机械制造基础课程思政教学实践

吴绍锋，王晓阳，张盟盟

（重庆人文科技学院机电与信息工程学院，重庆 401524）

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上明确提出，“其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应[1]”。2020年，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》，全面推进高校课程思政建设[2]。《高等学校课程思政建设指导纲要》指出，全面推进高校课程思政建设是深入贯彻习近平总书记关于教育的重要论述和全国教育大会精神、落实立德树人根本任务的战略举措，高校要深化教育教学改革，充分挖掘各类课程思想政治资源，发挥好每门课程的育人作用，全面提高人才培养质量。课程思政建设要在所有高校、所有学科专业全面推进，围绕全面提高人才培养能力这一核心点，围绕政治认同、家国情怀、文化素养、宪法法治意识、道德修养等重点优化课程思政内容供给，提升教师开展课程思政建设的意识和能力，系统进行中国特色社会主义和中国梦教育、社会主义核心价值观教育、法治教育、劳动教育、心理健康教育、中华优秀传统文化教育，坚定学生理想信念，切实提升立德树人的成效[3]。

机械制造基础课程是机械制造系列课程中必不可少的先修课程，是机械类学生必修的一门主干技术基础课程，也是机械类和部分非机械类专业普遍开设的一门课程。该课程对于学生获取机械制造基础知识，提高对先进制造技术的发展认知具有积极作用。同时，通过该课程的学习，学生能够初步具备分析和解决实际生产问题的能力，并为后续专业课程的学习和从事相关工作打下基础[4]。

1 学情分析

1.1 授课对象

重庆人文科技学院机电与信息工程学院机械设计制造及其自动化专业、车辆工程、汽车服务工程专业，大学二年级学生。

1.2 使用教材

机械制造基础。该教材依据教育部制订的“高等学校工程材料及机械制造基础课程教学基本要求”，以机械制造工艺过程的基本理论和基本知识为主线，整合了选材、毛坯、加工和工艺分析等相关知识，系统地介绍了机械制造基础的成形方法，包含铸造、锻压、焊接、常用切削加工方法、精密与光整加工，及典型表面加工等，除此之外，还介绍了机械制造工艺的基本知识。

1.3 授课学期

大学第三学期（即大二上学期）。这一阶段的学生，已修的相关专业课程较少，对机械制造相关知识还没有深入的认识，机械设计制造及其自动化专业、车辆工程专业学生已修专业课程有：画法几何与机械制图I、画法几何与机械制图II、机械工程材料等；汽车服务工程专业学生已修专业课程有：机械制图、车辆材料等，由此可见，处于大学第三学期的学生对机械制造成形技术等知识还不甚了解，因此在教学设计及教学过程中，应以激发学生兴趣为主，讲解内容从实际生活实例出发，学生有了兴趣之后，再由简入繁，循序渐进地帮助学生认识并理解机械制造基础知识；3个专业已修思想政治相关课程有：思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要等，由此可见，此阶段的学生已具备一定的德育基础，但是思想道德修养与法律基础、中国近现代史纲要课程定位为通识教育课程，学生未给与足够重视，大都以不挂科为出发点进行学习，且教学过程中以大班（2～3个班，80～90人左右）形式授课，上课不听课、玩手机等现象严重，因此，通识教育课程的思想政治教育对于学生的思政教育存在一定的问题，因此需要在专业课程教育中融入思政教育，辅助思想政治课程，帮助学生建立正确的人生观、世界观及价值观，培养具有社会主义核心价值观的社会主义接班人。

2 课程思政教学设计

本研究以机械制造基础第二章第一节“铸造工艺基础”为例，探索机械制造基础课程思政教学改革。

2.1 铸造工艺基础主要内容

铸造工艺基础主要包含铸造的概念、液态合金的充型和铸件的凝固与收缩，液态合金的充型包括液态合金的流动性，及液态合金的充型能力；铸件的凝固与收缩包括铸件的凝固方式、铸造合金的收缩，及铸件中的缩松和缩孔等内容[5]，见图1。通过本节内容的学习，使学生对铸造成型方法有初步的认识，明白铸造成型的原理，理解充型铸造、充型能力等概念，知晓铸件产生缩松缩孔的原因及防止措施。

图1 铸造工艺基础知识Fig.1 Basic knowledgeof casting process

2.2 铸造工艺基础思政元素要点

使课程思政融入铸造工艺基础课程内容，在教授学生专业知识的同时，激发学生的学习热情，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当，完成机械制造基础课程立德树人的根本任务，课程思政元素见表1。

表1 “铸造工艺基础”思政元素要点Tab.1 Basic ideological and political elementsof casting process

2.3 培养民族自豪感和爱国情怀

通过对该阶段学生的学情分析，要以激发学生学习兴趣为主，所以在开始授课时，以青铜器为切入点，青铜器历史源远流长，起始于公元前2000年，经夏、商、西周、春秋、战国和秦汉，历近15个世纪，以品类繁多、制作精巧、风格独特而著称于世，是我国文化的重要组成部分，具有重要的历史价值和观赏价值[6]，且青铜器以失蜡法铸造，与教学内容密切相关。

具体教学设计以多年的教学经验，发现学生对讲授法以外的教学手段格外感兴趣，因此可以青铜器相关纪录片导入课程，如《探索发现》，通过观看纪录片，在激发学生学习兴趣的同时，使学生认识我国青铜器文化，培养其民族自豪感和爱国情怀。结合视频，从铸造的词语含义入手，对“铸”“铸造”“砂型”等视频中出现的概念进行进一步解释，使学生对铸造有初步的了解。

2.3.1 铸和铸造

铸造是指将液态金属浇注到与零件的形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得所需形状、尺寸和性能的金属件（铸件）的液态成形方法。讲解铸造概念时，可以结合教学模具进行介绍，液态金属可用水来替代，铸型型腔可用简单动物模具替代见图2，以水浇注入动物型腔模具的过程，帮助学生理解液态金属材料、浇注、铸型型腔、冷却凝固，以及所需形状、尺寸和性能的金属件等内容。

图2 动物型腔模具Fig.2 Animal cavity mold

2.3.2 砂型

讲解砂型概念时，可与砂型图片（见图3）、视频相结合，并给出实际的砂，使学生深刻体会砂及砂型。

图3 砂型Fig.3 Sand mould

2.4 培养可持续发展理念

从青铜器的形状特点、铸造中液态金属的特点及金属原材料的来源等，引导学生思考铸造的优点。

2.4.1 铸造的优点

①可制成形状复杂的铸件，尤其是具有复杂内腔的毛坯，如机床床身、箱体和船用螺旋桨等；②适应性强，铸件质量、大小、形状及所用合金种类几乎不受限制；③铸造所用原材料来源广、价格低，而且铸件的形状和尺寸与零件非常接近。铸造的优点可制成形状复杂的铸件，对其原因进行解释，指出液态合金是制成形状复杂铸件的关键，引出本次课程的第一个主要内容——液态合金的充型，接下来顺理成章的讲解充型、充型能力、合金流动性、铸型性质、铸件结构和浇注条件等内容。

2.4.2 讲解合金流动性的影响因素

合金流动性的影响因素是浇注温度，浇注温度越高，合金保持液态的时间越长，金属液黏度降低，杂质易上浮或溶解，故合金流动性好，充型能力强[7]；但浇注温度过高，液态合金收缩增大，吸收气体多，氧化严重，流动性反而会下降，得出的结论是浇注温度既不能太高，也不能太低，在保证流动性的前提下，浇注温度应尽可能低一些，即温度要合适，针对这一“合适”特点，可对学生提问，启发学生讨论（以小组为单位进行）和思考在日常生活、节能环保及机械制造等方面的应用，使学生了解绿色发展、可持续发展等战略意义。

2.4.3 缩孔缩松动画演示

小组讨论结束之后，重新回顾铸造的定义，取其完成零件或金属件的第二个步骤——凝固，引出本节第二个主要内容，讲解凝固方式、凝固方式的影响因素、收缩、缩孔、缩松、缩孔缩松防止措施等内容。由于缩孔、缩松概念较抽象，学生不易想象，因此可以缩孔缩松动画进行演示，并结合缩孔缩松图片进行解释，见图4。

图4 缩孔Fig.4 Shrinkage cavity

2.5 培养大国工匠精神

课程内容讲解完成之后，以航空发动机叶片为例[8]，讲解航空发动机的结构特点、作用及加工难点，并结合纪录片《大国重器》，进一步巩固铸造的过程及应用，使学生认识到机械制造基础课程的重要性，培养学生的专业认同感，培养学生复兴中国制造业的使命感和责任感。课堂如有剩余时间，可选取《平凡的匠心》《匠人匠心》等与课程有关的人物事迹进行讲解，如《平凡的匠心》中陈巧生的事迹，他在家人的支持下，通过遍访各大博物馆、查阅古籍和数千次试验，终于复原明代宣德炉铸造技艺，继而完善和发展了铜炉开模、炼铜、铸造、皮壳制作等几十道关键工艺。通过陈巧生等匠人匠心事迹，可培养学生敬业、精益、专注、创新等大国工匠精神。

2.6 课后学习

阅读唐宗军及李玉平主编的机械制造基础教材，观看学习重庆高校在线开放平台——机械制造基础项目一（机械制造基础概论）及项目二（铸造成型）的视频，观看学习中国大学MOOC——机械制造基础课程（哈尔滨工程大学）中铸造成型技术视频，观看《大国重器》《超级装备》等记录片。练习重庆高校在线开放平台——机械制造基础课程中项目一（机械制造基础概论）及项目二（铸造成型）的单元测试题，练习中国大学MOOC——机械制造基础课程（哈尔滨工程大学）中铸造成型技术测试题。有条件的学校可以进行砂型铸造实训，或砂型铸造虚拟仿真试验，加深学生的认识。

3 结语

为了推进机械制造基础课程思政建设，完善高校课程思政体系，落实立德树人的根本任务，以铸造工艺基础为例，分析课程内容及学生学情，充分挖掘课程思政元素，认真设计教学过程，在讲授法授课的基础上，结合案例法、视频法、小组讨论及实践法，充分调动学生的学习积极性，提升学生的专业认同感，以青铜器、航空发动机叶片、陈巧生事迹等案例，讲授专业知识的同时，融入课程思政，使学生在学好专业知识的同时，培养民族自豪感、爱国情怀及大国工匠精神。