航空航天类“工程热力学”课程思政建设的探索与实践

来源:用户上传      作者:史磊，邓甜

　　摘 要：文章从中国民航大学中欧航空工程师学院具体实情出发，以航空航天类“工程热力学”布雷顿热力循环的课程思政建设为例开展了探索与实践，分别从参与人员、思政元素、教学方法、教学过程、教学评价等五个方面系统阐述了课程思政建设的具体内涵，提出了完整的课程思政建设实施方案，并验证了课程思政的良好育人效果。通过本文的研究，能够加强“工程热力学”课程思政建设的系统性和完整性，为航空精英人才培养贡献力量。
　　关键词：工程热力学;课程思政;具体内涵;实施方案
　　中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-7164（2022）09-0181-04
　　“工程热力学”是研究热能与机械能及其相互转换规律的一门专业基础课，内容涉及我国能源安全、环境与可持续发展、能量转化装备、节能减排等，具有理论性强、概念抽象、知识点多、公式复杂、系统性强等特点，具备天然的课程思政属性。本文所讨论的“工程热力学”隶属于中国民航大学中欧航空工程师学院，课程采用46短学时教学模式，在本科第七学期开设。“工程热力学”课程内容饱满、案例丰富、逻辑严密，充分吸收法国工程师院校的教学特点，紧密结合工程实际，以锻炼学生推理判断能力、提升知识运用能力、强化计算分析能力，培养学生社会责任感和民族使命感为目标。
　　一、国内研究现状
　　目前国内相关院校已针对“工程热力学”开展了课程思政建设并且取得了显著成果。范晶等人讨论了在能源与动力工程专业中开展“工程热力学”课程建设的必要性，并指出教师的示范教育作用、经典案例的引入和思政元素的挖掘是开展课程思政建设的具体措施[1]。
　　杜芳莉等人以建筑环境与能源应用工程专业为例开展了“工程热力学”课程思政的改革探析，制定了课程思政改革的思路及步骤，确立了德育目标并梳理了思政元素等[2]。
　　娄钦等人对“工程热力学”教学进行了调整与完善，提出“开放式育人教学模式”，即春风化雨浸润性思辨能力，坚持以人为本、立德树人价值观和构筑平等合作的新型师生关系，从而建立思政教育协同创新课程教学模式[3]。
　　刘高洁介绍了“工程热力学”课程的特点和该课程中思想政治教育的核心内容，提出在专业基础课教学中开展思想政治教育的具体举措[4]。
　　综上所述，目前在“工程热力学”课程中开展思政教育的系统性有待加强，思政元素与专业知识的有机融合不够深入。课程组结合自身情况，以气体动力循环教学内容中6学时的布雷顿循环（授课+习题+实验）为例开展课程思政建设的探索与实践。
　　二、课程思政建设的设计与思考
　　本文将从中国航空工程师学院的具体实情出发，结合人才培养目标开展适合该院的航空航天类专业方向“工程热力学”课程思政建设，主要包括五个方面：参与人员、思政元素、教学方法、教学过程和教学评价。
　　参与人员作为中心环节与其他四个方面都产生相互作用。教师团队应挖掘思政元素，不断创新教学方法，依托多样化的教学手段构建覆盖线上、线下的全时空教学过程，在教学过程中融合教学评价，及时获取课堂反馈并调整教学方案。教师和学生共同实施教学评价并根据实际情况不断修改和优化评价标准。教学评价的反馈有助于思政元素的进一步凝练和完善，使得整个课程思政教学形成持续优化的稳定闭环系统，给教师和学生带来深刻影响。
　　（一）参与人员
　　李国娟指出课程思政建设的关键在教师[5]，史玉凤谈到了课程思政中的教师责任，强调教师要遵纪守法、熟练掌握所承担课程、关心国内外发展现状等[6]。本课程组教师自承担“工程热力学”课程以来，不断提高自身专业水平，瞄准航空与能源产业，开展了广泛而深入的调研，先后在民用航空发动机生产、研制、维修单位实习，与国内高水平院校建立深度科研合作。在教师育德能力培养方面，授课教师积极参加疫情防控工作、学校建党百年系列活动等，感受祖国的强盛，实现精神的升华，将红色基因溶于血液，⒐馊偈姑铭记于心。
　　课程思政不单考虑“供给侧”，更要考虑“需求侧”，针对学生特点因材施教，只有“知己知彼”，才能“百战不殆”，发挥出课程思政的最佳育人效果。以中欧航空工程师学院工程热力学的教学活动为例，该活动面向的学生群体为刚刚结束预科教育进入工程师阶段的大四学生，在授课方式上更加青睐于严密的逻辑推理和公式推导，缺乏专业认知，学生在授课学期内要进行研究生入学统一考试和本科毕业设计，课业负担偏重，精神压力较大。鉴于此种情况，任课教师在学期伊始就应强调作为考研科目之一的“工程热力学”课程学习的紧迫感，强化前期学习效果，融合思政元素做好课程导入，通过1―2节大课逐步完成由推导型授课向讲述型授课的转变，借助课程内容合理引入学术规范与要求，培养学生的专业认知等等，调动学生学习的主动性和积极性，提高育人质量。
　　（二）思政元素
　　在“工程热力学”课程的第六次授课内容中将介绍气体动力循环的其中一种方式――布雷顿循环，它是航空发动机和地面燃气轮机采用的热力循环模式基本形式，相比于活塞式内燃机，采用布雷顿循环的热机允许通过的气流流量更大、输出功率更高，在国民经济发展和国防工业建设中发挥着重要作用。该部分教学内容总共包括布雷顿循环简介及其热力过程、布雷顿循环的社会应用、定压加热理想循环、定压加热实际循环和提高循环热效率方法等内容。
　　布雷顿循环热机和活塞式内燃机都能够实现进气压缩、加热、做功和排气放热的过程，然而时空关系不同。布雷顿循环热机的运行模式是在不同地点、同一时刻进行上述四个过程，采用团队协作模式，进气道和压气机负责进气加压，燃烧室负责加热，涡轮负责做功，尾喷管负责排气放热，分工明确，各司其职，各负其责。而活塞式内燃机是在同一地点、不同时刻进行上述四个过程，采用“单打独斗”模式，在缸体内部依次进行进气压缩、加热、做功和排气放热，包揽所有环节，为实现大功率输出常常采用并联方式协同工作。本部分内容深刻反映了专业分工和团队协作的重要性，个体需要找准自身专业方向并有机融入团队才能贡献出更大的力量，教师可以此告诫学生要谨慎对待专业选择，培养团队精神。与此同时，课程内容也传递了一种时空转换的逻辑思维，以时间换空间可以降低规模与成本，以空间换时间可以提高效率和效果，这种思政元素的提炼对学生综合素养的提升很有帮助。

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