融合思政教育的流体力学专题式教学设计与实践

［摘 要］ 将流体力学思政教育专题与知识结构专题相融合，优化专题式教育教学设计与实施，教学目标从单一的知识传授转向价值观引领和综合能力培养；教学设计由教师主导转向以学生为中心；教学内容将科学知识专题与思政教育专题相促进；在教学方法上，思政案例与应用型案例使原理定律讲解深入浅出；评价体系由考查知识点掌握程度转向衡量解决问题的创新和思辨能力。以流体力学专业技能知识为载体，加强大学生思想政治教育，具有强大的说服力和感染力，有助于将课堂主渠道功能发挥最大化，扭转专业课程教学重智轻德现象，守好一段渠、种好责任田，使流体力学教学与思政教育同向同行，协同育人。

［关键词］ 流体力学；思政教育；专题式教学；教学设计；教学实践

［资助项目］ 2021年度山东农业大学教学改革项目“融合思政教育的流体力学专题式教学设计与实践（S2021037）”；2022年度教育部产学合作协同育人项目“信息化时代背景下基于新工科教育理念的流体力学教学改革（220904985233852）”

［作者简介］ 王 萌（1982—），女，山东泰安人，博士，山东农业大学水利土木工程学院副教授，主要从事节能减排技术研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）06-0141-04 ［收稿日期］ 2023-10-31

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出，要用好课堂教学这个主渠道，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应［1］。思政教育融入课程教学既是课程变革的需要，也是增强思政教育有效性的积极探索［2］。专业课教师坚守课堂教学主阵地，全面认识课程思政的重要意义，深刻理解课程思政的价值内涵，系统规划课程思政教育教学设计，对于培养德才兼备全面发展的人才具有重要的意义和价值［3］。

“流体力学”涉及的研究对象及流动现象在日常生活及国民经济各个行业中非常普遍，运动及力学规律应用范围宽广，是许多学科的核心基础课。流体力学研究流体静止、相对静止及运动时的力学规律，分析流体与周围物体的作用力，用以解决工程中各种流动问题。课程主要以理论模型、数值计算和实验分析为研究方法，教学内容与“理论力学”“材料力学”“工程热力学”“传热学”“数学”等课程紧密联系，具有理论严谨、概念抽象、知识体系庞大、方程推导复杂等特点。在课程思政改革趋势的推动下，迫切要求任课教师深入挖掘流体力学专业知识与思政教育内容之间的关联性［3］，优化流体力学教学设计，并在课程实施过程中，将思政教育的相关内容融入课程教学中，通过课程渗透的方式达到思政教育、知识传授和能力培养的目的［4］。

《流体力学》教材，一般都是遵循由浅入深、从理论到实践的原则写成的，章目的顺序通常是《基本概念》《流体静力学》《流体动力学基础》等。这样的编排既符合学生的认知习惯，遵循由简单至复杂，从现象到本质的认知规律，又有利于学生的自学和理解。如果在教学中也跟着教材走，严格按照教材的顺序教，确实存在一定的问题。（1）前后内容存在内在联系必然会导致内容的重复和冗余，教师仅讲授知识点的时间就很局促，更不要提融入思政教育了。（2）应用的范围广、知识点繁杂，学生反映教学内容多而杂乱，学习难度大。（3）课程教学重智育、轻德育［2］，在知识传承过程中逐渐淡忘了知识本身蕴含的价值追求，有时甚至起到相反的作用。

流体力学涉及领域广泛，具有丰富的思政素材和德育资源。将流体力学思政案例归纳起来可以概括为：求真的科学精神、博大的爱国主义情怀、深厚的文化底蕴、科学的唯物主义世界观以及思辨的创新能力。由此可见，思政教育案例具有鲜明的专题性，这恰恰与流体力学知识体系结构的专题性不谋而合。在不断完善教育教学设计和实施的过程中，课题组教师逐渐摸索出专题式的流体力学教学模式，可以有效缓解教育教学中存在的各种问题。

本文在对流体力学进行专题式教学改革的基础上，总结提炼流体力学思政教育专题，将知识专题与思政专题有机结合，优化融合思政教育的流体力学专题式教学设计，并建立融合后的专题式教学实施效果评价体系。旨在进行流体力学教学体系改革，开发流体力学思政案例专题，融合思政专题与知识专题，构建完整的思政教育融合的流体力学专题教学设计和评价体系，探索自然科学专业课程思政改革的新模式［5］。

一、流体力学专题式教学设计

根据流体力学的知识特点和教学内容之间的关系，归纳整合为五大专题：流体静力学、流体动力学、典型流动应用、流体力学实验和流体力学数值计算。加强知识的对比与联系，并在专题式教学过程中注重引导与启发相结合，理论基础与专业应用相结合，理论建模、数值模拟与实验分析相结合，充分调动学生的积极性和创造力，培养严谨的科学研究素养，帮助他们转变学习观念，从怕学到乐学、从被动学到主动学［6］。

（一）专题式教学内容设计

分析各章的内容和联系，流体力学的认识过程主要是从静到动，从一元到三元，从理想到黏性，从不可压缩到可压缩，从无旋到有旋。因此将流体力学的知识体系归纳总结为五大专题：流体静力学、流体动力学、典型流动应用、流体力学实验和流体力学数值计算（表1）。

（二）专题式教学方法设计

1.引导与启发相结合。学生学习的积极性和能动性要靠教师的指导和激励。专题式教学对经典教材的知识点进行了总结，更应对知识的重点、难点、疑点、易错点加以明确的指导，强调预习、复习与定期总结的提炼。

课堂研讨也是一种重要的教学形式，它是学与思、学与论的融合［7］。在课堂研讨中，教师引导学生思考，激发学生的思维活力、训练其思辨能力［8］。比如：在管路流动和水力计算的方法与类型这一内容中，可以设置管路流量如何获取、管径如何确定、管网总阻抗如何计算、水泵的扬程如何确定等一系列问题让学生讨论。

2.理论基础与专业应用相结合。对于工科专业而言，流体力学的目的是解决工程中的各种流动问题，理论基础最终要应用于各个专业领域中去。因而在专题内容设计时，在流体静力学、动力学理论基础之后安排一大专题——典型流动应用，将工程中常见的流动现象归纳总结在一起，设计例题应与专业中的计算紧密联系起来，便于学生掌握理论的应用方向。

工程中对复杂环状管网的水力计算一般使用计算机软件，在流动应用这一专题中，讲解环网计算基础之后，可指导学生利用VB、Matlab等软件编制程序，对简单环网进行平差计算。在编制程序的过程中巩固了水力计算的方法和原理，也拓宽了学生视野，提高了其解决工程问题的能力。

3.理论建模、数值分析与实验模拟相结合。流体力学的研究方法理论建模、数值分析和实验模拟相辅相成。理论建模是基础依据，数值分析是求解手段，实验模拟是检验标准，三者结合是解决流动问题较完善和全面的方法。专题教学内容也体现了三种研究方法的重要性。在教学中可以结合学生的数学和计算机基础，讲解离散流场、建立差分方程的方法，介绍Fluent、Ansys、Comsol等软件的使用方法，辅导学生编制程序求解，将流场计算以可视化的形式展现出来，提高学生数学建模和求解的能力。

流体力学实验这一专题则体现了实验的重要意义。实验教学是课堂教学有效的辅助手段，可以大幅提高理论教学效果。比如：能量方程实验，管道不同部位的测压管液面高度直观地显示出管道总水头线与测压管水头线的变化趋势。通过系统介绍相似原理、因次分析法的实验研究方法，结合管道的沿程水头损失hf的影响因子（如管径d，管长l，绝对粗糙度K，运动黏度v，流速u），可以引导学生设计沿程阻力损失实验，探索沿程水头损失的表达形式hf =f （d，l，k，v，u）。将实验模拟与流动应用这一专题中的理论知识结合在一起，可使学生掌握科学研究较为完善的方法体系。

二、融合思政教育的专题式教学设计

（一）思政教育专题设计

根据流体力学发展史中的著名人物、古代发明、经典理论、研究方法和现代科技应用，深入挖掘典型思政案例，并优化提炼案例背后的思政教育内涵，归纳概括为五个思政专题：求真的科学精神、博大的爱国主义情怀、深厚的文化底蕴、科学唯物主义观以及思辨的创新能力（表2），建立起流体力学思政教育案例库。

（二）优化融合思政教育的专题教学设计

将思政教育专题融入知识专题教学中，将隐性的思政教育显性化，突出课程思政的本质［9］。同时思政案例丰富了知识专题的教学内容和教学方法，二者融合互补，达到知识传递、能力提升和价值导向的协同效应［10-11］。

在讲授流体静力学专题中的流体平衡微分方程时，可以介绍莱昂哈德·欧拉在数学和力学方面的成就，对待科学研究孜孜不倦的求真精神和坚强不屈的意志品质。也可以在讲授曲面所受流体静压力时，引入阿基米德原理的诞生过程，使学生站在科学高度上重新看待耳熟能详的故事。在流体动力学专题中介绍我国著名的流体力学家为了国家科学事业奉献一切的爱国主义精神，引导学生怀着崇敬之心学习相关理论，在学生心里播撒下爱国主义的种子。在典型流动应用专题中，引入我国古代水力机械发明和水利工程案例，让学生了解流体力学在我国有着源远流长的应用历史，培养学生的文化自信和民族自豪感，树立为中华民族伟大复兴而奋斗的志向。在流体力学实验原理专题中，通过介绍虎门大桥的涡振现象、球类比赛的香蕉球等现象，引导学生用流体力学原理分析这些看似奇特但蕴含科学道理的自然现象，形成科学的马克思主义世界观，并利用模型实验中的模型律设计实验，分析流体力学工程中的科学原理。在流体力学数值模拟专题中，介绍我国大国工程中“蛟龙”号下潜时的应力状态、“辽宁”号保持稳定的力学原理等，培养学生思辨的创新能力，激发他们树立为祖国强盛而奋斗的远大理想。

三、融合思政教育的专题式教学实施与评价

流体力学教学过程评价和学习效果评价利用智能化教学系统实施。课程组在智慧树网站上开设了流体力学翻转课堂，共享思政案例、教学课件、参考书目等教学资源，发布思政专题和理论专题论题，吸引学生参与思考和讨论。利用智慧树平台统计课堂出勤、学生参与度、作业完成度、课程资源丰富度，全面掌握教师课堂教学情况和课程维护管理程度。学生学习效果综合课堂笔记、平时作业、实验设计与总结、数值计算案例和考试成绩进行评价，将学习效果评价从考查知识点掌握程度转变为衡量解决问题的创新能力和思辨能力。

结语

融合思政教育的流体力学专题式教学是经过多年一线教学不断总结和提炼出来的方法，逐步在教学中加以实施。摆脱对教材的依赖，抓住知识的内在联系与之在知识体系中的地位，探索流体力学知识专题与思政教育专题的契合点，通过多种教学手段丰富教学方法，充分调动学生的积极性和主动性，把他们变为教学的主体，既是培养学生的目标，也是教学相长的有力保障。

参考文献

［1］习近平在全国高校思想政治工作会议上强调 把思想政治工作贯穿教育教学全过程 开创我国高等教育事业发展新局面［N］.人民日报，2016-12-09（1）.

［2］高德毅，宗爱东.从思政课程到课程思政：从战略高度构建高校思想政治教育课程体系［J］.中国高等教育，2017（1）：43-46.

［3］邱伟光.课程思政的价值意蕴与生成路径［J］.思想理论教育，2017（7）：10-14.

［4］王学俭，石岩.新时代课程思政的内涵、特点、难点及应对策略［J］.新疆师范大学学报（哲学社会科学版），2020，41（2）：50-58.

［5］谭晓爽.课程思政的价值内涵与实践路径探析［J］.思想政治工作研究，2018（4）：44-45.

［6］陆道坤.课程思政推行中若干核心问题及解决思路：基于专业课程思政的探讨［J］.思想理论教育，2018（3）：64-69.