工程图学课程融入思政元素的探索与实践
2023-03-15吕秋娟何美莹赵少宁
吕秋娟 何美莹 赵少宁
[摘 要]文章围绕课程自身特点和人才培养目标,通过梳理课程思政教学目标,认真总结提炼工程图学课程知识点中蕴含的思政元素,精心设计以微视频、图片等形式为主的思政案例,在课堂教学、绘图实践教学和学员的线上学习过程中恰当地融入思政元素。经过近两年的实践可知,这种模式不仅培养了学员的创新思维能力、军人荣誉感、责任感、精益求精的大国工匠精神,还丰富了教学团队系统化的思政教学项目资源。
[关键词]工程图学;思政元素;思维能力
[中图分类号] G642;TB23 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2023)22-0076-04
立德树人是高等教育的根本任务,而思想政治教育在军队院校教育中更是重中之重。要实现全方位育人,必须将思政元素和基础课、专业课有效融合[1]。
一、课程特点
工程图学课程是工科院校的一门基础课程,也是火箭军工程大学(以下简称我校)本科各专业的科学文化基础课程,是我校学员进入学校学习的“工程技术第一课”。课程要求学员能够运用三视图的投影规律和相关国家标准,正确绘制机件视图,以培养学员的空间想象能力和创新思维能力,这些也是工科类学员专业课程学习的基础[2]。
我校工程图学的授课对象为大一所有专业学员,学习人数较多,课程覆盖面广,影响范围大;该课程既有课堂理论教学,又有绘图实践环节,同时还有和课程同步进行的线上课程学习。教学内容涉及国标规定的线型、投影规律、组合体的构形设计等,这些都与培养学员的军人荣誉感、责任感,使其养成认真细致的工作态度以及精益求精的大国工匠精神等价值取向完全一致[3]。在课前问卷调查中,69.4%的学员对课堂教学中的思政内容感兴趣;69.4%的学员希望教员以短视频、动画、图片的形式讲解思政内容;40%的学员喜欢线上学习,59.7%的学员热衷于课堂讲授。
近几年,该课程教学中虽然也有相对应的思政元素融入,但存在以下几个问题:一是思政元素融入课程的教学设计不完整;二是从知识点中挖掘思政元素不够深入,课程思政只在个别内容的知识点中有所提及,系统性不强;三是资源缺乏,教学方法单一;四是教学团队缺乏完整的能与知识点融合的课程思政项目。因此,工程图学课程亟须围绕课程自身特点和人才培养目标,从培养军校学员的图学思维能力入手,精心梳理课程思政教学目标;充分发挥教学团队的协作能力,总结提炼工程图学课程知识点中蕴含的思政元素,設计完成多种形式的课程思政项目;探索多种渠道融合思政元素的教学方式,达到培养学员科学思维能力、创新思维能力、军人荣誉感、责任感以及精益求精的大国工匠精神的目的。
二、课程思政的教学目标
在新版教学计划中,工程图学课程内容包括以下几大部分:制图基本知识(国家标准、绘图工具、平面图形的画法)、正投影法基础(点、线、面、回转体的投影)、组合体(截交线、相贯线、读图)、轴测图(正等轴测图)、机件形状的基本表示方法(视图、剖视图、断面图的画法)。由于课程内容多、学时少、与工程实践密切相关,且刚入校的学员缺乏工程实践,该课程的学习难度较大。因此,在教学中,一方面要求学员掌握工程图学基础理论和图学思维方法,熟悉三视图的投影规律;另一方面要求通过思政元素的融入,提升学员的文化素养和科学思维能力。结合课程教学基本要求,教学团队以学员的知识→能力→素质的人才培养目标为主线,认真梳理了工程图学课程内容融入思政元素的教学目标,如图1所示。
在知识方面,让学员深刻理解投影理论、各种表达方法的规范使用,充分发挥空间想象能力和空间思维能力,准确实现实物—图形—实物的灵活转换,为后续的设计意图表达、专业图形识读及未知问题探索提供工具与支撑。在能力与素养方面,培养学员以二维、三维空间转换为核心的空间思维能力,增强以多面互补、多维互联为特征的全面思维能力,提升“见图思形、一图多形”的发散思维与创新构形能力;使学员具备运用工程图样正确、合理表达机件的能力;塑造学员认真负责的工作态度、优秀的团队协作意识;培育学员面向应用、求实创新的工程意识,引入一丝不苟、卓越精进、敢于负责的工匠精神[4]。
三、多方位实现思政元素与内容的有机融合
教学团队通过深入分析、理解教学内容与思政教学目标之间的关系,充分挖掘知识点中的思政元素,将教学内容进行细化,认真分析每个知识点的特征和隐含的思政元素[5]。多方位实现思政元素与课程内容的有机融合,以工程图学课程内容为载体、课程目标为主线,按照教学模式—课程内容—思政衔接—思政目标之间的层次关系,建立多方位融入思政元素的教学框架,如图2所示。
(一)课堂教学恰当融入思政元素
我校课程教学计划规定,工程图学课程理论教学为30学时,理论教学一般是通过线下课堂授课进行。讲授时,教员将课程中的知识点、重点内容与辩证思维能力、责任意识等思政元素进行有效融合。结合知识点和学员的专业,避免出现思政元素生搬硬套、内容结合不紧密、学员兴趣不高的问题。因此,课堂教学内容和思政元素的融合点是否恰当、自然,是教员课堂教学中要重点思考的问题。
根据工程图学课程思政教学目标要求,在理论课教学过程中,教员围绕唯物辩证法思维、传统文化和工匠精神、求真务实和责任感等思政元素,将培养学员的思想政治素养、文化素养和军人素养这一目标贯穿于整个理论课程教学。在此基础上,教员对不同的教学内容进行了知识点划分,找出各部分内容中的思政元素。表1为第四章组合体知识点和思政元素的融合点。
以组合体视图的画法为例,如表2所示,由于组合体视图的画法为理论教学,思政教学目标为培养学员的辩证思维能力,要求学员能够从全面、发展的角度分析和处理问题。课堂授课中教员采用启发式教学方法,按照提出问题(画支架三视图)—分析问题(分析形状特征)—解决问题(正确画图)的思路,引导学员认真观察支架的各部分结构特征,多角度分析主视图的选择方案,对比分析不同的投影方案的优缺点,使学员认识到分析问题时,要养成把握整体与局部、全面分析问题的良好习惯。
(二)绘图实践教学有效融入思政元素
工程图学课程绘图实践包括两个专题内容:平面图形的画法、机件形状的基本表示法。绘图实践是学员将理论转化实践的重要环节,也是对理论课程内容学习的综合训练。通过绘图实践练习,使学员熟悉制图相关国家标准,快速提升作图技能,能综合运用所学机件形状的基本表示方法来表达组合体。而绘图实践的教学目标要求学员在按照要求绘制视图时,能够根据表达对象进行正确的工程图纸大小选择,规范使用作图工具。在图形表达正确的前提下兼顾美观,将视图布置匀称;线型清晰,线宽符合国家标准;圆弧连接光滑;尺寸能够按照要求进行标注;尺寸数字注写规范、完整;同时能合理运用机件基本表示法中的各种视图、剖视图等表达方法,对比各种形体表达方案,并用最优方案绘制形体视图。
在绘图实践课程教学中,教员采用任务驱动式教学方式,认真研究教学目标,仔细梳理思政元素的融合点,使教学目标和思政目标有机地统一起来。指导学员在绘制平面图形和机件视图时,做到诚信制图、认真负责、精益求精;同时,也将遵纪守法、责任感等品质培养融入绘图实践教学中。以第一次绘图实践课内容——绘制平面图形为例,教学中思政融合的方法和过程如下。首先,教员讲解本次绘图实践课程需要的相关理论知识(国家标准规定:图纸大小的选择、尺寸注法的基本规定、仿宋字体的写法要求、比例等),使学员明白遵守国家标准的重要性,同时引出思政融合点——遵纪守法。其次,讲述圆弧连接的画法,要求学员在完成圆弧连接时,仔细认真地找到连接圆弧的切点和圆心,这样才能准确地保证不同圆弧半径过渡处是光滑的,使学员真正理解设计过程的精益求精。最后,绘图底稿完成后,要求学员仔细检查,按照国家标准中线型的要求,进行加深、标注尺寸、填写标题栏。这些内容就是思政元素中的责任意识、一丝不苟、精益求精的大国工匠精神[6]。采用这种方法,可以真正做到将思政元素恰到好处地融入绘图实践中。
(三)线上学习适时融入思政元素
随着信息时代的发展,学员的学习途径不再局限于课堂授课,线上资源以其方便、快捷、无时空局限的优势,成为学员获取知识的重要途径之一。2019年,教学团队建设了贴合军校特色的线上学习平台。为了充分发挥线上学习的优势,2021年通过专有课程SPOC平台开辟专门的板块,将教学内容和思政元素进行深度融合;设计了经典案例,以微视频、三维模型等方式,将典型工程图样、先进设计理念、创新设计等优秀的机械产品融入线上课程;将工程图学课程思政从课内学习拓展到课外自学,从线下教学延伸到线上共享,形成多方位融合思政元素的教学格局。
例如,在讲解组合体的构成方式的视频中,有许多立体模型都是运用Solidworks三维建模软件来完成的。进行实体建模时,要求学员能够根据立体的形状特征,先完成反映形状特征的视图,然后才以拉伸或者旋转等方式形成立体。这时可加入大家熟知的2022年北京冬奧会“雪花”图案的设计这一例子:“雪花”图案是由清华大学美术学院设计团队的成员共同协作完成的,他们花了近一年的时间,经过一个个创意的汇总、一次次耐心细致的修改,最终用完美的“雪花”将参加奥运会的所有国家紧密联系在一起,突显了民族自豪感及文化自信。“雪花”的设计全程采用Solidworks三维建模软件进行,先采用形状特征视图进行设计,然后经过拉伸完成了具有立体感的“雪花”,具体如图3所示。“雪花”的设计过程使学员认识到,完美的设计过程既需要团队每个人的创新精神,也需要耐心细致的工作态度及团队协作能力。
四、设计多样化的思政教学项目
在工程图学课程的教学内容中有很多包含哲学观的思政元素,需要深入挖掘课程内容中的哲学思想,目的是激发学员的民族自豪感,培养学员唯物辩证法的思维方式。在引入思政内容时,应抓住课程内容特点,设计多样化的思政教学项目、典型案例、构形设计等。例如,采用二维绘图和三维建模、构形设计和创新设计相结合等方法,通过创建情景案例、设计时事热点案例、引入哲学思想等形式,形成配套的课程思政资源。以微视频、图片等形式为主的思政资源,将工程图样、先进设计理念融入课程,以图学发展史、“中国制造2025”强国战略、神舟载人飞船等素材为切入点,在传授图学知识的同时,激发学员的爱国情怀、增强学员的文化自信,树立责任意识、弘扬进取精神,引导学员树立正确的价值观。
项目1:通过介绍图学发展史、武器系统零件图等,激发学员的军人荣誉感、民族自豪感。
设计过程:(视频展现)从古到今,展示不同的零件设计图纸,引出技术人员交流的通用语言——工程图样,它是先进制造业的重要资料,同时,在导弹武器系统零部件设计、加工制造、使用和维修中,也是不可或缺的技术文件。接着用先进制造的案例,展示“中国制造2025”强国战略、神舟五号载人飞船、中国自主研发的大飞机等内容,这些内容不仅增强了学员的军人荣誉感、民族自豪感,更激发了学员的学习热情。
项目2:通过介绍相贯线中涉及的牟合方盖,激发学员的创造思维能力。
设计过程:在学习两个立体相交的内容中,教员以动画、立体模型、三视图的形式,展现牟合方盖的形成过程。这是由我国数学家刘徽首先发现的一种立体模型,可以用来解决球体的体积计算问题。教学中,学员通过想象牟合方盖的截切过程、截切时两个圆柱体表面形成的交线——相贯线而认识到,牟合方盖的提出运用到了立体模型。这种解决问题的思路充分体现了古人的空间思维想象能力,以及解决问题的智慧。
五、结论
经过近两年的教学实践与探索,课程组在工程图学课程中通过精心梳理的课程思政教学目标,为课程知识点和思政元素的有效融合提供了有力保障;多方位实现了思政元素与课程内容的有机融合,使学员的课堂学习、绘图实践练习和线上学习过程有机地融为一体;多种多样的思政教学形式,丰富了教学团队系统化的思政教学项目资源;教学中以价值塑造为主线,增强学员的军人荣誉感,注重学员科学思维、严谨求实精神的培育,实现了一流课程建设背景下工程图学课程与思政元素的有效融合。2021年我校工程图学课程获批陕西省线上线下一流本科课程,2022年获批学校精品课程。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 刘静.军队院校思政课程与课程思政融合发展的价值蕴涵及其实践路径探析[J].高教论坛,2022(6):42-44.
[2] 高等学校工科基础课程教学指导委员会.高等学校工科基础课程教学基本要求[M].北京:高等教育出版社,2019.
[3] 唐静静.工程图学课程思政研究现状:基于CNKI文献数据的可视化分析[J].高教学刊,2022,8(17):193-196
[4] 施鑫煜.思政元素融入机械制图课程教学的实践研究[D].杭州:浙江工业大学,2020.
[5] 方自强,易建钢,万宇杰,等.机械类专业教育中的思政元素挖掘与教学模式探索[J].大学教育,2022(7):9-12.
[6] 张玲玲,曾祥光.机械制图及CAD课程思政探索与实践[J].大学教育,2022(5):29-31.
[责任编辑:刘凤华]