“塑料成型工艺与模具设计”课程思政的研究与实施

李晓燕 江鸿 熊巍

[摘 要] 以“塑料成型工艺与模具设计”课程为例，将工程教育理念与课程思政相结合，在课程目标中引入思政元素，确立含有思政环节的课程大纲。通过合理安排教学环节和考核方式，并通过反馈持续改进，研究了课程思政在专业课程中的具体实施路径。从材料、工艺、模具三个要素挖掘思政元素;结合现代多媒体教学手段，采用案例式教学、启发式教学、类比法教学等多手段实施教学活动;对课程思政的教学效果进行评估，进行持续改进。通过课程思政的具体应用实施，形成了一套具有工程教育特点的材料成型及控制工程专业的思政内容。

[关键词] 课程思政;教育理念;专业课程;工程教育

[基金项目] 2020年度上海市高校思想政治工作—课程思政领航高校建设项目（10-20-310-002）;2020年度上海市高水平大学建设人才培养—上海市级一流专业建设点（10-20-310-010）

[作者简介] 李晓燕（1975—），女，安徽肥东人，工学博士，上海理工大学材料科学与工程学院副教授，硕士生导师（通信作者），主要从事聚合物纳米复合材料的制备及成型研究;江 鸿（1978—），女，四川德阳人，博士，上海理工大学材料科学与工程学院硕士生导师，主要从事材料精密成型及多尺度模拟研究;熊 巍（1982—），男，上海人，上海理工大学机械工程学院2016级博士研究生，上海理工大学材料科学与工程学院实验师，研究方向为机械智能加工与制造。

[中图分类号] G641   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）07-0165-04    [收稿日期] 2020-12-07

按照“办好中国特色社会主义大学，要坚持立德树人，把培育和践行社会主义核心价值观融入教书育人全过程”[1]的根本要求，提升高校思想政治教育实效性，必须充分发挥课堂育人主渠道作用。在高校课程体系中，专业基础课和专业课程等占据着较大比例。目前各大高校都开展了专业课程中的思想道德培养方法与方式的研究，将学科和学术资源转化为育人资源，实现“知识传授”和“价值引领”的有机统一[2]。充分挖掘专业课程和教学方式中蕴含的思想政治教育资源，将思政教育融入专业课程教学的各个环节，使学生在掌握专业知识的同时潜移默化地提高思想政治素养，实现全员、全程和全方位育人，是高校广大教师的根本任务，也是为国家培养合格建设者和接班人的光荣使命[3-5]。

近些年来，新工业革命提速、全球化进程深化、新经济发展加快，工科专业迎来了许多新的机遇，但是也面临着严峻的挑战。材料成型及控制工程是非常典型的工科专业，在先进制造领域应用广泛，涉及机械、汽车、电子、包装、通信、医疗器械等诸多行业。2016年，我国正式加入世界工程教育《华盛顿协议》，标志着工程教育质量认证系统完成了世界本质等效，工程专业质量规范到达世界认可，成为我国高等教育的一项重大突破。上海理工大学材料成型及控制工程专业在2019年通過了工程教育认证。通过成果导向，以学生为中心，反向设计课程体系和教育教学方法，对课程体系和教育教学方法进行持续性改进是工程教育认证专业的共识[6]。将工程教育理念与“课程思政”相结合，通过在专业课程目标中引入思政元素，确立含有思政环节的课程大纲，合理安排教学环节和考核方式，并通过反馈持续改进，可以有效地提高专业教学和课程思政的教学效果。

“塑料成型工艺与模具设计”作为材料成型及控制工程专业的一门重要专业课程，不仅要培养学生的材料分析、工艺选择和模具设计等工程能力，更要培养学生的工匠精神和创新能力[7]。将工程教育理念与专业课程思政相结合，在“塑料成型工艺与模具设计”的课程目标中引入思政元素，确立含有思政环节的课程大纲。通过合理安排教学环节和考核方式，并通过反馈持续改进，研究课程思政在“塑料成型工艺与模具设计”专业课程中的具体实施路径，形成一套具有工程教育特点的专业课程的思政内容，对于材料成型及控制工程等工科专业的课程建设和专业发展有着积极的借鉴意义。

一、课程思政的目标

上海理工大学材料成型及控制工程专业的培养目标为“本专业培养在材料成型及控制工程领域扎实掌握金属塑性成形、高分子及复合材料成型的基础理论，精通典型材料成型工艺、模具CAD/CAE/CAM、成型设备及控制技术，培养具有一定工程能力、创新精神和国际视野的材料成型及控制工程卓越人才，能够在材料加工及先进制造领域从事科学研究、设计开发、生产制造和管理的专门人才”。针对“塑料成型工艺与模具设计”作为专业核心课程的特点，制定出课程目标。“塑料成型工艺与模具设计”课程是研究塑料材料的外部形状、内部组织结构与性能，以及成型过程控制和模具设计的应用技术学科，培养的是从事材料制品成型加工、成型设备和模具的设计与制造及新材料研发的高级工程技术人才。“塑料成型工艺与模具设计”的具体课程目标如下。

课程目标中，首先需要学生理解塑料材料在成型过程中的结构演变及对制品性能的影响，能根据塑料材料的结构特性分析成型过程，能够理解塑料材料成型过程中温度、压力、时间等工艺参数对成型质量和成型过程的影响规律。在此基础上，学生需要理解成型模具的结构类型、工作方式及成型设备的选择，掌握塑料模具各个部件的工作原理和结构设计要点，能够结合工程实际，提出塑料成型工艺方案，设计模具结构，并能够对结果进行分析。此外，需要学生在塑料成型工艺方案和模具结构设计等多学科环境中应用工程管理原理与经济决策方法，能够从塑料材料成型分析、工艺方案、模具设计及产品使用的全过程理解和评价对环境及社会可持续发展的影响。

在课程目标的确定中，一方面需要注重厘清专业知识的衔接，并使学生具有较强的解决复杂工程问题的能力。另一方面，需要从团队协作、多学科环境和可持续发展等角度对学生的文化素养和道德觉悟进行必要的引导，使学生“明大德、走大道、启大智”，能够做出正确的价值判断，始终把培养什么样的学生放在第一位。

二、课程思政的实施路径

（一）课程大纲的修订

要实现“塑料成型工艺与模具设计”的课程目标，利用专业课程进行全过程、全员和全方位育人，就要根据课程目标，全面修订教学大纲，从根本上实现将课程思政融入课堂。

“塑料成型工艺与模具设计”的理论教学内容主要包括：绪论、聚合物的结构与流变特性、塑料成型原理及工艺特性、塑料产品的结构工艺性、典型塑料模具的结构与成型设备、分型面的选择与浇注系统、成型及结构零部件、推出机构、侧向分型与抽芯机构、温度调节系统等。实践教学内容包括：塑料模具结构认识、注射成型实验、塑料注射模浇注系统实验，后续相关课程包括塑料模具课程设计、塑料成型CAE技术等。

在修订的课程大纲中，将课程思政融入教学内容。在绪论、塑料成型原理及工艺特性等环节，加入我国塑料成型及模具技术的历史和发展现状，以提升学生的民族自豪感，激励学生的创新热情。在聚合物的结构与流变特性等环节，分析塑料材料的合理使用对中国经济和环境的影响，以及我国目前塑料行业所面临的资源、能源、环保压力，面对节能减排、绿色生产等形势，帮助学生树立生态文明、可持续发展的理念。在典型塑料模具的结构与成型设备、分型面的选择与浇注系统等章节，分析当前我国模具行业的快速发展对制造业的促进作用，还有哪些关键技术需要突破，培养学生自主创新的科学探索精神。在成型及结构零部件、推出机构、侧向分型与抽芯机构等章节，要求学生以实事求是、严谨细致的态度对待模具结构及零件设计。在课程实验及课程设计模块，要求学生从实践的角度理解塑料成型工艺和模具设计，加强团队协作，理解多学科环境和可持续发展的重要性，在工程教育中融入文化素养，提高道德觉悟。

（二）课程思政元素的挖掘

“塑料成型工艺与模具设计”课程的主线为材料、工艺与模具设计的协同，是材料科学和材料工程结合的范例，本身蕴含着整体和全生命周期的深刻内涵，包含有丰富的课程思政元素。

从材料的角度出发，塑料新材料层出不穷，既要理解聚合物的结构对产品性能包括成型性能的影响规律，又要理解新型聚合物材料的创新来源和应用，借助新材料的升级换代激励学生努力学习，不断创新，为民族复兴贡献自己的力量，实现自己的人生价值。从工艺的角度出发，学生需要在理解主要工艺参数（料温、模温、压力、速度及成型周期等）与材料及模具之间的关系，能够在限定约束（如时间、设备、成本等）的条件下较为合理地预测成型参数，最终成型出符合要求的塑件产品。通过多学科环境的结合，让学生亲身经历从理论预测到实践验证的显性过程，培养学生知行合一的素养。从模具设计的角度出发，首先需要分析不同结构方案，如分型面，型腔、浇口选择及脱模形式等，仔细比较不同方案的优缺点和适应性，这样才能保证设计方案的合理性。确定好设计方案后，通过成型零件的尺寸计算、模架尺寸计算与选择，抽芯力、推出距离的计算与校核等内容，需要反复进行尺寸验算、结构优化、强度校核和不斷优化，培养学生精益求精和一丝不苟的工匠精神。

（三）课程思政的形式

在教学过程中，在传统教学手段和教学方法的基础上，将多媒体、视频、动画等应用于工程实例的讲授与讨论，将理论与实践相结合，将塑料模具的设计与国家政策、技术标准相融合。采用案例式教学、启发式教学、类比法教学等多种手段，利用网络实现线下和线上结合，以学生为中心，充分调动学生学习专业课程的积极性和主动性。通过专业课程的学习，培养学生的职业素养和创新精神，促使他们为振兴民族工业和中华民族的伟大复兴而不懈奋斗。

将相关的国家政策、技术发展等情况用视频和实地参观等方式进行展示，进一步提升学生对塑料成型及模具行业的整体认识。在参观中国上海国际模具技术和设备展览会、上海国际塑料橡胶展览会等相关拓展活动中，让学生们不断感受时代的脉搏和国家需求，可以使得学生理解所学专业的重要性，也更加延伸出知识背后的精神力量，激发学生对专业的热情，培养学生的爱国主义情怀和民族自豪感。

在教学过程中，针对汽车、电子、包装、医疗器械等不同行业中塑件产品的要求，采用案例分析法，完整地向学生讲解从材料选择、工艺方案到模具设计的全过程，将理论与实践相融合，自然地融入思政元素，提高学生的学习热情。在讲到模具结构及其工作原理时，可采用观看典型模具的动画，对实际注塑模具拆卸与装配相结合的方式来进行教学，加深学生对于塑料模具结构及其开合模动作过程的直观印象。

在教学过程中采用启发式教学，通过设计提问环节的方式，引导学生按步骤利用所学的专业知识去分析和解决实际工程问题，同时将思政理念融入专业教学。采用类比法也可以起到很好的效果，如在进行浇注系统设计的教学讲解时，可类比不同浇注系统的特点，让学生进行对比性记忆，引导学生分析材料、工艺和模具之间的内在联系，并通过国内外现状的对比、不同发展阶段的对比，加深学生对于所学知识的理解。

将专业设计与国家政策、技术标准相融合，与环境和可持续发展相结合，引导学生在设计过程中遵守国家的法律、法规和相关规章制度，具有环境保护意识，这对培养工程人才来说尤为重要。

（四）课程思政的持续改进

对课程思政的教学效果需要通过评估来判断，如采用问卷调查、平时考核、实验环节、课程大作业等形式分析思政融入课程的效果。比如精心设计调查问卷，调查课堂教学能否激发学生的学习兴趣，是否有助于学生的科学素养和创新精神，是否有助于学生的社会责任感和职业道德，是否有利于学生的专业教学效果等。除了问卷调查，可以在平时的考核过程中加入思政考核，例如，学生实验操作是否规范、标准，在实验中的团队协作能力如何，有没有环境保护意识，实验数据处理是否严谨、准确等。在课程大作业中融入思政元素，设计一些开放性的环节，考查学生塑料成型和模具设计方面分析和解决问题的综合能力。在课程设计环节考核学生的创新意识、实践能力、工程素养和社会责任感等。