水力學課程思政實現途徑探索與實踐

張磊　劉宇麗　郭竟

摘? 要? 從思政元素的挖掘、教師思政理念的提升、教學方法的改革三方面進行水力學課程思政實現途徑探索與實踐，為專業課程融入思政教育提供參考。

關鍵詞? 水力學；課程思政；思政元素

中圖分類號：G641? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）08-0082-03

0? 引言

水力學課程主要研究水在管道和渠道中的流動特點和機械運動規律。課程的專業教學目標是使學生獲得水力學基本概念、基本理論和水力計算方法，具有一定的解決相關水利工程問題的能力[1]。課程的思政目標是通過對我國水力學發展史的介紹，激發學生的愛國情懷和大國自信；通過水力學經典理論的講授和著名科學家科研典故的介紹，培養學生追求真理的精神；通過水力學經典公式的推導，培養學生科學的邏輯思維能力；通過優秀工程案例啟智，幫助學生建立工程思維，引導學生深刻理解與認識所學專業對國家水利和給排水建設的重要意義；通過實驗環節，培養學生動手能力和認真負責的科學作風；讓專業教學與思政教學有效銜接，形成專業課與思政課同向同行的育人格局[2]。

1? 挖掘思政教學元素

整合專業內容和思政育人素材，形成與教學內容對應的思政案例。本文以吳維等主編的第三版《水力學》教材為例，這本教材共分為九章，分章節探討如何將思政元素融入教學內容。

第一章：緒論

教師在授課過程中可以引入水力學發展史和都江堰、三峽大壩等水利工程，水力學的發展史也是人類征服自然的斗爭史，這些古代和現代著名的大型水利工程就是人們利用智慧所取得的偉大成就，讓學生對課程產生濃厚興趣的同時，還可以增強學生的情感共鳴，培養學生的大國自信和工匠精神。

第二章：水靜力學

教師在授課過程中可以嘗試從幾個方面引入思政元素。

首先，在水靜力學基本方程式部分，采用理論與實驗相結合的授課形式，將理論知識通過實驗進行驗證，幫助學生樹立理論來源于實踐的理念，激發其探索精神，培養實驗過程和結果不弄虛作假的“敬業和誠信”的社會主義核心價值觀。

其次，在壓強分布規律部分，引入液壓機，舉例液壓原理在生活中的應用，比如液壓千斤頂和汽車的液壓剎車系統，所有的液壓機械都是根據帕斯卡定律進行的設計，帕斯卡也被稱為“液壓機之父”，讓學生對科學家以及科學成果產生敬畏的同時，幫助他們樹立用知識改變生活理念和崇尚科學的精神。

最后，在講授液體作用在平面和曲面上作用力部分內容時，以板橋和石漫灘水庫大壩失事的真實工程案例作為導入，通過失敗工程案例的啟示和經驗教訓，培養學生樹立工程思維和工程質量意識，樹立使命感和責任感，深刻認識到做任何工程尤其是惠國惠民的大工程，要嚴謹認真一絲不茍。

第三章：水動力學基礎

自然界和實際工程中的水多數情況是流動的，因此要對水的運動規律進行研究。在講解液體運動描述方法時引入科學家歐拉的事跡，他在雙目完全失明的情況下仍然堅持科學研究，而且在研究資料被大火燒毀后，并沒有氣餒而是克服困難立即重新投入科學研究中，碩果累累，歐拉的一生就是追求科學真理的一生。通過對歐拉生平事跡的介紹，鼓勵學生在生活和學習中都要不怕困難、勇于突破、挑戰自我，培養學生為科學獻身、追求真理的精神。

在講解伯努利方程時，通過元流—總流、理想液體—實際液體、無能量輸入輸出—有能量輸入輸出的步步深入和公式推導過程的詳細闡述，培養學生嚴謹治學的態度和科學的邏輯思維能力，每一個水力學研究成果的取得都離不開這種嚴密的公式推導和計算，這種態度和能力也是以后作為一個工程人員所必不可少的。此外，伯努利方程在實際生活中還有很多應用，比如飛機的起飛、消防車的高壓水槍等，通過生活中的實際例子可以看出水力學知識的重要性，引導學生將理論和實踐相結合。

第四章：相似原理和量綱分析

在模型律選擇中只需要保證對流動起主要作用的力相似，這與辯證唯物主義哲學思想是相統一的，在追求真理和探索創新的過程中要抓事物的主要矛盾、解決關鍵問題。引入實驗室已有的給水廠模型，結合實物模型加深學生對模型率的理解，明確科學研究對實際工程的重要指導意義。

第五章：水頭損失

教師在授課過程中可以從幾個方面引入思政元素。首先，在對測壓管水頭現象進行分析時，引導學生認識到在知識學習過程中只有善于分析、歸納與總結，能力才能得到提升。

其次，在對層流和紊流流態進行講解時，引出應用液體流態的血壓計發明故事，引導學生思考血壓計是如何運用層流紊流特點測量血壓的？血壓計發明過程帶給我們什么啟示？鼓勵學生要勇于實踐，善于思考，具有探究精神。在介紹紊流相關知識時引入周培源院士事跡以及他的相關理論研究，周培源院士心系國家建設，在86歲高齡時還在為三峽工程建設進行實地考察，為國家水利事業作出了巨大貢獻，這也是大國工匠精神的體現。

最后，沿程水頭損失和流速的關系是經過達西·魏斯巴赫、雷諾等幾代科學家的不懈努力才得出的，所以說水力學的發展史也是一部科學奮斗史。

第六章：有壓管流

有壓管流可以分成短管和長管，二者所側重的水力問題不同。在短管應用研究中，要關注局損，進一步引出節能減排理念，并以節能減排為主題進行大學生創新創業項目訓練，鼓勵學生參與科學研究，啟發學生創造力。長管重要的應用是城市管網設計，引入管網設計實例，讓學生對專業核心知識有初步認識，對自己所要具備的本領有初步了解，認識到所學專業在國家和城市建設中的重要性，從而增強學生專業認同感和使命感。

第七章：明渠流動

四川都江堰、陜西鄭國渠、廣西靈渠作為秦國三大水利工程，被稱為“世界奇觀”，一直受到中外學者的關注，它們是中國古代人民對明渠流動規律的應用，是古代人民奮斗的成果，也是中華民族歷史文明發展的見證。

明確水有多種流態，工程研究中一些情況下將其簡化成均勻流，這種也是具體問題具體分析哲學思想的體現，啟示學生在學習、工作中要把將事物的普遍性和特殊性相結合。

第八章：孔口、管嘴出流與堰流

在講解相關知識時引入泄水閘孔、消防水槍這些案例，提升學生的感性認識，激發學習熱情。孔口出流有兩種出流形態，即自由出流和淹沒出流，這兩種形態的孔口流量公式從表面看形式是相同的，但公式中參數所代表的含義是不同的，這啟發我們在分析問題時，不要流于表面，要深入研究事物發生的根本原因，具有透過現象看本質的哲學

思維。

第九章：滲流

達西定律揭示了滲流中能量損失和速度的關系，是科學家達西經過大量實驗總結分析出的規律，這也正是實踐出真知道理的體現，給水中的取水井也是滲流原理在實際工程中的應用，通過圖片讓學生進一步了解取水構筑物，讓學生體會城市水系統規模的龐大，水資源的珍貴。

2? 提升課程團隊教師的思政理念

教師的教學水平將直接影響教學質量[3]，課程思政既是一種教育理念，也是一種思維方法[4]。專業教師在進行知識傳授的同時，要積極轉變育人觀念，牢固樹立育人理念，注重課堂教學價值引領，將加強大學生思政教育作為自己的重要責任。教師日常中應以身作則，用自己的言行感染學生。

為了進一步提高專業教師的政治素養，課程團隊每學期至少2～3次組織專業教師到學校開設的思政課堂聽課，開展專業課思政討論會，派遣部分骨干教師參加思政教學會議進行培訓學習。此外，團隊要求授課教師提前15～20分鐘到達上課地點，進行課前準備，與學生交流，以實際行動影響學生，幫助其培養嚴謹負責的工作品質。

3? 改革教學方法

恰當合適的教學方法是融入思政的重要渠道，團隊教師通過問題導向、案例分析、分組討論、翻轉課堂等多種方法開展水力學課程教學。

3.1? 開展混合式教學

近年來，線上教學發展迅速，超星學習通、雨課堂等一大批線上教學工具得到普及，以線上教學工具輔助傳統課堂教學不僅增加了課堂的趣味，而且以空間換時間，為思政的開展提供了較好的條件。在課程實施過程中，團隊教師開發和建設線上學習資源，選取名校教師的水力學課程視頻引入線上平臺作為學生輔助學習資料，建立線上思政案例庫，主要是將一些較長時間的典型工程、優秀人物案例視頻放到線上平臺，這樣線下授課可以以闡述更為具體的小道理為主，有效地避免了課堂教學時間緊張的問題。

3.2? 問題導向法教學

水力學知識中許多現象和公式是從日常生活中抽象、總結出來的[5]。

在教學過程中，教師收集生活中與水力學有關的現象，引導學生通過對生活案例的思考來理解水力學問題。在進行層流和紊流知識的講解時，讓學生思考生活中將白糖放入水中，如果不加處理等待其自然溶解可能需要數個小時，但是若輕輕攪動幾秒鐘，糖就會溶解，這是什么原因呢？

在進行明渠流動相關內容的講解時，會涉及水在渠道內的設計流速，讓學生思考在不同的水文期，水在河流中流動的速度是否一樣，對河道的形態產生了什么影響？這對我們有什么啟示？這些其實都是量變與質變哲學思想的一個體現，不淤、沖刷流速的規定本質上也是要把量變控制在一定的范圍內，防止其超限改變原有的性質。

3.3? 其他教學方法

水力學授課過程中，教師挑選工程、生活中與水力學有關的案例，引入課堂。

在講解虹吸原理時，在課堂演示利用一根軟管實現魚缸的換水，在提高學生學習興趣的同時增強學生對知識的理解和掌握。

在講解伯努利方程中水泵安裝問題時，將題目還原成一個工程中安裝水泵的場景，引導學生通過伯努利方程相關知識解決這個工程問題，增強學生成就感和專業認同感，進行問題延展，引導學生思考工程中和生活中有哪些將能量充分利用降低能量損失的案例。

將教學班分成若干學習小組，安排學生通過查閱資料、小組討論的形式分析相關案例機理，形成報告，在課堂中以學生主講的形式呈現，實現課堂翻轉，由教師進行總結和講評，充分發揮學生的主觀能動性，加強學生之間的交流與合作，提高學生團隊的協作意識和自主解決分析問題能力。

4? 結束語

本文通過對教學內容中思政元素的挖掘、教學團隊思政理念的提升、教學方法的改革三個方面課程思政的探索與實踐，構建具有一定特色的融入思政理念的水力學課程教學模式，有助于學生專業素養與道德素養的同步提高，達到教書育人的目的[6]。

5? 參考文獻

[1] 康華，田曦，李艷紅，等.“水力學”課程教學中課程思政的探索與實踐[J].科學咨詢（教育科研），2021（1）：

59-60.

[2] 張鳳，高東偉.專業課程與思政課程協同育人的對策思考[J].遼寧經濟，2019（6）：80-81.

[3] 管瑤，賀興宏.《水力學》課程建設探討[J].開封教育學院學報，2019，39（7）：104-105.

[4] 陳海玉，徐福衛.理工科類專業課程如何實現“課程思政”的思考[J].教育教學論壇，2019（31）：221-222.

[5] 齊昕.《水力學》課程改革與實踐[J].科技創新導報，

2017（27）：241-242.

[6] 蘭雅梅，王世明，宋秋紅，等.高校《工程流體力學》課程思政初探[J].教育教學論壇，2019（39）：46-47.

*項目來源：唐山市教育科學研究“十四五”規劃2021年度課題“新工科背景下地方高校給排水科學與工程復合型人才培養探索與實踐”（14521ZD37）；2022年度唐山學院教學改革研究與實踐項目“思政教育融入水力學課程的探究與實踐”（JG22237）。

作者簡介：張磊、劉宇麗，講師；郭竟，博士，講師。