基于多元引导的机械制造技术课程思政教学方式探索
2024-01-11郭维诚江小辉
郭维诚 江小辉
摘 要:为了更好地在 “机械制造技术”课程中深度融入思政教育,培养学生肩负制造强国的责任担当,教师应围绕自身的专业背景和科研方向,分析课程教学与思政内容需求,形成“教学-思政-科研”多元引导的课程教学机制,实现对思政元素对机械制造理论知识的有效渗透。通过课程教学方式策略实施、理论教学与实践教学内容重构以及科研成果与技术辅助支撑等手段,综合提高学生的专业知识、技术能力和职业素养,培养能支撑起中国制造的大国工匠。
关键词:思政教育 多元引导 机械制造技术 教学方式
1 引言
机械制造技术是机械工程专业的核心课程,通过引导学生明确金属切削基本原理及切削现象、熟悉典型切削加工方法及装备、学会制定机械加工工艺和机械装配工艺规程,培养学生综合分析和解决实际机械制造工程问题的基本能力。对于课程的教学形式而言,融合了思政教育的教学方式是实现学生具备扎实的机械制造理论基础、创新的工程实践能力、强烈的自主学习意识等综合素质的必要途径。然而,传统的课程教学与思政教学之间联系不够紧密,突兀的思政案例无法激发学生对机械制造相关知识点的理解和共鸣,如何利用课程教学、思政案例和教师的科研方向,多元化地解决思政要素在整体教学环节中产生的孤岛效应,是当前机械制造技术课程思政建设的瓶颈问题。
2 机械制造技术课程思政的意义
在新工科建设的背景下,机械制造技术课程的教学方式已不限于传统的理论教学,需要重点关注如何将思政内容和科研案例与理论知识进行有机结合,根据专业基础课程的教学方法探究思政要素的补充和提炼、科研方向的发展与建设等方面。围绕机械教师的科研背景和学科特点,进行理论分析、实践论证等,以思政元素点为突破口,结合具体的科研对象(航空航天大型结构件、船舶燃料发动机、半导体集成电路等),充分融入机械制造理论知识案例中,通过融合补充产生一定的联动效益,达到互补互长的有效局面,形成“教学-思政-科研”多元引导的机械制造技术课程教学新方式。
根据高校教师教学与科研并重的特点,通过科研成果促动日常教学的协同创新,即以课堂教学为基础,以科研案例为牵引,围绕国家在机械工程领域内的重大科技需求,积极融入“制造强国”、“大国工匠”等思政要素,形成“教学-思政-科研”多元引导的课程教学融合机制,采用反转课堂、启发式教学、鼓励质疑等互动式教学模式,结合授课教师在机械制造领域,如航空航天、能源动力和半导体等国家战略性新兴产业内的科研背景,使学生不仅能够掌握课程的理论知识,还能在思政教学元素中充分了解我国制造行业的整体水平,深化思考如何为中国在世界多极发展中彰显大国责任贡献自己的力量。教师也能够从中挖掘机械工程专业课德育思政、创新资源,并通过教学进行深度融合,培育和弘扬新时代中国特色社会主义思想,提升教师教学能力、教学质量和学生学习效果。
3 基于多元引导的课程思政融合
3.1 课程特点
机械制造技术是培养机械设计与制造专业学生制造能力与制造创新的一门核心课程,教师根据机械专业人才需求组织教学内容,按照实际制造过程设计教学环节,为我国制造业培养高素质、高端技能型专门人才提供保障。课程主要目标是使学生熟练掌握机械制造过程中相关的机械零件加工方法,理解机械零件加工精度的概念,能正确编制零件加工工艺、合理选择刀具和切削用量,完成零件机械加工涉及到的原理和加工操作方法。
作为一门与实践结合紧密的课程,在学习机械制造技术的过程中不仅要求学生掌握坚实的基础制造理论知识,而且需要一定的对于制造现场的认识和生产实践的体验,尤其是在思想层面,需要肩负制造强国的责任担当。目前,课程教学注重专业知识的传授,而忽视了正确的思政理念和社会职责的培养,因此需要通过课程思政的建设,凝练大学生的社会责任感和使命感,培养理念先进、技术过硬的综合型应用型人才。
3.2 课程思政内容
根据机械制造技术的教学目标与教学内容,明确课程思政的概念与元素,将大国工匠的思想价值引领贯穿于整个课程体系中的主要教學环节。根据授课教师不同的科研方向背景,在每个章节和每个知识点的教学设计中引入相应的思政教学案例,归纳总结典型思政元素。在教学过程中,注重课程中的教学内容与思政元素无缝衔接,潜移默化地达到课程育人的良好效果,重点培育学生的爱国情怀和大国工匠精神。
在介绍零件的成形原理、机械加工方法章节时,以世界工业格局重大调整的历史机遇为背景,提出我国开展“中国制造2025”战略的根本意义在于致力于完成中国从工业大国到工业强国的转型。进一步向学生表明,中国要成为工业强国,必须要有过硬的工业技术,与全球领先的装备制造企业相比,中国企业不缺技术,而是缺少一种“工匠精神”,如果不唤起这种精神,中国就谈不上成为世界制造强国。
在讲授金属切削过程章节时,要让学生意识到切削加工本质和现象是一对重要的唯物辩证法和认识论的范畴,其本质就是事物的根本性质,是事物诸现象之间的内部联系,是事物内在的稳定性的东西;而现象是事物的外部联系,是事物的本质在外部的表现形态。本质和现象范畴就是事物的根本性质及其外部表现形态在人们思维中的反映。因此要想深刻地学习机械加工技术,就必须了解和掌握切削加工的原理和产生的一些物理现象。
在机床分类与型号编制章节中,引入“工欲善其事,必先利其器”这一典故。在我国这二三十年的工业化过程中,充斥着国外对我们“廉价劳动力”的偏见。要想真正提高和保证产品质量,提高劳动生产率,从制造大国迈向制造强国,必须具有更加先进、自动化程度更高、更加可靠和完善的设备,尤其是具有自主创新的现代化设备,从而鼓励学生勇于直面我国落后的制造装备现状,通过所学知识以提高国产装备的制造水平。
对于机械零件加工精度章节,从哲学的角度来观察,可以发现大部分的零件加工精度都服从正态分布,而正态分布的概率密度曲线很清晰地揭示出了世界上的事物普遍存在着不均匀、不平均分布的特征;世界上事物的分布普遍地存在着中心和边缘的差异的。这种不均匀的特性不仅表现在现实中,而且表现在频率和概率中,所以学生需要在学习过程中关注中心、抓住重点,才能更有效地提高自己对于机械制造的认识与实践能力。
在讲解零件加工余量、尺寸链章节时,首先帮助学生建立尺寸链的基本概念与特征,将其与机械零件的加工与装配进行关联,进一步分析这些因素对高端装备运行稳定性的影响,将分析的结果与工匠精神的内涵进行对照说明,使学生深刻认识到加工余量确定和尺寸链设计的重要性,从而培养学生重视产品质量的意识,并能严格遵制定装配工艺规程,规范装配工艺过程,提高学生对于机械生产过程的责任意识和效率意识。
3.3 多元引导思政教学
“教学-思政-科研”多元引导下的课程思政教学,不仅要求教师对教学内容有深刻的分析、对思政元素有深入的挖掘,也要求教师能深度融合个人的专业背景和科研方向,从而能更好地掌握学生对于思政内容学习的心理预期和接受能力。
教师在讲授机械制造技术课程相关知识点时,可以以个人参与过的科研项目为背景,结合当下时事热点,由浅入深地引入思政元素。在介绍机械加工方法时,以国产客机C919为例,航空发动机中的叶轮叶片可以采用特种加工方法、蒙皮与长桁的连接可以采用激光焊接、梁框等承载件可以采用铣削加工技术等;在讲授机床分类章节时,首先介绍国家“高档数控机床与基础制造装备”重大科技专项,再围绕航空航天、船舶、能源等行业所需的装备,深入探讨这些“大国重器”对我国突破科技封锁、实现自主研发的重要意义;在教授加工质量时,以玉兔号月球车太阳能板中的伸展机构为例,在月球极端严酷的环境下,若机构零件加工表面完整性差,则会出现腐蚀、磨损、应力开裂等问题,影响月球车的正常运行。
针对该课程理论深度高、知识面广、实践性强等问题,综合考虑教师教学体验和学生学习体检的两大立场,分别从课堂前、课堂中与课堂后三阶段协同递进,依托线上互联网和线下课堂、实验室等多个平台满足学生对于教学内容和思政元素的不对称需求,综合提高学生在机械制造技术学习过程中的意识和能力,充分提升课程思政育人的效果。
1.课堂前:教师在超星学习通、一网畅学等在线学习平台发布教学大纲、教学计划及相关教学资源,利用计算机辅助教学手段,模拟仿真机械加工现场场景,通过查找与实际生产相关的图片、影像和纪录片(如《大国基业》、《中国制造》等),制作思政元素相关的多媒体课件。每次课前根据教学内容发布不同的在线学习任务,引导学生对课程基础知识进行认知和预习。
2. 课堂中:学生通过课堂前的在线预习对课程知识体系有一定了解,教师在课堂中不再重复讲解或者弱化讲解基础知识,而是突出对具有深度、拓展性及疑惑性等高阶问题进行讨论,同时结合教师个人科研方向、社会热点新闻和国家重要会议和指导文件,深入浅出地分析制造生产具体问题的来源及其解决方案,并将其与课本内的知识点对应,使学生同步接受课程思政教育与理论知识教育。
3. 课堂后:课后的作业与实践环节是学生巩固课程知识的重要途径。通过线上或线下布置融入思政元素的习题、实验和讨论任务,学生在实践与解决问题的过程中会进一步总结知识内容,不断提升实践能力和创新能力;同时教师也会在该环节进行反思和设计,能够及时追踪学生的知识薄弱点,有针对性地进行知识再教授。
无论在哪一个阶段,“教学-思政-科研”多元一体的课程教学方式都能有助于教师掌握学生的学习状况,也能促进学生更加深入有效地对课程内容进行自主预习、自主学习和自主巩固。
4 结论
“教学-思政-科研”多元引导下的机械制造技术课程教学方式,以“新工科”人才培养为目标,基于产出导向的理念,结合线上与线下教學方式,通过课程思政教育策略实施、理论教学与实践教学内容重构以及科研成果与技术辅助支撑等手段,拟加强理论与实践相结合的方法,将现场教学充分融合,提升学生掌握机械加工关键知识的能力和对于生产制造实践应用的了解。同时,使教师学会挖掘专业课德育思政、创新资源并通过教学进行有效渗透,以课堂教学为主体,课程思政教育与科研应用融合两翼齐飞,重点强化可以适用于机械工程专业教学、同时能够引导和激发学生学习兴趣与自主性的教学方式。
【基金项目】
上海市青年教师培养资助计划重点项目(10-21-304-009)。
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