课程思政的教学案例设计与实践策略——以“工程制图与 AutoCAD”为例

张忠洁，吴明元，刘久逸，钱家盛

(安徽大学 化学化工学院，合肥 230601)

0 引 言

课程思政是以课程为依托，通过挖掘课程涵盖的各类思政元素，将思政教育原则、方法与课程授课相结合的教学方式，是传统的思政教育的实践载体和具体落实。它又是一种典型的“隐性”教育方式，可以通过“春风化雨、润物无声”的途径实现课程全程育人，并最终服务于“立德树人”的高校根本目标与任务。[1-2]课程思政的基础在于课程，否则就是空中楼阁。只有将课程思政与专业课程建设有机统一，协同发展，才能真正促使专业课程全面提升。[3-4]

现代的装备制造业发展都离不开工程图样，它是工程界共同的技术语言，而“工程制图”则是研究工程图样的绘制、表达和阅读技术的基础课。本课程既有系统的理论(如画法几何)，又有较强的实践性(如化工设备、工艺图)和技术性(如计算机绘图)等特点。[5-6]“工程制图”课程的主要任务是培养学生的空间想象与思维能力以及绘图、读图的实际技能，为后续的专业课程学习、科研设计以及今后从事的实际工作打下必要的基础。

该课程目前主要以教学内容为主，教学过程中涉及的思政内容不足，开设时间通常在第一学期或者第二学期，也正是学生人生观、价值观、世界观、荣辱观等理念定型的关键时期。在本课程中，结合制图的专业知识，对他们进行相关思政教育，可以有效提升学习兴趣，激发爱国主义情怀，立下高远的人生目标，切实落实“立德树人”的理念。[7]

1 具体思政教学案例的设计及实施方案

思政案例的选取与设计，是实施课程思政的核心环节。好的案例，必将有力推动课程思政的建设。针对“工程制图”课程，从五个方面(绪论、画法几何、制图基础和机械图、化工制图、计算机绘图)进行思政案例的设计，并提出了相应的思政内涵。具体如下。

1.1 绪论环节

与同学们分享“大国工匠”系列节目片段。该系列节目讲述了24位不同岗位劳动者，他们用自己的灵巧双手，匠心筑梦的故事。例如，方文墨为歼15舰载机加工高精度零件，自制改进工具数百件，加工精度逼近零公差；李峰高倍显微镜下手工精磨刀具，5微米的公差也要 “执拗”返工；高凤林是航天科技集团一院焊工，国家特级技师，心怀梦想，心平手稳，焊接飞天神箭；顾秋亮仅凭一双手捏捻搓摸，便可精准感知细如发丝的钢板厚度。这群不平凡劳动者的成功之路，不进名牌大学，不拿耀眼文凭，而是默默坚守，严于律己，孜孜以求，精雕细镂，在平凡岗位上，追求职业技能的完美和极致，跻身“国宝级”技工行列，成为一个领域不可或缺的人才。

这里体现的思政内涵：(1)“工程制图”专注于空间思维，形体表达，目的在于实现徒手绘图，尺规绘图和计算机绘图；旨在塑造学生具备心有精诚、手有精艺的匠心精神，培养认真负责地工作态度和严谨细致的工作作风。 (2) 结合“大国工匠”的感人故事和生动实践，向学生们阐述如下学习和事业精神：只有热爱本职、脚踏实地，精益求精，才能成就一番事业，才能拓展人生价值和视野。

1.2 画法几何环节

3D打印技术是一种快速成型技术。先通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，然后采用打印机逐层打印。3D打印已经广泛应用于各类工业领域，成为重要的工业生产手段，起到了不可替代的作用。尤其是结构复杂、性能要求高的军工领域，比如我国的战斗机歼20、歼15，直10，直20等，都有应用3D打印制造的零部件。因此，3D打印是一个典型的多维度几何构型，从0D点到1D线，再到2D面，最后到3D空间超结构。做好3D打印工艺，需要扎实的画法几何、空间构思能力。

以3D打印为例，阐述思政教学中案例的选取、设计与思政内涵：2020年2月，湖北武汉新冠肺炎战疫正在最紧张的时刻，急需高质量的医用护目镜。湖南云箭集团有限公司以国家需求为己任，以紫外激光沿着数据模型划出一条条曲线，光敏液态树脂逐渐由液体变为固态，点画成线，线聚成面，一层层加工，通过立体光固化打印技术，紧急建立起了一条3D打印医用护目镜专用生产线。而且，由立体光固化3D打印机打印的镜框，呈中空结构，重量仅有70多克。该系列产品有力地支援了湖北武汉的新冠肺炎战疫一线。

画法几何涉及到各类投影分析(包括点、线、面和立体投影)，课堂讲授比较枯燥，不容易引起学生的兴趣。[8]对于这些难题，拟通过选取适宜的思政案例来解决此类问题。以上述3D打印医用护目镜、其他各类3D打印模型为例，通过PPT来展示3D打印的能力和魅力，以激发学生的兴趣，真正做到“寓教于学，寓教于乐”。从理论到实践，从想象到实物，让学生确实明白：做好3D打印技术，需要扎实的画法几何基础和优良的空间构思能力。进而，通过训练学生们的多维度空间的转换，培养学生的空间分析能力和构思能力，为将来的实际工作应用奠定基础，培育潜质。

1.3 制图基础和机械图环节

机械工业是装备制造业的重要组成部分，是国民经济和工业的重要支柱和主导产业，其经济总量占国内整个装备制造业的2/3以上，占全国工业的1/5以上。旧中国的机械工业基础十分薄弱；新中国成立后，在苏联帮助下才初步建立起一个相对完整的机械工业体系，经过70年来的不懈努力，中国机械工业从小到大，从修配到制造，建成了产业门类齐全、产品品种丰富、具有较大规模、具有相当实力和技术水平、成套水平不断提高的完整产业体系。

例如：1956年，新中国才能生产第一辆汽车，当年汽车产量仅61辆；2018年，汽车产量为2 780.9万辆，连续十年居世界第一位。1951年，发电设备产量仅1.6万千瓦，至2018年，已连续十三年产量超过1亿千瓦，稳居全球首位。1949年，金属加工机床产量仅0.16万台，2018年达21.33万台，达到世界第一。1949年，产量内燃机仅0.74万千瓦，2018年，产量达27.01亿千瓦，是1949年的37万倍，稳居世界首位。1949年，产量起重设备仅0.6万吨，2018年，产量为777.11万吨，高居世界首位，是1949年的1295倍。1958年，大中型拖拉机新中国第一台拖拉机诞生，2018年，产量为24.35万台，占居世界第一。目前，全国农作物机械化率已达到66%，农机装备国内市场供给率达到90%以上。[9-10]

通过上述国内发展的分析实例，使同学们更加清楚地认识到，机械工业的跨越式发展离不开制图基础和机械图的学习以及相关人才的培养。未来随着国家的发展，对于高端机械工业人才必要需求更多，这就督促当代的大学生学好 “工程制图” 知识，为将来的发展打下扎实的基础。制图基础和机械图包括尺寸标注、公差标注、视图表达、标准件、绘图规范等，既是前面画法几何的延续，又是后面化工制图的基础，起到了承前启后的作用。形体分析法、线面分析法是组合体画图和看图及标注尺寸的基本方法。此外，课程内容还包括制图国家标准、培养读图能力。可以通过举例机械工业的实例，如轴承，来说明此类方法在工业上的重要应用。

通过PPT和视频等方式，给学生展示新中国成立70年来机械工业所取得伟大成就。希望这些令人瞩目的机械工业的增长数据和实实在在的器件，能够给学生带来内心的震撼，引起强烈的共鸣，形成高涨的爱国情怀。当然，也应该让学生了解我国目前机械工业存在的不足，如大而不强、发展不均衡、高端仍然受到掣肘，仍需大家倍加努力才行。

1.4 化工制图环节

新中国成立70周年以来，石油和化工行业经过不懈奋斗，经历了从无到有、从弱到强、从有到优的蜕变。目前，中国的石油化工总体量居世界第二，其中化工行业占据世界第一的位置。

仅以合肥化工材料企业为例。合肥旭阳铝颜料、合肥水性科天、安徽国风塑业、合肥杰事杰新材料、合肥国轩动力能源、合肥乐凯、合肥京东方、安徽丰源、安徽安利材料、中盐安徽红四方、安徽佳通轮胎、安徽万朗磁塑等，都是在国内(甚至是国际上)行业的领头羊。列举身边的实例，学生更有切身地体会。

化工制图是实现化工生产的必由途径，规范严谨的化工设计师安全生产的基本保障。但是，化工生产的安全性也是备受关注的。2019年3月21日，位于江苏省盐城市响水县生态化工园区的天嘉宜化工有限公司发生特别重大爆炸事故，造成78人死亡、76人重伤，640人住院治疗，直接经济损失19.86亿元。事故的直接原因是公司旧固废库内长期违法贮存的硝化废料持续积热升温导致自燃，燃烧引发爆炸。因此，如何防范化解危险化工生产，也是化工制图留给学生(包括以后走上工作岗位)的一个长期课题。

此处课程思政的内涵在于，使同学们进一步明确化工制图是“工程制图”与化工专业知识相结合的产物，目的在于利用制图为工具，实现化工产业的规划、生产与布局。化工制图主要包括化工设备图、化工工艺图，两者相互辅助，不可缺少。

中国的化工行业经过了70年的蓬勃发展，已经在世界上占有重要的位置。新中国70年化工产业取得的辉煌成就，必将深刻鼓舞着当代的大学生去努力学好专业知识。通过一系列的化工安全事故，让学生充分认识到化工制图的规范性、严谨性。

1.5 计算机绘图环节

高速动车组是个庞大的系统工程，零部件就有50多万个，几万张图纸需要设计。“复兴号”从样车下线到最终定型，一共做了2300多项线路试验，从铁科院环形试验基地到大同线、哈大线、郑徐线，试验里程达到61万公里，相当于绕着地球赤道跑了15圈，耗时整整一年半。拿“复兴号”车头来说，为实现最佳技术性能，通过海量的仿真设计、计算和试验，才最终确定设计方案。当性能最优的“飞龙”头型出炉时，打印出的A4纸数据足足堆了1米多高。

至2019年底，中国高速铁路营业总里程达到3.5万km，居世界第一。改革开放40年来，中国高铁经历了从少到多、从追赶到领跑、从走得了变成走得好的转变。高铁建设是中国正在开展新工业革命的标志，也是当代中国新四大发明之一，已经随着 “一带一路” 的战略远销国外。近些年，我国实现工业装备弯道超越的实例不断涌现，例如盾构机、LNG船、风力发电机、T800碳纤维等。

此部分案例可以让同学们认识到，掌握并运用AutoCAD绘图软件是现代制造业的必备要求，正所谓 “工欲善其事，必先利其器”；此外，科技发展也需要学生们去积极开拓、研发新型绘图手段。面对类似于高铁这样的复杂工业体系，学生们要认真学习，掌握科技，尤其是要注重培养踏实的工作态度和严谨的工作作风。要具备与时俱进的意识，能够不断超越自我，要有信心去引领行业的发展方向；还要具备弯道超越的创新精神，不仅仅是跟跑，更要做领跑者。

2 课程思政教学案例的实践方式

课程思政的落脚点在于实践。若要实现课程思政教学案例的成功运用，在实践过程中需要注意以下几点。

2.1 注重提高教师自身思政能力和水平

教师是实施课程思政教学的执行者。教师自身思政能力和水平的高低，直接决定了课堂教学的效果。对于一些思政素材、新闻或是观点，教师平时需要提高关注度、增强敏感性；此外，对于马克思主义、毛泽东思想、新时代中国特色社会主义思想等理论，也需要加强自我学习，提高理论储备，加强政治站位；再者，课程组之间也要定期交流、学习，做到互帮互助，共同促进，协同发展。

2.2 建立思政案例素材库

针对平时接触到的思政案例素材，包括科技案例(如科技进展)、人文案例、爱国案例、思政理论案例等，注意收集、归纳和总结；建立思政案例素材库，进行分门别类统计。此外，课程组加强沟通，建立平台，定时汇总、整理素材库，为以后的思政课程升级与优化提供资源补充。

2.3 思政案例教学方式多样化

思政案例教学的方式也应多样化，才能增强学生的兴趣，提高学生的关注度。大概包括如下几种类型：首先，采用PPT展示与视频播放：选取“超级工程”“大国重器”“大国工匠”“厉害了，我的国”等视频片段，选择在课件休息时间播放，既能调节学生的学习氛围，缓解学习压力，又能进行思政教育，做到润物无声、潜移默化；其次，通过课程微信/QQ群、雨课堂等进行推送；再者，让学生组成小组，在课堂上进行PPT汇报，增强学生的参与意识，提高学习的积极性。

2.4 探索和推进思政考核方式

让思政内容融入理论课程总体考核。首先，举行思政效果问卷调研，通过设计一系列问卷内容，考查学生对于思政教育方式与效果的反馈，并进一步根据反馈内容对思政教育进行修订和优化；其次，改变课程考核方式。在课程考卷中增加思政考试内容，增加主观的思政分数比例，实现课程成绩的多元化和全面化。

2.5 加强实践动手能力

“工程制图”教学是与实践紧密联系的。通过到化工生产企业、设计院实习，可以接触生产实际，切身体会解决实际问题，增加学生对课程内容的感性认识。此外，对于课程设计，尽量做到课题与生产实际紧密结合，通过“企业出题，学校答题，市场阅卷”的模式，切实加强学生实践动手能力。

利用思政案例、思政内涵与思政实践，实现课程思政的内容覆盖，然后通过不断的优化与提升，最终实现“立德树人、能力提升与价值引领”的总体目标，如图1所示。

图1 课程思政教育的实践方式

3 结束语

“工程制图”是工科专业学生的一门重要的基础课程，在课程的讲授过程中，不仅要重视理论知识的学习，更要注重思政教育的实施。紧密围绕《工程制图》的课程思政体系进行阐述，拟重点研究思政案例的选取与设计，并给出实施的具体方式与措施。只有德才兼备、以德为先，才是 “立德树人”根本任务的前提和要求，本课程的思政建设将有助于培养多层次、品学兼优的人才。