新工科背景下機械CAD/CAM課程思政元素挖掘和實踐*

孫曼鈺 郭佳玲 謝志平

貴州師范大學機械與電氣工程學院 貴陽 550025

0 引言

新工科是基于國家戰略發展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求提出的我國工程教育改革方向。其內涵是以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養未來多元化、創新型卓越工程人才[1]。工程教育的核心任務是保障培養大批新時代卓越工程師，提高育人質量。在高校機械課程建設中融入思想政治教育是一項重要舉措。課程思政不是將課程都變成思政課，也不是新增一門課或者增設一項活動，而是將高校思想政治教育融入專業課堂教學的各個環節、各個方面[2]。習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調：要用好課堂教學這個主渠道，各類課程要與思想政治課同向同行，形成協同效應[3]。教育部印發的《高等學校課程思政建設指導綱要》強調，對于工科類專業課程，要注重強化學生的工程倫理教育，培養學生精益求精的大國工匠精神，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當。在機械類專業課程群的課程思政建設中，已有學者對精密機械與儀器設計[4]、機械制造工藝學[5]、機械制圖[6]等課程進行探討；在以機械CAD/CAM作為主陣地的相關建設中，已有學者對機械CAD/CAM進行課程建設探討[7]，但機械CAD/CAM的課程思政建設仍有不足。為推進機械CAD/CAM課程思政建設領域探索，本文基于前人研究提出課程思政元素挖掘方法，結合機械CAD/CAM教學內容提取本課程的思政元素，構建課程思政元素體系。旨在著重對學生進行價值觀、職業素養和愛國主義教育的培養，實現課程知識傳授、能力培養和價值引領的有機統一。

1 機械CAD/CAM課程概況

機械CAD/CAM是貴州師范大學“機械設計制造及其自動化”專業培養方案中專業主干課程之一，包含計算機圖形處理技術、機械CAD/CAM建模技術、計算機輔助工藝設計、計算機輔助數控加工編程、CAD/CAM集成技術等知識。學習此課程需要具備AutoCAD基礎、機械制造技術、數控技術、C語言、線性代數等知識儲備。本課程理論和實踐并重，在講授機械CAD/CAM技術基本理論的同時，結合工程應用的實際案例，將典型CAD/CAM軟件系統引入教學過程。主要任務是通過CAD/CAM技術基本理論的學習和大量實踐，使學生能綜合利用常用的CAD/CAM軟件，實現產品三維建模、零件有限元分析、運動仿真以及數控加工程序編制，提高學生分析和解決實際工程問題的能力，培養制造行業生產、技術、管理崗位一線工作的高素質專業技能型人才。該課程圍繞應用型人才的培養目標，堅持以學生為中心、以教師為引導的課堂教學理念，項目化的教學實踐方式，信息化的教學手段，多種考核方式并行的教學效果評估手段，培養學生分析和解決工程實際問題的能力。

2 思政元素挖掘的方法

思政元素的挖掘是課程思政建設過程中的難點和重點。截至2022年9月知網已有機械CAD/CAM相關課程思政論文16篇，機械類課程相關思政論文若干，涵蓋了“工匠精神”“愛國主義”“價值觀”“技術自信”“安全意識”等各方面思政元素，但在課程實施中融入數量太多、范圍太廣的思政元素則顯得過于空泛[8-10]。如何挖掘機械類專業課程所蘊含的思政元素并系統地將其融入晦澀難懂的理論專業知識中，達到二者和諧統一、“潤物細無聲”的效果是課程思政建設需要考慮的問題。

2.1 深耕易耨：以學科發展歷程為依托

學科的產生、推演與其發展歷程緊密相關。以課程所歸屬的學科歷史發展歷程為依托，挖掘制造業發展歷程當中具有思政教育意義的重大工程和科學技術發展成果，如“兩彈一星”“載人航天工程”“青藏鐵路”“遼寧艦”“北斗衛星導航系統”“中國制造2025”等。此類思政元素在教學中與理論知識教學相輔相成，可激發機械專業學生的使命感、責任感、愛國情懷，大大提高學習內驅力。

2.2 按圖索驥：以學科知識邏輯為主線

學科知識在教材編撰過程中必須遵循教學大綱的指導和約束，體現其理據，故學科知識本身存在著清晰的邏輯架構。教師在思政教學過程當中可選擇以學科知識邏輯架構為主線，配合教學目標，循序漸進、由淺入深地篩選挖掘思政案例，使其最終內化為學生的精神追求，外化為學生的自覺行動。堅決避免強行融入，造成思政、專業課“兩張皮”的現象。結合馬克思主義哲學論中“實踐出真知”的觀點，在機械CAD/CAM課程實訓開展過程中選用學生能夠身體力行深刻感悟的思政元素，把握時機、因勢利導，深入貫徹團隊精神、協同作用的含義。

2.3 與時俱進：以國家時事政治為線索

時事思政素材是體現黨和國家高校思想政治教育新要求、體現行業新進展，具備“因事而化、因時而進、因勢而新”特點的教學思政素材，具有極強教育意義和時代意義。課程的設計者和開發者需承擔起育人責任，從國際和國內兩個大局熱點時事資源背景中挖掘篩選出典型的、真實的、對學生產生正面引導的思政元素，例如“新冠疫情下五菱轉產口罩事件”“華為事件”等，授課過程中配合教學節奏有機融入，教會機械專業學生用正確的立場方法觀點認識并分析問題，樹立正確的三觀，深刻認識世界、理解中國，增強民族自信心和社會責任感。

2.4 按需供給：以學生思想需求為導向

教學應以學生的需求為出發點，以OBE（成果導向）理念為準繩。結合機械專業人才培養的12個標準及未來學生所從事工作的職業要求倒推與教學相匹配的思政元素。從職業素養養成的角度，從職業道德、職業技能、職業行為、職業作風和職業意識等方面，有針對性地挖掘課程所蘊含的育人元素，因材施教、按需供給，增強育人的針對性和實效性，提升學生職業發展能力。

3 機械CAD/CAM課程思政元素挖掘

3.1 課程思政育人目標

明晰的課程目標是實施課程思政的首要前提。以新工科建設為背景，結合學校的辦學定位和專業培養目標，確定機械CAD/CAM課程思政育人目標為工匠精神目標、愛國情懷目標、職業素養目標、團隊意識目標。狹義上的工匠精神指匠人在打磨與創造產品時所呈現出的專注敬業、精益求精的品質，而本文中工匠精神目標指“愛崗敬業”“全神貫注”“精益求精”“敢于創新”等品格；愛國情懷目標具體指讓學生對制造業燃起民族情懷，領會“為中華之崛起而讀書”的民族豪情；職業素養目標指學生時刻謹記以養成完備的職業素養為目標、從零做起、從基礎做起；團隊意識目標指使學生具備善于與他人協作合理分工完成任務的能力。

3.2 課程思政元素挖掘

將挖掘思政元素的四個方法貫徹教學過程始終，真正做到思政教育與專業教學協同發展。例如進行計算機輔助繪圖技術課程的教學時，介紹國家標準含義及其標準性、嚴肅性，教育學生繪圖時謹記行業規范，恪守國家標準；講授計算機輔助數控加工編程課程時，提出數控程序的編制是數控機床加工的基礎，講述數控機床性能與世界先進水平的差距的“卡脖子”局面，激發學生的愛國情懷、創新精神、競爭意識；講授CAD/CAM集成技術時，介紹一汽（中國第一汽車集團有限公司）擁有獨立完善的CAD/CAM集成系統，為企業帶來高核心競爭力和制造水平，該集成系統的建立離不開每個系統單元的標準無誤、離不開團隊的不懈努力及完美配合，滲透學生團隊意識以及分工協作的精神；在實踐模塊教學時理實結合，播放《大國工匠》中專攻導彈精致研磨的中國頂級技師--鞏鵬的案例素材進行課前導入，講述其精確制導，完美還原圖紙、徒手研磨完成機床達不到的萬分之三精度的事跡，讓學生深刻領悟大國工匠精神。

3.3 課程思政案例庫設計

根據機械CAD/CAM的教學內容，將全部章節內容劃分為概論、CAD技術、CAM技術、CAD/CAM集成和實踐模塊5個大方向。在不改變原有知識點的基礎上，結合“深耕易耨：以學科發展歷程為依托”“按圖索驥：以學科知識邏輯為主線”“與時俱進：以國家時事政治為線索”“按需供給：以學生思想需求為導向”等思政元素挖掘方法，將課程思政元素引入課程，建立機械CAD/CAM課程的思政元素體系（表1）。

表1 機械CAD/CAM課程教學內容與思政元素

4 實施案例

4.1 案例背景

選取央視新聞紀錄片《解碼十年》中我國西部交通的巨大成果作為思政案例。新中國成立以來，我國西部地區經濟發展長期落后于東部地區，因地勢地形及交通運輸行業導致經濟實力低迷。十年間我國鐵路向西部空白處挺進突破6萬公里里程，占全國的40%，鐵路環繞“死亡之海”塔克拉瑪干沙漠全長2 712公里。地區貿易發展加快、天塹變通途。其中，配備智能定位系統的“基建狂魔”掘進機發揮了最大作用、極大地推進了工程進展。

4.2 案例實施

以《機械CAD/CAM》第一章第一節概論為例，進行思政融合式教學。課前導入環節，以“絲綢之路”為背景，簡述我國掌握修建鐵路技術前交通貨運艱難、人力物力耗費、經濟滯后的情況。播放選取的視頻片段，渲染激發學生的愛國情懷，趁熱打鐵進行思政教育：只有掌握核心技術才能從根本上推動經濟發展，實現國家富強。在課堂全部新知傳授結束后及時進行課后總結：西部開發的勝利成果是制造行業的一大創舉，我國尚未成為工業強國，若想打破當前大部分基礎關鍵工業軟件被壟斷的“卡脖子”僵局，須為制造業培養輸送更多高精尖人才，少年強則國強。本案例教學預期效果為通過1課時的學習，激發學生學習熱情，強化學習動機，提高對本門課程重視程度。

5 結論

本文以為國家制造行業培養出可堪重用的、德才兼備的工科人才為目的，圍繞如何在機械CAD/CAM課程中進行思政元素的挖掘，思政元素的挖掘原則，思政元素提取方式的分類，以及相應教學內容與思政素材間的配合實施展開研究。經研究證明，在此教改模式下，能夠達成預期的思政教學效果以及課程建設初期預設的教學目標，在專業群間具有積極的推廣意義。