基于翻轉課堂模式的先進制造技術課程思政教學改革與實踐

摘 要：先進制造技術是一門涉及多學科交叉的制造方向前沿專業課程，該文基于翻轉課堂的模式可以打破傳統“獨角戲”教學課堂，能夠有效激發學生學習興趣，增強課程的廣度和深度。利用線上線下混合式教學平臺構建課程模塊，解決內容繁雜、學時緊張等教學難題，充分發揮教師的思政引領作用，將環境和可持續發展、愛國精神、工匠精神、鉆研精神和思辨思維等思政元素潤物無聲地融入到先進制造技術課程教育中。通過教學改革與實踐，取得良好的效果。

關鍵詞：先進制造技術；翻轉課堂；思政；混合式教學；教學改革

中圖分類號：G641 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2024）26-0168-04

Abstract： Advanced Manufacturing Technology is a cutting-edge professional course involving interdisciplinary manufacturing direction. Based on the flipped classroom model， it can break the traditional "monologue" to teach classroom， effectively stimulate students' interest in learning， and enhance the breadth and depth of the course. The combination of online and offline teaching platforms is used to build course modules， solve teaching problems such as complicated content and intense learning hours， give full play to teachers' ideological and political leading role， and silently integrate ideological and political elements such as environment and sustainable development， patriotism， craftsman spirit， inquiring spirit and critical thinking into advanced manufacturing technology course education. Through teaching reform and practice， good results have been obtained.

Keywords： Advanced Manufacturing Technology; flipped classroom; ideology and politics; blended teaching; teaching reform

先進制造技術是一門涉及多學科交叉的制造方向前沿專業課程[1]，圍繞基礎制造技術將新工藝、新方法、信息化和智能化等新理念融入制造技術中，形成了自上世紀中下旬逐步成熟并不斷發展變化的先進制造技術體系[2]。作為一門拓展類課程，其課程目標不僅可以承擔通過知識拓展開拓學生眼界的任務，還可以承擔就相關制造中的工程技術問題進行有效溝通和交流的任務[3]。

當然，由于課程具有學科交叉和專業前沿的特點，在課程思政教育背景下融入愛國熱情、敬業精神、工匠精神等具有正確價值導向的思辨思維內容也具有獨特優勢[4]。但隨著目標和要求的增大，課程同時也將面臨內容繁雜、主線不清、學時緊張等教學難題[5]。鑒于此，本課程組基于翻轉課堂模式提出重構先進制造技術的課程及評價體系，并將課程思政有機融入教學內容，并以產出導向設計課程實施計劃，以學生為中心開展課程教育主線引導，開展基于產出的教學質量持續改進，一系列探索初具成效。

一 課程目標與教學模塊設計

先進制造技術是本校機械設計制造及其自動化、工業工程的一門本科專業選修課。課程從系統、學科綜合和技術集成的角度介紹先進制造技術所涉及的基本概念、原理和技術方法，在學生知識拓展與溝通交流方面起到重要作用。利用全新課程體系、知識測試達到以下知識與能力目標：①掌握先進制造技術的理論體系、工藝技術與制造系統的相關知識；②能夠準確表達先進制造相關工程技術問題的認識與想法，進行積極有效地溝通和交流。

作為一門多學科交叉的知識知識拓展類前沿課程，在先進制造體系中融入思政育人案例，并利用翻轉課堂、研討及課堂感悟完成開放性訓練任務，將達到以下育人目標：①理解先進制造技術所涉及的環境保護和社會可持續發展的理念和內涵；②激發中華民族偉大復興的愛國熱情，弘揚愛國敬業、腳踏實地的工匠精神；③理解我國消化吸收到創新之路的鉆研精神，培養理性看中國制造現狀的思辨思維。

圍繞上述課程目標，課程主要設計了講授和翻轉兩大課程模塊[6]，如圖1所示。第一部分為“講授課堂”，主要優化10個技術專題的講授與系列測試，其中包含先進制造技術體系、現代設計技術、先進材料及成型制造、數控技術及制造系統自動化、特種加工與微納制造、增材制造、仿生制造及生物加工成型、再制造技術與綠色制造、現代制造企業信息管理系統、先進制造模式與智能制造。第二部分為“翻轉課堂”[7]，主要設計了課前素材整理、課堂匯報及課堂內外研討與互動，圍繞體現先進制造技術的國內外知名紀錄片，總結整理以墻報的方式展覽并進行研討與互動，進一步在課程論壇上完成資源共享區拓展。

隨著教學改革的發展，增大專業課程的高階性、前沿性和拓展性是發展的必然的趨勢。通過“講授課堂”和“翻轉課堂”兩大模塊設計，實現課堂與課外的“學而思”和“思而學”，能夠有效凝練課程內容、緊隨技術前沿，有效提升學生的課堂參與度、有效溝通交流與思辨能力等，同時全面加強教學目標和思政目標的順利達成，非常適合本課程的教學。

二 課程教學改革舉措與思政融入

（一） 融入思政元素構建全新講授體系

在技術體系變化和專業課學時壓縮背景下，面面俱到的填鴨式教學早已不在適應工程教育中“學生為中心”的教育理念，取一半課堂時間構建“講授課堂”模塊，用于課程重點解讀，幫助學生理解和構畫先進制造技術體系。打破傳統教材體系束縛，精簡優化設計10個專題，如圖2所示。

通過教學環節設計，在講授專題融入思政元素，讓學生理解專業知識的同時，能明白學有所用、學有大用，培養鉆研精神、工匠精神、思辨思維等素養的同時，能將其與社會主義核心價值觀融為一體。樹立科技自信，弘揚愛國情懷。先進制造技術專題體系及思政元素融入情況見表1。

（二） 引導翻轉課堂全面強化目標達成

先進制造技術作為多學科交叉、前沿類課程，非常適宜課堂研討的開展，相對寬泛的內容也容易細膩地穿插課程思政元素。因此，本教學團隊取另一半課堂時間，構建“翻轉課堂”模塊，用于學生分享與交流是該課程的主要教學改革特色。

設置環境和可持續發展理念、國之重器、工匠精神、國際前沿熱點和創新意識等相關課程主題。學生自主選取《創新中國》《制造時代》《大國重器》《超級裝備》《工業傳奇》《新中國70年見證中國工業新實力》《中國經濟大講堂》等一系列國內外知名紀錄片，提煉出先進制造技術相關知識素材并整理成匯報文稿/展報等材料，開展翻轉課堂匯報。

翻轉課堂具體操作過程參考如下：首先，第1次見面課介紹先進制造體系概況，推薦研討素材與主題；圍繞主題自擬題目，1周內題目審核，并擬定后半學程的匯報計劃；其次，翻轉模塊開始前匯報材料與計劃講稿交任課老師審核，根據素材內容、邏輯、材料格式及講稿準備情況，提出修改意見，修改文稿匯報材料；最后，根據制定的順序開展翻轉課堂，通過提問環節引導學生進行分析、比較和綜合，不足和不全之處教師把控并進行補充。

課程思政想要做到潤物細無聲，則需要充分發揮教師的引領作用。通過該模塊教學能夠進一步加深學生對先進制造技術的理解，也能夠提升就技術問題開展溝通交流的能力。在研討和交流中，針對學生分享紀錄片素材中先進制造技術相關的熱點話題、制造業亮點、大國重器、大國工匠和特色制造裝備等優質案例資源進行深度拓展，將社會主義核心價值觀、鉆研精神、愛國熱情、工匠精神和思辨思維融入教學實踐中，對育人目標進一步全面加強。

（三） 打造在線平臺拓展學習互動空間

完成講授課堂和翻轉課堂模塊外，充分調動學生主觀能動性往往僅依靠課堂是遠遠不足的。鑒于此，在技術專題體系部分，課程組在“智慧樹”平臺上構建線上課程講授、測試資源有效解決線下課堂技術專題無法面面俱到的難點。在翻轉課堂任務部分，課前素材整理與批閱是匯報質量的基礎保障，課后線上平臺的研討與互動是課堂交流的重要補充，利用網絡教學平臺搭建展報上傳交流研討區，調動學生積極進一步拓展學習互動的空間，落實“學生為中心”的工程教育理念。

此外，先進制造技術是一門不斷發展更新的前沿課程內容，課程素材資源非常豐富，往往依靠個人力量無法有效整合教學資源。通過網絡教學平臺搭建資源共享區，經過教師審核后允許學生上傳和分享優秀教學資源，構建教師和學生互相學習體系，促進課程體系不斷向前沿更迭與時俱進。引導學生積極在學習過程中感悟專業認同感，在心靈上培養學生正確的價值觀和制造專業的使命感。

三 課程改革成效

（一） 課程目標達成情況評價方法探索

通過課堂內外的教學有效支撐了課程目標，其達成情況評價方法針對不同目標略有不同。教學目標工程知識通過課堂測試正確性進行評價，溝通和交流能力通過匯報和研討交流情況積極性和質量進行評價。育人目標均可通過學生問卷進行評價，不占總評成績比例。

（二） 思政教學改革成效

打破傳統老師“獨角戲”教學課堂，激發了學生學習的興趣和熱情，拓寬了學生知識視野。積極參與課堂互動交流，對制造業產生自發的思考，培養學生獨立、理性地看待中國制造業現狀的思維思辨。經過3輪教學實踐，統計學生問卷評價可知，本課程教學模式滿意度100%，最感興趣的教學環節為“翻轉課堂研討”和“閱讀同學海報和聽報告”。在思政改革中收獲最多的前三項分別是“理性認識我國制造業現狀與挑戰”“工匠精神”“再制造與綠色制造”，說明該課程改成成效較好。

四 結束語

先進制造技術課程思政教學改革以智慧樹和優慕課平臺為載體，采用線上線下混合式教學模式，通過建設豐富的線上教學資源、組織課前/課后的線上教學和研討，解決課程內容涵蓋廣、知識多的問題。通過橫向教學引導和縱向匯報研討，使學生達到思而學、學而思的教學目的。充分利用線上討論、線上作業、發帖提問情況等，掌握每一位學生的學習過程、學習狀態和學習效果，將討論的參與率、研討質量等納入考核，以“學生為中心”“產出為導向”，提升課堂內外效果和效率。課內外開展思政引導、任務驅動教學新范式，將環境和可持續發展、愛國精神、工匠精神、鉆研精神和思辨思維等思政元素如鹽入水、潤物無聲地融入到專業教育中，提升課程教學質量。

參考文獻：

[1] 王隆太.先進制造技術[M].2版.北京：機械工業出版社，2015.

[2] 王磊，魏敏，張巍，等.淺談優化《先進制造技術》課程教學方法[J].教育教學論壇，2017（22）：175-176.

[3] 胡雪，魏敏，夏博，等.《先進制造技術》研究生課程研討式教學改革實踐初探[J].高教學刊，2021（7）：135-139.

[4] 李亞娟，神顯豪.審核評估背景下大學生學習素質教育芻探[J].大學教育，2017（1）：41-42.

[5] 何慶，汪獻偉.研究生“先進制造技術”課程教學思考與創新[J].江蘇理工學院學報，2020，26（6）：95-98.

[6] 夏博，胡雪，魏敏，等.基于翻轉課堂模式下先進制造技術課程和評價體系建設[J].教育現代化，2019，6（53）：111-113.

[7] 賀延蒙，強興運.翻轉課堂教學模式案例設計[J].科技創新導報，2019，16（12）：236-237，239.

基金項目：新疆生產建設兵團高新技術領域重大科技項目“基于IT-OT融合的流程工業智能制造基礎信息平臺的研發與應用”（2021AA006）；石河子大學課程思政示范課建設項目“先進制造技術”（KCSZ-2020-012）；現代農業機械兵團重點實驗室2021年度開放課題“兵團先進制造業發展現狀及趨勢調研”（XDNJ2022004）；石河子大學一流本科課程建設項目“先進制造技術”（ZXKC-2019-008）

第一作者簡介：夏博（1988-），男，漢族，新疆石河子人，工學博士，副教授，碩士研究生導師。研究方向為先進制造技術及裝備自動化。