys、Comsol等軟件的使用方法，輔導學生編制程序求解，將流場計算以可視化的形式展現出來，提高學生數學建模和求解的能力。

流體力學實驗這一專題則體現了實驗的重要意義。實驗教學是課堂教學有效的輔助手段，可以大幅提高理論教學效果。比如：能量方程實驗，管道不同部位的測壓管液面高度直觀地顯示出管道總水頭線與測壓管水頭線的變化趨勢。通過系統介紹相似原理、因次分析法的實驗研究方法，結合管道的沿程水頭損失hf的影響因子（如管徑d，管長l，絕對粗糙度K，運動黏度v，流速u），可以引導學生設計沿程阻力損失實驗，探索沿程水頭損失的表達形式hf =f （d，l，k，v，u）。將實驗模擬與流動應用這一專題中的理論知識結合在一起，可使學生掌握科學研究較為完善的方法體系。

二、融合思政教育的專題式教學設計

（一）思政教育專題設計

根據流體力學發展史中的著名人物、古代發明、經典理論、研究方法和現代科技應用，深入挖掘典型思政案例，并優化提煉案例背后的思政教育內涵，歸納概括為五個思政專題：求真的科學精神、博大的愛國主義情懷、深厚的文化底蘊、科學唯物主義觀以及思辨的創新能力（表2），建立起流體力學思政教育案例庫。

（二）優化融合思政教育的專題教學設計

將思政教育專題融入知識專題教學中，將隱性的思政教育顯性化，突出課程思政的本質［9］。同時思政案例豐富了知識專題的教學內容和教學方法，二者融合互補，達到知識傳遞、能力提升和價值導向的協同效應［10-11］。

在講授流體靜力學專題中的流體平衡微分方程時，可以介紹萊昂哈德·歐拉在數學和力學方面的成就，對待科學研究孜孜不倦的求真精神和堅強不屈的意志品質。也可以在講授曲面所受流體靜壓力時，引入阿基米德原理的誕生過程，使學生站在科學高度上重新看待耳熟能詳的故事。在流體動力學專題中介紹我國著名的流體力學家為了國家科學事業奉獻一切的愛國主義精神，引導學生懷著崇敬之心學習相關理論，在學生心里播撒下愛國主義的種子。在典型流動應用專題中，引入我國古代水力機械發明和水利工程案例，讓學生了解流體力學在我國有著源遠流長的應用歷史，培養學生的文化自信和民族自豪感，樹立為中華民族偉大復興而奮斗的志向。在流體力學實驗原理專題中，通過介紹虎門大橋的渦振現象、球類比賽的香蕉球等現象，引導學生用流體力學原理分析這些看似奇特但蘊含科學道理的自然現象，形成科學的馬克思主義世界觀，并利用模型實驗中的模型律設計實驗，分析流體力學工程中的科學原理。在流體力學數值模擬專題中，介紹我國大國工程中“蛟龍”號下潛時的應力狀態、“遼寧”號保持穩定的力學原理等，培養學生思辨的創新能力，激發他們樹立為祖國強盛而奮斗的遠大理想。

三、融合思政教育的專題式教學實施與評價

流體力學教學過程評價和學習效果評價利用智能化教學系統實施。課程組在智慧樹網站上開設了流體力學翻轉課堂，共享思政案例、教學課件、參考書目等教學資源，發布思政專題和理論專題論題，吸引學生參與思考和討論。利用智慧樹平臺統計課堂出勤、學生參與度、作業完成度、課程資源豐富度，全面掌握教師課堂教學情況和課程維護管理程度。學生學習效果綜合課堂筆記、平時作業、實驗設計與總結、數值計算案例和考試成績進行評價，將學習效果評價從考查知識點掌握程度轉變為衡量解決問題的創新能力和思辨能力。

結語

融合思政教育的流體力學專題式教學是經過多年一線教學不斷總結和提煉出來的方法，逐步在教學中加以實施。擺脫對教材的依賴，抓住知識的內在聯系與之在知識體系中的地位，探索流體力學知識專題與思政教育專題的契合點，通過多種教學手段豐富教學方法，充分調動學生的積極性和主動性，把他們變為教學的主體，既是培養學生的目標，也是教學相長的有力保障。

參考文獻

［1］習近平在全國高校思想政治工作會議上強調 把思想政治工作貫穿教育教學全過程 開創我國高等教育事業發展新局面［N］.人民日報，2016-12-09（1）.

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［10］楊志剛，劉鐸.“問題導向”與“專題教學”設計：論高校思想政治理論課“兩分兩專”改革思路在“概論”課專題教學中的實踐［J］.思想理論教育導刊，2015（9）：104-106.

［11］方立江.關于思想政治理論課專題式教學設計與實踐的思考［J］.教育教學論壇，2017（19）：62-66.

Thematic Teaching Design and Practice of Fluid Mechanics Integrating Ideological and

Political Education

WANG Meng， LIU Hui， ZHANG Chuan-jie

（College of Water Conservancy and Civil Engineering， Shandong Agricultural University， Tai’an， Shandong 271000， China）

Abstract： This paper integrates the topic of ideological and political education of fluid mechanics with the topic of knowledge structure， optimizes the teaching design and implementation of thematic education， and changes the teaching goal from a single knowledge transfer to value guidance and ability training. The teaching design is student-centered and the teaching content promotes the topics of scientific knowledge and ideological and political education. In terms of teaching methods， ideological and political cases and applied cases enable the explanation of principles and laws to explain the principles and laws in a simple way. The evaluation system shifts from examining the mastery of knowledge points to measuring innovation in solving problems and critical thinking skills. Taking the professional skills and knowledge of fluid mechanics as the carrier， strengthening the ideological and political education of college students has strong persuasive power and appeal， which helps to maximize the function of the main channel of the classroom， reverse the phenomenon of focusing on knowledge more than morality in the teaching of professional courses， and make fluid mechanics teaching and ideological and political education go in the same direction.

Key words： fluid mechanics; ideological and political education; thematic teaching; teaching design; teaching practice