基于典型思政元素的“工程制圖”課程思政改革與探索

李 哲，宋 劍，蔡暻煊，劉 杰，張 超

（中山大學(xué) 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院，廣東 廣州 510006）

引言

習(xí)近平總書(shū)記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，要堅(jiān)持把立德樹(shù)人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人。教育部在2020年印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》明確指出，全面推進(jìn)課程思政建設(shè)是落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的戰(zhàn)略舉措，是全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要任務(wù)，為一線(xiàn)教務(wù)工作者指明了課程思政建設(shè)的目標(biāo)要求和內(nèi)容重點(diǎn)。結(jié)合不同課程的教學(xué)內(nèi)容及特色，針對(duì)性地融入思政元素，對(duì)課程思政的改革和探索具有重要意義。

一、將思想政治教育融入工程制圖課程的意義

“工程制圖”作為生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，其授課對(duì)象為尚未接觸過(guò)相關(guān)內(nèi)容的大一或大二年級(jí)學(xué)生；該課程的主要教學(xué)任務(wù)和目的包括學(xué)習(xí)工程制圖的基本理論知識(shí)，熟練掌握二維工程圖繪制和三維建模能力，培養(yǎng)學(xué)生的形象思維能力，提高學(xué)生的空間想象能力，加強(qiáng)圖形的綜合表達(dá)能力，最終激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和工程意識(shí)。從課堂教學(xué)的角度，工程制圖的具體教學(xué)目標(biāo)包括，掌握制圖相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、繪圖的基本方法、正投影法的原理及基本元素（點(diǎn)、線(xiàn)、面）的投影、基本體以及組合體的投影、組合體的讀圖/繪圖方法及尺寸標(biāo)注、標(biāo)準(zhǔn)件及常見(jiàn)機(jī)件的表達(dá)方法、零件圖和裝配圖的讀圖和繪制方法等。從以上分析可知，工程制圖具有信息量大和細(xì)節(jié)多等典型特點(diǎn)。從授課對(duì)象和教學(xué)內(nèi)容的角度，生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的工程制圖具有少學(xué)時(shí)授課的特征；在有限的授課時(shí)間內(nèi)，使學(xué)生掌握工程制圖的基本原理和方法、讀圖、繪圖等相關(guān)內(nèi)容和技能，具有極大的挑戰(zhàn)。同時(shí)，工程制圖豐富的教學(xué)內(nèi)容和元素，也為課程思政實(shí)踐提供了豐富的載體。

二、生物醫(yī)學(xué)工程的課程思政改革探討

課程思政的建設(shè)應(yīng)該貫穿整個(gè)培養(yǎng)方案（即全程育人），與其他課程相互協(xié)調(diào)、支撐，進(jìn)行多維度的思想政治教育（即全方位育人）。在“貫穿培養(yǎng)方案、全方位、多維度”思想政治建設(shè)指導(dǎo)方針下，針對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的工程制圖課程思政改革，結(jié)合本課程性質(zhì)和特點(diǎn)，進(jìn)行針對(duì)性、專(zhuān)業(yè)性的課程思政建設(shè)。結(jié)合生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)特色與需求、工程制圖課程的內(nèi)容和特色，以及貫穿培養(yǎng)方案的全方位、多維度思想政治教學(xué)構(gòu)架，面向生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的工程制圖教學(xué)，設(shè)計(jì)了以代表性科技產(chǎn)品為案例和載體的授課體系。

在實(shí)際的工程實(shí)踐中，一個(gè)復(fù)雜的機(jī)器系統(tǒng)或醫(yī)療裝備往往由成千上萬(wàn)的零件組成，由眾多科研人員或工程師，通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作的方式實(shí)現(xiàn)。結(jié)合工程制圖對(duì)細(xì)節(jié)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的重視，在課程思政的改革實(shí)踐中，凝練出以“合作精神”“責(zé)任感”和“工匠精神”為主題的課程思政建設(shè)。以代表性的醫(yī)療器械為載體進(jìn)行授課，激發(fā)學(xué)生的對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的熱愛(ài)；以團(tuán)隊(duì)合作項(xiàng)目為依托，鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，并在團(tuán)隊(duì)協(xié)作中，引起學(xué)生對(duì)“細(xì)節(jié)”的重視，激發(fā)學(xué)生的責(zé)任感和工匠精神。本文設(shè)計(jì)的針對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的工程制圖課程思政設(shè)計(jì)方案如圖1所示。

圖1 生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)工程制圖的特色課程思政設(shè)計(jì)方案

三、以“工匠精神、責(zé)任感、團(tuán)隊(duì)精神”為特色的課程思政改革和實(shí)踐

（一）以“工匠精神”為切入點(diǎn)的課程思政實(shí)踐

自黨的十八大以來(lái)，習(xí)近平總書(shū)記關(guān)于工匠精神的重要論述“一切勞動(dòng)者，只要肯學(xué)肯干肯鉆研，練就一身真本領(lǐng)，掌握一手好技術(shù)，就能立足崗位成長(zhǎng)成才，就能在勞動(dòng)中發(fā)現(xiàn)廣闊的天地，在勞動(dòng)中體現(xiàn)價(jià)值、展現(xiàn)風(fēng)采、感受快樂(lè)”，為課程思政的改革和實(shí)踐提供了重要指導(dǎo)。工匠精神的第一層內(nèi)涵是勞動(dòng)精神，通過(guò)勞動(dòng)破解發(fā)展中的難題，通過(guò)勞動(dòng)實(shí)現(xiàn)個(gè)人價(jià)值并鑄造成就；工匠精神的另一層內(nèi)涵是精益求精、一絲不茍、不斷創(chuàng)新，并在學(xué)習(xí)或工作中重視細(xì)節(jié)、追求卓越。工程制圖的授課目的包括繪圖理論的傳授和繪圖技能的獲得。繪圖理論的學(xué)習(xí)可以通過(guò)課堂獲得；但是，繪圖技能的獲得及提升，需要系統(tǒng)與持續(xù)的練習(xí)才能獲得。

為提升學(xué)生的繪圖理論和繪圖技能，設(shè)計(jì)了基于習(xí)題、個(gè)人繪圖作品以及團(tuán)隊(duì)繪圖作品等系統(tǒng)化的技能提升模式。學(xué)生可通過(guò)習(xí)題的訓(xùn)練掌握基礎(chǔ)的繪圖理論和技能。個(gè)人繪圖作品要求學(xué)生觀(guān)察生活，選擇生活中常見(jiàn)的器械或工具的整體或關(guān)鍵部件/組件，進(jìn)行測(cè)量并繪制零件圖，使學(xué)生掌握基本的測(cè)繪技能。團(tuán)隊(duì)繪圖作品要求學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式自主在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域內(nèi)選題，通過(guò)團(tuán)隊(duì)的力量設(shè)計(jì)具有挑戰(zhàn)性和高復(fù)雜度的作品，旨在提升學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作能力以及自主繪圖能力。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)、專(zhuān)注以及精益求精的訓(xùn)練，學(xué)生獲得了嫻熟的工程制圖能力，將有助于生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，在以后的學(xué)習(xí)和科研工作中，不斷創(chuàng)新，攻克難關(guān)，實(shí)現(xiàn)高端醫(yī)療器械和技術(shù)的突破。

（二）以“責(zé)任感”為抓手的課程思政教學(xué)

對(duì)細(xì)節(jié)極度重視是工程制圖教學(xué)的一大特色?！氨磉_(dá)完整、表達(dá)準(zhǔn)確”是零件圖及裝配圖繪制的基本要求，也是最高要求。學(xué)生在繪圖的起步階段，會(huì)出現(xiàn)線(xiàn)型隨意選擇、尺寸重復(fù)標(biāo)注、尺寸標(biāo)注不完整、視圖不完整等錯(cuò)誤。在繪圖的技能訓(xùn)練中，結(jié)合“手術(shù)器械對(duì)安全性的極端重視”“醫(yī)療器械的配合公差對(duì)產(chǎn)品性能長(zhǎng)期穩(wěn)定性的影響”等行業(yè)相關(guān)案例，以及“深圳賽格大廈晃動(dòng)案例”“廣州虎門(mén)大橋共振”等發(fā)生在同學(xué)身邊的工程案例，培養(yǎng)學(xué)生作為設(shè)計(jì)工程師的責(zé)任感。

責(zé)任感是一個(gè)人對(duì)自己、他人、集體及社會(huì)等主動(dòng)施以積極有益作用的精神。針對(duì)工程制圖，責(zé)任感的形成有幾個(gè)層面的內(nèi)涵和模式。在最基本的層面上，確保繪制的工程圖紙完整、準(zhǔn)確、無(wú)錯(cuò)誤或遺漏；進(jìn)一步，在確保圖紙表達(dá)完整準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上，圖紙表達(dá)應(yīng)當(dāng)清晰、簡(jiǎn)潔，確保圖紙信息在設(shè)計(jì)和制造部門(mén)之間的高效傳遞。此外，在掌握繪圖技能的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)同步培養(yǎng)學(xué)生對(duì)不同加工原理和方法的理解。3D打印等技術(shù)的流行和普及，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)傳統(tǒng)加工方法和原理的忽視，甚至認(rèn)為只要繪制一個(gè)三維模型，就可以加工，因而導(dǎo)致繪制圖紙的某些技術(shù)要素?zé)o法加工，或者難以經(jīng)濟(jì)的加工。在基本繪圖技能掌握的基礎(chǔ)上，應(yīng)考慮加工要素，使學(xué)生繪制的圖紙能夠滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)的被加工出來(lái)。因此，從完整準(zhǔn)確、清晰簡(jiǎn)潔，到最后可加工性，系統(tǒng)地培養(yǎng)學(xué)生的繪圖能力；并且從責(zé)任感的角度，引起學(xué)生對(duì)這些要素的重視，警示學(xué)生在工程繪圖以及工程實(shí)踐中不能有絲毫疏忽和遺漏，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致的工作態(tài)度，逐漸成長(zhǎng)為敢負(fù)責(zé)、能負(fù)責(zé)的研發(fā)人員。

（三）以“團(tuán)隊(duì)合作”項(xiàng)目為依托的課程思政教學(xué)

許多當(dāng)代的重大工程技術(shù)難題都是通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作而攻克的。為激發(fā)并培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，在工程制圖課程教學(xué)中，針對(duì)性設(shè)計(jì)了團(tuán)隊(duì)合作項(xiàng)目：要求班級(jí)的大一學(xué)生自由組隊(duì)，選擇感興趣的醫(yī)療器械或科技產(chǎn)品，以團(tuán)隊(duì)合作的形式實(shí)現(xiàn)大規(guī)模復(fù)雜器械或機(jī)器的計(jì)算機(jī)三維建模及二維圖紙繪制。班級(jí)18個(gè)小組的學(xué)生選擇了輪椅、綜合驗(yàn)光儀、工業(yè)機(jī)器人、醫(yī)用超聲儀、機(jī)械義肢、發(fā)動(dòng)機(jī)、手術(shù)機(jī)器人遠(yuǎn)程控制臺(tái)、康復(fù)機(jī)器人、機(jī)械外骨骼、手術(shù)機(jī)器人、現(xiàn)代化治療牙椅、無(wú)人機(jī)、平衡車(chē)等醫(yī)療器械或科技產(chǎn)品進(jìn)行三維建模、運(yùn)動(dòng)仿真以及關(guān)鍵零件圖和裝配圖的繪制，并在學(xué)期末進(jìn)行海報(bào)路演和答辯展示。

團(tuán)隊(duì)合作是調(diào)配資源，實(shí)現(xiàn)個(gè)體無(wú)法承擔(dān)的工作的重要手段。團(tuán)隊(duì)合作是指有信念、有能力的個(gè)體，在特定的團(tuán)隊(duì)中，為實(shí)現(xiàn)共同的目標(biāo)，而相互支持奮斗。尤其是在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，很多問(wèn)題的解決需要多領(lǐng)域的人員突破專(zhuān)業(yè)壁壘，共同合作才可以實(shí)現(xiàn)。針對(duì)剛進(jìn)入大學(xué)的學(xué)生，進(jìn)行團(tuán)隊(duì)訓(xùn)練，提升學(xué)生的溝通合作能力，將有助于其在后續(xù)的大學(xué)生活中快速地成長(zhǎng)。團(tuán)隊(duì)合作中，常遇到的問(wèn)題有團(tuán)隊(duì)分工不清晰、任務(wù)無(wú)計(jì)劃性、團(tuán)隊(duì)隊(duì)員溝通有障礙、任務(wù)及人員之間的協(xié)調(diào)性差。在工程制圖的團(tuán)隊(duì)大作業(yè)中，需要隊(duì)員緊密配合才可以完成。任務(wù)無(wú)計(jì)劃性、無(wú)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，將導(dǎo)致設(shè)計(jì)任務(wù)無(wú)法按時(shí)推進(jìn)；分工模糊或溝通障礙將導(dǎo)致不同模塊之間的設(shè)計(jì)沖突，無(wú)法完成設(shè)計(jì)任務(wù)。

在“團(tuán)隊(duì)合作”的教學(xué)項(xiàng)目中，為培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力，特設(shè)置了不同的時(shí)間節(jié)點(diǎn)；授課教師在不同的時(shí)間節(jié)點(diǎn)對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)展進(jìn)行監(jiān)督（包括選題討論、進(jìn)展溝通等），確保團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目的穩(wěn)步推進(jìn)。在項(xiàng)目的執(zhí)行中，以我國(guó)的重大科技及工程項(xiàng)目的實(shí)施為例，讓學(xué)生領(lǐng)悟重大項(xiàng)目中個(gè)人與團(tuán)隊(duì)的關(guān)系，以及有效的項(xiàng)目管理和團(tuán)隊(duì)合作對(duì)項(xiàng)目順利實(shí)施的重要性。通過(guò)周期性的溝通和交流，各團(tuán)隊(duì)的同學(xué)在實(shí)踐項(xiàng)目中學(xué)會(huì)更為高效的溝通和合作。依托團(tuán)隊(duì)合作項(xiàng)目的實(shí)踐教學(xué)最終使學(xué)生獲得了一定的團(tuán)隊(duì)合作能力；在團(tuán)隊(duì)目標(biāo)的指引下，同學(xué)們學(xué)會(huì)了如何發(fā)揮各自的特長(zhǎng)，通過(guò)交流溝通和協(xié)作，促進(jìn)團(tuán)隊(duì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

（四）全流程實(shí)踐性教學(xué)及綜合評(píng)價(jià)機(jī)制

知易行難，工程制圖課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐特征，需要極大的訓(xùn)練量，才可以獲取專(zhuān)業(yè)的讀圖和繪圖能力。傳統(tǒng)的授課中，經(jīng)常給學(xué)生布置有參考答案的習(xí)題。但是，實(shí)際的工程實(shí)踐中，醫(yī)療器械或手術(shù)裝置的設(shè)計(jì)很難有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)答案。為了培養(yǎng)具有高素質(zhì)的新工科人才，在針對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的工程制圖教學(xué)實(shí)踐中，探索了全流程的思想政治教學(xué)設(shè)計(jì)方案。通過(guò)貫穿整個(gè)課程的全程考核形式，避免了學(xué)生在期末考試前的突擊應(yīng)試，使學(xué)生能夠在平時(shí)的訓(xùn)練中，扎實(shí)掌握工程制圖的基礎(chǔ)理論和技能。通過(guò)體系化的訓(xùn)練考核（習(xí)題、個(gè)人設(shè)計(jì)作品以及團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)作品等），學(xué)生在掌握基本技能的同時(shí)，能夠掌握自主設(shè)計(jì)和測(cè)繪技能，為以后從事復(fù)雜醫(yī)療器械/系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，通過(guò)全流程的思想政治教學(xué)建設(shè)，同學(xué)們將能夠在不同層次上領(lǐng)會(huì)工程制圖課程所承載及傳遞的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ趟季S、精益求精的工匠精神以及團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

圖2 全流程思想政治教學(xué)設(shè)計(jì)方案

全流程考核體系涵蓋平時(shí)出勤和課后作業(yè)考核、個(gè)人設(shè)計(jì)作品考核（設(shè)計(jì)報(bào)告以及三維建模和二維工程圖紙）、團(tuán)隊(duì)作品項(xiàng)目的考核（設(shè)計(jì)報(bào)告、海報(bào)路演、團(tuán)隊(duì)答辯等）以及期末的上機(jī)考核（有限時(shí)間內(nèi)的讀圖、計(jì)算機(jī)三維建模、工程圖的計(jì)算機(jī)繪制及尺寸標(biāo)注）等方面，從基礎(chǔ)環(huán)節(jié)入手，抓常規(guī)，抓過(guò)程，抓重點(diǎn)，拉長(zhǎng)評(píng)價(jià)時(shí)間尺度，突出課程實(shí)踐特征，融入課程思政元素，意在讓學(xué)生在系統(tǒng)的課程實(shí)踐和學(xué)習(xí)中，扎實(shí)掌握工程制圖的理論知識(shí)，具備優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)建模及繪圖能力，成長(zhǎng)為具有高度責(zé)任感、團(tuán)隊(duì)合作精神和工匠精神的卓越人才。

結(jié)語(yǔ)

課程思政具有豐富的呈現(xiàn)載體，在“全程育人”和“全方位育人”的指導(dǎo)方針下，課程思政教育的實(shí)施應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體課程的教學(xué)內(nèi)容，以典型的思政元素為載體，進(jìn)行特色鮮明的課程思政實(shí)踐。結(jié)合生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和工程制圖的教學(xué)特點(diǎn)，在授課過(guò)程中，以代表性的醫(yī)療器械為案例講授工程制圖知識(shí)，提升學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力；以“工匠精神”為切入點(diǎn)，以培養(yǎng)“責(zé)任感”為抓手，以“團(tuán)隊(duì)合作項(xiàng)目”為依托，培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神、責(zé)任意識(shí)和團(tuán)隊(duì)精神，最終培育出思想品德優(yōu)良、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、家國(guó)情懷深厚，能夠在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域從事基礎(chǔ)研究和高端醫(yī)療器械及先進(jìn)診療技術(shù)開(kāi)發(fā)，服務(wù)國(guó)家重大戰(zhàn)略需求的高素質(zhì)拔尖創(chuàng)新人才。