水利類專業(yè)課程思政的早期融入及路徑探索

張西平，梁素韜，張 蕾，吳現(xiàn)兵，蘇 偉，郄志紅

（1. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院，河北 保定 071001；2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 理工學(xué)院，河北 黃驊 061100）

水利類專業(yè)課程思政的早期融入及路徑探索

張西平1，梁素韜1，張 蕾1，吳現(xiàn)兵1，蘇 偉2，郄志紅1

（1. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院，河北 保定 071001；2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 理工學(xué)院，河北 黃驊 061100）

書名：水力學(xué)作者：呂宏興，裴國(guó)霞，楊玲霞ISBN：978-7 -109-16474-1出版社：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社出版時(shí)間：2011-06定價(jià)：54.50元

水力學(xué)是水利類專業(yè)課程體系中必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程主要研究水的平衡及水流運(yùn)動(dòng)規(guī)律，同時(shí)與工程應(yīng)用緊密結(jié)合，旨在使學(xué)生掌握水流運(yùn)動(dòng)的相關(guān)基本概念、理論、分析和計(jì)算方法，理解復(fù)雜水流運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，掌握常見水工建筑物設(shè)計(jì)中的水力計(jì)算方法，為后續(xù)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。水力學(xué)是水利類專業(yè)課學(xué)習(xí)的起始，對(duì)于轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方法和思維方式、形成專業(yè)意識(shí)和素養(yǎng)、樹立職業(yè)理想和價(jià)值信念具有關(guān)鍵作用，對(duì)于后續(xù)專業(yè)課程開展課程思政改革具有示范和引領(lǐng)作用。《水力學(xué)》由呂宏興等主編，全書共15章。第一章緒論明確了水力學(xué)的任務(wù)和研究方法，闡述液體主要物理性質(zhì)，并提出連續(xù)介質(zhì)的概念；第二章水靜力學(xué)闡述壓強(qiáng)相關(guān)知識(shí)，明確了作用在平面及曲面上靜水壓力的求解方法；第三章水動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)主要闡述水動(dòng)力學(xué)三大方程及工程應(yīng)用；第四章液流形態(tài)及水頭損失闡述了液流的2種流態(tài)及判別標(biāo)準(zhǔn)，明確了水頭損失的計(jì)算方法；第五、第十章有壓管道中的恒定流和非恒定流分別闡述了管道中水流運(yùn)動(dòng)的相關(guān)計(jì)算方法及水擊的計(jì)算方法；第六、第七章明渠恒定均勻流和非均勻流分別闡述了渠道設(shè)計(jì)計(jì)算方法和不同水流流態(tài)的判別及水面線計(jì)算方法；第八章堰流、閘孔出流和橋涵過流的水力計(jì)算主要闡述了薄壁堰、實(shí)用堰、寬頂堰的水力計(jì)算及閘、孔、涵洞的計(jì)算方法；第九章泄水建筑物下游的水流銜接與消能闡述了幾種典型消能方式的特點(diǎn)及相關(guān)計(jì)算；第十一章明渠非恒定流主要闡述了明渠非恒定流特點(diǎn)及圣維南方程組的原理；第十二章液體三元流理論基礎(chǔ)主要介紹了液體三元流的基本理論，并建立了適用于液體三元流動(dòng)的微分方程；第十三章滲流主要闡述了水在土壤中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，明確了如何應(yīng)用滲流理論確定滲透流量及浸潤(rùn)線的位置，計(jì)算滲透壓強(qiáng)、滲透壓力及滲透流速；第十四章水力相似原理及模型試驗(yàn)簡(jiǎn)介主要闡述了相似理論的基本概念、液體作用力與特種模型律及相似準(zhǔn)則；第十五章挾沙水流基礎(chǔ)簡(jiǎn)要闡述了挾沙水流的概念、泥沙的沉速及挾動(dòng)、水流挾沙能力的確定。《水力學(xué)》是面向水利相關(guān)專業(yè)編寫的教材，也可作為從事水利工作的教師、水利科研人員和設(shè)計(jì)、施工、管理等技術(shù)人員的參考書。本文以該書為對(duì)象，結(jié)合水力學(xué)課程不同章節(jié)的內(nèi)容特點(diǎn)，探索思政元素的融入。

在講授第一章和第十二章時(shí)，針對(duì)牛頓內(nèi)摩擦定律、歐拉平衡微分方程及伯努利方程等典型定律與方程的命名方式，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到我國(guó)水力學(xué)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域曾落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。激勵(lì)學(xué)生規(guī)劃遠(yuǎn)大的職業(yè)目標(biāo)，樹立敢于挑戰(zhàn)的職業(yè)精神，刻苦用功，勤于學(xué)習(xí)，將為國(guó)家水利事業(yè)做貢獻(xiàn)作為未來目標(biāo)。

在講授第二章液體壁面受力時(shí)，通過講解“奮斗者號(hào)”深潛水下的受力情況，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到人類探索茫茫深海的步履維艱和巨大挑戰(zhàn)，同時(shí)也了解到“奮斗者號(hào)”的科技水平以及仍需不斷探索的技術(shù)難題。讓學(xué)生了解到所學(xué)知識(shí)在“大國(guó)重器”及“中國(guó)深度”中的作用和價(jià)值，激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)主義，引導(dǎo)學(xué)生不斷探索水利知識(shí)，自覺擔(dān)負(fù)未來的水利事業(yè)發(fā)展使命。

在講授第三章時(shí)，以歐拉為例，其作為流體力學(xué)的奠基人，34歲時(shí)成為柏林科學(xué)院院士。歐拉一生歷盡挫折，但從未停止過科學(xué)研究，成果涉及數(shù)學(xué)、力學(xué)各個(gè)領(lǐng)域。這種摯愛科學(xué)并為科學(xué)奉獻(xiàn)一生的精神值得所有科學(xué)工作者敬仰和學(xué)習(xí)。他執(zhí)著、專一探索科學(xué)世界的境界，是當(dāng)代大學(xué)生學(xué)習(xí)的榜樣。以此教導(dǎo)學(xué)生樹立淡泊名利、執(zhí)著專一的科學(xué)研究精神。

在講授第四章時(shí)，以周培源先生為例，其不僅是我國(guó)著名的流體力學(xué)家，在國(guó)際流體力學(xué)領(lǐng)域也頗有盛譽(yù)，其成果為湍流模式理論奠定了基礎(chǔ)。在困難時(shí)期，他沒有接受來自美國(guó)軍方和移民局的多次入籍邀請(qǐng)，不被優(yōu)厚的物質(zhì)待遇所誘惑，果斷回到祖國(guó)的懷抱，積極投入到國(guó)家建設(shè)中，為祖國(guó)強(qiáng)盛奉獻(xiàn)畢生精力。科學(xué)沒有國(guó)界，而科學(xué)家則有國(guó)界。唯有心懷強(qiáng)烈的愛國(guó)主義精神，科學(xué)家才能全身心的服務(wù)于祖國(guó)。以此教育并指引學(xué)生樹立高尚的價(jià)值觀和人生觀，將學(xué)生培養(yǎng)成為具有為祖國(guó)發(fā)展而甘于奉獻(xiàn)的建設(shè)者。

在講授第五章時(shí)，通過哈迪-克勞斯法和有限元法解決環(huán)狀管網(wǎng)計(jì)算的實(shí)例，啟發(fā)學(xué)生要善于發(fā)現(xiàn)并思考問題，通過現(xiàn)象認(rèn)識(shí)規(guī)律，尋找解決問題的有效方法，只有方法選擇正確，問題方可迎刃而解。

在講授第六、第七章及第十一章的明渠水流時(shí)，以南水北調(diào)工程為例，其由3條調(diào)水線路組成，聯(lián)系長(zhǎng)江、黃河、淮河和海河4大水系，調(diào)水線路構(gòu)成了“三縱四橫”的總布局，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)水資源南北調(diào)配、東西互濟(jì)的優(yōu)化配置。通過介紹南水北調(diào)工程，使學(xué)生對(duì)社會(huì)主義道路更加自信，更加堅(jiān)定了實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義多民族復(fù)興的光輝目標(biāo)，較早樹立為實(shí)現(xiàn)復(fù)興而努力的堅(jiān)定理想。

在講授第八、第十四、第十五章時(shí)，結(jié)合都江堰、鄭國(guó)渠和靈渠介紹了我國(guó)古代水力學(xué)方面的成就，華夏文明較早在渠道水流運(yùn)動(dòng)及過堰水流方面就有了一定認(rèn)識(shí)，尤其是都江堰工程為世界上僅存的、目前仍在發(fā)揮作用的無壩取水工程，其整體布局充分利用了明渠彎道水流及泥沙運(yùn)動(dòng)理論，使非汛期農(nóng)田灌溉及汛期泄洪排水功能發(fā)揮到極高的科學(xué)水平。這些典型古代水利工程充分彰顯了我國(guó)古代勞動(dòng)人民的勤勞、勇敢和智慧。以此激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的民族自豪感。

在講授第九章時(shí)，以三峽工程為例，三峽大壩為混凝土材料重力壩，壩高達(dá)到181 m，正常蓄水位為175 m，泄洪功率目前居世界首位。三峽大壩是我國(guó)自行設(shè)計(jì)、建設(shè)的跨世紀(jì)宏偉工程。其規(guī)模、技術(shù)和復(fù)雜程度堪稱世界之最。無數(shù)科技工作者揮灑心血和汗水、發(fā)揮聰明才智，創(chuàng)造性地將各種先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行集成整合和交叉融合，解決了三峽工程建設(shè)中的一系列難題。以此激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生獻(xiàn)身科研的工匠精神及勇于擔(dān)負(fù)國(guó)家使命的歷史責(zé)任感。

在講授第十章時(shí)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外典型的水電站運(yùn)行事故強(qiáng)調(diào)水擊的危害。1934年，法國(guó)的拉可-奴阿爾水電站因水輪機(jī)控制失誤而導(dǎo)致直接水擊的發(fā)生，最終壓力鋼管破壞，導(dǎo)致廠房被毀。1950年，日本的阿格瓦水電站由于控制閥門操作失誤而產(chǎn)生了直接水擊，鋼管因?yàn)樗畨毫^大而破裂。2004年，日本濱岡核電廠因?yàn)闄C(jī)組緊急反應(yīng)堆制冷系統(tǒng)內(nèi)有過多積水，當(dāng)積水及水蒸氣相遇時(shí)，迅速膨脹伴隨強(qiáng)烈的沖擊波產(chǎn)生，致使高壓管道破裂。1962年和1964年，我國(guó)大洪河水電站及下硐水電站均發(fā)生過水輪機(jī)甩負(fù)荷后，由于操作失誤或其他原因?qū)е滤畵衄F(xiàn)象的發(fā)生，最終造成壓力管道不同程度的震動(dòng)及破壞事故，均造成了不同程度的經(jīng)濟(jì)損失。通過上述事故引導(dǎo)學(xué)生在工程設(shè)計(jì)和管理當(dāng)中的安全意識(shí)、責(zé)任意識(shí)的形成及勇于擔(dān)當(dāng)職業(yè)精神的培養(yǎng)。

在講授第十三章時(shí)，以燕川水庫(kù)為工程實(shí)例，水庫(kù)建設(shè)前沒有開展專門的地質(zhì)勘察工作，由于壩址處在地質(zhì)條件較為復(fù)雜的紫荊關(guān)斷裂帶周圍，建成后水庫(kù)滲漏較為嚴(yán)重，建庫(kù)以來一直不能蓄水，雖然歷經(jīng)多次修整處理，但許多隱患仍然沒有徹底排除，由于壩基上下游200～300 m均處于斷層及破碎影響帶范圍內(nèi)，導(dǎo)致貫通性滲漏通道的大量形成，影響了燕川水庫(kù)的正常運(yùn)用及行洪安全。通過工程實(shí)例分析教育學(xué)生，強(qiáng)調(diào)工程安全意識(shí)，責(zé)任意識(shí)和練就過硬本領(lǐng)的重要性。培養(yǎng)學(xué)生遵循自然規(guī)律、敬畏自然，始終堅(jiān)持馬克思唯物主義的科學(xué)世界觀和科學(xué)精神。

綜上所述，針對(duì)水力學(xué)課程內(nèi)容及專業(yè)認(rèn)證對(duì)水利專業(yè)畢業(yè)生的要求，挖掘思政元素，將課程思政早期融入，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力、思政目標(biāo)的并重。以此增強(qiáng)自我學(xué)習(xí)動(dòng)力，培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷和作為水利行業(yè)技術(shù)人才的自豪和榮譽(yù)感；培養(yǎng)學(xué)生勤奮刻苦的學(xué)習(xí)精神；激發(fā)學(xué)生的探索和實(shí)踐精神；點(diǎn)燃學(xué)生為鄉(xiāng)村振興、民族振興、國(guó)家強(qiáng)盛而刻苦學(xué)習(xí)的科技報(bào)國(guó)情懷。

張西平，男。副教授，研究方向?yàn)楣?jié)水灌溉理論與新技術(shù)。