機械制造基礎課程思政教學實踐

吳紹鋒，王曉陽，張盟盟

（重慶人文科技學院機電與信息工程學院，重慶 401524）

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上明確提出，“其他各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應[1]”。2020年，教育部印發(fā)《高等學校課程思政建設指導綱要》，全面推進高校課程思政建設[2]。《高等學校課程思政建設指導綱要》指出，全面推進高校課程思政建設是深入貫徹習近平總書記關于教育的重要論述和全國教育大會精神、落實立德樹人根本任務的戰(zhàn)略舉措，高校要深化教育教學改革，充分挖掘各類課程思想政治資源，發(fā)揮好每門課程的育人作用，全面提高人才培養(yǎng)質量。課程思政建設要在所有高校、所有學科專業(yè)全面推進，圍繞全面提高人才培養(yǎng)能力這一核心點，圍繞政治認同、家國情懷、文化素養(yǎng)、憲法法治意識、道德修養(yǎng)等重點優(yōu)化課程思政內容供給，提升教師開展課程思政建設的意識和能力，系統(tǒng)進行中國特色社會主義和中國夢教育、社會主義核心價值觀教育、法治教育、勞動教育、心理健康教育、中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育，堅定學生理想信念，切實提升立德樹人的成效[3]。

機械制造基礎課程是機械制造系列課程中必不可少的先修課程，是機械類學生必修的一門主干技術基礎課程，也是機械類和部分非機械類專業(yè)普遍開設的一門課程。該課程對于學生獲取機械制造基礎知識，提高對先進制造技術的發(fā)展認知具有積極作用。同時，通過該課程的學習，學生能夠初步具備分析和解決實際生產(chǎn)問題的能力，并為后續(xù)專業(yè)課程的學習和從事相關工作打下基礎[4]。

1 學情分析

1.1 授課對象

重慶人文科技學院機電與信息工程學院機械設計制造及其自動化專業(yè)、車輛工程、汽車服務工程專業(yè)，大學二年級學生。

1.2 使用教材

機械制造基礎。該教材依據(jù)教育部制訂的“高等學校工程材料及機械制造基礎課程教學基本要求”，以機械制造工藝過程的基本理論和基本知識為主線，整合了選材、毛坯、加工和工藝分析等相關知識，系統(tǒng)地介紹了機械制造基礎的成形方法，包含鑄造、鍛壓、焊接、常用切削加工方法、精密與光整加工，及典型表面加工等，除此之外，還介紹了機械制造工藝的基本知識。

1.3 授課學期

大學第三學期（即大二上學期）。這一階段的學生，已修的相關專業(yè)課程較少，對機械制造相關知識還沒有深入的認識，機械設計制造及其自動化專業(yè)、車輛工程專業(yè)學生已修專業(yè)課程有：畫法幾何與機械制圖I、畫法幾何與機械制圖II、機械工程材料等；汽車服務工程專業(yè)學生已修專業(yè)課程有：機械制圖、車輛材料等，由此可見，處于大學第三學期的學生對機械制造成形技術等知識還不甚了解，因此在教學設計及教學過程中，應以激發(fā)學生興趣為主，講解內容從實際生活實例出發(fā)，學生有了興趣之后，再由簡入繁，循序漸進地幫助學生認識并理解機械制造基礎知識；3個專業(yè)已修思想政治相關課程有：思想道德修養(yǎng)與法律基礎、中國近現(xiàn)代史綱要等，由此可見，此階段的學生已具備一定的德育基礎，但是思想道德修養(yǎng)與法律基礎、中國近現(xiàn)代史綱要課程定位為通識教育課程，學生未給與足夠重視，大都以不掛科為出發(fā)點進行學習，且教學過程中以大班（2～3個班，80～90人左右）形式授課，上課不聽課、玩手機等現(xiàn)象嚴重，因此，通識教育課程的思想政治教育對于學生的思政教育存在一定的問題，因此需要在專業(yè)課程教育中融入思政教育，輔助思想政治課程，幫助學生建立正確的人生觀、世界觀及價值觀，培養(yǎng)具有社會主義核心價值觀的社會主義接班人。

2 課程思政教學設計

本研究以機械制造基礎第二章第一節(jié)“鑄造工藝基礎”為例，探索機械制造基礎課程思政教學改革。

2.1 鑄造工藝基礎主要內容

鑄造工藝基礎主要包含鑄造的概念、液態(tài)合金的充型和鑄件的凝固與收縮，液態(tài)合金的充型包括液態(tài)合金的流動性，及液態(tài)合金的充型能力；鑄件的凝固與收縮包括鑄件的凝固方式、鑄造合金的收縮，及鑄件中的縮松和縮孔等內容[5]，見圖1。通過本節(jié)內容的學習，使學生對鑄造成型方法有初步的認識，明白鑄造成型的原理，理解充型鑄造、充型能力等概念，知曉鑄件產(chǎn)生縮松縮孔的原因及防止措施。

圖1 鑄造工藝基礎知識Fig.1 Basic knowledgeof casting process

2.2 鑄造工藝基礎思政元素要點

使課程思政融入鑄造工藝基礎課程內容，在教授學生專業(yè)知識的同時，激發(fā)學生的學習熱情，培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當，完成機械制造基礎課程立德樹人的根本任務，課程思政元素見表1。

表1 “鑄造工藝基礎”思政元素要點Tab.1 Basic ideological and political elementsof casting process

2.3 培養(yǎng)民族自豪感和愛國情懷

通過對該階段學生的學情分析，要以激發(fā)學生學習興趣為主，所以在開始授課時，以青銅器為切入點，青銅器歷史源遠流長，起始于公元前2000年，經(jīng)夏、商、西周、春秋、戰(zhàn)國和秦漢，歷近15個世紀，以品類繁多、制作精巧、風格獨特而著稱于世，是我國文化的重要組成部分，具有重要的歷史價值和觀賞價值[6]，且青銅器以失蠟法鑄造，與教學內容密切相關。

具體教學設計以多年的教學經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)學生對講授法以外的教學手段格外感興趣，因此可以青銅器相關紀錄片導入課程，如《探索發(fā)現(xiàn)》，通過觀看紀錄片，在激發(fā)學生學習興趣的同時，使學生認識我國青銅器文化，培養(yǎng)其民族自豪感和愛國情懷。結合視頻，從鑄造的詞語含義入手，對“鑄”“鑄造”“砂型”等視頻中出現(xiàn)的概念進行進一步解釋，使學生對鑄造有初步的了解。

2.3.1 鑄和鑄造

鑄造是指將液態(tài)金屬澆注到與零件的形狀、尺寸相適應的鑄型型腔中，待其冷卻凝固后，獲得所需形狀、尺寸和性能的金屬件（鑄件）的液態(tài)成形方法。講解鑄造概念時，可以結合教學模具進行介紹，液態(tài)金屬可用水來替代，鑄型型腔可用簡單動物模具替代見圖2，以水澆注入動物型腔模具的過程，幫助學生理解液態(tài)金屬材料、澆注、鑄型型腔、冷卻凝固，以及所需形狀、尺寸和性能的金屬件等內容。

圖2 動物型腔模具Fig.2 Animal cavity mold

2.3.2 砂型

講解砂型概念時，可與砂型圖片（見圖3）、視頻相結合，并給出實際的砂，使學生深刻體會砂及砂型。

圖3 砂型Fig.3 Sand mould

2.4 培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展理念

從青銅器的形狀特點、鑄造中液態(tài)金屬的特點及金屬原材料的來源等，引導學生思考鑄造的優(yōu)點。

2.4.1 鑄造的優(yōu)點

①可制成形狀復雜的鑄件，尤其是具有復雜內腔的毛坯，如機床床身、箱體和船用螺旋槳等；②適應性強，鑄件質量、大小、形狀及所用合金種類幾乎不受限制；③鑄造所用原材料來源廣、價格低，而且鑄件的形狀和尺寸與零件非常接近。鑄造的優(yōu)點可制成形狀復雜的鑄件，對其原因進行解釋，指出液態(tài)合金是制成形狀復雜鑄件的關鍵，引出本次課程的第一個主要內容——液態(tài)合金的充型，接下來順理成章的講解充型、充型能力、合金流動性、鑄型性質、鑄件結構和澆注條件等內容。

2.4.2 講解合金流動性的影響因素

合金流動性的影響因素是澆注溫度，澆注溫度越高，合金保持液態(tài)的時間越長，金屬液黏度降低，雜質易上浮或溶解，故合金流動性好，充型能力強[7]；但澆注溫度過高，液態(tài)合金收縮增大，吸收氣體多，氧化嚴重，流動性反而會下降，得出的結論是澆注溫度既不能太高，也不能太低，在保證流動性的前提下，澆注溫度應盡可能低一些，即溫度要合適，針對這一“合適”特點，可對學生提問，啟發(fā)學生討論（以小組為單位進行）和思考在日常生活、節(jié)能環(huán)保及機械制造等方面的應用，使學生了解綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展等戰(zhàn)略意義。

2.4.3 縮孔縮松動畫演示

小組討論結束之后，重新回顧鑄造的定義，取其完成零件或金屬件的第二個步驟——凝固，引出本節(jié)第二個主要內容，講解凝固方式、凝固方式的影響因素、收縮、縮孔、縮松、縮孔縮松防止措施等內容。由于縮孔、縮松概念較抽象，學生不易想象，因此可以縮孔縮松動畫進行演示，并結合縮孔縮松圖片進行解釋，見圖4。

圖4 縮孔Fig.4 Shrinkage cavity

2.5 培養(yǎng)大國工匠精神

課程內容講解完成之后，以航空發(fā)動機葉片為例[8]，講解航空發(fā)動機的結構特點、作用及加工難點，并結合紀錄片《大國重器》，進一步鞏固鑄造的過程及應用，使學生認識到機械制造基礎課程的重要性，培養(yǎng)學生的專業(yè)認同感，培養(yǎng)學生復興中國制造業(yè)的使命感和責任感。課堂如有剩余時間，可選取《平凡的匠心》《匠人匠心》等與課程有關的人物事跡進行講解，如《平凡的匠心》中陳巧生的事跡，他在家人的支持下，通過遍訪各大博物館、查閱古籍和數(shù)千次試驗，終于復原明代宣德爐鑄造技藝，繼而完善和發(fā)展了銅爐開模、煉銅、鑄造、皮殼制作等幾十道關鍵工藝。通過陳巧生等匠人匠心事跡，可培養(yǎng)學生敬業(yè)、精益、專注、創(chuàng)新等大國工匠精神。

2.6 課后學習

閱讀唐宗軍及李玉平主編的機械制造基礎教材，觀看學習重慶高校在線開放平臺——機械制造基礎項目一（機械制造基礎概論）及項目二（鑄造成型）的視頻，觀看學習中國大學MOOC——機械制造基礎課程（哈爾濱工程大學）中鑄造成型技術視頻，觀看《大國重器》《超級裝備》等記錄片。練習重慶高校在線開放平臺——機械制造基礎課程中項目一（機械制造基礎概論）及項目二（鑄造成型）的單元測試題，練習中國大學MOOC——機械制造基礎課程（哈爾濱工程大學）中鑄造成型技術測試題。有條件的學?？梢赃M行砂型鑄造實訓，或砂型鑄造虛擬仿真試驗，加深學生的認識。

3 結語

為了推進機械制造基礎課程思政建設，完善高校課程思政體系，落實立德樹人的根本任務，以鑄造工藝基礎為例，分析課程內容及學生學情，充分挖掘課程思政元素，認真設計教學過程，在講授法授課的基礎上，結合案例法、視頻法、小組討論及實踐法，充分調動學生的學習積極性，提升學生的專業(yè)認同感，以青銅器、航空發(fā)動機葉片、陳巧生事跡等案例，講授專業(yè)知識的同時，融入課程思政，使學生在學好專業(yè)知識的同時，培養(yǎng)民族自豪感、愛國情懷及大國工匠精神。