新工科背景下水動(dòng)力噪聲特性及控制課程思政教學(xué)研究

摘 "要 "針對新工科背景下水動(dòng)力噪聲特性及控制課程思政元素不足的問題，通過深入發(fā)掘航行器低噪聲特征必要性、孔腔流激噪聲產(chǎn)生機(jī)理、航行器噪聲測試等知識點(diǎn)與思政元素之間的聯(lián)系，形成該課程的思政案例，分別是：1994年中美黃海對峙事件；殲-15艦載機(jī)研制現(xiàn)場總指揮羅陽烈士的事跡；全國教書育人楷模、重力式低噪聲水洞建立者楊士莪院士的事跡。這三個(gè)思政案例均是從真實(shí)素材中提取的，且與課程知識內(nèi)容密切相關(guān)。闡述這三個(gè)思政案例的教學(xué)實(shí)施過程，分析應(yīng)用思政案例的教學(xué)效果，研究結(jié)果可為水下噪聲類課程思政教學(xué)提供借鑒。

關(guān)鍵詞 "新工科；水動(dòng)力噪聲特性及控制；課程思政；思政

案例

中圖分類號：G642.0 " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）24-00-05

0 "引言

目前，化工原理過程[1]、環(huán)境工程[2]、大學(xué)物理機(jī)械振動(dòng)[3-4]、船舶噪聲實(shí)驗(yàn)[5]、水聲測量技術(shù)[6]、高等軍事海洋學(xué)[7]、海洋信息工程[8]等課程均已開展課程思政。船舶與海洋工程專業(yè)是新工科建設(shè)中重點(diǎn)發(fā)展的一個(gè)專業(yè)，水動(dòng)力噪聲特性及控制是船舶與海洋工程專業(yè)重要的支撐課程之一，也是面向水聲工程專業(yè)與海洋信息科學(xué)與工程專業(yè)開設(shè)的一門交叉基礎(chǔ)課程，課程的教學(xué)目標(biāo)是向?qū)W生傳授航行器的水動(dòng)力噪聲特性和航行器的水動(dòng)力噪聲控制技術(shù)，使學(xué)生具備成為艦船和航行器水動(dòng)力噪聲控制工程師的素質(zhì)。

2019年，習(xí)近平總書記在學(xué)校思想政治理論課教師座談會(huì)上強(qiáng)調(diào)：“要堅(jiān)持顯性教育和隱性教育相統(tǒng)一，挖掘其他課程和教學(xué)方式中蘊(yùn)含的思想政治教育資源，實(shí)現(xiàn)全員全程全方位育人?！盵9]基于此，針對水動(dòng)力噪聲特性及控制課程思政教學(xué)案例具體性不足的問題，本研究開展課程教學(xué)改革，并對其實(shí)施效果進(jìn)行分析。

1 "思政案例挖掘

通過深入研究分析水動(dòng)力噪聲特性及控制課程的知識點(diǎn)，充分挖掘能夠?qū)W(xué)生進(jìn)行思政教育的事件或事跡，形成思政案例融入教學(xué)中，具體如下：

1）在緒論中的航行器低噪聲特征的必要性教學(xué)中融入1994年美國利用航母鎖定我國核潛艇事件（中美黃海對峙）的案例；

2）在孔腔流激噪聲產(chǎn)生機(jī)理教學(xué)中融入殲-15艦載機(jī)研制現(xiàn)場總指揮羅陽烈士的事跡；

3）在航行器噪聲測試章節(jié)教學(xué)中融入全國教書育人楷模、重力式低噪聲水洞建立者楊士莪院士的事跡。

上述思政案例均在互聯(lián)網(wǎng)上有據(jù)可查，可以由學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)搜索，彌補(bǔ)課堂中融入思政案例講解不到位、學(xué)生聽不過癮的不足，也使得教師在進(jìn)行思政教學(xué)時(shí)游刃有余，即：課堂所剩時(shí)間長的話，可以詳細(xì)講解這些案例；如果課堂所剩時(shí)間有限，則可以只略講案例概況。

如圖1所示，水動(dòng)力噪聲特性及控制課程思政教學(xué)案例的運(yùn)用，一方面能夠提高教師優(yōu)化思政教學(xué)過程的能力，另一方面能夠提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，達(dá)到專業(yè)教學(xué)通過開展課程思政進(jìn)行全方位育人的目的。

2 "航行器低噪聲特征必要性思政案例融入

過程

航行器在水下運(yùn)行的首要條件是隱蔽性，即航行器自身的噪聲，特別是中高航速條件下的水動(dòng)力噪聲越小越好，做到可靠的聲隱身性能。而要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，必須對航行器的翼型凸體、螺旋槳等水動(dòng)力噪聲特征突出的部位進(jìn)行流場和聲場控制。反之，如果做不到較佳的聲隱身性能，在戰(zhàn)時(shí)只能是活靶子。由此，引入1994年中美兩國海軍在黃海對峙事件。經(jīng)歷此次事件之后，我國海軍痛定思痛，從1995年開始，我國海軍戰(zhàn)略和規(guī)劃開始向現(xiàn)代化強(qiáng)軍的方向全面調(diào)整，其中，重點(diǎn)提升的方向就是核潛艇的隱身能力。該思政案例的實(shí)施過程與方法如圖2所示。

通過在授課過程中引入中美黃海對峙事件的思政案例，教育學(xué)生要發(fā)揚(yáng)我軍“一不怕苦、二不怕死”的精神，并時(shí)刻銘記“落后就要挨打”的深刻教訓(xùn)。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生開闊視野，緊跟國際軍事發(fā)展的最新趨勢，為推動(dòng)我國國防事業(yè)的長足發(fā)展而努力學(xué)習(xí)和不懈奮斗。

3 "孔腔流激噪聲產(chǎn)生機(jī)理思政案例融入過程

航行器要經(jīng)常上浮和下潛，其表面有各種流水孔，這些流水孔在航行器運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生特殊的線譜噪聲，這種噪聲因?yàn)轭l率低，可以傳播很遠(yuǎn)的距離，嚴(yán)重地破壞航行器的聲隱身性能。這種線譜噪聲與轟炸機(jī)在飛行中打開彈倉或戰(zhàn)斗機(jī)在起飛和降落時(shí)打開起落架所產(chǎn)生的“嘯叫”噪聲頗為相似，而這種“嘯叫”噪聲給公眾留下深刻印象的一個(gè)例子是，2012年央視新聞報(bào)道的殲-15艦載機(jī)首次在遼寧艦上著艦時(shí)產(chǎn)生的噪聲。同時(shí)，殲-15艦載機(jī)在航母上起降也催生了廣受歡迎的“航母Style”

動(dòng)作，即一只手叉腰、另一只手指向前方的“走你”姿勢。伴隨著簡潔有力的口號，這一動(dòng)作還亮相北京電視臺的春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)。羅陽，就是“走你”動(dòng)作的發(fā)明人，他是我國遼寧號航母殲-15艦載戰(zhàn)斗機(jī)首次著艦和復(fù)飛過程中的總指揮，由此引入羅陽烈士的事跡，如圖3所示。

通過在孔腔流激噪聲產(chǎn)生機(jī)理教學(xué)中引入羅陽烈士的光輝事跡，教育學(xué)生學(xué)習(xí)他在航空工業(yè)低迷時(shí)期所展現(xiàn)的堅(jiān)守與奉獻(xiàn)精神，即便在“造飛機(jī)的不如賣燒雞的”成為一時(shí)風(fēng)潮時(shí)，羅陽烈士依然堅(jiān)定地學(xué)習(xí)和深化專業(yè)知識。當(dāng)國家急需研發(fā)四代機(jī)和航母艦載機(jī)時(shí)，他將每一天的24小時(shí)都視作寶貴的工作時(shí)間，即使在出差至上海時(shí)，也無暇去探望在那里上大學(xué)的女兒。在生命的最后時(shí)刻，他不顧個(gè)人安危，直面航母艦載機(jī)起飛和著艦時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的強(qiáng)烈氣流沖擊，親自到現(xiàn)場監(jiān)測艦載機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)變化，為下一代艦載機(jī)的研發(fā)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)羅陽烈士堅(jiān)定不移、勇往直前的奮斗精神，激勵(lì)他們繼續(xù)沿著革命先輩開辟的道路前進(jìn)，為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興貢獻(xiàn)力量。

4 "航行器噪聲測試思政案例融入過程

在中高航速條件下，航行器的水動(dòng)力噪聲量級是評價(jià)航行器聲隱身性能的重要參數(shù)。準(zhǔn)確測量航行器水動(dòng)力噪聲的關(guān)鍵在于測試環(huán)境和測量設(shè)施，過去曾經(jīng)有在循環(huán)水槽、梅山水庫等場地開展的水動(dòng)力噪聲測量實(shí)驗(yàn)，但是，循環(huán)水槽中電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳產(chǎn)生的線譜噪聲會(huì)嚴(yán)重影響測量結(jié)果，而梅山水庫的試驗(yàn)測量環(huán)境需要長時(shí)間在外出差，不利于高校等單位在培養(yǎng)學(xué)生過程中使用。為此，中國工程院院士、哈爾濱工程大學(xué)楊士莪教授在國內(nèi)首創(chuàng)重力式低噪聲水洞，并發(fā)展了混響法測量流激狀態(tài)下航行器模型的輻射噪聲技術(shù)，被譽(yù)為國際級成就。由此，在航行器噪聲測試教學(xué)中引入楊士莪院士的事跡，如圖4所示。

通過在授課過程中引入全國教書育人楷模楊士莪院士事跡的思政案例，教育學(xué)生學(xué)習(xí)他在國家基礎(chǔ)薄弱時(shí)期積極響應(yīng)國家號召和需求的胸懷祖國、志存高遠(yuǎn)的家國情懷。他從大連到哈爾濱，甚至遠(yuǎn)赴蘇聯(lián)深造，只是為使新中國的大海邊疆有防；為培養(yǎng)國家急需的水聲人才，他創(chuàng)造性地提出并開設(shè)理工結(jié)合的水聲工程專業(yè)；在獲得各種榮譽(yù)后，他依然淡泊名利，心里想的更多的是給學(xué)生上課、指導(dǎo)學(xué)生撰寫論文等。通過該思政案例教育學(xué)生矢志報(bào)國，響應(yīng)黨在新時(shí)代的強(qiáng)軍號召，為加強(qiáng)我國國防事業(yè)而努力奮斗。

5 "課程教學(xué)過程中融入思政案例后的效果

分析

通過在相應(yīng)的知識點(diǎn)授課過程中融入切合實(shí)際的思政案例，發(fā)現(xiàn)能顯著改善課堂授課效果，具體表現(xiàn)如下。

1）中美黃海對峙事件對于2000年以后出生的學(xué)生而言，是一個(gè)相對罕見和陌生的歷史事件，對于這些在物質(zhì)條件相對優(yōu)越的環(huán)境中成長起來的“千禧一代”學(xué)生是一個(gè)極大的觸動(dòng)，讓他們深知今天的幸福生活來之不易，是無數(shù)默默無聞的軍人和先輩付出巨大犧牲與努力的結(jié)果。新時(shí)代的青年必須保持警惕，自覺維護(hù)國家利益和安全，為國家的繁榮和民族的未來貢獻(xiàn)自己的力量。

2）最美奮斗者羅陽烈士的事跡對于很多學(xué)生來說印象深刻，尤其是標(biāo)志性的“航母Style”。殲-15艦載機(jī)在首次著艦時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)烈“嘯叫”噪聲，與孔腔水動(dòng)力噪聲的產(chǎn)生原理相似。這是因?yàn)閼?zhàn)斗機(jī)在起飛和降落過程中，起落架的釋放與回收產(chǎn)生的脈動(dòng)壓力會(huì)激發(fā)艙室，產(chǎn)生單頻的線譜噪聲。這種噪聲類似于在水中通過水聽器捕捉到的線譜噪聲，通過音頻和視頻的回放，有助于學(xué)生深入理解孔腔流激噪聲的形成機(jī)制和過程。這一思政案例與課程教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)思政教育與專業(yè)知識教學(xué)的有機(jī)融合，達(dá)到水乳交融的效果。

3）全國教書育人楷模楊士莪院士的事跡對于進(jìn)入水聲工程學(xué)院學(xué)習(xí)的學(xué)生來說并不陌生，因?yàn)樵陂_學(xué)第一課以及學(xué)院的各種展板中，均會(huì)提及楊院士倡導(dǎo)的“做人做事做學(xué)問、為船為海為國防”的理念，但是，很多學(xué)生對于楊士莪院士設(shè)計(jì)并創(chuàng)立的重力式低噪聲水洞以及由此發(fā)展的混響法測量模型輻射聲功率等技術(shù)了解卻極為有限。重力式低噪聲水洞與混響法測量技術(shù)不僅吻合水動(dòng)力噪聲特性及控制課程中的水動(dòng)力噪聲測試方法的知識點(diǎn)，還突出重力式低噪聲水洞在促進(jìn)水動(dòng)力噪聲學(xué)研究發(fā)展過程中的作用。因此，在授課過程中引入楊士莪院士的事跡，真正將思政教學(xué)與課程知識傳授相融合，可以達(dá)到“潤物細(xì)無聲”的效果。

水動(dòng)力噪聲特性及控制課程的思政案例設(shè)置是采用敘事線和時(shí)間線進(jìn)行安排的，因?yàn)樗畡?dòng)力噪聲異常突出導(dǎo)致核潛艇被跟蹤，而孔腔流激噪聲產(chǎn)生的低頻線譜噪聲則是航行器典型水動(dòng)力噪聲的來源機(jī)理，準(zhǔn)確測量和評價(jià)航行器的水動(dòng)力噪聲是水動(dòng)力噪聲特性及控制課程必須完成的任務(wù)。中美黃海對峙事件發(fā)生在1994年，羅陽烈士殉職發(fā)生在2012年，楊士莪院士獲得全國教書育人楷模稱號則在2022年，因此，這三個(gè)思政案例從敘事邏輯和時(shí)間邏輯上來說融入教學(xué)是非常合理的。

水動(dòng)力噪聲特性及控制課程的思政案例均基于真實(shí)事件和事跡，如中美黃海對峙事件、最美奮斗者羅陽烈士事跡、全國教書育人楷模楊士莪院士的事跡，這些真人真事在網(wǎng)絡(luò)上已有廣泛報(bào)道，即使在課堂上因時(shí)間限制無法詳盡講述，也可以鼓勵(lì)學(xué)生在課后或空閑時(shí)間通過互聯(lián)網(wǎng)自主閱讀和學(xué)習(xí)。這種做法不僅可以提升課堂授課時(shí)間的靈活性，而且可以達(dá)到兩方面的效果：一方面是增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，另一方面則是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的熱情，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

6 "結(jié)束語

對水動(dòng)力噪聲特性及控制課程中的思政元素進(jìn)行深入剖析，可以在課程的不同章節(jié)教學(xué)中融入思政案例。例如：在緒論部分強(qiáng)調(diào)水動(dòng)力噪聲研究的重要性時(shí)，可以引入中美黃海對峙事件；在探討孔腔流激噪聲產(chǎn)生過程的教學(xué)中，可以講述羅陽烈士的感人事跡；而在水動(dòng)力噪聲測試章節(jié)教學(xué)中介紹重力式低噪聲水洞的建設(shè)和測量流激模型輻射聲功率的方法時(shí)，可以講述楊士莪院士的卓越貢獻(xiàn)。通過這些具體案例，在新工科教育背景下構(gòu)建具有啟發(fā)性的課程思政案例，旨在培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和愛國情懷。

通過對近兩年教學(xué)效果的評估，筆者發(fā)現(xiàn)在教學(xué)中引入思政案例起到積極作用：一方面，它有效減輕了學(xué)生的聽課疲勞，增強(qiáng)了教學(xué)效果；另一方面，這些案例也開闊了學(xué)生的知識視野。同時(shí)，學(xué)生在課后查閱相關(guān)資料后，會(huì)主動(dòng)在課前或通過課程微信群與教師探討知識難點(diǎn)，不僅培養(yǎng)了他們的獨(dú)立思考能力，而且加深了他們對課程內(nèi)容的理解，這是在實(shí)施課程思政教學(xué)改革之前未曾預(yù)料到的效果。此外，水動(dòng)力噪聲特性及控制課程中的思政案例是涉海類專業(yè)教育的重要補(bǔ)充，這些案例能夠增強(qiáng)學(xué)生的志氣、骨氣和底氣，激勵(lì)他們?yōu)閷?shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢而奮斗。

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