《機(jī)械制造基礎(chǔ)》的思政課程元素挖掘和實(shí)踐

彭雄斌　歐陽(yáng)俊杰　陳躍濤　陳章林

摘 要：《機(jī)械制造基礎(chǔ)》是機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)的主干必修課程，主講教師在備課授課過(guò)程中充分挖掘思政課程元素，將專(zhuān)業(yè)知識(shí)與育人要素相融合，以實(shí)現(xiàn)“課程承擔(dān)思政使命”與“思政內(nèi)含于課程”間的有機(jī)結(jié)合。通過(guò)具體的案例引入思政元素，在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生不畏困難、創(chuàng)新探索、團(tuán)結(jié)共進(jìn)的精神，全面提升學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義情懷。

關(guān)鍵詞：機(jī)械機(jī)制基礎(chǔ) 思政課程 中國(guó)制造

1 前言

《中國(guó)制造2025》倡導(dǎo)我國(guó)在2025年躍升為制造業(yè)強(qiáng)國(guó)，并于2035年使整個(gè)制造業(yè)達(dá)到世界制造強(qiáng)國(guó)的中等水平[1]。在剛過(guò)去的近十年中，我國(guó)在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)制造、高鐵設(shè)計(jì)制造、盾構(gòu)機(jī)設(shè)計(jì)制造等高端裝備制造業(yè)都取得了顯著的進(jìn)步，不僅在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上嶄露頭角，還在國(guó)際市場(chǎng)上逐漸獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。這些進(jìn)步得益于中國(guó)長(zhǎng)期投資于科技創(chuàng)新和制造業(yè)升級(jí)的做法。中國(guó)政府的政策支持、企業(yè)的投入和高素質(zhì)人才的不懈奮斗共同促成了中國(guó)高端制造業(yè)的不斷高質(zhì)量發(fā)展。

人才培養(yǎng)，對(duì)于我國(guó)制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的成功實(shí)施至關(guān)重要[2]。將思想和專(zhuān)業(yè)發(fā)展方面融入課程，將其無(wú)縫地貫穿于機(jī)械工程課程的教學(xué)中[3]。這一方法旨在培養(yǎng)具有強(qiáng)烈愛(ài)國(guó)主義意識(shí)、愿意承擔(dān)責(zé)任、勇于探索的制造技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才，這些都對(duì)振興中國(guó)制造業(yè)具有重要意義與價(jià)值[4]。

2 課程思政德育元素發(fā)掘與課程設(shè)計(jì)

《機(jī)械制造基礎(chǔ)》是中國(guó)機(jī)械制造有關(guān)學(xué)科的核心課程，授課過(guò)程中需要堅(jiān)持立德樹(shù)人的教育理念，培養(yǎng)學(xué)生正確的政治立場(chǎng)、價(jià)值觀和人生觀，增強(qiáng)學(xué)生的思想道德素質(zhì)與創(chuàng)新思維能力。課程主要需要學(xué)生熟悉金屬切割流程、加工表面質(zhì)量、加工精度和機(jī)械裝配方式等基本知識(shí)，了解金屬切割機(jī)械和工件，掌握處理工件的位置與夾緊，以及機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì)等工程實(shí)踐問(wèn)題的理論與方法。高校教師在課程的講授過(guò)程中，需要深入探索課程所包含的思政要素以及其在培養(yǎng)學(xué)生方面的作用，將專(zhuān)業(yè)知識(shí)與育人要素相融合，以實(shí)現(xiàn)“課程承擔(dān)思政使命”與“思政內(nèi)含于課程”間的有機(jī)結(jié)合。論文中深度挖掘了課程的思政元素，以及學(xué)科教學(xué)內(nèi)容和思政教學(xué)目標(biāo)的融合情況如下：

2.1 緒論部分

課程主題內(nèi)容為“機(jī)械制造技術(shù)的概念及地位”，包括機(jī)械制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位、制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，和中國(guó)機(jī)械制造業(yè)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等。從行業(yè)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品水平和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力等方面，講述我國(guó)機(jī)械制造業(yè)在近現(xiàn)代日趨激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中奮進(jìn)前行的歷程。培養(yǎng)學(xué)生的“文化自信”，倡導(dǎo)愛(ài)國(guó)、敬業(yè)；激勵(lì)學(xué)生不畏艱難、砥礪前行，積極投身機(jī)械制造行業(yè)，為實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興努力奮斗。

2.2 金屬切削加工刀具

包括零件常見(jiàn)表面（外圓、孔、平面、螺紋、齒面）的機(jī)械加工方法，刀具角度的標(biāo)注，刀具材料等內(nèi)容。重點(diǎn)論述刀具材料在刀具切削性能起到的關(guān)鍵作用，尤其是“綠色制造”和“潔凈制造”也對(duì)刀具材質(zhì)有了更高的要求，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展高速切削刀具材料的調(diào)研工作，從刀具使用性能、刃口可靠性、加工工藝性等方面論述各種新型材料的發(fā)展前景，促進(jìn)其建立可持續(xù)發(fā)展的理念以及勇于探索的科學(xué)創(chuàng)新精神。

2.3 金屬切削過(guò)程

金屬切削的目的是用刀具把工件表面上多余的金屬切掉，以獲得需要的工件形狀和尺寸。磨削過(guò)程的實(shí)質(zhì)，是指工件磨削層在工件前刀面的擠壓下形成塑性變形，最后變成切屑的復(fù)雜過(guò)程。過(guò)程中，多種物理現(xiàn)象如：切削力、切削熱和刀具的磨損與刀具壽命、卷屑和斷屑等，均與金屬表面的變形有密切的關(guān)系，都會(huì)影響加工質(zhì)量、生產(chǎn)率和生產(chǎn)成本。

通過(guò)金屬切削過(guò)程基本原理的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的工程意識(shí)和工程技能，培育他們的社會(huì)責(zé)任心和職業(yè)道德感。引導(dǎo)學(xué)生掌握金屬切削變形過(guò)程的規(guī)律，并主動(dòng)地加以有效的控制，可創(chuàng)造出更先進(jìn)的加工方法，以適應(yīng)現(xiàn)代可持續(xù)發(fā)展制造、數(shù)字化制造、智能制造的需求。

2.4 機(jī)床基礎(chǔ)知識(shí)

包括機(jī)床的分類(lèi)與命名，數(shù)控機(jī)床與加工中心技術(shù)，工業(yè)母機(jī)技術(shù)，我國(guó)在工業(yè)母機(jī)制造領(lǐng)域的發(fā)展與挑戰(zhàn)。中國(guó)二重的羅恒軍工程師帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)歷時(shí)八年完成C919國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)起落架鍛造件的研制，使用的就是我國(guó)自己研發(fā)的世界上壓力最大的八萬(wàn)噸模鍛壓力機(jī)，其內(nèi)部60臺(tái)油泵驅(qū)使300噸液壓油產(chǎn)生了巨大壓力，壓制的精度可以達(dá)到毫米級(jí)別。從停滯發(fā)展到世界領(lǐng)先，正是科研團(tuán)隊(duì)團(tuán)結(jié)共進(jìn)、迎難而上的精神，驅(qū)動(dòng)著60臺(tái)油泵的協(xié)作發(fā)力，促成了8萬(wàn)噸“巨錘”的驚天巨響！

2.5 工件的定位

包括基礎(chǔ)、定位系統(tǒng)的基本概念和六點(diǎn)基本定位原則，以及夾具、量具的設(shè)計(jì)方法。所有工件在加工前要在機(jī)床上或夾具中按加工要求占有一致的正確位置，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為定位。工件在未定位之前，有沿著三個(gè)座坐標(biāo)軸移動(dòng)的自由度和繞三個(gè)坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的自由度，總共具有六個(gè)自由度。為了確定工件的位置，就需要控制工件的六個(gè)自由度，一般采取六個(gè)按照一定原則進(jìn)行的約束，進(jìn)行完全定位，這便是六點(diǎn)定位原理。

教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生使用三維數(shù)字化制圖軟件繪制零件圖形，并根據(jù)加工技術(shù)要求限制工件自由度，利用數(shù)字化軟件中的“添加約束”功能，幫助學(xué)生理解“工件限制幾個(gè)自由度、限制哪幾個(gè)自由度完全取決于加工技術(shù)要求；后期添加的定位元件的限制自由度作用是建立在前期添加的定位元件基礎(chǔ)上的”。使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中運(yùn)用現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題，并在使用過(guò)程中樹(shù)立正確的倫理觀念。

2.6 機(jī)械加工精度

工件的機(jī)械加工精確度主要包括三方面，即尺寸精確度、幾何造型精確度和相互位置精確度。機(jī)械加工的目的是為了提高刀具的制造精度達(dá)到圖紙規(guī)定。工程技術(shù)人員的使命是基于特定的加工條件，如生產(chǎn)類(lèi)型、設(shè)備狀態(tài)以及工人的技術(shù)水平等，來(lái)選擇最合適的加工方法，以制造出符合圖紙要求的機(jī)器零件。對(duì)每一種具體的加工方法，加工誤差小（即加工精度高）到一定程度，加工誤差進(jìn)一步減小會(huì)導(dǎo)致加工成本大大提高；而加工誤差大到一定程度，加工誤差進(jìn)一步增大僅能少量降低加工成本。因此，每種加工方法都有其相對(duì)應(yīng)的加工經(jīng)濟(jì)精度。

一般工件的加工流程為：毛坯制造→退火或正火→主要表面的粗加工→次要表面加工→調(diào)質(zhì)（或時(shí)效）→主要表面的零點(diǎn)五精加工→次要表面加工→淬火（或滲碳淬火）→修基準(zhǔn)→主要表面的精加工→表面處理。教學(xué)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)專(zhuān)注負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、愛(ài)崗敬業(yè)精神。

2.7 機(jī)械加工工藝過(guò)程

機(jī)械加工工藝過(guò)程是指通過(guò)機(jī)械加工的方式，直接改變毛坯的外形、規(guī)格以及表面質(zhì)量的過(guò)程。為確保加工品質(zhì)和科學(xué)合理地利用資源，應(yīng)將精度要求較高的零件表面分成不同的加工階段來(lái)進(jìn)行機(jī)械加工，即先進(jìn)行對(duì)整個(gè)表面的粗加工，然后進(jìn)行半精加工和精加工，在必要時(shí)進(jìn)行光整工藝。精加工和光整加工時(shí)是保證工件加工精度的關(guān)鍵步驟。

教學(xué)過(guò)程中引入了“人工刮研”的案例分析：機(jī)床導(dǎo)軌的尺寸精度及整體平面度是影響機(jī)床配合剛度、潤(rùn)滑效果、機(jī)械性能和使用壽命的重要因素，只依賴(lài)平面磨床和導(dǎo)軌磨床進(jìn)行加工難以獲得最佳效果。我國(guó)優(yōu)秀工人代表，山東蒂德精密機(jī)械公司首席技師徐新武正是靠著人工刮研這一門(mén)特殊手藝，用刮刀一點(diǎn)點(diǎn)修刮出來(lái)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水準(zhǔn)的接觸精度和密合性。授課過(guò)程應(yīng)以社會(huì)主義核心價(jià)值觀為引導(dǎo)，傳遞愛(ài)崗敬業(yè)的思想，弘揚(yáng)工匠精神。

2.8 機(jī)械裝配工藝工程

機(jī)械產(chǎn)品都是由若干零件和部件組成。根據(jù)技術(shù)要求改變零件之間的位置關(guān)系和配合狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)零件之間的組合和連接，將有關(guān)的零件組合成部件，或?qū)⒂嘘P(guān)的零件和部件組合成機(jī)器的過(guò)程稱(chēng)為裝配工藝過(guò)程。合理的裝配工藝是機(jī)器性能優(yōu)秀的有力保障。

我國(guó)首個(gè)大深度載人潛水器“蛟龍?zhí)枴庇惺鞘畮兹f(wàn)個(gè)零件，其中組裝難度最大的是觀察窗玻璃的安裝精度必須小于0.2絲，潛水器裝配保障組組長(zhǎng)顧秋亮以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯繎B(tài)度和穩(wěn)健的工作作風(fēng)，憑借扎實(shí)的技術(shù)技能和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，僅用眼睛看，用手摸，就做出了精密儀器的裝配精度，確保了“蛟龍?zhí)枴鄙顫撈鞯捻樌b配。顧秋亮精益求精、孜孜不倦的工作態(tài)度為是青年大學(xué)生樹(shù)立了正確的勞動(dòng)觀和價(jià)值觀，培養(yǎng)了他們以技報(bào)國(guó)、為國(guó)爭(zhēng)光的愛(ài)國(guó)主義情懷！

3 思政內(nèi)容的教學(xué)方法

機(jī)械制造工程的思想政治教育是一項(xiàng)需要堅(jiān)持不懈實(shí)施的任務(wù)，為了在專(zhuān)業(yè)教育中默默影響學(xué)生成長(zhǎng)為德行高尚的人才，我們采用了以下教學(xué)方法。：

3.1 新聞熱點(diǎn)話(huà)題融入課程內(nèi)容

機(jī)械制造基礎(chǔ)課程一般在大三學(xué)期開(kāi)設(shè)，該階段也是學(xué)生選擇未來(lái)人生發(fā)展的重要節(jié)點(diǎn)，即將面臨考研、工作兩大選擇。此時(shí)他們思維嗅覺(jué)也很活躍，常常關(guān)心當(dāng)下熱議的話(huà)題并秉持己見(jiàn)。例如緒論部分引入華為事件，華為在被美國(guó)“卡脖子”1566天后。Mate60選擇未發(fā)布先發(fā)售這一罕見(jiàn)情形，這背后是一顆自立自強(qiáng)的“中國(guó)芯”。用熱點(diǎn)話(huà)題激發(fā)學(xué)生的自強(qiáng)意識(shí)，使學(xué)生意識(shí)到唯有將核心技術(shù)掌控在自身手里，才能真正掌握競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。

3.2 實(shí)踐的“第二課堂”

結(jié)合教學(xué)內(nèi)容開(kāi)展“實(shí)踐課堂”，將思政教育適時(shí)融入到實(shí)踐教學(xué)，將枯燥抽象的理論知識(shí)變?yōu)樯鷦?dòng)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐活動(dòng)。例如在講授刀具角度測(cè)量實(shí)驗(yàn)及切削變形影響因素實(shí)驗(yàn)時(shí)，講授我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)工作者在刀具設(shè)計(jì)、切削參數(shù)優(yōu)化等方面做出的突出成績(jī)。在實(shí)踐流程中穿插宣傳產(chǎn)品的注意事項(xiàng)、5S管理、匠人文化、成本知識(shí)等，以取得事半功倍的效果成效。

3.3 “課賽融合”模式

利用競(jìng)賽組織的實(shí)踐活動(dòng)，融入課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生們更好的體會(huì)機(jī)械制造基礎(chǔ)的知識(shí)，增強(qiáng)他們的工藝技術(shù)能力，有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維和鍛煉學(xué)生的實(shí)操能力。例如在機(jī)械加工精度、機(jī)械加工及裝配工藝過(guò)程章節(jié)設(shè)置與中國(guó)大學(xué)生工程實(shí)踐與創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽銜接，課程內(nèi)容可以包含大賽內(nèi)容、大賽評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，以賽促教。課程過(guò)程成立參賽小組，各組隊(duì)員要有服務(wù)于團(tuán)隊(duì)、服從隊(duì)伍布置的大局意識(shí)，高效認(rèn)真地完成隊(duì)伍布置的任務(wù)。最后使學(xué)生產(chǎn)生由“讓我參賽”到“我要參賽”的思維轉(zhuǎn)換，興趣與主動(dòng)性均獲得了增強(qiáng)，學(xué)生組建的隊(duì)伍也在2022年的廣東省大學(xué)生實(shí)驗(yàn)綜合技能競(jìng)賽（圖1為此項(xiàng)賽事參賽現(xiàn)場(chǎng)照片及獲獎(jiǎng)證書(shū)）和2023年的中國(guó)大學(xué)生工程實(shí)踐與創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽廣東省分賽（圖2為此項(xiàng)賽事參賽隊(duì)員合照及獲獎(jiǎng)證書(shū)）獲得了多項(xiàng)一等獎(jiǎng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

課程思政作為新時(shí)代思想政治教育的嶄新方法和不可或缺之選，不僅貼合了時(shí)代的要求，還積極響應(yīng)了我國(guó)高等教育改革的號(hào)召。本文結(jié)合機(jī)械制造基礎(chǔ)課程的教學(xué)的內(nèi)容和特點(diǎn)，從多個(gè)角度深入探討課程思政的要素。通過(guò)熱點(diǎn)話(huà)題的引入，專(zhuān)業(yè)案例的探討以及先進(jìn)事跡的分享等方式在機(jī)械制造基礎(chǔ)教學(xué)中加入思政教學(xué)元素。同時(shí)詳述了具體的教學(xué)思政教學(xué)方式，成功將知識(shí)灌輸和思政教育的目標(biāo)融為一體，這一有機(jī)結(jié)合保證了教學(xué)效果的最大化，為學(xué)生的全面發(fā)展保駕護(hù)航。

基金項(xiàng)目：廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金項(xiàng)目“高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的動(dòng)力鋰離子電池包換熱系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法” 2021A1515010818；汕頭大學(xué)高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目“《工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程》課程思政項(xiàng)目” STU2021047。

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