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1.序言
2023年1月中共中央办公厅国务院办公厅印发了《关于强化新时代水土保持工作的意见》，明晰提出水土保持是江河保护整治的根本举措，是生态文明建设的必然要求。党的二十大也指出，促使红色发展，推动人与自然和谐共生，这对水土保持工作提出了新的更高要求[1]。水土保持是一项常年坚持的工作，意见对强化新时代水土保持工作提出了“坚持生态优先、保护为要；坚持问题导向、保障民生；坚持系统治理、综合施策；坚持变革创新、激发活力”的工作要求，从强化防治保护、依法严格监管、加快重点整治、提升管理水平等方面提出了十五条具体举措，为“十四五”期间以及未来一段时期内的水土保持工作指明了方向。水土保持与沙漠化预防专业是为国家培养能在水利、林业、农业、环境保护、土地管理以及道路、铁路、矿业等建设行业的相关部门从事水土保持与沙漠化防控规划、设计、施工和管理、监测、预防监督以及国土环境治理与资源合理开发借助等工作的中级工程技术人才的专业[2]。这样的专业人才要熟知水土保持理论，懂得水土流失预防技术，具备水土保持专业情结，把握水土保持行业发展趋势[3]。《工程热学》是水土保持与沙漠化预防专业中学生选修的专业基础课，更是水保专业的核心课程之一。在新的时代背景下怎样使精典的课程焕发出新的生机和活力，对《工程热学》的教学内容、教学方式怎样与水保专业内容深度融合，避免教学各环节与国家要求相悖，是目前急需思索和解决的问题，因而对课程的内容、教学方式和评价体系等进行构建具有重要的现实意义。
2.课程内容构建
2.1.课程内容构建的必要性
《工程热学》课程涉及诸多的热学学科分支，囊括整个工程技术领域，是几乎所有商科中学生都须要学习的专业基础课程[4]，在大专阶段的学习中起到承上启下的作用，为今后专业课程的学习奠定基础。《工程热学》课程属于精典热学课程，要使课程内容反映前沿性和时代性，就要把热学理论知识和教学实践与当前工程发展实际紧密相连。在实际教学过程中发觉，课程内容具有普适性，与中学的数学和学院中的高等物理联系紧密，专业针对性不强，致使中学生在内心中对《工程热学》产生惧怕，定义为“难课”。中学生处于被动地位，严重影响了《工程热学》的教学疗效。对于水土保持与沙漠化预防专业来说，专业虽归类在大的农科下，但水土保持工程举措上面的内容好多涉及《工程热学》的原理。现有的课程内容结构不能挺好地满足农学类专业中学生的实际需求，缺少创新意识的培养，致使中学生难以结合行业特征、现状和行业需求来规划自己的专业知识学习。另外，因为中学生实践性创新能力不足，中学生实践环节锻练相对较少，但是传统的《工程热学》试验都是以文科类金属的试验材料为主，造成中学生试验不能与专业的实际有效结合。实践内容结合不足在专业教学实践中缺乏对中学生学习积极性的培养，缺乏引导中学生感知、认可和接受专业实践的过程，缺乏提高学习兴趣的动力方式。可见，水土保持与沙漠化防控专业的《工程热学》课程内容的构建对契合水保专业需求，构建新时代水保专业的教学和知识体系，更好地培植适应国家战略发展和社会需求的水保人才意义重大。
2.2.课程内容构建的目标
《工程热学》课程建设的主要目标是将孟子的“授人以鱼，只供一饭之需；教人以渔，则终身受惠无穷”的理念贯串于《工程热学》的教学中。以“欲见河山千里绿，先保大地一寸土”的思想理念引导中学生树立专业的责任感、自信心和自豪感。通过学习把握《工程热学》的基础理论和技能，做到活学活用；通过变革课堂教学模式，使中学生自主学习能力、分析解决问题能力得到明显提升能举一反三；同时，通过课程的院士使讲课老师的讲解能力和剖析问题的能力达到逐渐提高，真正地彰显“教学相长”。《工程热学》课程内容重建流程如所示。
2.3.课程内容构建的方向和重点
1)课程思政，构建专业自信：强化对中学生进行思想和政治的教育，引导中学生树立“功在当代，利在千秋”的思想理念，构建水土保持与沙漠化防控专业中学生的责任感、自信心和自豪感。
2)知识内化，做到活学活用：知识内化才能巩固获取的知识，让中学生深入理解《工程热学》的公理和概念。而且通过中学生对知识的认识，联系课堂上讲的内容。对生活中遇见的结构和建立进行剖析估算。
3)深度探求，迸发学习兴趣：深度思索和剖析课程中的知识，将具体知识点与科学研究结合，让中学生自己动手做试件，完成探求实验，最大限度的迸发中学生的学习兴趣。
4)与时俱进，教学相长：中学生在学习到相关的专业知识的同时，团队中的班主任也在教学中得到锻练和启发，申请科研课题，将教学中的成果以高水平的科研文章呈现。
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.《工程热学》课程内容重建框图
3.教学方式的构建
课程教学上将专业教育内容与专业知识教育内容有机融合。精选当前水土保持工作中的精典教育案例，做到每章一个案例，用生动的案例引导中学生树立正确的人生观、价值观和世界观，树立热爱水保、扎根基层、服务社会的专业思想。本课程内容以基本理论、基本概念的讲授引导中学生锻练解决实际问题的能力。将班主任在教学变革和科研工作中的成果、学科发展中的热点融入教学，课程内容具有思想性、科学性、前沿性和创新性。本课程变革中降低训练中学生能力的环节，通过中学生自行设计、分析和验算与水保专业相关的仪器设备。训练中学生自制根系预制构件完成热学试验环节。通过变革课堂教学模式，使中学生自主学习能力、分析解决问题能力得到明显提升。
3.1.时政进教学
每节课前都紧紧围绕当下水土保持事业的重要的决策和布署，让中学生了解到国家和市级各个部门对于水保专业的注重和要求，提高中学生对专业的认知度和自信心。任课班主任在课上讲解的同时还借助网路资源向中学生推荐和本专业相关的教学资源，如：水土保持之点滴、水土保持技术服务网和水土保持生态建设等，推动中学生自主的关注水保的前沿风波。结合榜样教学法，用知名的热学科学家的事迹感染中学生。比如，在《工程热学》绪论中以东汉知名匠人李春修筑的赵州桥为例，赵州桥是世界上现存年代久远、跨度最大、保存最完整的双孔坦弧敞肩石拱桥，在世界桥梁史上首创“敞肩拱”结构方式，具有较高的科学研究价值。据世界桥梁考证，赵州桥敞肩拱结构，法国到19世纪中期才出现，比中国晚了一千二百多年。通过这种榜样们敢于探求、勇于创新的事迹，将具象的道德规范和艰深的政治思想原理具体化、人格化，以典型榜样人物形象影响中学生。同时插入工程实例警示法，如英国工大学的“耻辱之戒”事件，为建造当时世界上最长的桥梁，桥梁被工程师在设计时由500米忘乎所以地下降到了600米，导致坠毁，后又因某个支撑点的材料指标不到位，惨剧再一次重演。为了谨记这个惨痛的教训，这所学院不惜耗费重金，买下了建造这座桥樑的所有钢材，并把这种钢材加工成了一枚枚钻戒，每每这所学院的中学生在结业仪式上发放学位证书时，这所学院的院长还会亲自给她们每位人戴上一枚这样的耳环。通过工程空难风波，让中学生接触到那些由于各类设计缘由而造成的严重问题，让中学生从内心深处意识到相关责任的严重性，因而发自肺腑地对自己的工程师身分和责任形成认同感，完善正确的工程伦理观念，真正将工程师的责任和担当刻印到自己的心里，实现从学习者到实践者的态度转换。
3.2.科研促教学
日本教育家雅斯贝尔斯觉得：“只有自己是从事科研的人才有东西教他人，而通常教书匠只能传授肿胀的西[5]。”因此，院校班主任教学不能只着眼于自己所院士的内容，而要结合自身的科研项目和研究成果去深刻思索，研究如何将其融入教学过程中。将班主任的科研内容引入课堂，科研与教学结合上去，科研促教学，能够真正提升《工程热学》的教学质量。2020年，我主持的国家自然基金项目“喀斯特地区常见灌木根系适应策略及其固土变型特点研究()”中，根系拉拔试验采用自制加装的电子多功能材料强力机，建立了岩溶地区常见灌木根系的挠度–应变关系模型。基于此科研项目，在《工程热学》的材料拉伸试验中，将试验材料由原先的低碳钢和铸铁，换成动物根系。并鼓励中学生剖析动物根系在拉伸试验过程中表现出的奇特热学性质。通过率领中学生进行根系拉伸试验，中学生在学习材料拉伸特点的同时，能积极参与试验找寻各类动物根系所表现出的不同力学性质。在试验中有朋友观察到根系破裂时，根表皮和根内部破裂方法有显著的差别。根段首先表现为根皮的破裂，且呈现出沿45˚方向破裂的方式。其次是根内部的破裂，且破裂的断口良莠程度与物种关系密切。本次开创性实验的方法将科研成果内化于课堂教学中，理论联系实际，使课堂教学更具体、生动，迸发中学生学习兴趣和对专业的热爱。水保专业的班主任都是对本专业科研有较高功底的青年人才，有挺好地将本专业的科研成果和经验引入课堂教学的基础。通过让中学生以团队合作的形式解决实际的科学技术问题，而且主动学习实际问题背后的知识，因而培养中学生自主学习的能力，增强其解决问题和创新的能力。在学习与实践的过程中，中学生所迸发的热情、创造力、行动力及进行的探求、创新和协作，是传统教学模式无法企及的。通过研究性教学模式，可以有效提升中学生自我学习和认知能力，提高解决问题的能力，极大地迸发了中学生学习的热情。
3.3.对分的课堂
对分课堂是张学东正教授在2014年提出的一种课堂教学新模式[6]。这些教学模式的关键点是将课堂上的教学时间分为两个部份，一部分时间是班主任讲授课本上的内容，另一部分时间留给中学生作为思索和讨论时间[7]。对分课堂教学模式已在国外外中学的一千多门课程中得到应用，教学疗效明显[8]。《工程热学》课程因理论较多，有些中学生接受上去难度偏大。故采用对分的课堂教学方法，可有效活跃课堂氛围。但采用传统的1:1对分形式，中学生须要自学大量的基础理论知识，针对《工程热学》这种理论深度大的课程难度很大。为此，《工程热学》可采用2:1式的对分课堂。班主任借助三分之二的时间讲授重点和难点，之后，在做小组讨论之前对组里抒发能力较好的中学生进行简单指导工程力学是最烂专业，让她们学会使用磨具或则借助身边的一些物品进行演示说明。朋友们在讨论过程中可以相互学习方法和解题策略，融会贯通，不断反省和总结，提高个人学习能力。中学生可以述说的是我们身边可以看得见摸得找的实际物体，可以用身边的各类素材制做教具。如用压强棒制成杆、轴和梁，使中学生清楚内力变型的情况，它可以在讲授扭转变型时拿来称作轴，压强棒上承受围绕轴线转动的外加扭转质心矩作用，将等分的横向线和纵向线勾画在压强棒表面，让中学生想像在这些受力特点上浮力棒会发生哪些样的变型。提到弯曲变型时将压强棒称作梁，压强棒上承受与轴线呈垂直关系的荷载，由此谈到梁弯曲的变型特性，进一步得出扭转时外力偶矩和弯曲时集中质心的不同。小组讨论后每位小组委派中学生进行演示，小组成员在讨论的过程中无形地实现了互相学习、实践和院长给别人等主动学习行为，因而更有效地调动其学习的主观能动性，从而提高整体的教学疗效。
4.课程评价体系的构建
为使中学生逻辑思维能力得到培养和训练，愈发充分调动中学生学习的积极性和热情，将传统印象中的“难”课转易，去除中学生对于闭卷考试的惧怕情绪，将课程的评价体系进行构建。由平常作业8次(10%)、提问和讨论(5%)、翻转课堂表现(5%)、开创性实验完成情况(10%)共同构成平常成绩的30%+闭卷考试成绩70%，综合考评中学生对课程的把握情况，保障中学生学习疗效，彰显成绩的真实性。
1)平常作业《工程热学》需要大量的习题和练习来巩固和提升，为了让中学生更好地把握课上的知识点，每章结束还会留作业题。并且激励中学生自己探求新的解题方法和解题思路。作业要求一定用本子做，以便期终进行巩固和提升。
2)提问和讨论悉心设计课前需提问和讨论的内容，要求每个朋友认真打算，课前提问包括预备知识、身边案例、例题剖析等几个环节。按照课前提问环节培养中学生自主学习的力能。讨论主要针对对分课堂上要把握的知识点，提出多种解法和剖析思路的问题进行课堂讨论，指导中学生有效查阅资料进行问题剖析。
3)翻转课堂采用翻转课堂的方式对中学生的学习过程进行构建。针对本课程的特性提供了一些精典《工程热学》试验的视频，但是将讲解动漫幻kt板同步发给中学生。中学生在“吸收内化”后，在课堂上通过自主讲解和互动来完成的，达到了提早了解中学生的学习困难，在课堂上给以有效的补习，同学之间的互相交流更有助于推动中学生知识的吸收内化过程。
4)开创性试验在对内力剖析部份，鼓励中学生按照实验室现有设备结合课程所学知识工程力学是最烂专业，突破传统的材料，采用和水保相关的柔性材料进行实验，引导中学生结合本专业的理论和实践探求，做到学因而用。并积极参与到班主任的科研项目中，将《工程热学》的知识运用其中。
5)闭卷考试：期终考试是为了检测中学生的学习情况，可以指导班主任做好对教学过程和疗效的反省。本课程通过查阅相关专业书籍和资料，完善了丰富的题库，包括名词解释、填空、判断、简答、画图和估算等多种题型。而且每年依照新增的内容进行更新，每晚会针对新闻中关于《工程热学》计算错误，出现车祸的一些题目。
5.小结
《工程热学》的课程建设是水土保持与沙漠化预防专业长远发展须要，在新的形势下对传统核心课程《工程热学》进行构建，除了可以提升中学生发觉问题、分析问题和解决问题的能力，但是使中学生对自己的专业目标愈发清晰和明晰，极大地增强了学习动力。构建课程内容、创新教学方式和科学评价学习，能更好地培养中学生的专业素质、发挥个人潜能，更好地为国家生态恢复提供优秀人才。
基金项目
青海学院校级教改项目“工程热学”()，浙江学院一流课程培植项目“工程热学”()。
文章引用
唐丽霞,韩珍,杨静.新时代下水保专业《工程热学》课程教学构建的剖析
ontheof“”forSoilandWaterintheNewEra[J].教育进展,2023,13(05):2297-2302.
参考文献
