基于工程认证的“流体力学”与“热工基础”课程思政协同教学模式构建

1 工程认证与双课思政的现实逻辑

1.1 工程认证推动工科课程体系变革

工程教育专业认证（简称工程认证）基于“学生中心、产出导向、持续改进”理念，旨在培养解决复杂工程问题的高素质人才。截至 2023 年底，我国 321 所高校的 2395 个专业通过认证，初步实现国际互认，建立了质量保障体系。机械类专业认证补充标准将“热流体”知识领域纳入工程基础课程要求，为“流体力学”与“热工基础”课程设置提供了依据。

近年来，成都工业学院（以下简称“我校”）机械设计制造及其自动化、机械电子工程、机械工程等机械类专业秉承“手脑并用、学做合一”的校训，重点围绕工程认证标准开展教学改革。课程组经多轮教学实践后，确立了“流体力学”与“热工基础”双课程（各32 学时，分先后两学期完成，合计 64 学时）串联的“热流体”课程群，并于2022 年起全面纳入到机械类专业大三学生的专业必修课程体系中。

1.2 双课联动：课程思政的有效载体

“流体力学”研究流体运动规律及工程应用，“热工基础”聚焦热能转换与传递原理。两门课程在知识体系和工程实践上有延续性与协同性，如流体力学的能量方程是传热计算的基础，设备散热设计需综合运用两者知识。这种双课联动模式是课程思政的有效载体，可实现思政元素系统融入，助学生构建“热流体”知识体系时，深化工程伦理、社会责任认知与家国情怀。

1.3 应用型高校的教学改革需求

我校作为一所应用型高校，开设的机械类专业旨在服务四川装备制造业。“流体力学”与“热工基础”知识应用可以有效对接本地产业，如东方电气发电设备散热设计、四川汽车产业发动机热管理优化等。教学实践表明，双课联动课程思政可融入“产业需求导向”“工匠精神”等元素，引导学生思考专业知识与产业发展关系，明确工程师职业素养，与工程教育认证目标契合。

2 双课联动课程思政的理论基础

2.1 工程认证的成果导向理念

工程认证以成果导向教育为核心，强调以学生最终学习成果为目标，反向设计课程体系。在机械类专业中，“热流体”知识领域作为工程基础的重要组成部分，其教学目标需紧密支撑毕业要求中的“工程知识”“问题分析”等指标点。具体而言，“流体力学”与“热工基础”的双课联动设计，不仅需满足学生对流体运动规律和热能转换原理的知识掌握，还需通过课程思政元素的融入，进一步强化“工程伦理”“终身学习”等素养目标的达成。这种以成果为导向的教学设计，确保了专业知识传授与价值塑造的有机统一。

2.2 课程思政的协同育人理念

课程思政的本质在于挖掘专业课程中的育人资源，实现知识传授与价值引领的协同效应。在双课联动模式下，协同育人的优势体现在以下两方面：

（1）知识协同：两门课程在内容上具有天然的延续性，例如“流体力学”的能量方程为“热工基础”中的传热计算提供理论支撑，而设备散热设计则需综合运用两门课程的知识。这种知识协同为思政元素的系统融入提供了丰富情境。

（2）价值协同：通过设计贯穿两门课程的思政主题，学生在学习专业知识的同时，能够逐步深化对工程伦理、社会责任和家国情怀的认知。例如，从流体流动优化到传热效率提升的实践过程中，学生可自然内化“精益求精”的职业态度。

2.3 双课联动的认知建构原理

建构主义学习理论强调，新知识的掌握需要学习者基于已有经验主动构建认知框架。“流体力学”与“热工基础”的知识体系具有显著关联性：前者涉及的流体性质与流动规律是理解后者对流传热现象的基础，而后者的传热强化方法又可视为前者流动控制技术的延伸应用。基于这一认知规律，双课联动课程思政可设计出“关联知识 $$ 应用实践→内化价值”的教学路径。

3 双课联动课程思政的教学体系构建

基于上述理论基础，构建了“目标- 内容- 方法- 评价”四位一体的双课联动课程思政教学体系。该体系以工程认证标准为指引，通过系统化的教学设计，实现专业知识传授与价值引领的有机融合。

3.1 目标体系：对接认证标准的三维协同设计

（1）依据认证标准对“热流体”的规定，细化课程知识目标。“流体力学”掌握流体物理属性、流动定律、阻力分析计算，熟悉泵与风机选型及性能分析。“热工基础”掌握热力学定律、热传递方式及机理、传热过程计算，熟悉换热器选型及性能评价。协同逻辑在于“流体力学”流动定律为“热工基础”对流传热系数计算提供理论基础，“热工基础”换热器设计需调用“流体力学”泵与风机选型知识，构建“流动分析→传热计算 $$ 设备选型”知识链。

（2）对接认证毕业要求“问题分析”与“设计/ 开发解决方案”指标，设定能力目标。“流体力学”运用原理分析管道系统流动特性，计算流动阻力并提出优化方案。“热工基础”运用原理分析散热系统热性能，设计传热强化方案。协同逻辑在于“流体力学”侧重流动系统分析能力，“热工基础”侧重传热系统分析与设计能力，联动教学培养学生“热流体系统设计能力”。如设计“电机冷却系统”，需分析冷却气流状态、计算部件传热效率、优化结构提升性能。

（3）结合认证毕业要求“工程伦理”与“终身学习”指标，聚焦素养培养。在工程伦理方面，树立“安全至上”“节能环保”设计理念；在家国情怀方面，引入本土及国家重大工程案例，增强学生服务国家战略的使命感。在工匠精神方面，培养“严谨求实”“精益求精”职业态度。协同逻辑在于：前期（流体力学）更侧重基础规范素养的养成，后期（热工基础）则更侧重基于规范的创新优化素养培养，实现价值塑造从“基础规范”向“高阶创新”递进。

3.2 内容体系：强化知识关联的联动教学设计

课程思政建设需紧密结合专业知识，从校本文化、工程案例及职业素养三个维度进行思政元素的系统融入。

在校本文化元素方面，陈毅精神（严谨务实、家国情怀）与成工精神（手脑并用、学做合一）可作为重要切入点。例如，“流体力学”实验课强调数据记录的真实性，结合陈毅“从严治军”的故事阐释实验规范的重要性；实践环节要求学生手绘管道示意图，践行“手脑并用”的校训精神。而在“热工基础”课程中，通过陈毅改进轧花机的案例增强学生认同感，并通过实物模型制作任务强化“学做合一”的工程素养。

在工程案例元素方面，融入可结合国家重大工程与地方产业特色。在“流体力学”课程中，“管道流动”章节引入西气东输工程案例，分析大口径管道设计的工程智慧，并延伸探讨国家能源安全的意义。

“热工基础”课程则可在“换热器”章节结合汽轮机冷却系统，解析传热效率提升对发电效能的影响，结合四川装备制造业的发展需求，培养学生的行业使命感。

在职业素养元素方面，培养需聚焦工程伦理与创新思维。例如，“流体力学”课程在“泵与风机”章节讨论过度追求流量导致的能耗问题，引导学生树立绿色设计理念；“热工基础”课程在“传热强化”章节引入废旧材料回收利用案例，探讨环保与设备性能的平衡问题，强化学生的可持续发展意识与社会责任感。通过多维度思政元素的有机融入，实现专业知识传授与价值引领的协同推进。

3.3 方法体系：“理实结合”联动教学

（1）理论教学：以“小型无人机电机冷却系统设计”为工程锚点，构建跨课程问题链。流体力学关注风道设计，如“截面形状对风速的影响？”“阻力过大的后果？”。热工基础关注散热优化，如“风速与散热效率的关系？”“如何平衡阻力与效率？”。通过问题链串联课程知识，穿插国产无人机产业案例，贯通“设计能力- 产业竞争力”逻辑。

（2）实验教学：依托 CAE 实验室平台，采用“虚实结合”的实验教学模式。在流体力学实验中，实测管道阻力 +CFD 模拟流场分布，揭示流速 - 阻力规律，增设“芯片冷却管道流速优化”思考题衔接后续课程。在热工基础实验中，基于流速计算开展芯片散热测试 + 温度场仿真，强化对流热耦合现象/ 规律的认识，结合航天芯片散热案例，培育严谨科研态度。

3.4 评价体系：对标认证的过程化评价

（1）在知识评价维度，既注重单门课程的知识掌握程度，又强调跨课程知识的融会贯通。“流体力学”课程通过阶段性课堂测验重点考查学生对基础概念的理解深度，而“热工基础”课程则侧重运用作业和案例分析来检验公式应用能力。特别设计如“管道流动状态对换热器性能的影响”等综合应用题，可有效评估学生对两门课程知识的系统把握能力。

（2）在能力评价维度，采用“过程 + 结果”的双重评价模式，全面考察学生的工程实践能力。实验环节从操作规范性、数据记录完整性、结果分析深度和创新性思考四个维度进行量化评分，确保评价的全面性。项目设计采用递进式考核，从“管道系统阻力优化”等基础项目到“电机散热系统综合设计”等进阶项目，最终以“热流体系统创新设计”综合报告作为能力整合的终极考核，实现对学生工程设计能力的阶梯式培养。

（3）在价值塑造维度，着重于培育工程伦理与职业素养，“流体力学”侧重通过实验规范评分（数据记录、操作规范）强化工程伦理意识，“热工基础”侧重设计方案的创新性评分和答辩中的严谨性表现评估。

“知识、能力、价值”三位一体的综合评价框架的构建，为机械类专业课程思政提供了一条可测量、可评价的实施路径，为新时代工程人才培养提供了科学有效的质量保障机制。

4 结语

本研究基于工程教育专业认证标准，构建了“流体力学”与“热工基础”双课联动的课程思政协同教学模式。通过三维目标体系（知识- 能力- 价值）对接认证要求，深度融合校本文化精神（陈毅精神、成工校训）、本土产业案例（西气东输、东方电气）及工程伦理元素，以问题链教学与虚实结合实验强化能力培养，并建立过程化多元评价机制。该模式促进了专业能力与思政素养的协同提升，为应用型高校工科课程思政建设提供了可推广的实践路径。

参考文献

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基金项目：成都工业学院校级课程思政专项课题（KCSZ202305）。

作者简介：罗金武 （1993—），男，湖北天门人，讲师，硕士，研究方向：机械工程应用与教学。