導(dǎo)語：流體力學(xué)課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：課程思政是落實(shí)高校立德樹人根本任務(wù)的重要途徑，也是對(duì)傳統(tǒng)思想政治理論課的完善和補(bǔ)充。該文以流體力學(xué)課程為例，詳細(xì)介紹專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)過程中的思政元素挖掘原則。采用“線上+線下”混合教學(xué)模式開展流體力學(xué)課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)，包含課前線上任務(wù)發(fā)布、課堂教學(xué)和課后在線考核三個(gè)環(huán)節(jié)。以流動(dòng)阻力和水頭損失教學(xué)內(nèi)容為例，詳述思政元素融入專業(yè)課程教學(xué)的實(shí)施細(xì)節(jié)，旨在為土木工程專業(yè)基礎(chǔ)課程的思政教育提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞：課程思政；流體力學(xué)；線上線下；教學(xué)設(shè)計(jì)

思想政治理論課是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的主渠道和主陣地[1-2]。優(yōu)質(zhì)的思政課可以很好地實(shí)現(xiàn)立德樹人的目的，而灌輸式或教條式的思政課讓學(xué)生味同嚼蠟。高德毅[3-4]從戰(zhàn)略高度談?wù)摿藰?gòu)建高校思想政治教育課程體系，并指出課程思政是有效發(fā)揮課堂育人主渠道作用的必然選擇。韓憲洲[5]指出，課程思政建設(shè)要注重提升認(rèn)知、深化實(shí)踐和完善制度等方面的關(guān)鍵問題。石書臣[6]認(rèn)為，課程思政和思政課程都是高校政治工作的內(nèi)在要求，但要區(qū)分二者的側(cè)重點(diǎn)，牢牢把握思政理論課的核心地位，并發(fā)揮其他課程的育人價(jià)值。流體力學(xué)是土木工程、道路橋梁與渡河工程、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程等專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程主要講授流體靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的基本原理和計(jì)算方法，及其在管流、明渠流、堰流、滲流等工程中的應(yīng)用，具有極強(qiáng)的工程應(yīng)用性。河南工業(yè)大學(xué)土木工程專業(yè)的流體力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)采用“線上+線下”混合教學(xué)模式，結(jié)合學(xué)科與專業(yè)特色，將思政內(nèi)涵和元素融入專業(yè)知識(shí)講授過程，通過“潤物細(xì)無聲”的方式，幫助學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀，培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義情感和良好的職業(yè)道德素質(zhì)，弘揚(yáng)工匠精神和勇于創(chuàng)新的精神。

1高校思政教育

高等教育工作者必須旗幟鮮明地堅(jiān)持立德樹人的理念。目前，高等教育中的思政教育可分為顯性教育和隱性教育兩類。顯性思政教育主要通過學(xué)習(xí)思想政治理論開展，包含馬克思主義基本原理概論、毛澤東思想和中國特色社會(huì)主義理論體系概論、中國近現(xiàn)代史綱要、思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、形勢(shì)與政策等必修課，在高校思政教育中發(fā)揮價(jià)值引領(lǐng)作用。隱性思政教育通過將高校思政教育理念融入綜合素養(yǎng)、專業(yè)教育等課程的教學(xué)和改革環(huán)節(jié)，在知識(shí)傳授中強(qiáng)調(diào)主流價(jià)值引領(lǐng)，實(shí)現(xiàn)立德樹人。應(yīng)推動(dòng)顯性思政教育和隱性思政教育相融合，使思想政治理論教育與專業(yè)教育協(xié)調(diào)同步、相得益彰，構(gòu)建全方位、全過程、全員立體化育人的高校大學(xué)生思想政治教育體系。

2流體力學(xué)課程思政元素的挖掘

課程思政教學(xué)的難點(diǎn)為深入挖掘課程知識(shí)體系中蘊(yùn)含的思政元素。課程的發(fā)展歷史、獨(dú)特的課程思維模式、隱含在科學(xué)家背后的故事以及與課程相關(guān)的典型工程案例，都可以作為課程思政的素材。土木工程專業(yè)的流體力學(xué)課程思政元素主要包括以下幾個(gè)方面：（1）體現(xiàn)愛國主義情懷和民族自豪感。例如，大禹提出的“治水須順?biāo)?，水性就下，?dǎo)之入?！钡闹嗡砟?，正是順應(yīng)了水的重力特性。蜀郡太守李冰主持修建的都江堰水利工程，是全世界迄今為止年代最久、唯一保存的以無壩引水為特征的宏大水利工程，被譽(yù)為世界水利文化的鼻祖。又如紅旗渠、三峽大壩、南水北調(diào)、港珠澳大橋等水利工程，都可以作為案例用以增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感，使學(xué)生堅(jiān)信中國力量。（2）體現(xiàn)倫理意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。在講解邊界層概念與擾流阻力、有壓管流、滲流等知識(shí)時(shí)，引入橋墩沖刷破壞、塔科馬大橋垮塌、虎門大橋異常振動(dòng)、波音737MAX客機(jī)失速事故、煤礦透水事故等與流體力學(xué)知識(shí)密切相關(guān)的工程案例，以增強(qiáng)學(xué)生的工程倫理意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。（3）體現(xiàn)愛國主義情懷。在講解第十二章氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)時(shí)，組織觀看人物傳記電影《錢學(xué)森》，讓學(xué)生學(xué)習(xí)老一輩愛國知識(shí)分子“初心為國、科學(xué)報(bào)國”的使命擔(dān)當(dāng)，了解他們?yōu)樽鎳鴩揽萍际聵I(yè)創(chuàng)建與發(fā)展及社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)建立的不朽功勛。在中國特色社會(huì)主義進(jìn)入新時(shí)代、中國高等教育步入高質(zhì)量發(fā)展階段的今天，學(xué)生依然可以從錢學(xué)森等老一輩愛國知識(shí)分子身上汲取豐厚的思想營養(yǎng)，學(xué)習(xí)他們的科學(xué)家精神，以及牢記初心使命、永葆奮斗精神的強(qiáng)大力量。

3流體力學(xué)課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)例

以劉鶴年編著的《流體力學(xué)》第三版“7.1流動(dòng)阻力和水頭損失的分類”“7.2黏性流體的兩種流態(tài)”兩節(jié)教學(xué)內(nèi)容為例，設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)講授和思政教育相融合的課程教學(xué)思路（見圖2）。教學(xué)內(nèi)容主要包括水頭損失分類、水頭損失的計(jì)算公式、流體運(yùn)動(dòng)的兩種流態(tài)、基于雷諾數(shù)的流態(tài)判定四個(gè)知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力、素質(zhì)培養(yǎng)三個(gè)層次的教學(xué)目標(biāo)。知識(shí)目標(biāo)要求學(xué)生掌握流體水頭損失的分類、圓管沿程水頭損失計(jì)算方法、雷諾數(shù)的計(jì)算及基于雷諾數(shù)的流態(tài)判定等；能力目標(biāo)為培養(yǎng)學(xué)生開展雷諾實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手能力以及解決與流動(dòng)狀態(tài)相關(guān)的復(fù)雜工程問題的能力；素質(zhì)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和探索能力，并對(duì)流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的國內(nèi)外最新研究成果有一定了解。流體力學(xué)課程思政教學(xué)采用“線上+線下”的混合式教學(xué)模式，包括課前線上任務(wù)點(diǎn)發(fā)布、課堂教學(xué)、課后在線考核三個(gè)環(huán)節(jié)。首先，在超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)以問題的形式發(fā)布任務(wù)點(diǎn)，并提供雷諾實(shí)驗(yàn)視頻資源、雷諾實(shí)驗(yàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及微信公眾號(hào)科普文章等資源。課堂教學(xué)時(shí)，教師利用具有顯著差異的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，引出水頭損失與流速直接相關(guān)性的問題，以吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的求知欲。隨后，通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)再現(xiàn)雷諾實(shí)驗(yàn)，指出流體運(yùn)動(dòng)存在層流和湍流兩種狀態(tài)，推定沿程水頭損失與流速關(guān)系不確定性的實(shí)質(zhì)為不同流速下流體存在的兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。最后，在講解無量綱的雷諾數(shù)以及基于雷諾數(shù)的流態(tài)判定準(zhǔn)則時(shí)，向?qū)W生分享《流體力學(xué)瑯琊榜：風(fēng)起湍流》一文，讓學(xué)生了解林家翹先生在湍流觸發(fā)機(jī)制的理論解方面做出的突出貢獻(xiàn)，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。

3.1課前線上任務(wù)發(fā)布

依托超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)，以問題的形式發(fā)布任務(wù)：（1）為什么輸油管道每隔幾十公里要設(shè)置加壓泵站？（2）流速在圓管沿程水頭損失計(jì)算公式中的作用是？（3）沿程水頭損失在實(shí)驗(yàn)中如何測定？（4）流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何可視化表征？（5）第一位解析出臨界雷諾數(shù)的科學(xué)家叫什么名字？讓學(xué)生帶著問題開展課前預(yù)習(xí)，有針對(duì)性地查閱相關(guān)資料，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。以任務(wù)點(diǎn)的形式在超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)共享雷諾實(shí)驗(yàn)視頻資源，學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)熟悉雷諾實(shí)驗(yàn)裝置，觀察流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由層流過渡到湍流的全過程，了解兩種流動(dòng)狀態(tài)的顯著特征，進(jìn)而獲得問題（3）和問題（4）的答案。以任務(wù)點(diǎn)的形式在超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)共享濟(jì)南科明數(shù)碼技術(shù)股份有限公司的雷諾實(shí)驗(yàn)虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)，讓學(xué)生在虛擬場景下開展雷諾實(shí)驗(yàn)。虛擬場景下流動(dòng)狀態(tài)直觀、立體的表現(xiàn)形式，使學(xué)生獲得了生動(dòng)的感性認(rèn)識(shí)，增加了對(duì)抽象原理的理解，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的趣味性。

3.2課堂教學(xué)

課堂教學(xué)圍繞著水頭損失分類、水頭損失的計(jì)算公式、流體運(yùn)動(dòng)的兩種流態(tài)、基于雷諾數(shù)的流態(tài)判定四個(gè)知識(shí)點(diǎn)，在教學(xué)過程中融入課程思政元素，總教學(xué)時(shí)間為90分鐘。3.2.1水頭損失分類問題（1）的答案為：流體沿程流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生能量損失，而增設(shè)加壓站的目的是補(bǔ)充這部分能量損失。以南水北調(diào)中線咽喉工程“穿黃工程”為例，在河南工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院開發(fā)的流體力學(xué)明渠及有壓管流虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)上，選擇有壓管流仿真模塊開展水頭損失分類的教學(xué)，讓學(xué)生在虛擬場景下觀看因流體的流動(dòng)形態(tài)和流動(dòng)的邊界條件改變而產(chǎn)生的水頭損失分類，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)本節(jié)課程的第一個(gè)教學(xué)目標(biāo)。通過觀察引壓管數(shù)值的變化，學(xué)習(xí)通過實(shí)驗(yàn)手段測定水頭損失的方法，同時(shí)獲得課前問題（3）的答案。本知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)時(shí)間為20分鐘。3.2.2水頭損失的計(jì)算公式水頭損失的計(jì)算方法為本節(jié)理論教學(xué)的第一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)，在課堂教學(xué)時(shí)采用以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法。首先，教師通過講故事的方式，詳述水利工程師達(dá)西和魏斯巴赫是如何發(fā)現(xiàn)圓管沿程水頭損失的計(jì)算公式的，并給出對(duì)應(yīng)的解析表達(dá)式。隨后，以問題（2）為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生通過水頭損失的解析表達(dá)式分析流速與水頭損失的關(guān)系。此時(shí)，多數(shù)學(xué)生給出的答案為沿程水頭損失與流速呈線性增加關(guān)系。最后，教師給出“在20世紀(jì)初學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在流速很小時(shí)，沿程水頭損失與流速呈線性關(guān)系，而流速較大時(shí)，二者呈現(xiàn)平方比例關(guān)系”的不確定實(shí)驗(yàn)結(jié)果，激發(fā)學(xué)生的求知欲，提高學(xué)生探究和解決問題的興趣。本知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)時(shí)間為25分鐘。3.2.3雷諾實(shí)驗(yàn)及雷諾數(shù)采用濟(jì)南科明數(shù)碼技術(shù)股份有限公司開發(fā)的雷諾實(shí)驗(yàn)虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)開展雷諾實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生通過觀看動(dòng)畫增強(qiáng)對(duì)抽象的湍流狀態(tài)的感性認(rèn)識(shí)，通過虛擬實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)了解流體性質(zhì)（密度、動(dòng)力黏度）、流速、管徑等因素均會(huì)影響流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。密度、黏性、流速和管徑這四個(gè)影響因素組合得出了整個(gè)流體力學(xué)發(fā)展史上最為重要的無量綱數(shù)雷諾數(shù)，雷諾數(shù)的大小決定了流體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。本知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)時(shí)間為20分鐘。在講授基于雷諾數(shù)的流態(tài)判定時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生閱讀《流體力學(xué)瑯琊榜：風(fēng)起湍流》一文，使學(xué)生了解：在雷諾發(fā)現(xiàn)流體的兩種流動(dòng)狀態(tài)后，出現(xiàn)了一個(gè)困擾索末菲學(xué)派數(shù)十年之久、窮幾代人之力仍無法給出滿意解答的問題——湍流的觸發(fā)機(jī)制。這個(gè)問題讓眾多英才如鯁在喉，心結(jié)難解。直至1953年，來自中國的力學(xué)家林家翹以精妙的漸進(jìn)方法計(jì)算出層流的臨界雷諾數(shù)，并被剛剛出現(xiàn)不久的電子計(jì)算機(jī)成功驗(yàn)證。學(xué)生通過這個(gè)故事，詳細(xì)了解了流體湍流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的發(fā)現(xiàn)、觸發(fā)機(jī)制探索及理論層面的突破等，學(xué)習(xí)眾多科學(xué)家實(shí)事求是、嚴(yán)格要求、勇于探索的科學(xué)精神和精益求精的工匠精神。本知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)時(shí)間為25分鐘。

3.3課后在線考核

課后，教師采用超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)布置課后作業(yè)，考核學(xué)生的理論知識(shí)學(xué)習(xí)情況，進(jìn)一步加深思政教育。理論知識(shí)考核以在線章節(jié)測試的形式開展，主要考查學(xué)生對(duì)水頭損失分類、雷諾數(shù)計(jì)算及基于雷諾數(shù)的流動(dòng)狀態(tài)判定等知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。同時(shí)，組織學(xué)生學(xué)習(xí)童秉綱、錢學(xué)森等人物的傳記，讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家追求真理、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的求實(shí)精神，以及淡泊名利、潛心研究的奉獻(xiàn)精神。

4結(jié)語

立德樹人是高等教育的根本任務(wù)，是當(dāng)代高校的立身之本。課程思政是落實(shí)高校立德樹人根本任務(wù)的重要途徑，也是對(duì)傳統(tǒng)思想政治理論課的完善和補(bǔ)充。為了探索土木工程專業(yè)基礎(chǔ)課程的思政教學(xué)方法，本文以流體力學(xué)為例，依托超星學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺(tái)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)等技術(shù)，將現(xiàn)代信息化手段與專業(yè)課理論知識(shí)、課程思政元素等深度融合，提出了有效互動(dòng)的“線上+線下”混合式課程思政教學(xué)模式，在專業(yè)知識(shí)講授過程中潛移默化、潤物無聲地實(shí)現(xiàn)價(jià)值引領(lǐng)，有效實(shí)現(xiàn)土木工程學(xué)科的育人價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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[6]石書臣.正確把握“課程思政”與思政課程的關(guān)系[J].思想理論教育,2018(11):57-61.

作者：曹世豪 陳俊旗 鄭德乾 王建偉 朱曉偉 單位：河南工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院