傳熱學思政育人教學建設研究

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國勢之強由于人，人材之成出于學[1]。培養擔當民族復興大任的時代新人，這是我國高校建設的起點，也是必須牢牢把握的正確方向。要完成好這一根本任務，除了專業知識和技能的傳授，更關鍵的在于落實立德樹人這一核心任務。培養德智體美勞全面發展時代新人，把立德樹人作為教學中心環節，將思政工作貫穿教學，是實現育人目標的根本途徑[2]。東南大學“傳熱學”教學團隊以培養專業素質過硬、理想信念堅定、人文底蘊深厚和國際視野開闊的優秀人才為目標，在教學內容和教學形式上不斷進行創新改革和實踐，將思政元素靈活貫穿于教學全過程，使專業知識與人文素養同向同行，潤物無聲地實現立德樹人和價值引領。

一、傳熱學課程融合思政元素的意義

傳熱學是兩大熱工基礎課程之一，主要圍繞研究熱能的有效利用、轉換與傳遞規律，該課程在工科許多大類專業均有開設，對培養工科人才具有重要地位[3]。在大學工科教學中，涉及到大量工程倫理和誠信道德，除了培養專業技能，正確引領和教學大學生價值觀和道德規范也極為關鍵。未來社會的價值取向取決于青年的價值取向，高校必須要牢牢抓好青年價值觀形成和確立時期的培養[4]，實現全程育人、全方位育人[5]。然而，目前大多傳熱學課程教學局限于講解知識點，教學模式較為單一，缺少對學生開展思想教育的引導和專業素養的培養，使得學生不清晰摘要：思想政治教育是高校堅持社會主義辦學方向的核心，是落實立德樹人根本任務的關鍵。“傳熱學”教學團隊以提高自己所學知識的文化背景、人文情懷以及學科所傳達的價值觀，并未全面落實立德樹人這一教學目標。專業基礎課程不僅僅是傳授基礎知識的渠道，同時也是引導理念、啟發思想和培養專業素養的重要平臺。傳熱學知識體系豐富、歷史底蘊深厚和密切聯系實際工程，為傳熱學課程提供了豐富的思政教學資源。將傳熱學的人文環境、人文精神和人文思想融入課程教學，傳授專業知識和技能的同時，對社會主義核心價值觀進行詮釋和引導，則能切實實現價值塑造、能力培養和知識傳授“三位一體”的教學目標。課程教學與思政元素相輔相成才能培養出能夠承擔歷史重任、全方面發展的工科人才，以及踐行社會主義核心價值觀的社會主義建設者和接班人，不斷為實現中國夢增添強大的青春力量[6]。

二、傳熱學思政教育模式探索創新

（一）精選教學內容，激發創新探索精神

傳熱學課程理論性較強，邏輯思維縝密，教學內容豐富，包括熱傳導、對流傳熱、輻射傳熱和傳熱過程與換熱器基礎四大部分[7-8]。結合傳熱學課程特點和教學經驗，教學團隊在課堂教學中采取因材施教的教學方法，重視傳熱學的基本概念、重點理論和方法的講解，使學生掌握熱傳遞的基本規律、基本理論和研究計算的基本方法。同時注重學生自學與思辨能力的培養，課堂教學準備了豐富的內容載體，充分結合案例以及教學團隊的科研實例，以問題為導向開展啟發式教學，更多地向學生傳遞理念以及方法，鼓勵學生更多的課下探索，激發學生的創新性和探索精神，進而提升學生的專業素養以及分析和解決傳熱問題的能力。該教學模式也能更好地培養學生的自學和思考能力，增強師生間的課堂互動，提升課堂的學習質量和綜合效果。如講解沸騰傳熱時，重點引入泡沫金屬案例。泡沫金屬作為一種常見的輕質多孔材料，通過改變成分不僅能當熱學性能優異的導熱材料，亦可以做保溫材料，并被證明在常重力條件下具有較好的沸騰傳熱強化效果，其熱學性能也會隨著孔隙率、孔隙密度和孔徑大小等參數的變化而變化。教學團隊通過科技創新，已將泡沫金屬應用于多個領域，如提升散熱器散熱能力、強化沸騰換熱和制作太陽能光伏光熱集熱器等。此外，教學團隊還研究了微重力條件下泡沫金屬表面的沸騰傳熱特性與氣泡行為規律，推進多孔介質骨架結構對池沸騰傳熱影響的研究。在傳熱學課堂教學中，教學團隊充分結合在泡沫金屬方面取得的科研成果，尤其是泡沫金屬表面池沸騰傳熱相關研究，對研究結果進行動態呈現和深入分析，使沸騰傳熱機理的講解更加具體生動，有助于加深學生記憶，促進學生對池沸騰知識點的理解。同時，課堂融合泡沫金屬在高集成度晶體管芯片、5G通信技術和微重力環境下電子元器件散熱等領域的研究現狀和應用前景，激勵學生拓展思維，將泡沫金屬技術與生活相結合，引導學生獨立思考，培養學生的創新意識。如講解對流傳熱時，結合對流傳熱教學實驗平臺以及MATLAB和Fluent軟件，具體開展實驗和模擬研究，以更加直觀的形式闡述理論性較強的知識點。在課后布置模擬作業，培養學生們的探索精神、創新意識和思辨能力，并在處理和記錄實驗數據模塊強調學術誠信，杜絕剽竊、篡改或抄襲他人成果等行為。同時將課程內容與生活相聯系，列舉中庭通風、水中傳熱等生活實例，培養學生將理論與生活相結合的習慣以及分析和解決問題的能力。為更加生動闡述對流傳熱問題，課程多以問題為導向開展教學，例如提出“為什么電廠發電機用氫氣冷卻比用空氣冷卻效果好？”“為什么用水冷卻比用氫氣效果更好？”等問題，鼓勵學生開展獨立思考和交流研討。此外，結合相關影視資料幫助學生理解對流傳熱問題，例如在《泰坦尼克號》電影片段中，直觀地反映了海水的對流傳熱速率較空氣的對流傳熱速度快。通過啟發式問答環節和經典影視資料學習環節，使課程更具趣味性，拉近師生間的距離，促進課堂氛圍，同時也有助于加深學生對知識點的理解和記憶。傳熱學歷史底蘊深厚，研究歷程上有許多杰出的優秀學者，如傅里葉、普朗特、馮·卡門和錢學森等。優秀學者們不忘初心、不怕阻撓和勇于創新的科研精神是當下學生所欠缺、所需學習的。課程在講解知識點的同時，結合對應優秀學者的生平事跡，引導學生學習優秀學者的科研精神，更加深刻地了解到科研成果的來之不易和學者的偉大精神，增加對科研的敬仰之情，有效激勵學生刻苦學習、不懈努力和積極創新。同時，幫助學生理清知識點的來龍去脈，清晰知識點之間的聯系，有助于學生構建傳熱學知識體系。教學團隊在教學中精選實際案例、團隊取得的科技成果以及優秀學者的事跡介紹，通過具體實例和人物事跡，將理論化復雜抽象變為具體直觀，使教學模式和內容更加生動有趣，激發學生的學習興趣，更有利于學生理解和吸收，同時也開拓了學生的思維，不斷激發學生的創新性和探索精神。

（二）靈活結合工程應用，引導擔當時代重任

傳熱學作為一門工科專業基礎課，其所涉及的知識點應用于國家各大需求、工程和戰略等領域[9]。教學團隊在傳熱學課程教學中引入大量工程應用、前沿技術，培養學生對學科的信心和興趣，加強就業引領，同時積極引導新時代青年弘揚五四精神，擔當時代重任，培養學生的大國工匠精神。在航空設備的設計中包含了大量傳熱學知識，如復合傳熱問題、高效吸收太陽能、熱涂層材料、熱傳導以及熱輻射等問題，是優良的教學載體。因此，教學團隊在凝結傳熱教學模塊中，穿插了大量我國航空傳熱領域的前沿技術，普及了我國航空的發展歷程、發展現狀以及杰出學者事跡，并在課程中穿插教學團隊在航空領域所取得的研究成果，使教學內容豐富化、生動化，大幅度提升教學質量。例如，課程重點介紹了我國航天器熱控技術奠基人閔桂榮院士，閔桂榮院士是我國人造衛星開拓者之一，在航天器熱控制理論、方法和技術方面均有系統性和創造性的成就，為國家建設作出了重大貢獻。同時，閔桂榮院士也是東南大學校友，通過介紹優秀校友事跡，能夠進一步激發學生的學習熱情，提升學生的學習興趣。此外，課程緊跟時代步伐，以“2020年北斗衛星全球導航系統組網完成”為例，拓展介紹我國航天的發展現狀和前沿技術，讓學生們及時了解國家航空發展動態，拓展學生的視野和思維，增加民族自信心。此外，具體介紹教學團隊針對空間冷凝相變換熱問題所研制的冷凝實驗專用模塊產品，該研究不僅對我國航天器兩相流設備的研發和優化具有重要的工程指導意義，還對完善兩相冷凝基礎理論具有重大的科學意義，同時對相關流動、傳熱和測控等學科的發展起到了推動作用。通過教學團隊科研成果講解，激發學生的創新意識和能動性，鼓勵學生開拓思維，勇于創新。教學團隊在課程中融入大量前沿技術和科研成果，不僅加強了學生的理解，活躍了課堂氛圍，同時讓學生了解了我國在航天領域的輝煌成就和競爭力，提升了對我國航天事業和航天精神的自豪感和榮譽感，激發學生的愛國情懷、文化自信、人文情懷以及科技報國的家國情懷和使命擔當，使教學效果和教學質量都得到了大幅度提升。

在實際系統或設備設計中涉及到社會倫理、發展倫理和生態倫理等多種工程倫理問題，設計不合理和設備維護不當往往會產生嚴重的安全隱患，甚至造成大規模事故。課程引入“2011年發生的日本福島核泄漏”和“1986年切爾諾貝利核泄漏”典型事故，通過視頻資料帶領學生回顧事故，引導學生對事故原因開展深入分析，挖掘事故所涉及的傳熱學知識點，思考規避事故的技術手段或方法。并通過事故所涉及的操作管理人員失職、設備老化、安全冗余設施不足和技術人員專業素養缺失等問題，強調提升專業素養和道德規范的重要性。日本福島核泄漏和切爾諾貝利核泄露兩個典型案例涉及多種工程倫理問題，結合教師講解和學生自主調研學習，能夠大大增強學生對工程倫理的認識，以及對安全操作和安全隱患的重視，培養學生追求卓越的工匠精神，提高學生的法律意識和社會責任感。課程也實時關注熱點動態，及時將前沿技術補充進課堂教學，讓學生的學習緊跟時代步伐。近年來，節能、減排、綠色和低碳無論是在生活中或是在研究領域都是熱點，伴隨著全球氣候變暖問題的愈演愈烈，“碳達峰、碳中和”逐漸引起國際社會的重視。可再生能源也得到了大力推進，譬如，光伏屋頂、地熱能、空氣熱能和地源熱泵等。教學團隊在“碳達峰、碳中和”背景下，在課堂中緊密結合“節能、減排、綠色、低碳”理念，融入綠色建筑、節能暖通等設計實例，講解先進的節能減排設計，對比傳統系統設備，分析比較先進設備的優越性能和改進方式。并布置課后歸納和獨立設計課后練習，在完成設計后進行展示講解。通過實例講解分析、動手設計和講解討論的模式，加強學生對傳熱知識的理解，并樹立起學生的節能減排意識，同時提升學生的學習能力和表達能力。教學團隊在傳熱學課程中穿插了若干工程應用，涵蓋愛國情懷、法制意識、社會責任、文化自信、人文情懷、工程倫理和工匠精神等，將思政教育自然地融合到課程中，引導學生擔當時代重任。在課程教學中，學生的學習熱情高漲，對教學內容表現出較高的學習興趣，并能夠自主地對所涉及的工程應用開展獨立思考和探索。在課程期末，學生能夠靈活運用所學知識，將理論與實際相結合，科研學習能力和專業素養均有較高的提升，傳熱學課程切實實現了潤物無聲立德樹人的目標。

（三）多元化教學模式，高效推動課程成效

傳熱學課程具備極強的技術性、與時俱進性和應用性[10]，單一的課堂講授模式已無法滿足教學需求。本課程囊括數字化教學、研討互動環節、實際案例分析和衍生課外科技活動等多元化教學模式，融傳授知識、培養技能、提高專業素質和強化價值引領為一體，使教學更加靈活豐富，更有助于培養面向實際工程全面發展的技術性人才。

1.數字化課堂教學

將多媒體技術融入課堂，通過PPT、視頻和線上平臺等方式，豐富教學內容的表達方式。利用豐富的配圖、動畫軟件及網絡技術等，直觀、形象地再現客觀事物，彌補了書本的不足和黑板的單調，拓寬了學生的知識面，開闊了視野，激發了學生的學習興趣，提高了教學質量。并在教學中結合Fluent和MATLAB軟件拓展教學內容，將理論知識簡單化、形象化和直觀化，更加易于學生理解，同時鍛煉了學生數值模擬能力、分析能力和實際應用能力。

2.融合研討互動

從學生需求與發展的角度出發，課程設置大量研討交流環節，積極主動喚起、引導、幫助和促進學生進行自主摸索、研究、總結創造的獨立思維和實踐創新。融合演講、調研和小組討論等互動環節，培養學生的表達能力、組織能力和自主學習能力，同時活躍了學習氛圍，提高了學生的學習熱情和自信心。

3.結合實際案例

在課堂中穿插大量工程實例、優秀學者事跡和教學團隊的科研成果，與傳熱學中的知識點一一對應，細化知識點，豐富教學內容和形式，拓展學生思維，幫助學生建構自己的知識體系。同時，結合工程應用、學者事跡和前沿技術等所蘊含的愛國情懷、社會責任、文化自信及工程倫理等開展課程思政，樹立學生的專業榮譽感與社會責任感，提高職業素養，培養工匠精神。

4.線上線下課堂同步開展

隨著網絡的發展，線上教學不僅為學生提供了第二課堂平臺，為學習帶來便捷，同時也有助于加強師生之間的聯系，促進交流。除了線下課堂教學，建立線上學習小組，教師與學生進行問題互動討論、學習體會交流和分享課程網絡精品學習資源等，教師也能及時接收學生反饋，對課程內容或形式進行調整優化。線上與線下相結合，使教學形式更加靈活多變，教學內容更加豐富實用，不僅大幅度提高了學生的學習熱情，同時有效提升了教學成效。5.激發學習能動性在課堂教學過程中，教師針對傳熱學的相關工程應用、最新發展動態和前沿技術等進行深入分析與介紹，與學生開展科技創新研討，鼓勵和引導學生進一步深入研究和思考，支持

學生在課外業余時間利用所學習的傳熱

學知識參與到學校的科研活動中，鼓舞學生積極申報大學生科研訓練、相關發明專利和大學生科技創新基金等。通過課堂教學和課外科技活動相結合的方式，能夠使課程知識點更加具體化、直觀化，加深學生的理解和運用，并提高學生自學能力和靈活應用所學知識的能力。

三、結束語

教學團隊巧妙安排傳熱學課程教學環節，深度挖掘思想政治教育的切入點，有的放矢地進行課程思想政治教育。在課程內容中有機融合與愛國情懷、法制意識、社會責任、文化自信、人文情懷、工程倫理和工匠精神等相關知識的若干典型案例、工程應用和科研成果，利用多元化教學環節帶動學生參與學習，培養學生主動探索、獨立思考和創新意識，充分發揮專業基礎課教學的育人功能，共實現以下課程思政育人目標。

一是專業素養和能力同向同行。將思政元素有機融入專業知識中，提升課程內容的豐富性、趣味性和思政教育的針對性，發揮課程的導向功能、育人功能和滲透功能。將知識傳授與思政育人同向同行，不斷培養學生的思辨精神、工匠精神、生態節能意識和愛國熱情，培養面向工程實際的專業性人才。

二是創新實踐能力的培養。課程內容緊密結合科研實踐和工程應用，在教學過程中，堅持改革創新，采用實踐育人、科研育人和文化育人的方法，在培養專業知識過硬人才的基礎上，重視學生創新意識的培養，使得學生們能夠具備較強創新能力與實踐能力。

三是社會主義核心價值觀精準引導。在知識傳播中強調價值引領，弘揚社會主義核心價值觀，注重“德”和“才”的共同培養。引導學生樹立正確的價值觀，建立并強化學生的專業素養和職業道德。

參考文獻：

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[10]李慶華，陳莘莘.傳熱學課程教學方法研究與探討[J].教育教學論壇，2020（3）：212-213.-86-

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