机械制造基础课程思政的探索

(整期优先)网络出版时间:2023-11-02
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机械制造基础课程思政的探索

刘文锦

武昌首义学院  机电与自动化学院,湖北 武汉  430064

0引言

当代是信息技术爆炸,知识飞速更新的时代,传统的机械理论体系比较成熟,课堂形式更加倾向于基本知识点的讲解。这种形式的课堂组织容易显得单调,内容缺乏趣味性,不容易吸引学生的注意力;另一方面,由于部分知识点理论性比较强,在讲解中插入课程思政元素难以做到无违和融入,思政点容易流于表面,难以引起学生的认同,无法做到在潜移默化中达到思想教育的效果。在本学科的教学实践探索中,课题探索将不同学科领域的相关知识、故事等融入教学,与教学内容和课程思政有机结合,拓展知识边界,引起学生的好奇心,在吸引学生注意力的同时使学生对思政元素产生认同,真正达到课程思政的教学目标。

1.课程思政概述

党的十八大以来,高校思想政治教育工作已经上升为国家战略层面的重要工作。“课程思政”是高校以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,以习近平总书记关于教育工作的重要论述为根本遵循,将社会主义核心价值观融入高校课程、落实立德树人根本任务的重要举措。“课程思政”的实质是一种“课程承载思政,思政寓于课程”的有人理念和方法。“课程思政"要求高校所有课程都承担育人工作,构建高校课程体系合力机制,落实高校全员育人、全程育人和全方位育人的“三全有人”任务[1-5]

1.1课程思政方法

(1)课程思政的“分类推进”方法

课程思政体系建设要遵循教育教学规律、思想政治教育规律和学生成人成才发展规律,需要考虑不同类型课程的特点和学科价值体现课程思政的系统性、引领性和针对性[6-9]。不同学科门类的课程思政推进措施如图1-1所示[6-10]

1-1课程思政分类推进

(2)课程思政的实施方法

课程思政有多种实施方法,几种主要的方法如表1-1所示[6-10]

1-1 课程思政的实施方法

方法

实施措施

纵向历史对比法

通过对知识点的来源和发展历程进行挖掘,讲述行业发展历史,引导学生建立历史自信、文化自信

横向国情对比法

通过中国特色社会主义国情,在世界整体发展中所处地位及其与国外同类的对比,引导学生让那个建立制度自信、道路自信。

时事热点追踪法

通过密切追踪行业/专业热点,将专业知识与热点事件结合,激发学生学习内生动力,培养学生社会责任与家国情怀。

教学内容联想法

发掘教学内容中所蕴含的哲学思想与元素,引导方法论、自然辩证法的思路,启发建立辩证思维、创新思维。

学科专业典故法

通过大师成长道路、历史人生选择、学术前辈严谨治学、勇攀科学高峰等事迹,引导学生将个人发展、个人理想与国家社会发展相统一。

反面教材警示法

通过失败教训、反面教材,从技术、道德、伦理等多维度分析原因,引导学生建立工程伦理意识,提高社会责任感。

实践启发探究法

合理设置实践内容,引导学生变被动学习为主动探究,鼓励学生团队协作、发现质疑、探索创新。

2.机械制造基础教学分析

机械制造基础是一门学科基础课程,是所有制造类课程的基础。本课程主要讲解机械制造相关的原理、过程,方法、装备等,为后续制造类课程的学习以及学生学习CAD/CAM/CAPP、特种加工等方面知识打下坚实基础。

通过本课程的学习,应使学生具有机械制造方面的基础理论、基本知识及基本技能。掌握金属切削原理的相关知识,掌握常用的金属切削加工机床、刀具、夹具、量具等基础知识,掌握简单的机械工艺规程设计。为进一步学习专业课程打下必要的基础,也为将来从事社会主义建设事业,进行机械设计与机械制造技术工作和科学研究奠定良好的基础。在课程思政的实施上,应该结合课程内容,将思政元素有机融入课堂内容,充分发挥制造专业学科特长,培养学生良好的综合素质。

3.课程思政教学设计

在前面教学分析的基础之上总结机械制造基础主要章节的思政要点如表3-1所示。

3-1 主要章节的知识目标以及思政元素列表

序号

章节

知识点

课程思政要点

1

绪论

1、制造业与制造技术

2、单工序与制造系统

3、零件与机器

讲解课程的学科背景,以近几年的科研成果为例激发学生的学习兴趣,培养民族自信和家国情怀;以工业革命中装备的发展史引入,培养学生的创新意识以及敢为人先的职业精神。

2

机械加工方法

1、零件的成形原理

2、机械加工方法

3、特种加工

增材制造近几年发展迅速,我国在这一领域比较有竞争力,以发展现状的拓展培养学生的竞争意识和创新意识。特种加工方法涉及到工业废水的处理,引入环保问题,引导学生关注环保,培养保护环境的责任意识。

3

金属切削机床

1、金属切削机床相关基本知识

2、金属切削机床传动系统

3、金属切削机床主轴与支承件

4、金属切削机床导轨、刀架与换刀将装置

在课堂引入与机床工业设备相关的历史故事,例如东芝事件、华为断供等激发学生的爱国意识,鼓励学生努力学习打好知识基础。

4

机床夹具的原理与设计

1、机床夹具相关基本知识

2、工件在夹具中的定位

3、工件在夹具中的夹紧

4、常见机床夹具设计

以夹具设计中的“定位”与“夹紧”为切入点,讨论职业发展和人生规划上的定位与抓紧,鼓励学生珍惜时间,努力学习。培养学生的工匠精神,不断打磨专业技能。

5

工艺规程设计

1、机械加工工艺相关基本知识

2、轴、套机械加工工艺规程设计

3、齿轮、箱体机械加工工艺规程设计

4、机械装配工艺规程设计

以国产C919飞机的工艺过程为例讲解工艺规程的设计,激发学生的民族自豪感和家国情怀,培养学生艰苦奋斗的责任意识、规范意识和团队协作意识。

本文将结合主要章节内容展开说明课程思政的实施情况。

3.1培养民族自信、家国情怀

机械制造基础绪论是本门课程的开课第一节,交代学科背景,打造教学的基调,使学生对于机械制造从宏观上产生认识,这节课是激发学生学习兴趣的关键,在课堂内容的组织上容易融入大量的思政元素。

在这一部分比较容易切入的思政点位有时事热点,在讲解机械制造行业现状的时候插入十四五规划的相关指导文件和政策法规等,指导学生了解当前机械制造产业发展状况,未来产业升级状况,学生就业方向的建议等,通过宏观方向的讲解让学生对机械制造在社会的运转发展中的重要影响有所了解,激发学生的学习欲望,为端正学习态度,培养良好的学习习惯打下基础。

在这节课中,教师可以给学生讲解在制造业发展历史上的三次工业革命中制造业发展的典型故事,例如第一次工业革命瓦特改良蒸汽机的故事;第二次工业革命福特汽车生产线的故事;第三次信息技术革命中的图灵密码等,一方面吸引学生的注意力,另一方面也是鼓励学生打好知识基础,在未来的工作中要注重细节,大胆猜想,勇于实践,这对于创新思维的培养是很好的启蒙。当前的世界正处于第四次工业革命前夕,通过播放《大国重器》、载人航天、探月工程、深海工程等科技纪录片让学生体会中国机械工业的巨大发展成果,增强学生民族自信心和自豪感。另外,还可以结合电影《流浪地球》探讨影片中所涉及到的各种装备中的机械元素,让学生能打开话匣子,实施课堂翻转,活跃课堂气氛,增加课堂的交互性,为课程的目标的达成打下良好基础。

3.2培养全球视野,紧跟时代步伐

在零件成形原理章节,三大成形原理分别是减材制造技术、等材制造技术和增材制造技术。增材制造技术是近几年的热门研究领域,具有广阔的应用前景和研究价值,在这里切入思政元素是十分合适的。

对于增材制造技术,目前主流的几种方式有光固化法、层叠制造法、激光选取烧结法、熔积法、3D打印法等。其中激光选取烧结法、熔积法已经有较好的应用,熔融堆积在食品、建筑等日常生活已经有了一定的应用,在讲解这一知识点的时候给学生展示生活中的应用场景。比如,在讲解增材制造技术的生产应用时展示各种3D打印制作出来的各种造型的食品、医疗器械、漫展纪念品甚至是房屋建筑等,让学生能从直观上感受这一技术给生活带来的新的变化;在给学生讲解当前3D打印的发展趋势,指出我国在这项技术上的优劣势,激发学生投身该行业的兴趣。在具体课堂实施过程中还可以融入3D打印技术在当前的发展现状,比如2016年国务院印发的新规划纲要的中关于3D打印的发展的解读,目前国内比较典型的3D打印厂商以及市场现状分析,如表3-2所示。总体上,以当前增材制造的全球布局为切入点,带领学生了解行业发展的实时动态,激发学生投身先进行业的热情。

3-2 全球主要3D打印产家营收规模情况

全球主要3D打印产家营收规模情况

营收规模

代表公司

营收>10亿美元

Cal-Comp  Mitsubishi

1亿美元<营收<10亿美元

Stratasys、Proto Labs、Groupe Gorge SA 

营收<1亿美元

西安铂力特、Massivit 3D、JMC Corp、RIAS  A/S  永盛新材料

3.3培养环保意识、工程师素质

电火花加工、电解加工、超声波加工等加工过程都需要专门配置的溶液,这些溶液在反复使用之后很容易成为工业废水,在特种加工中,工业废水的处理是比较重要的环节,结合最近几年国家政策对环保,碳排放的要求,在这里可以融入环保相关的思政元素。比如,国家政策方面,对工业废水废气等的处理首先应该遵循《工业“三废”排放试行标准》,它是中国对工业污染源排出的废气、废水和废渣的容许排放量、排放浓度等所作的规定。这些规定对有害物的排放浓度、处理方法等都有具体的指导意见,通过这些环保法规的讲解培养学生保护环境的责任意识,让学生充分认识“青山绿水就是金山银山”。

此外,还可以对这两年热门的碳排放议题进行简单的介绍,帮助学生了解时事动态,“双碳”战略目标是当前的国家的重要战略目标,在这个位置插入相关的内容帮助学生了解国家政策,紧跟时代脚步,建立与时俱进的工程师思维。在课堂具体的实施向学生讲解“双碳”战略目标的涵义,比如“双碳”是中国提出的两个阶段的碳减排奋斗目标(简称“双碳"战略目标)。具体是指二氧化碳排放力争于2030年达到峰值,努力争取2060年实现碳中和,“碳达峰”就是我们国家承诺在2030年前,二氧化碳的排放不再增长,达到峰值之后再慢慢减下去;而到2060年,针对排放的二氧化碳,要采取植树、节能减排等各种方式全部抵消掉,这就是“碳中和”。通过结合时事政策,引起学生对于环保问题的重视,为培养良好的工程师素质打下基础。

3.4培养民族认同、爱国情怀

本章的主要对常见的技术切削机床结构进行讲解,在课堂内容的组织上结合时事,以历史上的东芝事件为例引入课堂,让学生认识机床在国家工业发展中的重要地位,激发学生的学习兴趣。类似的,我国华为的孟晚舟被扣留事件,法国的阿尔斯通事件,这些与机床设备相关的历史事件增加了课堂内容的丰富程度,培养学生坚定的民族认同感,作为技术人员不光要有过硬的专业能力,也应该有家国信念,有气节,有理想,应该具备坚忍不拔,艰苦奋斗的个人素质。

3.5培养工匠精神、科研素质

在机床夹具原理与设计章节,“定位”和“夹紧”的概念是需要向学生重点明确的两个过程,在讲解这一部分的内容的时候,很容易联想到关于人生规划的“定位”与“抓紧”。在课堂实施过程中组织学生互动,讨论将来职业生涯的初步的定位,明确自己当下以及以后需要承担的责任,珍惜时间,抓紧学习,掌握职业发展的各项必备技能,能够充满信心面对未来的各种挑战。

夹具的设计是本专业学生需要掌握的重要技能,在设计理念上,应该培养学生的工匠精神,针对需要加工的零件,设计夹具需要综合考虑多方面的因素,非常考验学生结构方向的知识基础,要有精益求精的精神,不断打磨重要的细节,持续优化,积极向专业技术人员学习,体会他们善于钻研、不畏困难的工匠精神。

3.6培养团队意识、艰苦奋斗精神

在机械加工工艺规程的设计章节,需要学生掌握零件机械加工工艺规程的基本概念、工艺规程的设计过程、工艺过程卡、工序卡等,理论性比较强,在知识点讲解的过程中融入思政元素需要有较好的切入位置,与知识点结合比较紧密同时又能起到思政教育的作用。在工艺过程卡的讲解中以国产C919飞机的工艺过程为例,这款飞机试制的成功,是我国制造业实力的有力体现,能够激发学生的民族自豪感和家国情怀,在工艺规程的学习中引导学生认识到设计要有规范意识,责任意识和总览全局的概念,任何一项成就都是团体奋斗的结果,每个环节都要达到相应的标准,通过案例提升学生总览全局、协调各方的能力。

本章涉及到多种加工方法的选择、加工阶段的划分以及加工顺序的安排等知识点,在讲述加工方法的选择时,以华为断供事件为例,介绍我国现阶段所能涉及到的加工方法的发展现状,进一步介绍我国在特种加工和精密加工领域一直处于落后的位置。一方面给学生普及了目前需要大力发展的方向,同时也进一步激发学生好好学习的动力,为祖国富强,不受制于人而努力学习。

4.结语

本文对机械专业课程机械制造基础进行了课程思政的探索与实践。课程思政的目标是在课堂的实施过程中让学生掌握专业知识,同时能够接受思想政治教育,这就要求在课程内容上深度挖掘思政元素,让思政教育融入教学内容。在课程思政点的实施上充分考虑了思政元素与教学内容的关联性,本文以具体章节案例介绍了课程实施的方法和内容,为同类课程的探索提供了参考。

参考文献

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