航空发动机专业流体力学基础课程思政设计

摘  要：课程思政是完善全员、全程、全方位“三全育人”的重要抓手。文章以航空发动机专业为对象，深入挖掘其在流体力学基础课程中的思政元素，对课程思政内容进行设计，在教学过程中，实施使命教育、快乐教育、学术教育和创新教育，在潜移默化中强化学生的爱国担当理想信念、责任担当意识、科学求真思维，提升学生的创新意识和能力，实现价值引领、知识传授和能力培养的统一。

关键词：航空发动机;流体力学基础;课程思政

中图分类号：G642       文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）22-0176-04

Abstract： The ideological and political education is a key point to improve the "three complete education" of the whole staff， the whole process and all aspects. Focusing on the aeroengine， the ideological and political elements in the course of fundamentals of fluid mechanics are explored， and the contents are designed in this paper. In the process of teaching， mission education， happiness education， academic education and innovation education are carried out. Students' ideal and belief of patriotism， sense of responsibility and scientific truth-seeking thinking are strengthened imperceptibly. Students' innovative consciousness and ability are improved. The unity of value leading function， knowledge teaching and ability training are realized through the practice on ideological and political education in fundamentals of fluid mechanics course.

Keywords： aeroengine; fundamentals of fluid mechanics; ideological and political education in courses

“课程思政”是高校以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，以习近平总书记关于教育工作的重要论述为根本遵循，落实立德树人根本任务的重要举措，是构建德智体美劳全面培养的教育体系和高水平人才培养体系的有效切入，也是完善全员、全程、全方位“三全育人”的重要抓手。如何利用课堂和课程这个主战场和主要载体，提炼课程中蕴含的思政教育元素和潜藏的人生哲理，在教授专业知识的同时，引导学生从理想信念层面进行思考，帮助学生树立正确的人生观、价值观和事业观，这是每一位授课教师都应该深思且践行的[1]。

各高校从不同角度对如何开展思政育人、提升育人质量进行了大量的探索。朱定见[1]在互换性与技术测量课程中搜集正能量的小故事，挖掘、开发课程的育人资源，采用项目式、案例式和问题导向式相互结合的方式进行教学，制订了翻转课堂教案。孙振生等[2]将“理论-实践-创新”三位一体教学方法应用在航空发动机原理课程教学中，根据课程特点和知识体系要求设计教学实践环节，强化学生航空报国理念，提升创新实践能力。闫小康[3]以高等院校工程流体力学课程为例，探讨了教学内容中思政教育素材的分类提炼，思政元素与专业知识之间的有机融合，以及具体的实施方案和措施。黄粉莲等[4]以工程流体力学课程的教学为例，以知识、能力、素质深度融合为目标，从重构教学体系、优化教学内容与教学活动、强化能力素质培养等方面对工程流体力学课程教学进行了思想政治育人改革。许波等[5]通过对工程流体力学课程主要内容的梳理，在传授课程专业知识和实验技能的同时，对教学内容和教学目标的思政元素具体化。孙优善等[6]通过将做人的基本道理、社会主义核心价值观及实现民族复兴的理想和责任巧妙融入课程教学中，提高思政教育的亲和力。廖华英[7]实施了“网络+课堂+实践”的教学模式，但发现学生的创新能力有待加强，指出课程内容的研发要与时俱进，课程内容应与学术科研紧密结合，反映学术界的最新科研成果。目前，对流体力学课程思政的研究大部分是在教学内容中加入相关流体力学发展史、科学家的故事、课程相关技术方面的中国智慧等内容[8-12]，可显著提升学生民族自豪感和家国情怀。然而，文献中对学生创新能力、实践能力培养等方面却鲜有提及。

作为“现代工业皇冠上的明珠”的航空发动机，是衡量一个国家综合科技水平、科技工业基础实力和综合国力的重要标志。流体力学基础课程是航空发动机专业必不可少的核心基础课程，航空发动机内部流动是非常复杂的三维、有粘、非定常的可压流动，涵盖了航空发动机专业的流体力学基础课程的全部内容，因此，以航空发动机为对象的课程思政对提升学生爱国担当、学习兴趣、创新实践能力等各方面具有重要的意义。本文以面向航空发动机专业的流体力学基础课程为例，探索该课程思政教育的内容设计与实践过程。

一、流体力学基础课程介绍

流体力学基础课程是西北工业大学飞行器与动力工程专业航空发动机方向的专业基础课程，在航空宇航推进理论与工程、流体机械与工程、工程热物理、飞行器设计、动力、能源、化工、环境等学科领域有广泛应用。学习和掌握本门课程基本概念、基础知识和基本理论，对于从事飞行器动力工程、航空工程的本科生是必不可少的，是学习叶轮机械原理、航空发动机原理等核心专业课程的必修先行课程，在航空发动机专业人才培养中起着承上启下的关键作用。

流体力学基础课程主要讲授流体的物理属性及流动模型、流体静力学、流体动力学基本方程和基本概念，损失以及管道设计，理想流体多维流动基础、不可压缩流体平面有势流动、粘性流体动力学等内容的基本概念，基本理论，计算方法和实验技能。通过课堂教学、课堂讨论、课后作业等教学环节，期望学生能深刻地理解流体的基本性质和基础知识，掌握简单静止流体基本力学性质，静力学平衡方程和流体内部压强计算方法;深刻理解多维流动的基本概念、基本方程、基础理论知识，理解掌握流体运动所遵守的基本定律：质量守恒、动量守恒、能量守恒;熟练掌握连续方程、动量方程、能量方程的各种形式（定常/非定常、一维、二维、三维）的推导过程及其所代表的物理意义。理解边界层流动的特点及各种厚度的定义和物理意义，掌握边界层流动微分方程和积分方程;掌握平面势流基本解及其叠加原理;熟练掌握一维管道流动特点及其流动损失规律和计算方法。

二、流体力学基础课程思政内容设计

理念践行是“课程思政”的核心，立德树人是“课程思政”的根本，全员育人是“课程思政”的保障。高校践行“课程思政”教育理念，在具体的内容设计上可以从引导学生坚定理想信念、厚植爱国主义情怀、加强品德修养、增长知识见识、培养奋斗精神、增强综合素养六个方面下功夫[13]。

西北工业大学飞行器与动力工程专业的人才培养目标是以国民经济发展和国防建设需求为牵引，以“厚基础、宽口径、重实践、求创新”为原则，充分发挥国防特色的突出优势，教学与科研紧密结合，培养适应社会主义建设需要的德、智、体全面发展的具有坚实的理论基础，宽广的国际化视野，较强的工程实践能力和较宽的专业知识面，并有良好人文素养，能从事航空航天动力系统研发，能源高效利用与开发的研究和工程技术人员。

围绕课程思政所需下功夫的六个方面，结合西北工业大学飞行器与动力工程专业的本科生培养目标，面向航空发动机专业的流体力学基础授课将理论与实践相结合、历史与实际相结合、显性教育与隐性教育相结合、共性与个性相结合，在课程教学中将社会主义核心价值观、政治导向与专业伦理教育贯穿于教学过程中，以学生为中心，形成学生-教师学习共同体良性格局。通过教学团队、教学项目兴趣小组、学习研讨等形式，充分利用网络资源与网络教学模式，落实思政教育，提高学生的思政育人效果。课程思政内容设计主要从以下几个方面展开。

（一）以家国情怀为主题，实施使命教育，坚定学生信仰信念

流体力学广泛应用于机械工程、化学工程、土木工程、生物工程、环境工程、航空航天工程、海洋工程、石油工程、能源工程等领域。航空发动机作为飞机的心脏，其内部的流场很复杂，不仅动/静流场同时存在，同时还伴有多相流、传热、燃烧等现象。基于流体力学的航空发动机预测设计已发挥巨大作用，大大缩短了航空发动机的设计成本和周期。在流体力学基础课程教学中，发挥课堂主渠道地位，围绕学生后续专业课学习及以后科研工作对象——航空发动机展开教学，可有效加深学生对航空发动机现状、关键技术及内部流动的认识，介绍目前我国航空发动机在流体力学方面的成就和研究成果，例如，基于计算流体力学预测航空发动机关键部件——进气道、压气机、涡轮、燃烧室、尾喷管内部复杂流场的动画视频，直观展示各关键部件的流动特征，并介绍目前航空发动机研制的现状，鼓励学生树立航空报国的信念，同时与西工大人传承“西迁精神”和国防军工行业的“西工大现象”相结合，厚植“航空心，中国梦”的爱国主义情怀。

此外，讲述我国航空发动机流体力学领域科学家们的事迹。例如，吴仲华先生为了报效祖国毅然从美国回到家乡，从无到有一手建立起中华人民共和国的航空事业，开设了全国第一个燃气轮机专业。五十年代初，吴仲华先生创立了国际公认的叶轮机械三元流动理论，发表了《轴流、径流和混流式亚声超与超声速叶轮机械中三元流动的普通理论》论文，在国际上被称为“吴氏通用理论”，改变了全世界对叶轮机械复杂内部流动的认识，开辟了航空机械的新篇章，广泛地应用于先进的航空发动机的叶轮机械设计中，英国人以他的理论基础才研发出“斯贝发动机”，美国宇航局（NASA）将他讲学的录像作为专著出版，并作为他们的培训材料。讲述我国湍流理论的奠基人周培源先生的科学报国故事，其提出了两种求解湍流运动的方法，奠定了国际上“湍流模式理论”的基础。通过讲述这些和航空发动机相关的科学家故事，培养学生的民族自豪感，并激发学生的家国情怀。

（二）以责任担当为灵魂，实施快乐教育，推动学生幸福人生

以航空发动机领域工程问题驱动，在教学过程中将航空发动机产生推力的原因与动量定理之间的关联性、压气机为何出现流动分离及如何控制、层流叶片和层流短舱设计与层流/紊流边界层特性关联等融入教学，将研究背景、研究思路融入到课堂教学之中，理论与实践密切结合，使得教学内容与航空发动机紧密相连，激发学生学习航空发动机专业的兴趣、使命和责任。将学生熟悉的与航空飞机相关的事例，如珠海航展绚丽的歼-10B矢量验证机“眼镜蛇机动”表演、运-20大型运输机、ARJ21支线客机和C919大型客机等具有自主知识产权的飞机首飞成功及其相关的流体力学现象融入教学，建立所学流体力学理论、公式与航空发动机的关联性，同时通过课堂理论教学与综合设计相结合的方式，加强思想引导，把培养航空发动机领域拔尖创新人才与强化爱国担当相结合，让学生深刻认识我国发展高性能、强隐身、大机动飞机所需的航空发动机这一“卡脖子”工程的重要性和迫切性，增强投身国家国防建设航空报国的责任感。