课程思政视域下的“互换性与技术测量”教学研究与实践

苏文瑛 田长留 任泰安 朱绘丽

河南工学院机械工程学院 河南省新乡市 453003

1 前言

2017 年，教育部印发《高校思想政治工作质量提升工程实施纲要》提出，要大力推动以“课程思政”为目标的课堂教学改革[1，2]。2019 年，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于深化新时代学校思想政治理论课改革创新的若干意见》强调，要坚持不懈用习近平新时代中国特色社会主义思想来铸魂育人[3]。2020 年，教育部组织召开“全面推进高等学校课程思政建设工作视频会议”，会议强调，要充分发挥好专业课教师“主力军”、专业课教学“主战场”、专业课课堂“主渠道”的作用，推动课程思政建设不断取得新进展新成效[4]。

互换性与技术测量课程是高等工科院校本科、专科机械类和近机类各专业应用性很强的技术基础课，涉及机械产品及其零件的设计、制造、检验、维修和质量控制等多方面技术问题。“师者，传道授业解惑也”，教师在教给学生几何量精度及检测方面的知识外，同时肩负着塑造灵魂的使命，要给学生传授为人处事的道理，塑造学生品格、品行和品味，形成专业教育和思政教育有机融合的协同育人格局，实现价值塑造、知识传授和能力培养的有机统一[5]。

为此，课程教学团队紧跟教育教学改革发展趋势，积极推进课程和课程思政建设，从教学目标、课程大纲、教学内容、教学方法等方面进行了改革和创新。具体改革情况如下：

2 教学改革的探索与实践

2.1 结合企业需求，重构课程教学大纲

课程教学团队紧密结合培养高素质应用型人才的目标，结合企业需求，准确把握课程思政建设方向和重点工作，科学设计制定了三个层级的教学目标，包括知识教育目标、能力培养目标和思政教育目标。

1.知识教育目标：了解互换性与技术测量的基本概念和基本理论，掌握机械设计中关于精度设计的基本思想和方法。

2.能力培养目标：培养学生运用互换性与技术测量相关知识解决实际问题的能力，提高学生的设计能力、创新能力和理论联系实际能力，为后续专业课的学习提供能力储备。

3.思政教育目标：（1）培养学生在机械产品设计过程中精益求精、一丝不苟的职业精神；（2）通过设计和检测过程中相关标准的贯彻，培养学生在工作中遵规守矩的职业道德和遵纪守法的意识；（3）利用唯物主义辩证法分析和解决生产问题，帮助学生树立正确的人生观、世界观和价值观；（4）通过产品精度的设计案例和实施过程，使学生对科学研究产生敬畏之心，培养学生严谨、科学的工作态度。

2.2 结合课程教学目标，开发思政教学资源

《互换性与技术测量》课程主要内容主要分为八个章节，五大模块，以学生为中心，教学内容引入工程实例，注重理论知识和工程实践应用相结合；重新组织教学内容，注重各模块间内容的衔接与贯通；结合思政育人目标，开发思政案例，教学内容引入大量的思政元素。

1.典型案例一：几何误差与公差

以知识点“几何误差与公差”为例进行课程思政教学设计，采用的思政元素融入方式为课程情境引入阶段引入思政元素，如在讲授重要知识点“几何误差与公差”时，引出：“几何误差对零件性能的影响”，延伸到“几何公差”，“公差表示制造精度”，“精度设计”是互换性与技术测量课程中的重要内容，随即引入思政元素。

思政元素一：大国工匠刘湘宾将精度做到极致

陀螺仪是一种能够测量相对惯性空间的角速度和角位移的装置，石英半球谐振子是世界上最先进的精密陀螺仪之一——半球谐振陀螺仪核心敏感零部件[6]。石英玻璃易崩易裂，零件加工精度要求又高，将既硬又脆的石英玻璃，加工成薄壁半球壳形，其难度可想而知。刘湘宾面对这一国际难题，他没有退缩，查资料、访同行、绘图、建模、做了无数次实验，永不言败，自制特种工装夹具及刀具，最终攻克了这一难题，刘湘宾数控团队加工的石英半球谐振子，其几何公差精度要求小于3 微米，相当于头发丝直径的二十一分之一，他常说“做航天，尤其是精密仪器的，产品要百分之百没问题，东西是要上天的，容不得半点儿大意。”那么作为“机械人”，新一代的青年我们更要严格要求自己，做产品要做到“没有99.9%的产品，只有100%的产品”。

思政元素二：“大国重器舰船用钢不平度调整技术”

不平度是衡量舰船系列钢产品质量的重点指标，鞍钢自主研发的舰船用钢不平度调整技术不仅满足了多项苛刻精度指标的要求而且使不平度小于10mm／m，攻克了头部板形恶化距离长、盲区控制困难及产生瓢曲缺陷的难题，发明的轧机防翘装置应用技术、过渡护板改进技术、带钢表面积水清除技术，使机组运行时间大大缩短，首创的带钢不平度调整控制方法，该项目的成功实施为我国大国重器顺利下水提供了关键技术支撑[7]。

思政元素三：“汽车变速箱装备中上下内圈同轴度误差对汽车性能的影响”

变速箱是汽车上一个非常重要的总成，它可以改变来自发动机的转速和转矩。汽车变速箱箱体零件的顶面用来安装变速箱盖，前后端面支承孔用来安装传动轴。变速箱箱体的主要作用是支承各传动轴，保证各传动轴之间的中心距和平行度，并保证变速箱部件与发动机正确安装。因此，汽车变速箱箱体零件的加工质量至关重要，它不仅直接影响汽车变速箱的装配精度和运动精度而且会影响汽车的使用性能、工作精度及寿命。变速箱在工作时，齿轮上同时承受周向力、径向力和轴向力，在这种合力的影响下，变速箱轴同时承受转矩和弯矩作用，变速箱中轴需要具备较强的刚度和强度，在刚度不足的情况下会出现弯曲变形，从而会破坏齿轮的咬合状态，对齿轮的强度、耐磨性和工作噪声会产生不利的影响[8]。因此，变速器轴、齿轮的转动问题是设计、制造和检测时较为关注的问题。

在装配汽车变速箱时，若上下内圈出现同轴度偏差，就会使其上表面产生一个正压力，这个正压力会导致轴承内圈在使用过程中现不断下降的情况，减速器输出轴受到径向剪切力的影响，易造成输出轴疲劳变形甚损坏，同时降低汽车变速箱的稳定性。要解决这一问题，就要提高变速箱的加工精度，尽可能减小上下内圈同轴度误差。

另外，从当前我国国产汽车的研发情来看，虽然取得了一定成绩，但是源于起步晚，与发达国家相比还是有差距，尤其是缺乏核心技术，且自主研发技术较弱，特别是在发动机以及变速箱上面，仍然需要依靠国外的技术[9]。

通过以上案例，强调几何误差会影响零件的工作精度、联结强度、运动平稳性、耐磨性、噪声等，为此，在设计时，必须根据零件的功能要求且兼顾制造经济性，在图样上给出几何公差以限制几何误差；制造时，尽量减少加工误差；检测时，尽量减少测量误差。同时，潜移默化的培养学生一丝不苟，精益求精的工匠精神和制造强国的理念。

2.典型案例二：极限与配合

以知识点“尺寸的极限与配合”为例进行课程思政教学设计，在讲解业理论知识的阶段引入思政元素，指出：“尺寸极限与配合的选择是机械产品设计与制造中一个重要环节，它是在公称尺寸已经确定的情况下进行的尺寸精度设计。极限与配合的选择是否恰当，对产品的性能、质量、互换性以及经济性有着重要的影响。”

思政元素一：“榫卯结构”

榫卯起源于距今约7000 年前的河姆渡时代，历史比汉字还要悠久。榫卯是古代中国建筑、家具及其它器械的主要结构方式，是在两个构件上采用凹凸部位相结合的一种连接方式。榫卯结构是榫和卯的结合，是木件之间多与少、高与低、长与短之间的巧妙组合，可有效地限制木件向各个方向的扭动。它的特点是在木制构件上使用凹凸结构进行连接，不使用钉子，不用胶水，做到天衣无缝，扣合严密、间不容发。故宫、天坛祈年殿、释迦塔、山西悬空寺是中国四大榫卯结构建筑，可以这么说，榫卯结构是中国古建筑精神的传承。要达到如此的完美配合，可见榫卯的尺寸精度和几何精度都是非常高的，古人的精湛技艺值得我们继续传承和发扬光大。

思政元素二：“徒弟错误加工零件倒角”

在讲解“尺寸的极限与配合”知识点时播放在机械加工过程中徒弟不会看图纸，将零件倒角倒错，造成零件报废的反面案例视频，告诫同学们“差之毫厘谬以千里”，作为工科生我们一定要做到一丝不苟。尺寸的极限与配合选用也一样，选用的不正确将会造成零件无法装配，导致零件报废，给厂家造成巨大的经济损失。

通过以上案例，展现了中华民族的优秀文化和古人的精湛技艺，培养学生的爱国情怀和传承精神，通过反面案例，培养学生严谨的工作作风。

2.3 创新教学手段

通过梳理《互换性与技术测量》课程知识结构，构建从知识点到知识面、到知识体的课程思政教学体系，建立思政元素全方位融入的立体式教学体系，积极开展丰富多样地教学方法及手段。

（1）线上线下混合式教学。教师利用包含思政元素并富有感染力的线上视频资源，在做好科学设计的基础上传到学习通供学生自主学习，同时教师根据内容设计出与思想政治相关的问题，利用课堂对学生进行讨论教学，通过线上线下混合式教学使学生在掌握其中的知识以及原理的同时，思想意识层面能得到更为有效的引导和规范。

（2）项目式教学。项目式教学以专业知识点为基础，以课程思政点为灵魂，通过综合考虑学生经验、学科间逻辑关系和思政育人目标而进行驱动型问题的设计，从课前精心选择的专业知识点和课程思政点作为问题导入，引发学生的思考，到课堂上热烈讨论，主讲教师深入分析，从而最终衍生出思想意识的共鸣。

（3）共建共享教师思政素材库。通过教师团队共建共享带有思政元素的案例素材库，能在教学的过程中丰富教学案例，从专业技术的角度深度挖掘思政元素，包括详实的数据信息及其配套的视频资源，以“专业案例”+“核心价值”融合的方式进行课程教学，实现“润物无声，立德树人”。

（4）以学习通、钉钉等为媒介搭建交流平台。通过教师与学生日常的学习交流，教师将文化传承和文化自信等理念传递给学生，构建出师生无时空限制共同体，提高学生的思想政治水平、道德品质和文化素养。

（5）线上线下相结合的过程化考核方式。过程性评价（40%）和期末考试（60%），其中过程性评价包括线上考勤、观看视频、章节测验及作业（共60%），线下实验（40%）。

2.4 提升师资队伍思政育人能力

为了提高课程思政建设水平，互换性与技术测量课程组教师不断强化铸魂育人的意识和能力。教师积极参加各类课程思政培训会议，以校级课程思政专题学习平台为依托，形成学习交流汇报机制，将学习交流的经验和收获分享给广大教师，推动广大教师进一步强化育人意识。建立了课程专业教师与思想政治理论课教师定期研讨交流机制，通过集体研讨、集体备课，相互听课等形式，共同设计课程育人目标、共同挖掘课程思政元素并商讨课程教学方法，确保了课程思政顺利推进并取得实效。

3 结语

授课过程中通过渗透科技强国教育，引入科技前沿，穿插科学家奋斗事迹和探索精神等，培养了学生利用机械精度设计理论解决实际问题的能力和科研创新能力，同时促进专业学习，使学生形成正确的世界观；通过社会主义核心价值观、中国优秀传统文化的融入，使学生树立了正确的价值观和人生观，培养了学生的爱国情怀和报国理想。总之，通过以上教学改革创新，极大的提高了学生学习的积极性和主动性，综合素质也得到了有效的提升。