翁廟成，劉 方

（重慶大學(xué) 土木工程學(xué)院，重慶 400045）

習(xí)近平總書記在2016年12月召開的全國高校思想政治工作會議發(fā)表重要講話，強(qiáng)調(diào)把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，要用好課堂教學(xué)這個主渠道，其他各門課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程要與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)［1］。2018年9月，習(xí)近平總書記在全國教育大會上發(fā)表重要講話，指出“教育是民族振興、社會進(jìn)步的重要基石，是功在當(dāng)代、利在千秋的德政工程，對提高人民綜合素質(zhì)、促進(jìn)人的全面發(fā)展、增強(qiáng)中華民族創(chuàng)新創(chuàng)造活力、實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興具有決定性意義”［2］。2019年3月，習(xí)近平總書記在學(xué)校思想政治理論課教師座談會上再次強(qiáng)調(diào)，挖掘其他課程和教學(xué)方式中蘊(yùn)含的思想政治教育資源，實(shí)現(xiàn)全員全程全方位育人［3］。2020年5月，教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》提出，課程思政建設(shè)要圍繞全面提高人才培養(yǎng)能力這個核心點(diǎn)，在全國所有高校、所有學(xué)科專業(yè)全面推進(jìn)［4-5］。

“流體力學(xué)”是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)基礎(chǔ)課程，授課對象是大二的本科生，共4.5學(xué)分，72學(xué)時（其中實(shí)驗(yàn)課12學(xué)時）。重慶大學(xué)“流體力學(xué)”課程是重慶市精品課程，如何將教學(xué)上的優(yōu)勢融入課程思政建設(shè)中，課程組根據(jù)建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程類專業(yè)的培養(yǎng)要求，在教學(xué)實(shí)踐中，將課程思政融入課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容，以課程思政與“流體力學(xué)”課程內(nèi)容緊密相結(jié)合，在挖掘課程思政元素、積累育人素材，構(gòu)建思政案例庫以及建設(shè)數(shù)字教學(xué)資源等方面進(jìn)行探索。通過課程思政建設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生樹立社會主義核心價值觀，以及“愛國、敬業(yè)、誠信、團(tuán)結(jié)協(xié)作”的理念。

一、課程教學(xué)內(nèi)涵

2018年1月，教育部發(fā)布《普通高等學(xué)校本科專業(yè)類教學(xué)質(zhì)量國家標(biāo)準(zhǔn)》，明確了各類專業(yè)的內(nèi)涵，明確專業(yè)應(yīng)根據(jù)社會需求依據(jù)和專業(yè)相關(guān)的學(xué)科組織課程體系。建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)主要服務(wù)于建筑行業(yè)的建筑環(huán)境控制與建筑節(jié)能領(lǐng)域，培養(yǎng)可從事工業(yè)與民用建筑的室內(nèi)環(huán)境控制、建筑節(jié)能、城市能源規(guī)劃、暖通空調(diào)設(shè)備生產(chǎn)與研發(fā)等方面技術(shù)工作，且具有一定創(chuàng)新能力的復(fù)合型工程技術(shù)人才［6］。

“流體力學(xué)”是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是注冊公用設(shè)備工程師（暖通空調(diào)）資格考試基礎(chǔ)理論考試的課程之一，是建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程技術(shù)人員的理論基礎(chǔ)。課程組根據(jù)建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，以及社會對人才素質(zhì)培養(yǎng)的需求，以社會主義核心價值觀為導(dǎo)向，明確課程價值目標(biāo)，由此確定課程的能力目標(biāo)與知識目標(biāo)。課程“三位一體”的教學(xué)目標(biāo)具體設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 課程教學(xué)目標(biāo)

課程組圍繞價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授三位一體的課程建設(shè)目標(biāo)，挖掘課程思政內(nèi)涵。以家國情懷、哲學(xué)唯物主義思想、科學(xué)方法論、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、創(chuàng)新精神以及團(tuán)結(jié)協(xié)作等育人元素構(gòu)建“流體力學(xué)”課程教學(xué)的價值目標(biāo)。

二、課程思政元素構(gòu)建

“師者，所以傳道受業(yè)解惑也?！睂τ诮處焷碇v，最重要的職責(zé)就是“傳道”?！傲黧w力學(xué)”課程思政元素的構(gòu)建基于從教學(xué)任務(wù)挖掘思政元素，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。廣義的教學(xué)任務(wù)可以理解為傳道、授業(yè)、解惑。傳道即素養(yǎng)培養(yǎng)，授業(yè)即能力培養(yǎng)，解惑即傳授知識。因此，從課程教學(xué)任務(wù)的三個方面凝練和挖掘“流體力學(xué)”課程思政元素，即傳道與素養(yǎng)培養(yǎng)，授業(yè)與能力培養(yǎng)，解惑與知識傳授。

（一）傳道與素養(yǎng)培養(yǎng)

通過學(xué)科發(fā)展史與學(xué)科發(fā)展過程中杰出科學(xué)家，挖掘課程的德育內(nèi)涵，引導(dǎo)學(xué)生樹立愛國主義情懷和科學(xué)世界觀。流體力學(xué)是人類與自然界斗爭過程中發(fā)展起來的學(xué)科。我國古代在流體力學(xué)方面有很多成就和貢獻(xiàn)，最重要的是2 000多年前的都江堰水利工程。都江堰工程共有三個主體工程，即魚嘴、飛沙堰、寶瓶口，三者各司其職，而又相互配合。魚嘴分水堤嚴(yán)格控制內(nèi)外江的水沙量，飛沙堰溢洪道控制洪水量，寶瓶口起到水庫的作用，這些都運(yùn)用了“流體力學(xué)”的原理，科學(xué)地解決了旱季和雨季的江水自動分流，泥沙的自動排出，以及水量的控制幾個難題，不僅消除了水患，而且實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)灌溉。兩千年前的設(shè)計(jì)至今依然滋養(yǎng)著成都平原，這些成就表明中國古代勞動人民智慧。在講授“流動損失”這部分內(nèi)容時，引入都江堰工程涉及的流體力學(xué)知識，一方面有助于知識點(diǎn)的掌握，另一方面進(jìn)行了家國情懷教育。

現(xiàn)代流體力學(xué)正向各個學(xué)科滲透，流體動力學(xué)在航空航天、海洋探索、新能源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)等方面具有廣闊應(yīng)用前景，其中還存在很多期待解決的流體力學(xué)問題。比如，近幾年來極端天氣越來越多，其中涉及地球表層流體運(yùn)動問題。這些極端天氣的背后與流體力學(xué)有著緊密的關(guān)系，可通過研究加以預(yù)防和解決。在能源開發(fā)和輸送以及利用過程中也包含大量的流體力學(xué)問題，如天然氣輸送管道的設(shè)計(jì)過程中遇到的管線積液問題，以及如何提高地源熱泵系統(tǒng)U型地埋管換熱器的換熱性能等，這些問題都需要利用現(xiàn)代流體力學(xué)知識解決。

通過呈現(xiàn)流體力學(xué)學(xué)科發(fā)展史，展現(xiàn)中國古代文明，激發(fā)學(xué)生的愛國主義情懷，引導(dǎo)學(xué)生樹立為祖國發(fā)展、民族復(fù)興而刻苦鉆研專業(yè)的前沿科學(xué)領(lǐng)域的信念與理想。通過列舉學(xué)科發(fā)展中存在的問題，激勵學(xué)生探索未知、追求真理，敢于攀登科學(xué)高峰，激發(fā)科技報國的使命感和責(zé)任感。

曾為流體力學(xué)做出巨大貢獻(xiàn)的杰出人物有伯努力、歐拉、拉格朗日、斯托克斯、雷諾、普朗特、馮·卡門、錢學(xué)森、周培源、陸士嘉等。在講解流體力學(xué)經(jīng)典理論和應(yīng)用課程時，課程相應(yīng)的章節(jié)引出為流體力學(xué)發(fā)展做出貢獻(xiàn)科學(xué)家的事跡，特別是中國科學(xué)家的故事，激發(fā)學(xué)生勇于創(chuàng)新、頑強(qiáng)拼搏的精神。

（二）授業(yè)與能力培養(yǎng)

“流體力學(xué)”課程教學(xué)能力目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生掌握分析問題的科學(xué)方法。因此，通過講授課程知識在工程中的應(yīng)用，以及建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程中與流體力學(xué)相關(guān)前沿?zé)狳c(diǎn)問題，在增強(qiáng)解決復(fù)雜問題的能力的同時，融入思政元素。

港珠澳大橋作為中國史上長度最長、投資最多、施工難度最大的跨海橋梁項(xiàng)目，受到了海內(nèi)外的廣泛關(guān)注。大橋主體工程實(shí)行橋、島、隧組合，主體工程全長約29.6 km，海底隧道長約6.7 km。海底隧道的通風(fēng)問題涉及流體力學(xué)知識，可利用流體力學(xué)相似原理搭建隧道模型開展模型實(shí)驗(yàn)，提出優(yōu)化的通風(fēng)方案。北京奧運(yùn)會體育場館“鳥巢”的設(shè)計(jì)，借用了流體力學(xué)的模擬方法論證通風(fēng)方案，以保證每一個座位都可以感受到自然風(fēng)。通過與“流體力學(xué)”課程知識相關(guān)的典型大型工程案例，增強(qiáng)工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生大國工匠精神。

建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)目標(biāo)營造舒適健康的環(huán)境，而建筑熱濕環(huán)境的營造中要消耗大量的能源，建筑節(jié)能是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略舉措?？照{(diào)與采暖系統(tǒng)的管網(wǎng)節(jié)能技術(shù)涉及流體力學(xué)管路流動阻力的知識點(diǎn)。在講授課程知識時，引入生態(tài)環(huán)保與節(jié)能減排國家發(fā)展戰(zhàn)略內(nèi)容，讓學(xué)生領(lǐng)會推動綠色發(fā)展、促進(jìn)人與自然和諧共生存的意義，培養(yǎng)其歷史使命感和責(zé)任擔(dān)當(dāng)。

運(yùn)載工具的能源消耗主要用來克服運(yùn)載工具表面與空氣發(fā)生高速相對運(yùn)動產(chǎn)生的流動阻力，如果減少阻力，那么就可以減少機(jī)械做功，從而可以減少碳排放。減少運(yùn)載工具的阻力，涉及流體力學(xué)的邊界層與繞流阻力知識。在講授相關(guān)知識點(diǎn)內(nèi)容時，讓學(xué)生了解中國提出碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的必要性及戰(zhàn)略意義。

在課程教學(xué)中，引入與流體力學(xué)知識相關(guān)的典型工程案例分析，加深學(xué)生對科學(xué)與工程之間關(guān)系的理解，強(qiáng)化學(xué)生工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。通過引入涉及流體力學(xué)知識的建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)中熱點(diǎn)問題，引導(dǎo)學(xué)生了解國家發(fā)展戰(zhàn)略方針，堅(jiān)定信念，激勵學(xué)生實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興中國夢的使命感、責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。

（三）解惑與知識傳授

流體力學(xué)是研究流體平衡和運(yùn)動規(guī)律的學(xué)科，是力學(xué)的一個重要分支。流體力學(xué)學(xué)科發(fā)展至今已形成了系統(tǒng)的知識，在生活、科學(xué)技術(shù)及工程中具有重要的應(yīng)用價值。流體力學(xué)研究涉及力學(xué)模型與研究方法，流體力學(xué)模型有連續(xù)介質(zhì)假設(shè)，理想流體與實(shí)際流體、不可壓縮流體與可壓縮流體等力學(xué)守恒定理理論體系。從課程知識點(diǎn)的研究方法基本定理的理論體系，發(fā)掘其中蘊(yùn)含的哲學(xué)思想和方法論，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)世界觀。

流體是由大量分子組成的，工程中關(guān)注流體分子微觀運(yùn)動所產(chǎn)生的宏觀結(jié)果，流體的宏觀力學(xué)性質(zhì)都是大量分子行為的平均。1753年歐拉提出連續(xù)介質(zhì)模型，連續(xù)介質(zhì)假設(shè)意味著流體由連續(xù)的質(zhì)點(diǎn)組成，流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動過程是連續(xù)的。引入連續(xù)介質(zhì)簡化模型，擺脫了研究復(fù)雜的微觀分子運(yùn)動，可用空間坐標(biāo)和時間的連續(xù)函數(shù)來描述宏觀流體的各個物理量，不僅理論分析中可以利用數(shù)學(xué)的連續(xù)函數(shù)分析方法來研究流體運(yùn)動規(guī)律，也為實(shí)驗(yàn)研究提供了可能性。實(shí)踐證明，采用連續(xù)介質(zhì)模型解決一般工程中的流體力學(xué)問題可滿足要求。在一些特定情況下，連續(xù)介質(zhì)假設(shè)不成立，如航天器在高空稀薄氣體中飛行，這是因?yàn)橄”怏w分子間的距離很大，能和物體的特征尺度比擬。

實(shí)際流體具有黏性，流體運(yùn)動時，流體質(zhì)點(diǎn)間發(fā)生摩擦、碰撞引起能量損失，流體黏性的存在給研究流體的運(yùn)動帶來了困難。在研究流體運(yùn)動規(guī)律時，采用由淺入深的方法，先忽略流體的黏性，把流體假定為無黏性，即流體運(yùn)動時，流體質(zhì)點(diǎn)間沒有摩擦力，從而沒有能量損失，這種假想的流體稱為理想流體。通過理論推導(dǎo)建立理想流體運(yùn)動方程，采用理論分析方法研究理想流體運(yùn)動規(guī)律，采用實(shí)驗(yàn)來研究由于黏性引起的流動損失，提出流動損失計(jì)算方法，從而解決實(shí)際流體運(yùn)動的計(jì)算。

實(shí)際流體都有一定的可壓縮性，流體在溫度或壓力變化時，密度發(fā)生變化的性質(zhì)稱為流體的壓縮性。對于一定的流體，當(dāng)壓力變化不太大時，流體密度的變化可忽略不變，可認(rèn)為是不可壓縮的流體。不可壓縮流體假設(shè)，給研究流體運(yùn)動帶來極大的方便。流體運(yùn)動遵守質(zhì)量守恒定理、動量守恒定律和能量守恒定律，三大基本守恒定律，建立流體運(yùn)動的控制方程，從而形成流體動力學(xué)的理論基礎(chǔ)。

通過理想化的模型研究流體運(yùn)動規(guī)律，才能揭示流體運(yùn)動規(guī)律，從而構(gòu)成流體力學(xué)學(xué)科的內(nèi)容。流體力學(xué)的研究方法遵循實(shí)踐—理論—實(shí)踐的認(rèn)知規(guī)律。在講授課程過程中，注重挖掘流體力學(xué)知識點(diǎn)研究方法所蘊(yùn)含的思政元素，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)世界觀和方法論，注重培養(yǎng)科學(xué)的思維方法。

根據(jù)課程傳道、授業(yè)、解惑的教學(xué)任務(wù)，建立分層次的課程思政體系。從建立流體力學(xué)經(jīng)典理論的科學(xué)家成長的故事引導(dǎo)學(xué)生追求科學(xué)真理、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和堅(jiān)持不懈的科學(xué)精神。典型工程案例涉及的流體力學(xué)知識，思考分析科學(xué)與工程關(guān)系，加強(qiáng)學(xué)生工程倫理教育，增強(qiáng)學(xué)生的辨識能力和責(zé)任意識；從課程知識與建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)相關(guān)的社會熱點(diǎn)問題中，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心國家發(fā)展戰(zhàn)略，拓寬國際視野。從流體力學(xué)學(xué)科發(fā)展的知識的系統(tǒng)性與邏輯性，以及基礎(chǔ)理論對應(yīng)用科學(xué)技術(shù)的支撐性，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索精神。

通過典型案例等教學(xué)素材的設(shè)計(jì)運(yùn)用，如都江堰工程、港珠澳大橋工程、航天中的流體問題，將社會主義核心價值觀、家國情懷、理想信念、科學(xué)世界觀和方法論、創(chuàng)新思維及團(tuán)結(jié)協(xié)作精神等有效傳遞給學(xué)生，從而達(dá)到潤物無聲的教育目的。表1為“流體力學(xué)”課程部分知識點(diǎn)與思政元素的對應(yīng)關(guān)系。

表1 “流體力學(xué)”課程思政總體設(shè)計(jì)方案

三、課程思政融入式教學(xué)模式

如何將挖掘的思政元素融入課程教學(xué)，是一項(xiàng)充滿挑戰(zhàn)的任務(wù)。課程思政內(nèi)容與課程知識點(diǎn)應(yīng)有密切聯(lián)系，課程思政內(nèi)容應(yīng)全面融入課程教學(xué)體系，融入課堂授課、課程研討、課程實(shí)驗(yàn)、課程作業(yè)等各教學(xué)環(huán)節(jié)。

“流體流動”涉及大量實(shí)驗(yàn)演示，演示實(shí)驗(yàn)可幫助學(xué)生理解課程學(xué)習(xí)內(nèi)容，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生能清晰地看到實(shí)驗(yàn)的全過程?！傲黧w力學(xué)”課程理論性強(qiáng)，課程習(xí)題案例求解有助于提高學(xué)習(xí)效率。因此，“流體力學(xué)”課程組在重構(gòu)課程體系、教材體系調(diào)整和挖掘課程思政元素的基礎(chǔ)上，應(yīng)加強(qiáng)建設(shè)數(shù)字化課程資源。逐步建設(shè)完善數(shù)字化資源，主要包括課件、典型工程案例、試題庫、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)以及科學(xué)家故事等，實(shí)現(xiàn)資源共享，促進(jìn)線上線下教育融合，推進(jìn)課程思政體系化、科學(xué)化、規(guī)范化。

通過數(shù)字資源展示“流體力學(xué)”在工程中的應(yīng)用及技術(shù)成果，如我國高鐵的發(fā)展、航空航天技術(shù)成就、大型建筑、橋梁和隧道建設(shè)成果等，激發(fā)學(xué)生的家國情懷、社會責(zé)任感和工匠精神，激勵學(xué)生勤奮學(xué)習(xí)、勇于拼搏。數(shù)字化資源的建設(shè)，為課程思政建設(shè)和提高課程教學(xué)質(zhì)量奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，潛移默化地激發(fā)學(xué)生科學(xué)興趣及學(xué)習(xí)動力，從而提高了課程育人效果。

結(jié)語

“流體力學(xué)”課程教學(xué)中將價值觀培養(yǎng)融入專業(yè)知識的傳授中，探討挖掘思想政治教育在課程教學(xué)中的融合點(diǎn)，形成具有建筑環(huán)境與能源應(yīng)用專業(yè)教學(xué)特色與專業(yè)基礎(chǔ)課特點(diǎn)的課程思政。課程思政建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要教師不斷探索提升自我修養(yǎng)，勇于擔(dān)負(fù)時代使命，將知識傳授、能力培養(yǎng)與價值引領(lǐng)有機(jī)統(tǒng)一，提高課堂教學(xué)質(zhì)量，提升育人成效。接下來，課程組將進(jìn)一步完善課程數(shù)字資源建設(shè)，構(gòu)建細(xì)化的課程思政案例庫，推進(jìn)“流體力學(xué)”一流課程建設(shè)。