工程热力学实验课程思政路径探析

［摘 要］工程热力学实验课程蕴含着丰富的课程思政元素。将工程热力学实验教学与课程思政紧密结合，有利于充实实验教学内容、创新实验教学方法、提升实验教学效果和深入开展学生思想政治教育工作。文章从工程热力学实验课程的德育目标出发，分析了该课程实施课程思政的优势，以经典实验“饱和水蒸气P-T关系测定实验”为例，从明确实验教学目标、丰富教学手段与方法、完善实验教学过程三个方面进行教学设计，实现工程热力学实验课程与课程思政耦合育人。

［关键词］工程热力学课程；实验教学；课程思政

［中图分类号］G642.0 ［文献标识码］A ［文章编号］2095-3437（2024）23-0078-05

2016年召开全国高校思想政治工作会议[1]以来，特别是2022年教育部印发《加强碳达峰碳中和高等教育人才培养体系建设工作方案》和《全面推进“大思政课”建设的工作方案》[2-3]后，高等教育高质量体系建设坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，聚焦立德树人根本任务，推动用党的创新理论铸魂育人，高校人才培养质量全面提升。

课程思政教学的主渠道不仅包括思想政治理论课，而且包括其他专业课程，应将思政元素融入各门课程中，践行全员、全过程和全方位育人[4]。工程热力学实验课程因其实践性、操作性、互动性强以及小规模授课等特点，深受学生喜爱，是学生理论联系实际、掌握实验研究和操作技能的关键环节之一。因此，在工程热力学实验课程中引入思政教育，与思想政治理论课同向同行，形成协同育人的合力效应，将立德树人融入知识传授中，是现阶段实验课程改革的一个重要方向[5-6]。

一、工程热力学实验课程概述

工程热力学课程是能源与动力工程及相关学科的专业基础课程，其主要任务是使学生掌握热能有效利用、热能和机械能转换的基本规律，并能正确运用这些规律联系实践，是专业必修课程之一，是学习各门专业课程的基础与前提。工程热力学实验课程是基本知识和基本实验方法的重要实践载体。

上海理工大学能源动力工程国家级实验教学示范中心以“专业基础、专业、综合、创新”的分层次、模块化实验教学体系为特色，以能源与动力工程领域的研究基础为依托，开设的工程热力学实验课程体系包含实验室安全教育课程、基础性实验课程、综合性实验课程、探究设计型实验课程、创新创业实践课程五个部分。其中，基础性实验课程包括饱和水蒸气压力和温度关系曲线测定实验、渐缩喷管和缩放喷管流动特性实验、气体定压比热容测定实验、循环式空调过程实验、活塞式压气机性能测试实验、蒸气压缩式制冷循环性能测试实验、等温加湿与等焓加湿性能测试实验等。

结合新时代课程思政要求，工程热力学实验课程的课程思政目标为加深学生对自然科学、工程技术知识和经验体系的深层次理解，培养学生科学思辨、客观理性、求真务实的精神，珍爱生命，尊重生命，树立正确的世界观、人生观与价值观；将能源动力行业技术人才的爱国、诚信、责任、可持续发展等理念，国家战略支柱行业的责任感和使命感传递给学生，培养学生的团队合作意识、创新精神和家国情怀。

二、工程热力学实验课程思政实施的优势

（一）教学环境的可塑性

工程热力学实验课程的教学多在热工综合实验室开展，也可以在课外开展自主实验和校内外实践实验。实验室宽敞开阔，学生的活动空间比理论课堂大，实验设备样式丰富，具有引导和感染学生的亲和力。实验教师身兼实验室管理职责，可以对实验室的布置进行统筹规划，除在实验室内部墙面、走廊上张贴学校、学院对本实验室的各项条例和规章制度、应急预案、奖惩制度外，还可以通过白板、多媒体等展示优秀的预习作业题、实验报告。在实验教学过程中，实验教师可以着力构建实验教学与课程思政融合的大环境，例如通过整理、保持实验室清洁环境，不在实验室吃喝等榜样行为，在潜移默化中激发学生的主人翁意识。

（二）教学团队的复合性

教师是课程思政实施效果的决定性因素。相较于实验室管理队伍、研究生导师、辅导员和思想政治课教师，专职实验教师在实验教学中开展思想政治教育工作具有独特优势。专职实验教师具备专业课程知识，可以胜任实验原理、实验方法、实验技能和数据分析方法的传授，加上每个实验项目2个学时的教学时间、实验室明亮的环境、开放的讨论协作模式、12～14人的小班化授课模式给实验教师充足的时间、空间、氛围与学生进行深入交流。年轻化、高学历、党员比例高的实验教师团队经过支部组织生活制度化、思政教学培训多样化的学习更新后，能充分认识到思政教育的重要性，深挖实验教学的思政元素，在指导实验项目开展时润物无声地把时政热点、科学动态等内容融入课堂教学，使学生易于接受。

（三）教学形式的多样性

传统的实验原理知识、实验方法、实验技能和数据分析方法的传授已经难以满足新时代国家教育发展的需要。实验教师把现代信息化技术、网络授课资源与工程热力学实验课程思政有效融合，依托实验教学中心网站及选课系统，引导学生自主安排实验项目学习进度，鼓励学生在实验课前、课中、课后主动学习，培养学生理论联系实际的能力和创新思考的能力。2020年以来，实验教师通过超星学习通、雨课堂、MOOC等平台拓展延伸实验课堂，采用线上线下混合式教学模式授课。课前将与课程相关的思政案例、相关新闻和背景知识上传至平台，点对点发布通知让学生预习；课中采用讲授法、翻转课堂、复盘讨论、案例导入等教学手段引导学生深入掌握课程知识；课后让学生完成闯关测验、实景操作、线上考核等检验学习的成效，提升学生的互动性、参与性、浸入感，增强学生在实验课堂中的主体作用，培养其主人翁精神。

（四）教学内容的丰富性

工程热力学实验项目多、涉及理论广泛，实验教师可以尝试突破课本和课堂限制，深入挖掘知识体系中的科学精神，彰显楷模的示范作用，突出基于工程热力学的能源动力相关技术及装备在国计民生中的支柱作用。如在实验室安全教育环节，结合社会热点，对学生进行生命教育，用案例警示实验室安全事故对学校、家庭、个人身心健康造成的伤害，帮助学生树立社会主义核心价值观，树立安全责任意识。又如在讲解实验内容在生活、工业中的应用时，加入格力、华为等自主国产品牌，中国船舶集团发电机组的综合性能达到国际领先水平等内容，增强学生的民族自信心和爱国主义情感。

三、工程热力学实验课程思政教学设计

工程热力学实验课程思政对培养大学生社会主义核心价值观具有重要作用。在教学过程中有意、有机、有效地对学生进行思想政治教育，就要把热点案例、课程思政元素合理嵌入，将教师的言传身教、学生的深度参与相融合。教学团队尝试用国内外通用的科学探究能力培养及评价策略，落实工程热力学实验课程与课程思政耦合育人[7-8]。整个课程的实验项目与课程思政教学内容见表1。下面以“饱和水蒸气P-T关系测定实验”为例进行说明。

（一） 实验教学目标

1.知识目标

理解并掌握饱和状态、沸腾、泡态沸腾、饱和蒸气压、饱和温度等基本概念，理解、熟悉、运用Clausius⁃Clapeyron、Antoine、Riedel等方程在饱和水蒸气状态分析时的使用条件，理解临界状态及临界乳光现象。

2.能力目标

学会观察沸腾的实验现象，并透过实验现象应用基础知识分析本质，形象理解饱和水蒸气温度与压力之间的对应关系；学会记录整理实验数据，并用Microsoft Excel等软件进行整理分析；学会使用温度计、压力表、调压器和大气压力计等仪表。

3.价值目标

理解水蒸气是最理想的清洁资源；开发水蒸气资源、造福中华民族，符合习近平总书记提倡的“绿水青山就是金山银山”的和谐发展理念；瓦特改良蒸汽机的过程是学习和实践互相促进的过程，理解物理现象的本质，在平凡的生活中发现伟大，领悟思维之美、创新之妙，从而热爱生活、观察生活、思考生活。在实验操作中增强学习创新意识，践行精益求精、严谨细实、追求卓越的工匠精神。

（二） 教学手段与方法

教学过程采用多种教学方法相结合的模式，比如实践操作教学、课堂演示教学、案例教学、复盘讨论教学等；充分利用网络资源，如微课教学短视频、中国大学慕课等。授课采用线上预习、以多媒体 PPT 讲授为主的线下讲课形式与实验室实践操作相结合的形式，从发现和提出问题、猜想与假设、制定实验方案、实验操作、分析与反思、评价与总结[9]六个模块引导学生进行实验探究。

（三） 实验教学过程

以能源动力行业锅炉、蒸汽轮机、燃气轮机中水蒸气的作用，家里用高压锅炖食物为什么容易熟烂等生动的案例引出实验教学，激发学生的学习兴趣和积极性，为实验项目的开展奠定良好的基础。本实验项目教学结合实验探究过程培养学生发现和提出问题的能力、猜想和假设的能力、实验设计能力、观察与实验的能力、分析与反思的能力，采用问题链式教学法[10-11]将6个教学环节分别对应6个课程思政内容，具体教学过程内容和各环节设计[12-13]见表2。

（四）教学效果分析

学生实验结束后，采取自评、互评的方式，客观认识到自己在实验中的不足，进而挖掘学习潜力。通过教师评价与学生评价，使评价结果客观、公正、合理，提高学生的实验探究能力。经过完整的实验过程，学生经历自我摸索、提出问题、解决问题的过程后，学习兴趣明显增强，学习积极性进一步提高，课程思政效果明显提高。

课程自开设以来，课程评教满意率超95%，学生普遍评价课程内容富有创新性，案例的讲解引人入胜；希望师生一起探讨更多的社会热点应用案例。工程热力学实验课程曾获上海理工大学课程思政优秀案例，相关实验项目获上海市高等学历继续教育课程思政优秀项目等。

四、结语

工程热力学实验课程的教学对象为能源动力工程专业本科第四学期的学生，这时学生刚刚适应大学生活并深入探索各方面专业知识，是其世界观、人生观、价值观形成和科学兴趣及素养培育的黄金时期、关键时期。 实验教师要真正承担起学生健康成长的指导者和引路人的职责，在教学内容和教学方法上多下功夫，促进对学生知识、能力和素质三方面的协同发展。

［ 参 考 文 献 ］

[1］ 习近平.在全国高校思想政治工作会议上强调： 把思想政治工作贯穿教育教学全过程 开创我国高等教育事业发展新局面[N].人民日报，2016-12-9（1）.

[2］ 教育部关于印发《加强碳达峰碳中和高等教育人才培养体系建设工作方案》的通知[EB/OL].（2022-05-06）[2024-07-20].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202205/t20220506_625229.html.

[3］ 教育部等十部门关于印发《全面推进“大思政课”建设的工作方案》的通知[EB/OL].（2022-08-24）[2024-07-20].https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2022-08/24/content_5706623.htm.

[4］ 金飞，冯正垚.以社会主义核心价值观为引领构建大学生精神生活世界[J].学校党建与思想教育，2019（4）：48-49.

[5］ 房川琳，熊庆，苏燕.融合思政元素的无机化学实验课程建设[J].实验技术与管理，2021，38（1）：28-32.

[6］ 徐丽华，盛庆红，李兵，等.高校测绘类课程“课程思政”教学探索[J].西南师范大学学报（自然科学版），2020，45（9）：168-172.

[7］ 周素华，魏英，王一群，等.电类基础课课程思政中社会主义核心价值观教育的教学探索[J].中国大学教学，2019（10）：41-44.

[8］ 闫长斌，郭院成.推进专业思政与课程思政耦合育人：认识、策略与着力点[J].中国大学教学，2020（10）：35-44.

[9］ 魏燕.大学生实验探究能力培养及评价的策略与实践[J].实验室科学，2020，23（1）：225-228.

[10］ 熊琴.思政课问题链式教学法融入《食品包装安全》课程的探索与思考[J].中国包装，2023，43（10）：93-96.

[11］ 曹亚丽，李梅梅，管莹，等.“大思政”格局下综合性实验设计与实践[J].大学教育，2024（1）：100-103.

[12］ 赵利容，施钢，曾珍.以培养和提高学生自主学习和思考能力为教学目标的实验教学设计[J].实验科学与技术，2022，20（6）：60-64.

[13] 李春梅，何洪，李元，等.“新工科”背景下材料类专业“虚实互补”实验教学体系深化研究[J].西南师范大学学报（自然科学版），2020，45（4）：143-148.

［责任编辑：黄紧德］