新工科背景下車輛工程CAD課程思政建設與實踐研究

摘 要：在新工科教育背景下，車輛工程專業的培養目標已經悄然發生了改變，它超越了傳統的制圖與設計技能，轉向對學生更高層次綜合素養的培養。作為車輛工程專業的專業基礎課程之一，工程制圖與CAD課程不僅承擔著培養車輛工程專業學生學習計算機輔助設計的任務，也是日后學習和就業的重要基礎。文章從課程改革的必要性出發，探討如何在教學過程中融入“大國重器”案例、綠色制造理念、工程倫理教育以及團隊合作訓練等內容。通過項目驅動教學法、案例教學法及混合式教學等方式，并結合對國產高端新能源汽車（如小米SU7）的三視圖繪制，進行國產高端制造案例分析，最大程度上激發學生的學習興趣與民族自豪感，實現課程思政的有效融入。通過問卷調查、課堂反饋及成果展示等方式，評估了課程思政改革的效果，并提出了未來優化方向。研究表明，在車輛工程CAD課程中融入思政教育，不僅提升了學生的專業能力，也增強了其社會責任感與科技報國情懷，為新工科背景下的工程教育改革提供了有益參考。

關鍵詞：新工科 車輛工程 CAD 課程思政

隨著新工科建設的推進，高等教育不再僅僅關注專業技能培養，而是強調知識、能力與素質的協同發展。CAD課程作為車輛工程專業的重要基礎課程，不僅要教授學生計算機輔助設計的基本技能，還要增強他們的工程實踐能力，以及解決實際復雜問題的能力[1-5]。然而，傳統CAD教學往往存在僅僅進行了知識傳授，而忽略了學生的價值引導，導致學生過于關注軟件操作技巧，結果忽視了工程倫理、安全規范、綠色設計等當前社會愈發重要的內容。在新時代背景下，如何將思政元素有機融入CAD課程，使學生在學習過程中既能提升專業素養，又能樹立正確的價值觀，成為高校教育改革的重要課題。為此，我們在車輛工程CAD課程中進行了一系列教學探索，力求通過“大國重器”案例教學、項目驅動實踐、工程倫理討論以及數字化教學工具的綜合應用，實現課程思政與專業教育的深度融合。

1 課程思政建設的必要性

1.1 車輛工程CAD課程的專業特點

車輛工程CAD課程具有鮮明的專業特點，既涵蓋了二維制圖、三維建模和裝配設計等基礎內容，又緊密圍繞整車設計與關鍵零部件開發的實際需求展開。在這門課程中，學生不僅要掌握傳統的圖形繪制技巧和軟件操作，更要學習如何運用CAD工具進行汽車整車及其系統（如傳動系統、底盤、懸掛系統等）的詳細設計與優化。課程內容往往融合了現代制造技術和智能化設計理念，要求學生在完成工程圖紙的同時，關注產品的輕量化設計、結構強度以及安全性等關鍵指標。此外，隨著虛擬仿真和數字化制造的普及，學生還需要學會利用相關軟件進行應力分析、運動仿真和性能驗證，從而為汽車整車設計提供數據支持。總的來說，車輛工程CAD課程既注重理論基礎的鞏固，也強調實際應用與工程實踐，力求培養出既懂技術又具備創新思維和綜合解決問題能力的高素質工程人才。

1.2 車輛工程專業CAD課程目標

新工科改革要求專業課程與思政教育深度融合，使學生在學習專業知識的過程中，逐步形成正確的世界觀、人生觀、價值觀，在車輛工程專業CAD課程中，課程思政建設的主要目標包括。

增強民族自豪感和科技報國意識：通過學習國產高端制造案例，使學生認識到自主創新在全球競爭中的重要性。通過分析國產C919大飛機、華為芯片制造設備、小米SU7新能源汽車等案例，幫助學生感知中國制造業崛起的成就與挑戰。

培養工程倫理意識：在車輛工程設計過程中，工程倫理意識的培養至關重要。課程不僅要求學生掌握先進的設計方法，更強調在設計每一個零部件、每一項系統時，都必須考慮到安全性、環保性和社會責任。教師會引導學生通過討論歷史上發生的汽車安全事故案例，例如因設計缺陷導致嚴重事故的實例，讓學生認識到工程設計中的每一個細節都可能關系到人命安全。

提升團隊協作能力：車輛工程領域涉及整車設計、零部件研發、制造工藝優化等多個環節，往往需要機械、電控、材料、工藝等多個學科的專業人才共同協作。為此，課程設計中強調團隊合作，通過實踐項目讓學生在跨專業團隊中共同完成任務。教師安排小組項目，從項目規劃、任務分工到實際設計，每個學生都必須承擔特定職責，并與團隊成員緊密協作，共同解決問題。團隊討論、協同設計和跨領域的溝通訓練，讓學生深刻體會到團隊合作在復雜工程項目中的重要性。

強化綠色制造理念：隨著全球環境問題的日益突出，綠色制造已成為當今工業設計的重要方向。車輛工程CAD課程中，教師特別強調在進行CAD建模和零部件設計時，要充分考慮材料選擇、加工工藝以及產品全生命周期的環境影響。學生們在設計時，不僅需要考慮產品的性能和成本，更要思考如何通過結構優化來降低能耗、減少材料浪費以及延長產品壽命。課程中會安排專門的綠色設計案例，讓學生分析如何通過采用輕量化材料、優化零部件結構和改進生產工藝，來實現節能減排目標。例如，在設計車身結構時，學生需要探索如何通過增加加強筋和合理布局肋板來提升結構強度，同時盡可能降低整體重量，從而減少油耗和排放。

2 車輛工程課程改革的實踐探索與創新性解決方案

在車輛工程CAD課程的教學改革中，我們必須樹立一個觀點：課程思政的融入絕不僅僅是價值觀的傳遞，而是要將專業知識、技術訓練與思想引領緊密結合，讓學生在學習過程中自然而然地樹立正確的價值觀和責任意識。在這一背景下，如何“潤物細無聲”地將課程思政內容融入教學中，便成為一個富有挑戰性的任務。我們嘗試通過“大國重器”案例教學、項目驅動教學、工程倫理討論以及數字化教學工具的結合，推動課程思政建設，使學生在掌握CAD專業技能的同時，感受課程思政帶來的“涓涓細流”。

2.1 “大國重器”案例教學

在本學期的課堂教學過程中，我們特別引入了小米SU7新能源汽車的案例。新能源汽車作為國家重點支持的戰略性產業，代表了中國在環保、能源效率和智能制造方面的前沿技術，小米SU7的推出更是中國新能源汽車的一針“強心劑”[6]。在教學三視圖的繪制和零部件建模時，我們讓學生以小米SU7為對象，讓學生繪制其車身結構和零部件的三視圖。這一任務不僅僅是只是繪圖練習，它還要求學生深入了解車身結構的每一部分，理解其在設計上的合理性與實際應用。通過詳細拆分小米SU7的車身各個零部件，如底盤、電池模塊、車門等，學生不僅掌握了CAD軟件的建模技巧，還對每個零部件的設計原理有了更加直觀和深刻的理解。在這個過程中，學生需要考慮輕量化設計、電池安全性、智能駕駛系統等核心技術，尤其是在新能源汽車的設計中，這些方面的創新技術起著至關重要的作用。學生對于這款車的熱情在課堂上表現得尤為突出。許多學生在學習過程中，看到小米SU7這款車的獨特設計和尖端技術時，產生了濃厚的興趣。他們積極主動地去查閱關于小米SU7的技術資料，甚至有學生在課后組織小組討論，研究車身結構、動力系統以及智能駕駛技術的最新動態。通過了解小米SU7的創新設計，學生們不只是停留在學習和模仿的層面，希望自己日后也可以從事類似高精尖科技行業。當學習到電池模塊繪圖和建模時，學生們不僅關注電池的容量和續航能力，還思考了如何進一步提升電池的能量密度和安全性。有些學生在建模過程中，提出了不同的電池排布方案，并且通過CAD軟件中的仿真分析，得出了不同設計對車身穩定性和安全性的影響。通過對這些結合國產尖端科技產品的學習，CAD建模不僅被學生所掌握，他們還深刻感受到了國產尖端科技產品在技術創新方面的成果，大大增強了對我國科技和工業的信心。更為重要的是，這種熱情和自信心會在學生中逐漸轉化為創新驅動力，激發他們日后的學習和工作動力。

2.2 項目驅動教學

在該學期的教學環節中，教師采用了項目驅動的方式，要求學生圍繞國產工業整車設計和優化進行CAD建模。學生需要結合力學分析、制造工藝和材料選擇，完成整車部分零部件的結構設計和優化，提高整車系統的穩定性和耐久性。教師特別強調綠色設計理念，要求學生在設計時考慮如何減少材料浪費和提高能源利用效率，同時兼顧生產成本和加工可行性。部分學生團隊通過拓撲優化技術減少了零部件的重量，同時確保結構強度；還有的團隊采用正交試驗法確定哪些設計參數對產品性能影響最大。這種項目式學習不僅鍛煉了學生的工程實踐能力，更讓他們體會到跨學科團隊協作的重要性。

2.3 工程倫理討論

除了技術訓練，教師還在教學中融入了工程倫理與安全教育。近年來，和車輛工程專業相關的自動駕駛系統的安全性問題備受關注，為了讓學生認識到工程技術與社會責任的關系，教師組織了一次專題討論，分析某車型輔助駕駛事故的技術缺陷，并讓學生思考如何在系統設計中降低安全隱患。許多學生在討論中提出，基于純視覺的輔助駕駛可能存在隱患，可以通過多傳感器融合技術提高自動駕駛的可靠性，或者通過人工智能算法優化避障策略。這一討論不僅讓學生更深入地理解目前階段輔助駕駛技術除了具備優越性以外，也有一定的局限性，作為未來的工程師，他們必須在技術創新的同時，確保產品的安全性和社會可接受性。這種價值觀的塑造，使學生在未來進入企業或科研領域時，能夠更加關注技術的社會影響，避免盲目追求創新而忽視工程倫理。

2.4 數字化教學工具的使用

數字化教學工具的廣泛應用，極大地增強了課程思政的效果。教師采用“線上+線下”混合式教學模式，利用MOOC課程、虛擬仿真軟件和智能學習平臺，使學生能夠自主學習并進行個性化訓練。例如，智能CAD學習助手能根據學生的學習進度推薦合適的練習任務，并對他們的表現進行即時反饋。未來，我們還計劃引入虛擬現實技術，使學生能更直觀地理解復雜工程設計，提高學習興趣并降低學習難度。從課程反饋來看，大部分學生表示，“大國重器”案例的引入讓他們對國家高端制造的發展有了更深的認識，并增強了民族自豪感；項目驅動教學可以學生們的團隊協作能力，還讓他們較好地理解CAD技術在實際企業生產中的應用；工程倫理討論使他們更加關注除了技術以外，作為科研人員的社會責任；數字化教學工具的應用則讓整個學習過程從之前的單一，死板，變得更加生動、高效。總體而言，課程思政的融入顯著提升了學生的綜合素養，使他們在掌握專業技能的同時，也樹立了正確的價值觀和社會責任感。

3 車輛工程專業課程改革的成效分析

經過一學期的教學改革，教師對課程改革的實施效果進行了全面評估。從學生反饋、學習成果、課堂互動等多個維度分析，課程改革在提升學生的綜合素質、強化團隊協作能力以及激發學習興趣方面發揮了積極的作用。

3.1 學生學習反饋

根據課后問卷調查結果顯示，82%的學生表示在“大國重器”案例的學習過程中，感受到了民族自豪感的提升，認為將先進制造技術與國家的重大成就結合，能夠讓他們更加深入地理解和認同國家的創新發展和強大力量。73%的學生表示項目式學習增強了他們的團隊協作能力，認為在完成實際工程任務的過程中，團隊成員間的溝通與協作至關重要，大家通過共同討論和解決問題的過程，促進了彼此的互相支持與共同成長。此外，90%的學生表示，課程中的工程倫理討論增強了他們對社會責任的理解，意識到作為工程師，必須具備高度的責任感，確保產品和技術服務于社會福祉，推動社會進步。

3.2 學生學習成果

在結課項目中，學生的作品質量有了明顯提升，展現出更強的創新和實踐能力。例如，在車輛關鍵零部件設計任務中，部分團隊不僅完成了標準零件的建模任務，還大膽提出了結構優化方案，提交了詳細的設計報告，充分展示了扎實的工程知識和系統解決問題的能力。通過課程思政的引導，學生在設計中更注重實際應用與社會需求，將工程技術與國家發展戰略緊密結合，充分體現了改革的成功。

3.3 師生課堂互動

相較于傳統教學模式，采用案例教學和討論式教學后，課堂互動有了顯著的提升。學生們不再是被動的聽眾，而是更加積極地參與到課堂討論和案例分析中。尤其在工程倫理和“大國重器”的相關討論中，學生們紛紛發表個人見解，提出不同的思考角度。這種互動不僅提升了學生的思維能力，也讓課堂氛圍更加活躍，學生的學習興趣得到了極大的激發。教師通過引導討論和解決實際問題的方式，讓學生們更加主動地探索知識，深入思考，從而提高了他們的學習自主性和深度。

4 結論與展望

文章探討了車輛工程CAD課程的思政建設方法，并提出了基于案例教學、項目驅動、工程倫理討論和數字化教學的改革方案。思政教育不僅能增強學生的社會責任感，還能提升他們的工程實踐能力和創新思維，培養學生解決實際工程問題的能力，并且在解決問題的同時注重以人為本。此外，教師還將探索人工智能與CAD的結合，如利用AI自動優化設計方案，以提升教學的前沿性和實用性。通過持續的教學改革，我們希望培養出既具備扎實工程技能，又擁有社會責任感的復合型工程人才。

基金項目：安徽科技學院校級質量工程項目“課程思政示范課堂”（編號：Xj2024027）；安徽科技學院校級質量工程項目：《工程制圖》課程思政示范課堂（Xj2024027工程制圖王一鳴）；安徽科技學院校級質量工程項目：《機械制造技術綜合實驗》虛擬仿真實驗教學課程（Xj2024044）；安徽科技學院校級教育教學改革研究項目：“人工智能+教育”模式下機械類專業《產品設計》課程教學改革探索（Xj2024181）。

參考文獻：

[1]張黎，諶俊.“三全育人”背景下高職CAD課程思政教學改革路徑研究——以“CAD室內設計制圖”課程為例[J].科學咨詢，2025（01）：95-98.

[2]張琳曉，王海萍.基于課程思政的《三維CAD軟件應用》教學改革與實踐[J].模具制造，2025，25（02）：105-108.

[3]邢浪濤，崔屹嶸.“大思政”工作格局下的實踐課程體系——以《電氣CAD技術》實踐課程為例[J].中國軍轉民，2024（19）：170-171.

[4]李傳紅，李坤淑，呂昕暉，等.課程思政融入高職CAD工程制圖技術教學體系的設計與實踐[J].現代商貿工業，2024，45（12）：258-260.

[5]王文竹，劉剛，龔鵬，等.面向應用型人才培養的汽車CAD教學改革研究[J].汽車實用技術，2021，46（03）：188-190.

[6]陳澤民.汽車“工程制圖與CAD”課程思政建設與實踐[J].汽車維修技師，2024（04）：116.