1. 引言
2020年5月，教育部印发了《高等学校课程思政建设指导纲要》，课程思政成为高等教育实施思想政治教育工作的新模式。教育部高等教育司负责人就《高等学校课程思政建设指导纲要》答记者问中提到“高校教师的80%是专业教师，课程的80%是专业课程，学生学习时间的80%用于专业学习”[1]。对大学生人生观，价值观和世界观影响最大的是专业课教师和专业课程。
工程热力学研究能量转换原理和利用技术，是工程技术领域中的核心课程，课程涉及的理论和应用与我国节能减排方针，新能源开发利用发展方向和“碳达峰碳中和”的“双碳”战略高度契合[2]。因此，在工程热力学课程中融入思政教育是该课程教学研究的一个重要方向。
然而，以该课程为例，以“工程热力学”和“课程思政”为主题词从中国知网，万方等数据库检索到2018年至2024年6月间发表的中文文献仅五十余篇。这一数据从一个侧面显示了在工科专业课程中进行课程思政面临的挑战。与专门的思政课有明确的育人目标和教学资源不同，专业课的课程思政需要教师自己去发掘课程所蕴含的思想政治教育价值或者思政元素[3]。思政元素是思想政治教育本质属性的表征，既是具体的思想政治教育知识或内容，也是超越具体思想政治教育知识或内容的、对思想政治教育内在本质的一种符号化或具象化表达，因而具有鲜明的意识形态性、导向性和教育性等特征[4]。因此，思政元素的分类与挖掘是实施专业课程思政教学改革的基础和重点工作，同时也是教育主体进行课程思政教学实践首要解决的难点问题。
通过文献分析，工程热力学课程思政研究方向领域的论文提供了一些思政元素及教学案例，但少有文章能系统地介绍具有工程热力学课程特点的思政元素分类及挖掘思政元素的方向。本文尝试建立一种工程热力学课程思政元素分类体系，为后续该课程的思政育人教学实践提供帮助，同时为其他与该课程有相似特点的课程思政研究提供借鉴。
2. 研究的意义和研究方法
专业课的知识和技能培养与立德树人的价值观塑造两者间既有独立性又有紧密的联系。专业课教学的系统性和完整性是保障教学质量的前提。课程思政则是在这一前提下结合不同课程特点、思维方法和价值理念，将价值引领、人格塑造等育人目标有机融入课程教学，达到润物无声的育人效果[5]。也就是说教育主体要明确对于一门具体的课程什么内容可以构成思政内容，哪些内容是最核心，最重要的，思政育人目标是什么以及思政元素去哪里挖掘。因此，建立课程思政元素分类体系的意义和目的：一是明确该课程思政育人的目标；二是指明思政元素的来源，将价值塑造和工程热力学的知识传授和能力培养融为一体，解决好专业教育和思政教育“两张皮”问题[5]。
针对该项研究，首先根据相关指导性文件和课程主要内容和研究方向分析并建立思政元素的基本分类，然后采用文献调研法通过人工智能工具对现有研究成果中的思政元素进行分类整理形成思政元素体系，最后根据调研结果归纳实际案例的思政元素来源确定课程思政元素的挖掘方向。
3. 思政元素分类体系的建立
2016年12月召开的全国高校思想政治工作会议是课程思政的新起点。2017年12月中共中央、国务院印发的《关于加强和改进新形势下高校思想政治工作的意见》和2018年5月习近平总书记在北京大学师生座谈会上的讲话是对课程思政认识的进一步深化。2018年9月全国教育大会标志着课程思政认识的成型。2020年6月教育部发布《高等学校课程思政建设指导纲要》，高校课程思政开始广泛实施。根据以上会议和相关文件内容发现，对于思政元素的定义往往根据不同的教育背景和实践需求而有所差异。
在教育教学过程中，为了实现思想政治教育目标而融入的具有明确思政教育价值的各种元素和内容都可以称为思政元素。因此对思政元素进行分类既可以按融入教学的内容分为核心价值观类、传统文化类、革命文化类和法治道德类；也可以按具体的教育目标和育人功能分为认知提升类、情感培养类和行为导向类；还可以将思政元素细化为多个具体方面，如党性元素、国情元素、责任元素、公民元素、科学元素、国际元素、法治元素、道德元素等。
在如此多的分支中要想精准找到与课程对应的内容需要结合课程性质判断。不同类型的课程其思政元素的类型和特质不尽相同[3]。工程热力学是一门自然科学与工程技术相交叉的学科。根据《高等学校课程思政建设指导纲要》对理工类专业课程思政建设要求和相关文献内容(如文献[3] [6] [7])，梳理了自然科学类课程和工程技术类课程思政元素的分类。
自然科学类课程思政元素可以分为科学精神与素养、探索与追求、社会责任与担当、人文关怀与价值观以及实践与创新五个部分。工程技术类课程思政元素包括六个部分：科学精神与职业道德、国家意识与社会责任、工程伦理与法律意识、团队协作与沟通能力、创新精神与实践能力和国际视野与跨文化交流。从分类可以看出自然科学类课程和工程技术类课程思政元素的侧重点既有相同也有不同。思政元素的准确描述对内容选择，教学方法和教学设计都会产生影响。
工程热力学这门课程在性质上虽然既具有自然科学类的特点，也具有工程类的特点，然而该课程更侧重于热力学理论在工程实践中的应用，因此思政元素的确定应更偏向于工程类。同时考虑到该课程中热能转换和传递的基本原理是提高能源利用效率、解决能源问题、推动可持续发展研究和应用的基础，故在思政元素基本分类中增加节能环保的部分。然后通过对现有成果(例如文献[8]-[12])的整理和加工，最后形成了工程热力学课程思政元素的分类体系，见表1。表中工程热力学一级思政元素包括科学精神与职业道德、爱国情怀与社会责任、环保意识和可持续发展、工程伦理与法律意识以及协作沟通与创新实践五个部分。从一级元素引申出二级和三级元素。三级元素指向了具体的育人目标。针对具体的目标给出思政元素的来源。
4. 教学实践
根据思政元素分类体系，以教学单元“热力学第一定律”为例进行思政元素挖掘。图1展示了无课程思政教学和有课程思政教学的比较。该教学单元的教学内容主要包括第一定律的实质和能量方程两部分。在保留主要教学内容完整性的基础上，介绍了热力学发展史中英国科学家焦耳通过多年大量的实验得到热功当量的史实。焦耳热功当量实验揭示了热功转换和守恒的本质，奠定了热力学第一定律的基础。在焦耳身上体现出对科学的探索精神、严谨的科学态度、科学的实验方法、精益求精的工匠精神和锲而不舍的顽强意志。在阐述热力学第一定律实质的过程中通过能量守恒的理论演绎得到个人成长的守恒定律，揭示了人生价值和社会责任。在能量方程应用技能培养上通过冰箱使用的案例让学生意识到生活中无处不在的能源浪费问题，从而建立起节能减排的意识并将其落实到生活的方方面面。
Table 1. Three-level ideological and political elements of Engineering Thermodynamics course and their sources
表1. 工程热力学课程的三级思政元素及其来源
| 思政元素 |
来源 |
举例 |
| 一级 |
二级 |
三级 |
| 科学精神与职业道德 |
科学精神 |
严谨的科学态度和探索精神；科学思维方法和创新精神；勇于质疑的批判性思维能力；精益求精的工匠精神 |
概念、定律、原理等知识；学科发展史；中外科学家的故事，重大工程案例和科技成就中 |
焦耳热功当量实验 |
| 职业道德 |
专业认同；高尚的职业道德和职业操守；诚信意识、社会责任意识和安全意识 |
专业发展方向，生活经验和工程案例 |
制冷设备供冷温度设置对效率和能耗的影响 |
| 爱国情怀与社会责任 |
爱国情怀 |
民族自豪感和忧患意识；文化自信，技术自信 |
我国科学家在这一领域的成就和贡献 |
侯虞钧对气体状态方程的贡献 |
| 社会责任 |
科技报国，使命担当，人生价值 |
科学家的故事，工程案例 |
陈学俊先生对我国热能动力事业的贡献 |
| 环保意识和可持续发展 |
环保意识 |
关注能源和环境问题，树立节能减排的环保理念 |
我国能源现状和环境问题，热能利用和转换工程应用等 |
介绍我国能源现状 |
| 可持续发展 |
了解国家发展战略，有大局观和责任意识 |
“双碳”战略等国际国内政策和形势 |
臭氧破坏、温室效应和双碳目标 |
| 工程伦理与法律意识 |
工程伦理 |
遵守工程伦理规范，工程技术活动符合社会道德和法律规定 |
行业标准规范和工程应用 |
水源热泵的回灌问题 |
| 法律意识 |
法治观念，遵守法律，社会公平正义 |
与专业相关的法律法规及应用 |
热电联产系统设计遵守《节约能源法》 |
| 协作沟通与创新实践 |
协作沟通 |
团队协作、表达和倾听 |
团队项目设计等 |
创新竞赛团队 |
| 创新实践 |
敢于创新、追求卓越、勇攀高峰；实践和解决问题的能力 |
实验操作，社会实践和创新竞赛等 |
参加节能减排大赛等 |
Figure 1. The integration of ideological and political education with the teaching content of the first law of thermodynamics
图1. 课程思政与热力学第一定律教学内容的融合
5. 结语
本文围绕课程思政元素分类体系的建立阐述了研究方法，对工程热力学中的课程思政元素进行了分类，并给出思政元素挖掘方向和实例。该研究能为后续该课程的思政育人教学实践中思政元素载体的选择，对应的教学方法选取和教学设计提供帮助。
基金项目
西安工程大学2023年本科“课程思政”示范课程重点项目。