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基于课程思政的《工程流体力学》教学改革探索

2021-01-02王志奇夏小霞

科教导刊·电子版 2021年1期
关键词:教学内容思政工程

王志奇 夏小霞

(湘潭大学机械工程学院 湖南·湘潭 411105)

0 引言

课程思政是新时代下落实立德树人根本任务的重要教育理念,是对建设高水平人才培养体系的新要求。为进一步贯彻落实立德树人根本任务,专业课程的教学一定要深入学习贯彻全国高校思想政治工作会议精神,加强课程改革、推进课程思政,在引导学生学好专业知识、掌握专业本领的同时,还要引导学生树立坚定的理想信念,树立正确的世界观、人生观和价值观,培育学生的独立思考能力、沟通和交流能力,培育学生的创新精神、科学精神和协作精神,以达到教书育人的目的。

《工程流体力学》作为能源学科的核心专业课,深化教学改革,挖掘课程所蕴含的思政元素,把思政育人融入课程教学是非常必要、也是势在必行的。

1 课程教学现状

《工程流体力学》是研究流体静止及宏观运动规律以及流体与固体之间相互作用的一门学科。《工程流体力学》是能源与动力方程专业的专业基础课程,通过该课程的学习,学生要掌握流体的基本性质、流体静止时遵循的基本规律、流体运动时遵循的基本规律及流体受到的作用力等内容,并具备运用所学知识分析和解决相关问题的能力,为学习后续课程奠定必要的基础,在人才培养中起着承上启下的关键作用。

《工程流体力学》课程实际教学中存在的问题主要可归纳为以下几个方面:

1.1 课程内容理论性强,比较抽象

《工程流体力学》具有较强的理论性,内容也比较抽象。在学习过程中,对学生的数理基础以及逻辑思维能力等都有较高的要求。该课程应用的主要定律有质量守恒定律、能量守恒定律和动量守恒定律。在各定律的推导过程中,涉及到微积分、线性代数、物理等知识的综合运用,除了需要掌握各种数学公式以外,还需要掌握各自所具有的物理含义。众多知识的综合使得学生理解起来比较困难。

1.2 授课模式相对落后

《工程流体力学》课程包含繁多的公式推导、证明和计算,多年来均采用PPT课件配合板书来完成整门课程的讲解。该方式以教师为主,学生为辅,晦涩的内容加上传统的授课方式,导致学生学习的积极性和主动性不高,进而对课程内容失去兴趣。

1.3 考核方式有待改进

《工程流体力学》课程传统的考核以平时成绩加考试成绩的形式进行,平时成绩一般又由考勤、作业和实验几部分组成。单纯的签到考勤无法完全真实地反映学生的学习情况,作业上交和批改需要时间,学生和任课老师的互动性和时效性比较差,导致任课老师无法全方位地了解学生学习的薄弱环节并及时调整教学方式和教学内容,从而影响学生对知识的理解和掌握。

2 教学改革探索

《工程流体力学》课程的教学改革探索主要集中在以下几个方面:

2.1 教学内容

教学内容的合理设计,有助于学生对相关知识的理解和掌握,有效地提高学生的学习效率。

学生对课程的第一印象的重要性毋庸置疑,因此第一堂课的教学内容的设计至关重要。首先应介绍该课程在专业课程体系中的地位、需要用到的先修知识以及对后续课程的作用;然后介绍课程的发展历史和发展趋势;最后还要介绍课程的主要内容、研究方法和应用领域。通过相关图片、短视频、身边的实例,图文并茂地展示该课程的科学性、前瞻性和趣味性,使学生对学习这门课程充满期待。

在教授课程专业内容的同时,增加相应的课程前沿动态的介绍、高水平科研论文的解读与讨论,以提升学生的学习能力,同时逐步培养学生的科研认知能力和科研素养。

2.2 教学方式

通过引入案例教学、加入互动交流讨论、有效利用网络教学资源等方式,改善当前的教学模式,有效地调动学生的积极性和主动性。

通过对知识点的凝练,选择合适的内容以案例的方式呈现,然后引导学生对案例涉及到的流体力学问题进行提炼与分析,引导学生进行调研并提出相应的解决问题的方法。通过案例学习的全过程,使学生更好地巩固和掌握相关的知识。

在课堂讲授的同时,可以设置一些开放性的、没有固定标准答案的话题,将其有机结合到相应的专业知识中,组织学生进行交流和讨论,加强师生间的互动,有效地营造活跃的课堂氛围,提升课堂教学效果。

长期以来,中国传统的家庭教育一直缺乏科学理论的指导。有些家庭受传统思想的影响,成天抱着“望子成龙”的心态,把孩子视为自己的私有财产,将其看成一个雏形的成人,把自己没有实现的愿望强加在孩子身上,缩短了其幼儿时期。家庭教育也存在很大的盲目性,如盲目投资、盲目施教、盲目要求、盲目攀比等,这些都给幼儿的心理带来过重的压力。

在课堂教学以外,任课教师可以合理利用网络教学资源,广泛收集与课程相关的慕课、短视频等各种网络教学资源,通过学校统一的教学平台发布,学生课后进行自学。通过网络教学资源的共享与课堂授课结合,形成线上线下的混合式教学模式。网络教学资源可以作为课堂教学的有益补充,有利于开阔学生的视野,不断提升自身的学习能力。

2.3 考核方式

课程考核不仅要关注学习结果,更要关注学习过程。除了传统的考勤、作业、实验及期末考试等考核方式以外,可以充分利用学校统一的教学平台(课程中心)进行一系列的教学活动,并把活动结果作为考核指标,加大形成性评价在教学评价中的比例。

网上教学平台可提供的考核方式包括:随堂练习、章节测验、章节作业和模拟考试。所有的网上考核方式都可以在课堂上或者课后进行,活动可以设置时限。活动结束后,网上教学平台会自动生成每个学生的学习报告及全班的统计结果。任课教师可以根据统计结果实时了解学生的学习情况,可以因材施教、重点帮扶学习困难的同学,将问题解决在萌芽阶段。此外,网上教学平台还设置了留言区,学生可以对任课教师进行评价与反馈。任课老师可以根据反馈结果,根据学生学习的薄弱环节有针对性地调整教学方式和教学内容,以期达到良好的教学效果。

2.4 课程思政

课程思政建设要求教师在授课过程中凝练思政主题,融入思政元素,引导学生坚定理想信念,树立正确的世界观、人生观和价值观,将知识传授、能力培养与价值引领三者有机统一起来,提升专业学科的育人成效。

目前,在《工程流体力学》课程的课程思政探索中,初步凝练了以下几个方面的思政主题:

2.4.1 绪论环节的思政教育

绪论环节需要介绍流体力学的发展历史。通过介绍我国古代流体力学方面的应用实例,可以激发学生强烈的民族自豪感,从而潜移默化地培养学生的爱国主义情感。例如,从大禹治水到李冰父子修建的都江堰水利工程,都体现了中华民族的勤劳和智慧。

通过介绍我国现代流体力学方面的科学家不畏艰苦、勇攀高峰的精神和追求卓越、不懈奋斗的光荣历程,可以激发学生“为中华之崛起而读书”的雄心壮志。例如,被誉为“中国航天之父”、“中国导弹之父”的钱学森,冲破重重阻挠、回国效力,在空气动力学等领域作出了卓越的贡献。

可以通过讲述国内外相关科学家及其成就,来激发学生对科学的探索欲,引导和教育学生崇尚科学、追求真理。例如,帕斯卡提出了压强传递原理,牛顿建立了流体内摩擦定律,伯努利、欧拉和拉格朗日拓展了微积分在流体力学理论中的应用,雷诺通过实验为流动阻力的研究奠定了基础,普朗特开创了流体流动的边界层理论。

2.4.2 实践环节的思政教育

《工程流体力学》课程的实验一般分组进行,需要组内学生合作完成。实验过程中,小组成员要合理分工与合作,要求每位学生都能积极参与,有助于团结协作能力的培养。

同时,学生在实验的同时领会科学探究的过程,实验过程要求遵守实验操作规范,准确测量实验参数,真实记录和处理实测数据,有助于培育学生遵纪守法、求真务实、精益求精的工匠精神,培养学生踏实严谨、耐心专注、追求卓越等优秀品质。

在实验教学环节中,引入必要的基础理论知识讲授环节,让学生能够理清思路,更好地完成实验。同时,通过实验验证理论推导的结论,可以让同学们切身体会到“实践是检验真理的唯一标准”的唯物主义认识论。

2.4.3 专业知识点的思政教育

通过进一步梳理课程的教学内容体系,分析提炼课程教学内容中的思政教育资源。在知识传授、能力培养中弘扬社会主义核心价值观,传播积极向上的正能量,从而做到在每一节课堂上,学生在接受专业知识的同时能够全面提高思想道德素质。

量纲分析法可将物理量之间复杂的函数关系式转换成无量纲准则数之间的关系式,反映了物理量之间的内在本质联系。在讲解量纲分析法的过程中,可以渗透“透过现象看本质”的自然辩证法思维。

对黏性流体的运动进行研究时,一般先把流体当作理想流体来进行理论分析,得到理想流体运动方程式,再采用实验方法考虑黏性的影响,对表达式加以补充或修正。这种解决问题的思路渗透着“把具体复杂问题理想化、抽象化”的自然辩证法思维。

2.4.4 课程应用的思政教育

《工程流体力学》课程的应用领域非常广泛,立足于专业学科背景,对课程教学内容进行优化,将理论知识与工程实践应用有机地结合起来,引导学生理解所学基础理论知识的专业背景与实践意义,从而更加有目标性与针对性地学习与探索。这种教学设计将“学以致用”这一理念贯穿课程始终,体现了“理论与实践相结合”的思政内容,使学生逐渐增强专业认同感,为其今后从事相关专业工作打下基础。

2.4.5 任课老师自身的引领示范

教师的个人修养和道德品质时刻影响着学生的成长,在思政教育中显得极其重要。这就要求任课教师自身必须要切实加强思想政治意识,加强德育意识和德育能力建设,树立正确的政治价值观。同时还要有高尚的职业操守和文化素养,有扎实的学识和仁爱之心。在教学过程中,任课教师要以身作则,做学生的引路人,要坚持“教书和育人相统一,言传和身教相统一”,充分发挥榜样的引领和示范作用。

3 结语

《工程流体力学》课程中蕴含着丰富的思想政治教育资源,针对目前《工程流体力学》课程教学中存在的问题,从教学内容、教学方式、课程思政、考核方式等几个方面进行了教学改革探索,以提高课程的教学质量,达到教书育人的目的。

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