新工科背景下机械CAD/CAM课程思政元素挖掘和实践*

孙曼钰 郭佳玲 谢志平

贵州师范大学机械与电气工程学院 贵阳 550025

0 引言

新工科是基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势、立德树人新要求提出的我国工程教育改革方向。其内涵是以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越工程人才[1]。工程教育的核心任务是保障培养大批新时代卓越工程师，提高育人质量。在高校机械课程建设中融入思想政治教育是一项重要举措。课程思政不是将课程都变成思政课，也不是新增一门课或者增设一项活动，而是将高校思想政治教育融入专业课堂教学的各个环节、各个方面[2]。***总书记在全国高校思想政治工作会议上强调：要用好课堂教学这个主渠道，各类课程要与思想政治课同向同行，形成协同效应[3]。教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》强调，对于工科类专业课程，要注重强化学生的工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。在机械类专业课程群的课程思政建设中，已有学者对精密机械与仪器设计[4]、机械制造工艺学[5]、机械制图[6]等课程进行探讨；在以机械CAD/CAM作为主阵地的相关建设中，已有学者对机械CAD/CAM进行课程建设探讨[7]，但机械CAD/CAM的课程思政建设仍有不足。为推进机械CAD/CAM课程思政建设领域探索，本文基于前人研究提出课程思政元素挖掘方法，结合机械CAD/CAM教学内容提取本课程的思政元素，构建课程思政元素体系。旨在着重对学生进行价值观、职业素养和爱国主义教育的培养，实现课程知识传授、能力培养和价值引领的有机统一。

1 机械CAD/CAM课程概况

机械CAD/CAM是贵州师范大学“机械设计制造及其自动化”专业培养方案中专业主干课程之一，包含计算机图形处理技术、机械CAD/CAM建模技术、计算机辅助工艺设计、计算机辅助数控加工编程、CAD/CAM集成技术等知识。学习此课程需要具备AutoCAD基础、机械制造技术、数控技术、C语言、线性代数等知识储备。本课程理论和实践并重，在讲授机械CAD/CAM技术基本理论的同时，结合工程应用的实际案例，将典型CAD/CAM软件系统引入教学过程。主要任务是通过CAD/CAM技术基本理论的学习和大量实践，使学生能综合利用常用的CAD/CAM软件，实现产品三维建模、零件有限元分析、运动仿真以及数控加工程序编制，提高学生分析和解决实际工程问题的能力，培养制造行业生产、技术、管理岗位一线工作的高素质专业技能型人才。该课程围绕应用型人才的培养目标，坚持以学生为中心、以教师为引导的课堂教学理念，项目化的教学实践方式，信息化的教学手段，多种考核方式并行的教学效果评估手段，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。

2 思政元素挖掘的方法

思政元素的挖掘是课程思政建设过程中的难点和重点。截至2022年9月知网已有机械CAD/CAM相关课程思政论文16篇，机械类课程相关思政论文若干，涵盖了“工匠精神”“爱国主义”“价值观”“技术自信”“安全意识”等各方面思政元素，但在课程实施中融入数量太多、范围太广的思政元素则显得过于空泛[8-10]。如何挖掘机械类专业课程所蕴含的思政元素并系统地将其融入晦涩难懂的理论专业知识中，达到二者和谐统一、“润物细无声”的效果是课程思政建设需要考虑的问题。

2.1 深耕易耨：以学科发展历程为依托

学科的产生、推演与其发展历程紧密相关。以课程所归属的学科历史发展历程为依托，挖掘制造业发展历程当中具有思政教育意义的重大工程和科学技术发展成果，如“两弹一星”“载人航天工程”“青藏铁路”“辽宁舰”“北斗卫星导航系统”“中国制造2025”等。此类思政元素在教学中与理论知识教学相辅相成，可激发机械专业学生的使命感、责任感、爱国情怀，大大提高学习内驱力。

2.2 按图索骥：以学科知识逻辑为主线

学科知识在教材编撰过程中必须遵循教学大纲的指导和约束，体现其理据，故学科知识本身存在着清晰的逻辑架构。教师在思政教学过程当中可选择以学科知识逻辑架构为主线，配合教学目标，循序渐进、由浅入深地筛选挖掘思政案例，使其最终内化为学生的精神追求，外化为学生的自觉行动。坚决避免强行融入，造成思政、专业课“两张皮”的现象。结合马克思主义哲学论中“实践出真知”的观点，在机械CAD/CAM课程实训开展过程中选用学生能够身体力行深刻感悟的思政元素，把握时机、因势利导，深入贯彻团队精神、协同作用的含义。

2.3 与时俱进：以国家时事政治为线索

时事思政素材是体现党和国家高校思想政治教育新要求、体现行业新进展，具备“因事而化、因时而进、因势而新”特点的教学思政素材，具有极强教育意义和时代意义。课程的设计者和开发者需承担起育人责任，从国际和国内两个大局热点时事资源背景中挖掘筛选出典型的、真实的、对学生产生正面引导的思政元素，例如“新冠疫情下五菱转产口罩事件”“华为事件”等，授课过程中配合教学节奏有机融入，教会机械专业学生用正确的立场方法观点认识并分析问题，树立正确的三观，深刻认识世界、理解中国，增强民族自信心和社会责任感。

2.4 按需供给：以学生思想需求为导向

教学应以学生的需求为出发点，以OBE（成果导向）理念为准绳。结合机械专业人才培养的12个标准及未来学生所从事工作的职业要求倒推与教学相匹配的思政元素。从职业素养养成的角度，从职业道德、职业技能、职业行为、职业作风和职业意识等方面，有针对性地挖掘课程所蕴含的育人元素，因材施教、按需供给，增强育人的针对性和实效性，提升学生职业发展能力。

3 机械CAD/CAM课程思政元素挖掘

3.1 课程思政育人目标

明晰的课程目标是实施课程思政的首要前提。以新工科建设为背景，结合学校的办学定位和专业培养目标，确定机械CAD/CAM课程思政育人目标为工匠精神目标、爱国情怀目标、职业素养目标、团队意识目标。狭义上的工匠精神指匠人在打磨与创造产品时所呈现出的专注敬业、精益求精的品质，而本文中工匠精神目标指“爱岗敬业”“全神贯注”“精益求精”“敢于创新”等品格；爱国情怀目标具体指让学生对制造业燃起民族情怀，领会“为中华之崛起而读书”的民族豪情；职业素养目标指学生时刻谨记以养成完备的职业素养为目标、从零做起、从基础做起；团队意识目标指使学生具备善于与他人协作合理分工完成任务的能力。

3.2 课程思政元素挖掘

将挖掘思政元素的四个方法贯彻教学过程始终，真正做到思政教育与专业教学协同发展。例如进行计算机辅助绘图技术课程的教学时，介绍国家标准含义及其标准性、严肃性，教育学生绘图时谨记行业规范，恪守国家标准；讲授计算机辅助数控加工编程课程时，提出数控程序的编制是数控机床加工的基础，讲述数控机床性能与世界先进水平的差距的“卡脖子”局面，激发学生的爱国情怀、创新精神、竞争意识；讲授CAD/CAM集成技术时，介绍一汽（中国第一汽车集团有限公司）拥有独立完善的CAD/CAM集成系统，为企业带来高核心竞争力和制造水平，该集成系统的建立离不开每个系统单元的标准无误、离不开团队的不懈努力及完美配合，渗透学生团队意识以及分工协作的精神；在实践模块教学时理实结合，播放《大国工匠》中专攻导弹精致研磨的中国顶级技师--巩鹏的案例素材进行课前导入，讲述其精确制导，完美还原图纸、徒手研磨完成机床达不到的万分之三精度的事迹，让学生深刻领悟大国工匠精神。

3.3 课程思政案例库设计

根据机械CAD/CAM的教学内容，将全部章节内容划分为概论、CAD技术、CAM技术、CAD/CAM集成和实践模块5个大方向。在不改变原有知识点的基础上，结合“深耕易耨：以学科发展历程为依托”“按图索骥：以学科知识逻辑为主线”“与时俱进：以国家时事政治为线索”“按需供给：以学生思想需求为导向”等思政元素挖掘方法，将课程思政元素引入课程，建立机械CAD/CAM课程的思政元素体系（表1）。

表1 机械CAD/CAM课程教学内容与思政元素

4 实施案例

4.1 案例背景

选取央视新闻纪录片《解码十年》中我国西部交通的巨大成果作为思政案例。新中国成立以来，我国西部地区经济发展长期落后于东部地区，因地势地形及交通运输行业导致经济实力低迷。十年间我国铁路向西部空白处挺进突破6万公里里程，占全国的40%，铁路环绕“死亡之海”塔克拉玛干沙漠全长2 712公里。地区贸易发展加快、天堑变通途。其中，配备智能定位系统的“基建狂魔”掘进机发挥了最大作用、极大地推进了工程进展。

4.2 案例实施

以《机械CAD/CAM》第一章第一节概论为例，进行思政融合式教学。课前导入环节，以“丝绸之路”为背景，简述我国掌握修建铁路技术前交通货运艰难、人力物力耗费、经济滞后的情况。播放选取的视频片段，渲染激发学生的爱国情怀，趁热打铁进行思政教育：只有掌握核心技术才能从根本上推动经济发展，实现国家富强。在课堂全部新知传授结束后及时进行课后总结：西部开发的胜利成果是制造行业的一大创举，我国尚未成为工业强国，若想打破当前大部分基础关键工业软件被垄断的“卡脖子”僵局，须为制造业培养输送更多高精尖人才，少年强则国强。本案例教学预期效果为通过1课时的学习，激发学生学习热情，强化学习动机，提高对本门课程重视程度。

5 结论

本文以为国家制造行业培养出可堪重用的、德才兼备的工科人才为目的，围绕如何在机械CAD/CAM课程中进行思政元素的挖掘，思政元素的挖掘原则，思政元素提取方式的分类，以及相应教学内容与思政素材间的配合实施展开研究。经研究证明，在此教改模式下，能够达成预期的思政教学效果以及课程建设初期预设的教学目标，在专业群间具有积极的推广意义。