《液压传动与控制》课程思政教学探索及实践
2024-03-22李慧娟王艳丽张伟燕
李慧娟 王艳丽 张伟燕
摘 要:全面推进课程思政建设是高校落实立德树人根本任务的战略举措,课堂教学是学校教育的主阵地,教师是课堂教学的第一责任人,每一位非思政专业教师也是将思政教育贯穿教育教学全过程的践行者。《液压传动与控制》课程是机械类专业的一门专业必修课,本文从不同的章节内容出发,联系生活、生产实际,从社会责任、生产安全、环境保护、中国传统文化、人生哲理、团队协作、创新意识等方面充分挖掘了课程内容中存在的显性和隐性思政元素,以期对相关任课教师的教学提供参考和借鉴。
关键词:思政教育 课程思政 液压传动 教学探索
1 引言
为深入贯彻落实习近平总书记关于教育的重要论述和全国教育大会精神,贯彻落实中共中央办公厅、国务院办公厅《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》[1],把思想政治教育贯穿人才培养体系,全面推进高校课程思政建设,发挥好每门课程的育人作用,提高高校人才培养质量,教育部制定了《高等学校课程思政建设指导纲要》,纲要指出,全面推进课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措,立德树人成效是检验高校一切工作的根本标准[2]。
《液压传动与控制》课程是机械设计制造及其自动化专业及其相关专业的专业核心课,通过本课程的学习,使学生掌握液压传动与控制的基本理论、液压元件的工作原理及其在液压传动系统中的作用、液压回路的组成和特点,培养学生分析与设计液压传动控制系统的能力、液压系统的使用和维护技能,以及分析解决工程实际问题的能力,课程具有较强的实践性和应用性。同时,液压传动与机械传动和电气传动相比,具有在相同功率条件下液压传动装置体积小、重量轻、结构紧凑,在同等体积下可以输出大的推力或大转矩,便于实现大范围的无级调速,便于输出直线运动,运动平稳、换向冲击小等优点,已广泛应用于汽车工业、农业机械、工业机械、航空航天航海设备等领域,是一种应用很广泛的传动形式。
在《液压传动与控制》课程中融入思政教育是势在必行的,与课程关系紧密的“大国工匠”、“大国重器”、“家国情怀”等一系列显性思政元素十分丰富。不仅如此,该课程中还蕴含着如中华传统文化、人文哲理等方面的诸多隐性思政元素,需要专业任课教师在精进课程内容的同时,对隐性思政元素进行深度挖掘与整合。思政教育要贯穿课程教育的全过程,把思政教育有机融入教材、教学大纲、课件、作业、实验实训、考查考试、毕业设计等各个环节,真正实现增长知识、培养能力、提高素质、塑造灵魂“四位一体”的教学目标。
2 教学案例设计
下面分别列举《液压传动与控制》主要章节教学过程中的课程思政融入案例。
案例一:第一章液压传动技术的发展、应用及液压传动系统组成
在介绍液压传动技术的发展和应用时,讲述我国的液压传动技术从无到有、从最初的引进国外技术到现在进行产品自主研制开发国产液压件新产品,并在性能、种类和规格上与国际先进新产品水平接近,其发展史就是一部中国科学技术史、国家强盛史、民族振兴史的真实写照[3]。在讲解过程中介绍中国领先世界的采用液压技术的十个巨无霸机械,如我国自主设计研制四川德阳中国第二重型机械集团生产的8万吨级世界最大锻模液压机、DYC900最大运梁车、世界最大的龙门吊“宏海”号 22000吨起重机、XGC88000履带起重机等。介绍《中国制造2025》,到2025年中国将迈入制造强国行列,到2035年我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平。任课教师可以播放提前准备好的《大国重器》纪录片片段,《大国重器》纪录片用独特的视角和震撼的镜头,记录了中国装备制造业创新发展的历史,通过人物故事和制造细节,鲜活地讲述了充满中国智慧的机器制造故事,再现了中国装备制造业从小到大,到赶超世界先进水平背后的艰辛历程。在充分阐释中国装备制造业创新成就的同时,展望了中国装备制造业迈向高端制造的未来前景。采用案例教学法和视频观看,一方面讲述《液压传动与控制》课程的应用、能够解决的问题,提高学生的学习热情;另一方面增强学生的民族自豪感和社会责任感,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。
在讲解液压传动系统组成时,结合我国液压元件受制于人的历史,引入大国工匠大术无极、大技贵精、大任担当的精神和科学家的创新精神:盾构机因施工速度快、对岩层变化的适应性好、施工安全性好、对环境影响小,有工程机械之王的美誉,其绝大部分工作机构由液压系统来驱动,液压系统因此被称为盾构机的心脏,但由于缺乏核心技术,我国只能从国外高价进口。杨华勇院士团队经过十几年的艰苦努力成功打破国外的垄断,设计制造出中国自主创新的国产盾构机,并在技术、质量等方面紧紧追赶世界,出口世界上多个国家,实现了我国盾构机从零到有,再到世界第一,成为全球领先技术,为中国基础设施的大规模建设提供了坚实有力的技术和物质保障[4]。通过案例融入使学生能够严格要求自己,对领军人物爱岗敬业、技术技能及专注精神进行不断学习,同时提高社会责任感和使命担当。
案例二:第二章流体力学基础
在讲解液压油的特點时,指出如果液压油泄漏,会造成能量的损失和周围的环境污染,且油温越高,泄露越严重。因此,在设计液压回路和液压系统时要充分考虑这一影响,避免油管过长、管路弯曲、不必要的管接头和急转弯等不合理设计;同时,废旧的液压元器件要进行专门处理,不能随意丢弃,并举生产液压设备企业未做好废旧液压元器件处置被处罚的实例,以此引导学生在生活中做好垃圾分类、爱护环境、提高环保意识、践行绿色的发展观。
在讲述流体基本理论知识中讲解伯努利方程,通过“吹纸”实验讲解伯努利方程的含义,并通过伯努利方程解释在站台候车时要站在黄色警示线之外的原因:列车快速通过时会有一双无形的手把人推向铁轨。应用科学原理解释了站台候车时为什么要站在黄色警示线之外远离车轨,引导学生树立安全意识,并通过学生实际动手实验,启发学生思考,促进理论与实际相结合[5]。在讲解伯努利方程的推导过程及含义和液体的两种流态和雷诺数知识时,介绍伯努利、雷诺这两位伟大的科学家对人类做出的巨大贡献,培养学生的积极探索、坚韧不拔、勇攀高峰的科学家精神,同时重点介绍我国现代流体力学的知识和成果,激发学生为中华民族的伟大复兴而读书的雄心壮志。
案例三:第三章液压泵
首先在介绍“泵”的概念环节让学生猜字“水落石出”(打一字),学生会很积极地参与其中,从而活越了课堂氛围,提升了学生上课积极性。接着引入古诗词:唐代诗人王维在《山居秋暝》中描述“清泉石上流”的自然画面,引入泉是一种自然的液压现象,是天然的“泵”;当代诗人何永沂的七言律诗《惊蛰》中诗句“心泵热血何须蛰,脑转深沟有未眠”则描述了心脏“泵”的工作现象,这些诗歌的引入为阐述“泵”的概念增添了不少生机,也增加了学生的文化自信和自豪感。在讲解齿轮泵的工作原理及其结构组成,可引入俗语“井无压力不出油,人无压力轻飘飘”,来形容泵的作用是将低压油转变为中高压油,进而引申到做人做事的人生哲理[6]。
案例四:第四章液压执行元件
讲到执行元件液压马达时,一方面,通过齿轮马达中齿轮受到液体的压力进行转动的工作原理,引申到东汉时已经出现利用流水能量的水车作为动力机械满足生产生活需求,体现了中华民族的创造力及古代中国人民的智慧,引导学生增强文化自信,同时提高创新意识和创新能力。另一方面,通过与齿轮泵参数及结构性能的对比讲述,让学生快速理解并掌握齿轮马达相关知识,同时告诉学生在学习过程中要善于总结、举一反三,做到“温故而知新”。
案例五:第五章液压控制阀
在讲述溢流阀的工作原理、结构特点及其作用时,强调溢流阀的主要作用有五点:溢流稳压、安全保护、远程调压、卸荷、回油背压。随着生活节奏的加快、升学考试竞争的加剧、工作内卷现象的突出以及网络上各类信息的干扰等,学生受到的压力也越来越多,借此教育学生无论是在学习、生活还是工作中,一方面要督促自我不断进步,养成自律的生活作风和行为习惯,具备一定的承压能力和自我解压的能力。同时,如果觉得压力过大,也要及时找到自己的那个安全阀学会释放压力,掌握正确调节自己的情绪和心理的方法,促使学生树立正确的人生观、世界观和价值观,保持开阔的心胸,提高心理素质[7]。
案例六:第六章液压辅助元件
液压辅助元件是液压系统除动力元件、执行元件、控制调节元件、工作介质之外的第五个组成部分,也是液压系统中必不可少的液压元件,其种类有很多,常见的有滤油器、热交换器、蓄能器、油管和管接头、油箱、压力表、密封装置等,起到过滤油液、散发热量、储存能量、连接液压元件及运输工作介质、储存油液、压力测试、油液密封等作用。辅助元件虽小,但对液压系统的正常工作却起着重大的作用,比如,滤油器的滤芯精度选择过低会造成液压控制阀内部阻尼小孔的堵塞、油管材料选择不当会增加成本或者承压不足爆裂、密封装置选择不合理会使油液泄露加剧,这些都严重影响液压系统的正常工作,通过举例让学生明白“木桶效应”,补齐短板,要求学生在液压系统设计时认真选择每一个液压元件,做到严谨认真、精益求精;同时,让学生明白在学习、生活和工作中“三人行则必有我师”要取长补短,同时懂得团队协作的重要性。
案例七:第七-八章液压基本回路和典型液压系统
基本回路由多种液压元件组成,不同的液压元件发挥各自的作用,就组成了方向控制回路、速度控制回路、压力控制回路、同步回路、顺序动作回路等,多种基本回路又构成了液压系统,通过讲述结构与机能关系,让学生理解尺有所长寸有所短,每个人根据需求和特征发挥个人作用,融入集体,践行学以致用的实践精神[3]。同时要做到脚踏实地、知行合一,学会团队协作。讲述由中国第二重型机器厂与中国重型院等国内科研院所突破多个制造极限联合攻关研制的8万吨模锻压力机,一举打破了苏联保持了51年的世界纪录,其压机尺寸、最大单件重量和整体质量均为世界之最,至此,使我国大型模锻件(如C919大飞机航空模锻件)实现自给自足,打破了国外的技术封锁,引导学生意识到具有自主知识产权的大国重器的重要意义,有机融入创新强国、大国工匠精神,强化学生创新创造意识。
案例八:液压实验开展环节
以液压系统常见故障与排除为例,在讲解液压系统的故障诊断方法中根据液压部件的机构和油液封闭在密闭的管道内,不容易察觉,液压系统中各个液压元件的动作是相互影响的,出现故障的原因是多种多样的专业特点,采用现场实践教学方法,让学生亲自动手找出液压系统出现故障的部位和原因,指导教育他们在检查、分析、排除故障时特别注意和观察液压系统的每一个细节和零部件。通过实验结果让学生明白现实中机器故障的隐蔽性、复杂性、可变性等专业理论特点,同时借助实验操作的过程培养学生养成谨小慎微、一丝不苟、认真钻研的良好工作作风,像工匠一样秉着干一行爱一行、爱一行精一行的态度完成各项工作。
在讲解液压设备维修相关内容时,通过引入由于没有按照规章制度、操作流程规范执行,在维修时引发安全事故,造成人员伤亡及财产损失的案例,引导学生在校遵守学校规章制度,在社会遵纪守法,在企业尤其是在生产一线工作时,遵守制度要求及作业要求,提高職业素养。
案例九:考试考查环节
考题:改革开放45年来,我国经济实现了飞速增长,一跃成为世界第二大经济体,创造了世人瞩目的中国奇迹。随着我国经济的蓬勃发展,综合国力的显著增强,人民生活水平的不断提高,汽车进入了千家万户,为人们的生活、生产提供了很多便利。其中,汽车中的液压动力转向系统、电控主动液压悬架系统、液压制动系统(ABS)和液压自动变速系统都应用到了液压传动与控制技术,为汽车的安全化、舒适化、环保化和节能化起到了巨大作用,请你结合所学知识说一说液压传动系统的组成、作用及其特点。
通过在考试考查环节融入在中国共产党的正确领导下我国近些年的发展历程,提高学生的民族自豪感和自信心。
3 结语
《液压传动与控制》课程是一门集理论和实践于一体的课程,学生需要通过不断通过实践来检验和巩固理论知识,教师要不断在课前、课中、课后深入挖掘课程思政教学案例,通过案例教学法、视频学习法、任务驱动法、动手实践等多种方法从行业最新技术、国内新闻、国际热点等方面入手进行专业知识教育、社会主义核心价值观教育、心理教育和人文素养教育等,全面培养新时代有理想、有道德、有文化、有纪律的社会主义合格建设者和接班人。
基金资助:2022年度郑州工商学院“课程思政”示范课程建设项目(编号:GSSZSFK2022012)。
参考文献:
[1]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》[J].中华人民共和国教育部公报,2019(09):2-7.
[2]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[J].新教育,2020(19):32.
[3]路珍,张青松,葛磊等.“精准思政”视域下液压与气压传动课程教学模式探析[J].液压与气动,2022,46(04):181-188.
[4]郑淑娟,刘楷安,许兰贵等.“液压与气压传动”课程思政的教学实践与探索[J].科技与创新,2021(21):20-21+26.
[5]纪久祥,任琪,梁涛等.课程思政融入机械类专业课教学探析——以“液压传动技术”课程为例[J].南方农机,2022,53(02):190-192+198.
[6]孙海俊,徐义华,江平.“飞机液压传动与控制”课程思政元素的挖掘途径[J].科教导刊,2021(26):85-87.
[7]李辉,江晓明.“液压与气压传动”课程思政教学探索与实践[J].科教导刊,2021(29):162-164.