思政教育融入材料成型CAD/CAM綜合實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

馮瑋 韓星會(huì) 姚振華 周啟來(lái) 李佳琪

摘? 要：為了貫徹高等學(xué)校各類課程“三全育人”精神，針對(duì)材料成型CAD/CAM綜合實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn)，以《中國(guó)制造2025》為切入點(diǎn)，以實(shí)驗(yàn)專業(yè)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為載體，從專業(yè)認(rèn)同感、職業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和社會(huì)責(zé)任感等方面，挖掘該實(shí)驗(yàn)課程思政元素，構(gòu)建材料成型CAD/CAM綜合實(shí)驗(yàn)課程思政教學(xué)體系。將思想教育合理地融入課程實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)踐教學(xué)中，使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)、提高綜合實(shí)踐能力和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的同時(shí)，塑造正確的價(jià)值觀和科學(xué)觀，發(fā)揮專業(yè)課立德樹(shù)人的引領(lǐng)作用。

關(guān)鍵詞：材料成型CAD/CAM綜合實(shí)驗(yàn);課程思政;教學(xué)設(shè)計(jì);教學(xué)實(shí)施;立德樹(shù)人

中圖分類號(hào)：G641? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2023）15-0030-04

Abstract： In order to carry out the spirit of "three-round education" in the courses of colleges and universities， combining the course characteristics of CAD/CAM Comprehensive Experiments of Material Forming， "Made in China 2025" strategy with professional knowledge and experimental projects， the ideological and political elements in professional experiment course were explored and the ideological and political teaching system of the experiment course was constructed from the aspects of the specialty identity， professional quality， innovative spirit and social responsibility and so on. The ideological and political education is properly integrated into experimental theory and practical teaching， so that students can learn professional knowledge， improve comprehensive practical ability and cultivate innovative ability， and at the same time shape correct values and scientific view， and play the leading role of the specialized course of moral education and talent cultivation.

Keywords： CAD/CAM Comprehensive Experiments of Material Forming; ideological and political education in course; teaching design; teaching implementation; Establishing Virtue and Cultivating Talents

課程思政是以立德樹(shù)人為教育目的，充分挖掘各類課程中的思想政治教育元素，發(fā)揮所有教師、課程和教育的育人功能，形成全員、全方位、全過(guò)程育人的教學(xué)體系，體現(xiàn)了立足中國(guó)大地辦大學(xué)的新的課程觀[1]。2016 年12月，習(xí)近平總書(shū)記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上的講話強(qiáng)調(diào)：“高校立身之本在于立德樹(shù)人”“要用好課堂教學(xué)這個(gè)主渠道，思想政治理論課要堅(jiān)持在改進(jìn)中加強(qiáng)，提升思想政治教育親和力和針對(duì)性，滿足學(xué)生成長(zhǎng)發(fā)展需求和期待，其他各門課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行， 形成協(xié)同效應(yīng)。[2]”

每一門專業(yè)課都有其獨(dú)特的行業(yè)價(jià)值、歷史內(nèi)涵，專業(yè)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)不僅傳授專業(yè)知識(shí)，而且是培養(yǎng)學(xué)生具備發(fā)現(xiàn)和解決工程實(shí)際問(wèn)題能力及自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)能力的重要環(huán)節(jié)， 專業(yè)課程思政教學(xué)是課程思政建設(shè)最核心和關(guān)鍵的部分[3-7]。然而，長(zhǎng)期以來(lái)，高校在育人過(guò)程中不同程度地存在著專業(yè)課教育和思想政治教育“兩張皮”的現(xiàn)象，導(dǎo)致所培養(yǎng)的學(xué)生存在社會(huì)責(zé)任感不強(qiáng)、積極進(jìn)取精神不足、工匠精神缺乏和工程倫理意識(shí)淡漠等問(wèn)題，無(wú)法滿足當(dāng)前社會(huì)和企業(yè)人才需求[8-9]。以專業(yè)技能知識(shí)為載體加強(qiáng)大學(xué)生思想政治教育，具有強(qiáng)大的說(shuō)服力和感染力，有助于將課堂主渠道功能發(fā)揮最大化，扭轉(zhuǎn)專業(yè)課程教學(xué)重智輕德現(xiàn)象[9-10]。

實(shí)驗(yàn)課程產(chǎn)生的問(wèn)題不僅是科研問(wèn)題，也可能是價(jià)值問(wèn)題和工程倫理問(wèn)題，更需要思想和價(jià)值層面的引導(dǎo)[11]。因此，為了貫徹習(xí)總書(shū)記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上關(guān)于“三全育人”的講話精神及教育部發(fā)布的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》的相關(guān)政策，作為材料成型CAD/CAM綜合實(shí)驗(yàn)課程的任課教師深感開(kāi)展課程思政的緊迫性和必要性。

一? 課程性質(zhì)及融合課程思政的必要性

材料成型CAD/CAM綜合實(shí)驗(yàn)課程（以下簡(jiǎn)稱“本課程”）是材料成型及控制工程專業(yè)的一門綜合實(shí)驗(yàn)課，本課程要求學(xué)生掌握現(xiàn)代企業(yè)產(chǎn)品或模具零件設(shè)計(jì)與制造方法，能夠利用企業(yè)常用三維CAD/CAE/CAM軟件完成產(chǎn)品/模具三維模型創(chuàng)建、產(chǎn)品成型工藝過(guò)程數(shù)值模擬、模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和數(shù)控加工工藝設(shè)置及數(shù)控將代碼編制等任務(wù)，幫助學(xué)生理解產(chǎn)品CAD/CAE/CAM一體化專業(yè)知識(shí)、提高產(chǎn)品/模具的設(shè)計(jì)能力、加強(qiáng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、增強(qiáng)綜合實(shí)踐能力、培養(yǎng)創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

根據(jù)課程性質(zhì)和材料成型及控制工程專業(yè)特點(diǎn)，課程團(tuán)隊(duì)以先進(jìn)制造技術(shù)中產(chǎn)品全生命周期為基礎(chǔ)，選擇基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式設(shè)置了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品成型工藝模擬分析、模具設(shè)計(jì)和模具數(shù)控加工的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，是本專業(yè)同學(xué)走入工作崗位之前開(kāi)設(shè)的一門理論聯(lián)系實(shí)際，同時(shí)需要掌握CAD/CAE/CAM軟件的課程，是本專業(yè)同學(xué)畢業(yè)要求達(dá)成的重要支撐課程之一， 同時(shí)也是一門能與《中國(guó)制造2025》深入契合的專業(yè)課程。制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國(guó)之本、興國(guó)之器和強(qiáng)國(guó)之基。“以人為本”是《中國(guó)制造2025》的重要基礎(chǔ)，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的根本在人，質(zhì)量保障的根基在人，綠色發(fā)展的內(nèi)涵在人，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基礎(chǔ)也在人[12-13]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程包含師生互動(dòng)教學(xué)過(guò)程和實(shí)踐操作訓(xùn)練過(guò)程，具備提升道德認(rèn)知、培養(yǎng)道德情感和強(qiáng)化道德行為的實(shí)踐條件[14]。因此，為了培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代滿足企業(yè)行業(yè)需求的德智體美全面發(fā)展的社會(huì)主義事業(yè)接班人，在課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各理論介紹和實(shí)踐操作訓(xùn)練環(huán)節(jié)中如何挖掘思政元素，實(shí)現(xiàn)在知識(shí)傳授中價(jià)值觀的同頻共振，從而塑造學(xué)生專業(yè)認(rèn)同感、培養(yǎng)學(xué)生工程師職業(yè)道德素養(yǎng)和勇于創(chuàng)新挑戰(zhàn)自我的時(shí)代精神及肩負(fù)發(fā)展壯大中國(guó)制造業(yè)的責(zé)任感，是非常重要也是非常有必要的。

二? 課程特點(diǎn)及課程思政設(shè)計(jì)融入點(diǎn)

材料成型及控制工程專業(yè)是制造業(yè)的核心專業(yè)之一，CAD/CAE/CAM一體化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智能制造的基礎(chǔ)技術(shù)，培養(yǎng)我國(guó)制造業(yè)急需掌握模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的人才是推動(dòng)實(shí)施《中國(guó)制造2025》發(fā)展規(guī)劃的關(guān)鍵因素之一[15]。為了避免專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程思政元素生搬硬套地添加，教師需要充分挖掘?qū)I(yè)課程與思政內(nèi)容的融入點(diǎn)，然后結(jié)合教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，精心設(shè)計(jì)，通過(guò)靈活多樣的教學(xué)方式，達(dá)到潤(rùn)物無(wú)聲的育人目標(biāo)。因此，本課程團(tuán)隊(duì)教師以我國(guó)實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)文件《中國(guó)制造2025》為切入點(diǎn)，認(rèn)真閱讀、學(xué)習(xí)領(lǐng)會(huì)文件指導(dǎo)思想、戰(zhàn)略任務(wù)和重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，然后根據(jù)課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容特點(diǎn)，將這些思想融入到課程教學(xué)中，構(gòu)建設(shè)計(jì)了融入思政元素的材料成型CAD/CAM綜合實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系，見(jiàn)表1。

該課程思政內(nèi)容教學(xué)的設(shè)計(jì)，首先以先進(jìn)制造技術(shù)中產(chǎn)品全生命周期為基礎(chǔ)，基于學(xué)生自主設(shè)計(jì)的思想確定了產(chǎn)品CAD、產(chǎn)品CAE、模具CAD和模具CAM 等5個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為載體，讓學(xué)生熟練掌握從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到模具設(shè)計(jì)到模具制造的全周期過(guò)程，將蘊(yùn)含的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性、現(xiàn)代產(chǎn)品和模具設(shè)計(jì)環(huán)保意識(shí)和成本要求、產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中所涉及的知識(shí)產(chǎn)權(quán)及本專業(yè)在制造行業(yè)中的作用等相關(guān)思政元素潛移默化地傳遞給學(xué)生，塑造學(xué)生專業(yè)認(rèn)同感、培養(yǎng)學(xué)生工程師職業(yè)道德素養(yǎng)和勇于創(chuàng)新挑戰(zhàn)自我的時(shí)代精神。

三? 課程思政的融合措施和教學(xué)實(shí)施

本課程是武漢理工大學(xué)校級(jí)精品在線開(kāi)放課程，為了在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中科學(xué)合理、有序順暢、潤(rùn)物無(wú)聲地實(shí)施課程思政，真正達(dá)到育人的功能，充分利用課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，采用了線下課堂講授、線上學(xué)習(xí)和上機(jī)操作實(shí)踐的混合式教學(xué)方法。

（一）? 融合課程思政的措施

①本課程在每一講的理論教學(xué)中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)設(shè)置了相關(guān)的法律法規(guī)要求知識(shí)點(diǎn)、現(xiàn)代產(chǎn)品中如何考慮綠色設(shè)計(jì)和綠色制造理念、《中國(guó)制造2025》發(fā)展戰(zhàn)略和德國(guó)工業(yè)4.0內(nèi)涵、智能制造相關(guān)技術(shù)等;②設(shè)計(jì)了5個(gè)學(xué)生自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其中實(shí)驗(yàn)2—5是以產(chǎn)品設(shè)計(jì)到產(chǎn)品仿真成型工藝分析到模具設(shè)計(jì)到模具制造的產(chǎn)品全生命周期為理念，學(xué)生自主設(shè)計(jì)產(chǎn)品并進(jìn)行成型工藝仿真分析和模具設(shè)計(jì)與制造，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品/模具CAD/CAE/CAM一體化技術(shù)，在執(zhí)行每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的時(shí)候，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合理論講授的內(nèi)容進(jìn)行思考，在自己的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、成型工藝仿真分析、模具設(shè)計(jì)和模具制造中體現(xiàn)創(chuàng)新性、綠色設(shè)計(jì)和綠色制造的理念;③將《中國(guó)制造2025》及各種國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，供學(xué)生閱讀，并布置了結(jié)合自己專業(yè)方向和職業(yè)規(guī)劃談對(duì)《中國(guó)制造2025》的理解的線上作業(yè)。

（二）? 教學(xué)實(shí)施過(guò)程

本課程是將每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分別按照課堂理論講授、線上自學(xué)和上機(jī)操作順序依次開(kāi)展的。根據(jù)融入課程思政的措施和思路，根據(jù)各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容特點(diǎn)，分別采用了案例講授法、討論法、比較法、自主學(xué)習(xí)法和調(diào)查問(wèn)卷法來(lái)組織實(shí)施整個(gè)教學(xué)過(guò)程。

1）在實(shí)驗(yàn)1產(chǎn)品逆向設(shè)計(jì)理論教學(xué)中，在介紹了產(chǎn)品逆向設(shè)計(jì)的概念后，通過(guò)案例引入“反求設(shè)計(jì)是否有侵犯知識(shí)產(chǎn)權(quán)嫌疑？”的討論題，講授反求設(shè)計(jì)與知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)系，通過(guò)討論讓學(xué)生明晰在今后的學(xué)習(xí)和職業(yè)生涯中怎樣在科學(xué)道德和法律法規(guī)制約下，進(jìn)行創(chuàng)新技術(shù)的活動(dòng)。在第一講理論講授后安排了第一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目——渦輪葉片的反求設(shè)計(jì)，要求學(xué)生通過(guò)上機(jī)操作根據(jù)給定的點(diǎn)云數(shù)據(jù)重構(gòu)渦輪葉片三維模型并進(jìn)行了再設(shè)計(jì)以進(jìn)一步理解反求設(shè)計(jì)與創(chuàng)新的關(guān)系。

2）在實(shí)驗(yàn)2產(chǎn)品正向設(shè)計(jì)的理論教學(xué)中，首先引入目前企業(yè)產(chǎn)品全生命周期概念，介紹當(dāng)前企業(yè)在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)候如何考慮成本、環(huán)境、法律和安全等因素，如何將綠色設(shè)計(jì)理念、綠色制造技術(shù)等運(yùn)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)，如何提高企業(yè)產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立正確的產(chǎn)品設(shè)計(jì)思想。隨后向同學(xué)們介紹了《中國(guó)制造2025》發(fā)展規(guī)劃十大重點(diǎn)領(lǐng)域和德國(guó)工業(yè)4.0發(fā)展歷程，讓同學(xué)們認(rèn)識(shí)到制造業(yè)在國(guó)家發(fā)展過(guò)程中的戰(zhàn)略地位，清楚材料成型及控制工程專業(yè)是制造業(yè)中的基本單元，能夠認(rèn)識(shí)到中國(guó)制造業(yè)和歐美等國(guó)家之間的差距，明白自己擔(dān)負(fù)著振興中國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)的使命，塑造專業(yè)認(rèn)同感，樹(shù)立努力學(xué)習(xí)為實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)而努力拼搏的目標(biāo)。在第二講理論講授后，安排第二次上機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目即每位同學(xué)自主設(shè)計(jì)一個(gè)U盤或鼠標(biāo)產(chǎn)品，鼓勵(lì)同學(xué)們能夠?qū)F(xiàn)代產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)、綠色制造和創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念運(yùn)用于自己的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，能夠勇于挑戰(zhàn)自己設(shè)計(jì)一個(gè)具有自己獨(dú)特個(gè)性的產(chǎn)品。

3）在第2次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，布置學(xué)生課后閱讀《中國(guó)制造2025》文件，并結(jié)合自己的專業(yè)方向進(jìn)行思考，然后以在線作業(yè)的形式提交一個(gè)理解和感受，并作為課程考核的一部分。

4）在實(shí)驗(yàn)4產(chǎn)品成型工藝模擬分析環(huán)節(jié)， 學(xué)生通過(guò)前面幾個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目完成U盤或者鼠標(biāo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)好后，怎么判斷產(chǎn)品成型工藝性優(yōu)劣？在產(chǎn)品成型工藝實(shí)驗(yàn)內(nèi)容理論講授過(guò)程中，首先通過(guò)案例講解，引入傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法異同之處，讓學(xué)生了解CAE技術(shù)在產(chǎn)品成型工藝過(guò)程中的作用，怎么根據(jù)CAE的結(jié)果去分析判斷產(chǎn)品外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選用的優(yōu)劣，并通過(guò)上機(jī)實(shí)踐分析自己設(shè)計(jì)U盤/鼠標(biāo)產(chǎn)品的成型工藝性，通過(guò)查閱文獻(xiàn)和理論分析來(lái)修改和完善產(chǎn)品設(shè)計(jì)，確定產(chǎn)品成型方案，鼓勵(lì)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，不怕失敗，樹(shù)立勇于探索的精神。

5）在實(shí)驗(yàn)5模具數(shù)控加工理論教學(xué)環(huán)節(jié)，引入智能制造相關(guān)知識(shí)，讓學(xué)生明白CAD/CAE/CAM技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智能制造的基本技術(shù)之一，進(jìn)一步加深學(xué)生們的專業(yè)認(rèn)同感和社會(huì)責(zé)任感。

6）課程結(jié)束后，通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷的形式了解同學(xué)們對(duì)本課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、課程講授中增加的關(guān)于《中國(guó)制造2025》、創(chuàng)新設(shè)計(jì)與專利法、《綠色設(shè)計(jì)與綠色制造》等中國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)戰(zhàn)略規(guī)劃、法律法規(guī)、考慮成本經(jīng)濟(jì)環(huán)境等因素的產(chǎn)品/模具設(shè)計(jì)和制造的內(nèi)容的認(rèn)可程度、體會(huì)及建議，為下一屆課程思政教學(xué)改革提供參考。

四? 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)融入思政元素的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，能夠激發(fā)同學(xué)們自主學(xué)習(xí)的熱情及創(chuàng)新設(shè)計(jì)的思維。每一位同學(xué)都能夠積極地投入到實(shí)驗(yàn)中，按時(shí)完成各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，而且絕大部分同學(xué)都是很優(yōu)秀地完成了各實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，能在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中對(duì)自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品從材料選用、外觀形狀和模具制造成本等方面進(jìn)行綜合考慮，能夠根據(jù)在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中遇到的問(wèn)題和同學(xué)、老師探討及查閱文獻(xiàn)資料進(jìn)行分析和解決。很多同學(xué)在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段沒(méi)有考慮到模具制造工藝性，在模具設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)自己前面設(shè)計(jì)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)部分不合理的時(shí)候，都能夠主動(dòng)去修改和完善產(chǎn)品結(jié)構(gòu)再重新設(shè)計(jì)模具和規(guī)劃模具設(shè)計(jì)路線，意識(shí)到作為未來(lái)的工程師，應(yīng)該做到科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)，遵守各種企業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查，了解到在專業(yè)課中融入思政元素的教學(xué)后，絕大部分同學(xué)對(duì)自己專業(yè)有很大的認(rèn)同感，特別是通過(guò)《中國(guó)制造2025》的介紹和文件閱讀，很多同學(xué)清楚了我們國(guó)家未來(lái)幾年的發(fā)展規(guī)劃，了解到我們成型專業(yè)在先進(jìn)制造技術(shù)中的地位和作用，樹(shù)立了自己在今后的職業(yè)道路上奮斗的目標(biāo)和前進(jìn)的動(dòng)力，明白了自己作為制造行業(yè)的一份子后應(yīng)該擔(dān)起的責(zé)任。當(dāng)然，本課程的思政改革剛處于起步階段，還需要我們結(jié)合課程特點(diǎn)和時(shí)代變化不斷探索，進(jìn)一步深化課程教學(xué)改革，培養(yǎng)出真正具有社會(huì)責(zé)任感、積極進(jìn)取精神、良好科學(xué)素養(yǎng)以及職業(yè)素養(yǎng)的新時(shí)代人才，充分發(fā)揮專業(yè)課對(duì)學(xué)生價(jià)值觀的引領(lǐng)作用。

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