工科專業課程思政建設的研究與探索——以《工程熱力學》課程為例

戚素素，董敏，張艷秋，林平

工科專業課程思政建設的研究與探索——以《工程熱力學》課程為例

戚素素，董敏，張艷秋，林平

（山東華宇工學院，山東 德州 253000）

工科專業課程因其較強的專業性和理論性，在課程思政建設方面有很大難度。文章以《工程熱力學》課程為例，對工科專業課程思政建設進行了研究與探索。《工程熱力學》是一門研究熱能與其他形式能量之間的轉換規律及其工程應用的科學。文章分析了在《工程熱力學》課程中開展思政教育的必要性和教學目標，并研究了《工程熱力學》課程思政建設思路及實施方案，以“熱力學第二定律”為具體案例，闡述了其中挖掘出的思政元素，使思政教育寓于專業知識傳授之中。

工程熱力學；課程思政；案例

引言

在新時代背景下，國家對專業人才培養和教學提出了更高的要求。習近平總書記在關于高校思想政治工作的論述中指出，所有課堂都有育人功能，各門課程都要守好一段渠、種好責任田，將各類課程與思想政治理論課程同向同行，形成協同效應。通過專業課程教學育人不僅要實現專業層面的技術能力要求，同時更要注重思政方面的非技術能力的培養[1]。在工科課程教授過程中，如何在傳授專業知識的同時，將思政教育滲透其中，是值得我們深思的問題。本文將以《工程熱力學》為例，對工科課程思政建設進行研究與探索。

1 《工程熱力學》課程簡介

《工程熱力學》是一門研究熱能與其他形式能量之間的轉換規律及其工程應用的科學。通過本課程的學習，使學生掌握分析和求解熱能有效利用以及熱能與其他能量的轉換規律，并能正確運用這些規律進行熱工過程和熱力循環分析，為學生畢業后解決生產實際問題和參加科學研究工作打下一定的理論基礎。并使學生樹立社會主義核心價值觀，培養學生創新思維能力和實踐能力，引導學生正確做人和做事，讓學生成為德才兼備、全面發展的人才。

2 《工程熱力學》課程思政的必要性

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議中發言并強調，高校思想政治工作關系高校培養什么樣的人、如何培養人以及為誰培養人這個根本問題。要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面[2]。

《工程熱力學》課程是在學生修完大學物理、高等數學等公共基礎課之后，在大二進行學習的一門專業基礎課程。在學習工程熱力學之前，學生對于煤炭、石油、天然氣等傳統能源以及風能、太陽能等新能源的轉換和利用，以及動力設備的工作原理等是缺乏認知的。通過專業基礎知識教學和思政教育相結合，使學生不僅可以掌握所學的專業知識，還可以用專業知識理性引領自己的世界觀、人生觀、價值觀，更有利于培養全面發展的社會主義事業接班人。

3 《工程熱力學》課程思政教學目標

通過本課程的學習，需要達成的知識、能力和思政目標如下。

3.1 知識目標

掌握工程熱力學的基本概念，能源轉換基本規律，即掌握理想氣體的定義、性質、狀態參數、狀態方程等；熱力學第一定律和第二定律，包括了定律的定性和定量表達及有關應用等；質量守恒方程、能量守恒方程和熵守恒方程等，這是熱工分析計算的基礎；定溫、定壓、定容和絕熱等四個基本熱力過程，包括過程的特點、過程中狀態參數的變化、熱量和功量（機械功）的轉化情況等；以及氣體的流動壓縮、水蒸氣及其熱力過程、濕空氣及空調過程、動力循環和制冷循環等知識。學會從能源及其轉換效率基本定律出發，建立能源轉換及熱能系統設計的基本思維方式，形成能源－工質－效率的基本知識結構。

3.2 能力目標

從應用的角度選擇能源轉換最合適的循環方式，將工程熱力學的知識用于解決能源轉換的工程問題；培養解決復雜工程問題的能力；掌握最基本的能源轉換系統的設計理念，針對具體問題提出有效的解決方案；在能源應用學科中培養創新意識，提高分析、發現、研究和解決問題的能力。

3.3 思政目標

建立能源－工質－系統－環境一體的觀念，通過課程中的分析討論辯論培養分析溝通交流素質，建立提高能源轉換效率的思維模式，提升理解能源管理與利用的基本素質。以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，通過課外閱讀與學習的模式，提升自主學習和終身學習的意識，形成不斷學習和適應發展素質。

4 《工程熱力學》課程思政建設思路

結合《工程熱力學》的課程特點，在該課程中融入課程思政元素，如，水蒸氣定壓加熱內容可讓學生知道要想成為有能力的人必須首先吸收知識，知識改變命運等；熵增原理其內容是孤立系統的熵只能增大（不可逆過程）或不變（可逆過程），絕不可能減小，可將社會秩序與這部分知識相聯系；熱力學第二定律是關于方向性問題，可引導學生增強珍惜時間意識，樹立生態環境保護觀念，在學習、工作過程中找對方向，努力奮斗等[3]。

為了更好地達成課程教學大綱所設定的思想政治教學目標，對照不同知識點，挖掘思想政治教育的切入點，上課時有的放矢地進行課程思想政治教育，更好地培養學生的分析能力，在講授理論知識的同時，在課上增加討論環節。同時在學習階段，安排團隊協作的機會，讓學生了解一項工程的完成需要通過各工作組協力合作來實現，提升學生團隊協作能力。通過合適的考核方式，對教學及思想政治教育的效果進行檢驗。考核由過程考核和期末考試兩部分組成，將課程思政納入考核體系中，對學生進行綜合評定。期末考試中，客觀題更多是以分析工程實際問題的形式考查學生對理論知識的掌握以及對工程實施的道德判斷[4]。

5 《工程熱力學》課程思政實施方案

5.1 師資隊伍建設

為保證該課程思政建設順利進行，我們整合了山東華宇工學院能源與建筑工程學院現有教師資源，將擁有《工程熱力學》授課經驗且有課程思政建設思路的老師納入團隊，組成《工程熱力學》課程思政建設團隊，在前期，通過校內調研和師生座談會等形式，深入領會了進行課程思政建設的重要性，分別了解了本學院建筑環境與能源應用工程、能源與動力工程、新能源科學與工程三個專業學生對于該課程的學習難點，并針對調研情況積極進行學術交流，討論了激發學生學習興趣的方法與思路。

5.2 提煉思政元素

針對調研實際情況，組織課程團隊進行集體研討，挖掘出各個重點章節中蘊含的思政元素，并對其進行梳理提煉，寓價值觀引導于知識傳授之中。

5.3 修訂教學大綱

在本課程原教學大綱基礎上，將集體研討挖掘出的思政元素融入教學大綱中，對其進行修訂，將“思政教育”與“專業教育”進行有機融合，將思政目標納入教學目標中。

5.4 完善教學課件

依據新的教學大綱，針對調研時學生反映老師教學課件太過簡陋、文字太多容易造成視覺疲勞、公式推導過程理論性太強不好理解等問題，進行教學課件的完善，除將思政元素融入其中之外，換用更加時尚簡約的課件模板，并將教學課件文字部分進行整合，減少大段文字表述，加入更加生動形象的圖片，并引入實際工程問題，輔助學生對理論性較強的知識點進行理解，打造一份生動有趣的教學課件。

5.5 教學方法改革

因本課程理論性較強，且作為今后學生考研的專業課程之一，為加強學生對理論知識的理解，加強學生應對考試的能力，目前該課程教學方法還是以講授法和練習法為主，沒有脫離“以教師為本”的藩籬。在本次課程思政建設中，加入案例教學法及小組討論法等多種現代教學方法，增強學生對實際工程中能量轉換以及提高能源利用效率的能力。并在課堂中加強教師與學生的溝通交流，深入貫徹“以學生為本”的教學理念。

5.6 在線課程建設

目前本課程自開課至今，歷任授課教師所用在線教學平臺包括“學堂在線”“智慧樹”以及“超星學習通”。根據應用型本科院校的人才培養要求，結合我校的實際情況，擬將以上三個平臺中的教學資源進行整合，建設一門合格的在線課程，并將課程思政融合于在線課程中。

5.7 考核方式改革

本課程目前的考核方式以期末考試成績為主，期末考試占比70%，平時成績占比30%，平時成績中包括考勤、平時作業、課內實驗、課堂表現及階段性測試。平時作業和階段性測試也是對教材理論知識的考核，并沒有體現課程思政元素。本次課程思政建設特對考核方式進行了改革，期末考試成績仍占比70%，但將思政元素加入考試題目中，此外將“探索課程中所蘊含的思政元素”作為平時作業的內容納入平時成績考核，讓學生加入課程思政建設中。

6 《工程熱力學》課程思政案例

以下將以“熱力學第二定律”為例，深入挖掘其中蘊含的思政元素，使專業課程與思政教育有機融合，形成協同效應，從而達到思政育人的目的。

6.1 時間不可倒流

“熱力學第二定律”中提到“自發過程都是具有方向性的，不可逆的”，在此可引入“逝者如斯夫，不舍晝夜”“少而不學，老而無識”等古典文學，提醒學生時間不可倒流，要珍惜時間，把握機會。

6.2 樹立環保觀念

通過對臭氧層空洞發展史（見表1）的講述，啟發學生樹立環保意識，使學生意識到環境破壞同樣是不可逆的，加深學生對“熱力學第二定律”中“自發過程都是具有方向性的，不可逆的”的理解。

表1 臭氧層空洞發展史

時間節點重要事件 1984年英國科學家首次發現南極上空出現臭氧洞（如圖1）。 1987年國際社會達成《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》 1995年聯合國大會通過決議，每年的9月16日定為“國際保護臭氧層日” 2014年世界氣象組織發布《2014年臭氧層消耗科學評估報告》

圖1 南極上空臭氧層空洞

《2014年臭氧層消耗科學評估報告》指出，如果能夠全面遵循《蒙特利爾議定書》，中緯度地區和北極上空的臭氧層有望在21世紀中葉以前恢復到1980年的基準水平（臭氧層出現嚴重消耗之前的水平），南極部分地區有望在晚些時候恢復到這一水平。

6.3 名人勵志故事

克勞修斯從青年時代起，就對熱力學產生了濃厚興趣，并決定對其加以研究。有了明確目標，克勞修斯學習異常勤奮。最終，克勞修斯用了近10年時間在學校里埋頭苦讀。有志者事竟成，1850年，克勞修斯提出了熱力學第二定律：“不可能將熱從低溫物體傳至高溫物體而不引起其他變化。”通過講述克勞修斯的勵志故事，可以使學生明白，興趣是最好的老師，只有對一個領域滿懷熱情，并為之努力奮斗，才有可能取得成就。

開爾文，10歲時就進格拉斯哥大學預科學習， 1846年受聘為格拉斯哥大學自然哲學教授，并在熱力學、電磁學、流體力學、光學、地球物理、數學、工程應用等諸多領域取得了巨大成就。其中，在熱力學領域提出了熱力學第二定律：“不可能從單一熱源取熱，并使之完全轉變為有用功而不產生其他影響。”1896年在格拉斯哥大學慶祝他50周年教授生涯大會上，他說：“有兩個字最能代表我50年內在科學研究上的奮斗，就是‘失敗’兩字。”這足以說明他的謙虛品德。通過講述開爾文的勵志故事，可以啟發學生失敗是成功的先導，失敗是成功的基礎，要不怕失敗，善于從失敗中吸取教訓，最后才能取得成功。

綜上所述，熱力學第二定律規定了能量轉換過程中的方向、條件和限度問題，從中我們可以得知：時間不可能倒流，如果時間逆向，所有我們已知的高級生命都將不復存在。同時生態環境遭到了破壞，要想恢復到原來的狀態，也要付出

相應的代價，所以我們要把生態環境保護擺在突出位置。此外，我們在學習、工作過程中也要先設定好目標，找對方向，努力奮斗，實現人生目標。

7 總結

《工程熱力學》作為工科專業一門重要的專業基礎課程，具有理論性較強的特點，為貫徹落實“以學生為主體”教學理念與“課程思政”國家政策，本文從課程思政教學目標、課程思政建設思路、課程思政實施方案三個方面進行了研究與探索，并以“熱力學第二定律”為案例，分析了其中蘊含的思政元素。本文研究結果可為工科其他專業課程的教學提供參考。

[1] 張偉,胡柏松,王德武,等.工程熱力學課程思政教學設計[J].廣州化工,2020,48(13):161-162+173.

[2] 秦華.習近平在全國高校思想政治工作會議上強調:把思想政治工作貫穿教育教學全過程開創我國高等教育事業發展新局面[N].人民日報,2016-12-09.

[3] 史玉鳳,郭彥,張保生.《工程熱力學》課程思政教育的設計與實踐[J].教育現代化,2018,5(40):290-291.

[4] 劉高潔.工程熱力學課程中開展思政教育的探討[J].教育教學論壇, 2019(21):31-32.

Research and Exploration on Ideological and Political Construction of Engineering Courses— Takingas an Example

QI Susu, DONG Min, ZHANG Yanqiu, LIN Ping

( Shandong Huayu University of Technology, Shandong Dezhou 253000 )

The course of engineering specialty is very difficult in ideological and political construction because of its strong specialty and theory. This paper takes the course ofas an example to study and explore the ideological and political construction of engineering specialty.is a study of heat and other forms of energy conversion between the law and its engineering applications. This paper analyzes the necessity and teaching goal of ideological and political education in the course of, and studies the thought and implementation scheme of ideological and political construction in the course of, taking "second law of thermodynamics" as a concrete case, this paper expounds the elements of ideological and political education excavated from it, which makes ideological and political education reside in the teaching of professional knowledge.

Engineering thermodynamics; Course ideology and politics; The case

A

1671-7988(2021)22-179-04

G641.0

A

1671-7988(2021)22-179-04

CLC NO.: G641.0

戚素素（1994—），女，助教，就職于山東華宇工學院，研究方向：制冷、暖通、能源等。

山東華宇工學院首批校級課程思政課建設項目——《工程熱力學》課程思政建設項目（2020-28）；山東華宇工學院2021年度教學改革研究項目——“以學生為中心”的《工程熱力學》課堂教學改革（2021JG22）。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.022.046