深化工科專業基礎課程的思政教育研究
——以加工過程傳輸原理課程為例

楊貴榮，李亞敏

（蘭州理工大學 材料科學與工程學院，甘肅 蘭州 730050）

從古至今，“國之亂臣，家之敗子，才有余而德不足也，以至于顛覆者多矣”。關于“德”與“才”的關系，坊間有“有德有才是正品，有德無才是次品，無德無才是廢品，有才無德是危險品”的說法，可見德之于成才的重要性。“培養什么人，是教育的首要問題”“堅持把立德樹人作為根本任務”，這是2018 年習近平總書記在全國教育大會上強調的。思想政治理論課是思想政治教育的根本，在培養什么人和立德樹人的核心問題上起決定性作用，目前高等教育體系中思想政治理論教育與專業教育是分離的，這就使得思想政治教育相較于現代大學生的成長與發展缺乏針對性和親和力。2019年8 月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發《關于深化新時代學校思想政治理論課改革創新的若干意見》，這就要求高校思想政治教育的課程體系進行改革，習總書記在全國高校思想政治工作會議上強調“要用好課堂教學這個主渠道，思想政治理論課要堅持在改進中加強，提升思想政治教育親和力和針對性，滿足學生成長發展需求和期待，其他各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應。”即高校每一位教師都有思政教育的責任，同樣每門課程也都負有思政教育的責任，這就需要高校教師能夠將專業知識傳授、能力培養與價值觀教育有機地結合起來，達到真正地教書育人，形成具有針對性和親和力適應大學生成長和發展的思想政治教育體系，這就是課程思政教學，那么每門課程的思政教育元素需要教師去發掘，最終形成專業理論學習與思想政治理論學習同向同行，形成良好的相互協同并促進的效應。這里以材料成型及控制工程專業的專業基礎課程——加工過程傳輸原理為例來進行課程思政親和力和針對性的探討。

一、課程思政教育的重要性

（一）思想政治教育的重要性

“才者，德之資也；德者，才之帥也。”，這是習總書記在北京大學師生座談會上引用的司馬光《資治通鑒·周紀一》中的句子，用以強調德才兼備以德為先的重要性，說明人才培養是育人與育才相統一的過程，而育人是本。人無德不立，育人的根本在于立德，這也是對高校培養社會主義建設者和接班人提出的新要求。即有德與否是評價是否成才的首要因素，如汪精衛可謂文采出眾、能力超群，由于背叛了祖國和人民，被永遠釘在了歷史的恥辱柱上，可見品德不佳的人，能力越強離成才之路就越遠。古有大才者“先天下之憂而憂，后天下之樂而樂”，今有英才“胸懷祖國，心系人民”。周恩來少年時代就立志“為中華之崛起而讀書”，革命志士林覺民一生都在為“老吾老以及人之老，幼吾幼以及人之幼”而奮斗。“德若木之根，才若木之枝”“求木之長者，必固其根本”。人之德行猶如樹根，是根本，才能如同枝葉，根深方可葉茂，本固才能枝榮。一個人只有擁有高尚的德行，再配上過硬的本領，才能夠造福社會，成就事業。否則，人無佳德，其才就如無本之木，沒有根基，難以豐茂。當然，根也離不開枝葉，德不能沒有才相助，必須“德有才以輔之，才有德以主之”，德與才相互依存、相得益彰，有才能又有品德，才德兼具，是為最佳。高校對人才的培養同樣只有尊重“德才兼備、以德為先”的規律，才能為中國特色社主義培養更多優秀的建設者和接班人。“德，國家之基也”，只有德才兼備之人，方可大有作為。因此，高校對于人才的培養應該是育人與育才合為統一的一個過程，即“立德樹人”，以樹人為核心，以立德為根本。

（二）思想政治教育的現狀

目前大學教育中的思想政治教育的理論課程包括中國近現代史綱要、馬克思主義基本原理、毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論、思想道德修養和法律基礎必修課程及形勢與政策、大學生心理調適與發展、中國近代民主發展述評、當代世界經濟與政治、馬克思主義宗教觀概》等選修課程。調查報告顯示：大學生對目前思想政治理論課的總體評價只有65.39%（有效調查問卷數）的學生持滿意態度，對其教學效果持肯定意見的為65.22%，43.42%的學生認為參加思政理論課程的學習主要是學分的需要，課程學習中僅有51.32%的學生是能夠認真學習并積極參與互動，當問及思政理論課程的重要性時僅有42.60%的學生認為該課程非常重要。問卷反饋“課程內容脫離現實枯燥空洞”和“課程內容缺乏大學生身心發展的針對性”是導致其滿意度不高的主要因素，究其根本原因是課程的親和力與針對性不夠導致大學生對課程內容的認同感和學習積極性降低，進一步研究發現課程體系及其內容的科學性、針對性、真實性相較于大學生的身心發展需求存在差異，思想政治教育與專業教育分離，思想政治理論與學生生活或將要從事的職業脫節，無法引起學生共鳴，也就無法激起學生的學習興趣，即思想政治理論課程體系和內容對于提升大學生對該課程的滿意度及其針對性和親和力具有根本影響，如何使其更具有針對性與親和力是目前思想政治教育急需解決的問題。

（三）課程思政教育的意義

課程的學習效果取決于課程的體系、內容及其實施三個要素，體系決定了內容，進而決定學習者學習后獲得的知識、能力與素質結構，即課程體系是基礎。針對培養目標的、科學的、富有說服力的、真實客觀的內容才能支撐具有親和力、吸引力和針對性的思想政治理論課程體系。大學學習具有不同的專業，即不同專業人才培養目標具有多樣性，歸根到底這屬于專業本領，但具有強烈的國家責任和社會擔當是不同專業人才所共需的德育目標，如愛國主義精神和對國家、人類、社會負責的精神；堅定的科學追求、高雅的文化修為；國際視野、國際社會適應能力；自我發展與創新能力、精神健康與職業道德操守等。每個學科具有其自身學術內涵，它的發展、進步也遵循自然科學或社會科學的規律，是人類對其不斷深入研究而取得的成果，那么在它的發展、實踐與進步中無不包含著豐富的哲理、家國情懷與人文素養，這些是大學生在學習專業知識過程中必然接觸的，對其具有專業針對性與親和力，在學習過程中可以達到潛移默化、潤物細無聲的效果，因此專業基礎課程與專業課程是強大的思想政治教育陣地，既實現專業理論教育與思想政治教育同頻共振，又達到了育人與育才相統一。

二、加工過程傳輸原理課程思政教育探索

（一）加工過程傳輸原理課程思政教育目標

加工過程傳輸原理是材料成型及控制工程專業的一門核心的專業基礎課程，運用高等數學、物理、工程力學等為基礎分析材料成型過程中涉及的熔體流動即流體力學、熔煉/充型及冷卻過程中的熱量傳輸與質量傳輸問題，用以分析材料成形過程中的熔體流動、加熱/冷卻、濃度分布與傳質，進而分析其成型工藝是否合理以及提出改進工藝，提高工藝出品率及零件成形質量。加工過程傳輸原理課程思政的主要任務是：（1）培養學生運用辯證唯物主義觀點和科學方法論來學習和分析實際工程中遇到的問題；（2）培養學生以實際工程為基礎的思維理念、設計能力與解決問題能力；（3）培養學生在分析與解決問題時具有創新思維和國際視野，這就要求學生自我創新與終身學習能力的培養；（4）培養學生在解決工程問題時應具有良好的職業道德和操守，如團隊合作、敢于擔當、有效溝通交流、工程對可持續發展的影響、工程對社會環境/健康/安全/法律/文化的影響及責任。讓學生在學習專業基礎課程中潛移默化地得到了思想政治教育，即將課程教學與思政教育互相滲透，將思政教育融合進專業基礎知識的學習過程中，讓學生在學習專業知識的同時樹立起正確的價值觀、人生觀與世界觀，培育學生成為有理想、有本領、有擔當的“三有”人才。

（二）加工過程傳輸原理課程思政教育內容

加工過程傳輸原理課程教學中為了達到專業基礎知識與思想政治教育融為一體的目的，具體包括以下幾個方面的教學內容。

首先，立足專業基礎知識的學習，傳輸原理課程涉及三個方面的內容即動量傳輸、熱量傳輸與質量傳輸，在強化牛頓黏性定律、連續性方程、歐拉方程與N-S 方程、伯努利方程、邊界層理論、傅里葉導熱定律、對流換熱方程、輻射換熱斯蒂芬玻爾茲曼定律、基爾霍夫定律、菲克定律等基本理論學習的過程中貫穿辯證唯物主義的觀點，即流體/熔體的運動以及流動過程中的能量轉化、熱量的傳輸及物質質量的分布與傳輸均具有其自身的規律，人類在生產生活中不斷地發現、認識、掌握其規律，隨著社會進步的需求，人類對其規律的探究也隨之深入，那么在教學過程中也應遵循流體力學、傳熱學與傳質學的科學思維與科學發展的規律。

其次，在教學過程中充分利用數學、物理、工程力學等學科知識來理解動量傳輸、熱量傳輸與質量傳輸的過程、規律與原理，結合工程問題如傳熱過程中多層平壁的熱量傳輸需要采用迭代計算分析方法即試錯與數值計算分析相結合，用以引導學生試錯也是事物發展或問題解決過程中必不可少的過程，逐漸形成抗挫及愈挫愈勇、不灰心、不服輸的精神和品質；問題的解析或分析方法有多種，鼓勵學生在分析工程問題時善于思考、勇于創新，如用量綱分析法來解析流體運動過程中的動能損失，在實際工程問題中可能會遇到熱量傳輸或質量傳輸同時發生的問題，鼓勵學生從方法論與能量轉變的角度來綜合分析能量的轉變；強化工程理念，在分析解決工程問題的同時引導學生從多角度來分析如成本與社會效益等。

再次，在教學過程中充分強化科學思維、科學研究方法、工程理念與社會、職業道德、自主學習、管理及環境與可持續發展的結合，采用分組合作的方式解決相對復雜的工程問題，每組內成員自行完成分工與合作，實施過程中自行產生大家公認的“意識”組長，組長要統籌安排整個進程與分工，還要協調每個分工任務之間的協調，每個成員各有任務分工，即每人要負責一個模塊，最終綜合來解決問題，在解決相對復雜工程問題的過程中需要的專業知識更加廣泛，這就需要學生自主學習，還要及時有效地溝通交流，對于整個工程的設計還需要考慮其社會效益、是否綠色環保、是否存在安全隱患、對整體工程的可持續發展的影響如何，該設計目前處于什么水平，國內領先還是國際先進等。

三、思政教育之潤物細無聲

在教學實施中主要采用引導式、啟發式、案例式、情景式、專業名人故事會、討論式以及項目制方法來達到一種理論與思政水乳交融又相互促進的教育模式，使各種教學方法在整個教學實施過程中有機結合，課程教育實施框圖如圖1 所示，通過工程中的實際場景來引導學生分析場景過程中涉及的知識點并引出問題，涉及理論知識的專業名人故事會線下完成后線上分享以達到激發學生學習興趣與熱情的目的。而后為課堂教學過程。課堂教學中可通過已知相關知識引導或啟發學生自然過渡到學習理論或知識，實際工程案例可在強化理論知識的同時增加責任擔當/職業規范/法律意識/社會責任感等，如事故案例分析；項目實施強調綜合理論知識的運用，這里不僅僅是本課程的理論知識，還包括以前學習過的理論知識或未學習過的理論或應用型技術；課堂討論不僅深化理論知識的掌握，還可以培養學生的創新思維/自信心/勇于探索的精神。現以加工過程傳輸原理課程的專業名人故事會和項目制教學為例來進行分析課程思政教育的實施。

圖1 加工過程傳輸原理理論教育與思政教育融合實施框圖

專業名人故事會的實施包括課下與課上結合以課下為主的方式進行，比如在學習動量傳輸即流體力學之前先布置查閱有關流體靜力學名人阿基米德、理論流體力學創始人伯努利的名人傳記資料，然后進行小組分享的課下作業，在課上教學時利用3～5 min 時間抽查小組進行全班分享，使學生在查閱資料的過程中全面了解流體靜力學的相關內容，并對流體動力學產生疑問和興趣，在課堂分享時使學生對這些科學家追求自然科學真理、為國為民的趣事加深印象，如在第二次布匿戰爭時期，羅馬大軍圍攻阿基米德的家鄉敘拉古，阿基米德獻出自己的一切聰明才智為國家效勞，傳說他自制起重機抓起敵人的船只摔得粉碎，發明投射機向敵人射出大石、火球，利用巨大的火鏡反射日光去焚毀敵人的船只等，他竭盡全力給敵人以沉重的打擊，最終因糧食耗盡和奸細的出賣而不幸死在羅馬士兵之手，使得學生在查閱資料分享故事的過程中對于“在特定的時代人類對社會進步和發展的貢獻是不同的，但家國天下的情懷是一致的”在不知不覺中接受并內化。在學習伯努利方程時可分享伯努利對自然科學探究的事例，如伯努利先后就讀于尼塞爾大學、斯特拉斯堡大學和海德堡大學，學習邏輯、哲學、醫學和數學，在流體力學、氣體動力學、微分方程和概率論等方面都有重大貢獻，激發學生學習并探究科學知識的豪情壯志。在學習湍流及邊界條件時分享我國流體力學家周培源的故事，使學生自然產生民族自豪感和愛國情懷。

項目制教學是以相對復雜的工程問題的解決即項目為主線，深化理論并用于實踐為主導，分析和解決問題為載體，把傳輸原理的基本理論知識內化并在實施過程中融合溝通交流、自主學習、團隊合作、社會效益考慮、環境影響、工程與文化、職業規范、思維拓展等思政德育因素。以第一組鋁合金下傾倒框部件的成型過程中的動量、熱量與質量傳輸分析為例，如圖2（a）為零部件的三維造型圖，原始圖紙為二維零件圖，三維造型圖為學生畫出的，該項目實施過程中需要學生首先讀圖與結構分析，繪出三維造型圖，在繪制三維造型圖的基礎上進行工藝設計、工藝設計中涉及成型方法的選擇/零件工藝性分析/砂型種類選擇與確定/分型面的確定/澆注系統的設計、通過模擬充型過程來進行熔體流動的動量變化/熱量傳輸分析、冷卻過程即傳熱分析與傳質分析、缺陷分析等，最終項目完成給出項目報告并進行答辯，整個項目工作量非常大，因此需分組進行，每組4～6 人，每組與其他組的零件均不相同，組內自行完成分工，但最終每組的所有成員對于整個項目的每一個模塊工作都要熟悉，項目中的三維造型、工藝分析、工藝設計等需要自學相關內容才能完成相應的模塊工作，學生在一、二年級學過機械制圖與畫圖，而項目中的三維造型圖需要學生在CAD 等制圖軟件的基礎上自學Pro/E、3Ds MAX 或Solidworks 等三維設計繪圖軟件，工藝分析與工藝設計是后續要學習的專業課程——鑄造工藝學，這也需要學生進行先期自學工藝工裝設計部分，而充型模擬過程需要學習模擬仿真軟件來完成零件成型過程中液態熔體的充型速度分布與變化、溫度場的分布與變化以及凝固過程中的濃度場與固液界面前沿的溶質再分配，如圖2（b）、（c）、（d）為充型時間8.014 6 s 秒時刻的速度分布圖、充型結束后開始冷卻的200.284 9 s 時刻的溫度分布圖以及凝固結束后的收縮率分布圖。整個充型過程中的速度分布要截取一系列的速度分布圖來分析充型過程中熔體動態的動量變化情況，熱量的傳輸分析通過截取一系列不同時間節點時刻的溫度分布圖來進行，最終結合充型過程中的動量變化、熱量傳輸以及收縮率等綜合分析零部件在該工藝條件下是否存在沖砂、氣孔、夾砂以及縮松等缺陷，在缺陷分析的基礎上改進工藝。整個項目包含的理論內容與思政教育體現見表1，對于三維造型、工藝分析、工藝設計與仿真模擬部分首先是學生對于相關內容沒有學習過，要使項目順利進展必須先對這些部分的內容進行自主學習，并且在實施過程中出現了問題也需要自行查閱相關資料，在查閱資料過程中需要進行綜合分析，這在無形中培養了學生為達到某個目標而自主學習和科學分析的素養。對于工藝分析與工藝設計部分，要分析零部件的性能要求，然后根據性能要求與材料性質來確定成型方法，成型方法選擇中需要分析各種方法的優點與缺點，如出品率、成本、成型過程中是否對環境造成污染、通用成形方法的弊端、目前該類零件的制造成型方法與工藝需改進的空間有哪些，制造工人是否接受改進的工藝即工藝的可操作性等，工藝設計包括多個部分，而這多個部分之間是互相依存與制約的，小組成員之間需要及時有效地溝通、討論與分析各自模塊工藝參數的變化對整體工藝的影響，在工藝分析與設計過程中自然而然地完成了工程與社會、責任分工與擔當、有效溝通與交流、團隊協作、國際視野開拓、職業規范與社會責任感的培養。

表1 項目制教學過程中的理論與思政教育融合并行

圖2 項目零件三維圖及成型過程分析圖

動量變化、熱量傳輸與質量傳輸的分析在深化理解并應用的過程中伴隨著實事求是的科學素養的培養。缺陷分析與答辯在培養學生學對基本理論知識的內化與綜合運用的過程中還伴隨了職業道德與人文素養的培養。因此整個項目的實施過程中不僅強化了基礎理論知識的掌握與應用，還悄無聲息地融合了思想政治教育，達到專業理論教育與思政教育的自然融合。

四、結束語

思想政治理論體系的教育實效是思想政治理論教育針對性和親和力的檢驗標準，思想政治理論教育的實效就是在此思想政治理論體系的實施過程中使學生能夠從思想政治理論課程中切身體驗到思想政治教育的真實性，使大學生能夠認同其真理性并在此基礎上正確對待社會問題的科學理性，引領大學生的審美傾向與價值判斷，而大學的專業基礎課和專業課是使學生切實獲得知識、增長才干的理論知識，在課程中自然而然地融入思政教育能夠使學生切身體會其真實性，本文以加工過程傳輸原理課程為例，挖掘其思政元素，探索其思政教育過程與理論教育過程的融合，使顯性教育與隱性教育并行統一，以實現全程育人、全方位育人，達到培養“有理想、有本領、有擔當”三有青年人才的目標。