課程思政視域下的“互換性與技術(shù)測量”教學(xué)研究與實(shí)踐

蘇文瑛 田長留 任泰安 朱繪麗

河南工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院 河南省新鄉(xiāng)市 453003

1 前言

2017 年，教育部印發(fā)《高校思想政治工作質(zhì)量提升工程實(shí)施綱要》提出，要大力推動以“課程思政”為目標(biāo)的課堂教學(xué)改革[1，2]。2019 年，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于深化新時代學(xué)校思想政治理論課改革創(chuàng)新的若干意見》強(qiáng)調(diào)，要堅持不懈用習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想來鑄魂育人[3]。2020 年，教育部組織召開“全面推進(jìn)高等學(xué)校課程思政建設(shè)工作視頻會議”，會議強(qiáng)調(diào)，要充分發(fā)揮好專業(yè)課教師“主力軍”、專業(yè)課教學(xué)“主戰(zhàn)場”、專業(yè)課課堂“主渠道”的作用，推動課程思政建設(shè)不斷取得新進(jìn)展新成效[4]。

互換性與技術(shù)測量課程是高等工科院校本科、?？茩C(jī)械類和近機(jī)類各專業(yè)應(yīng)用性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，涉及機(jī)械產(chǎn)品及其零件的設(shè)計、制造、檢驗(yàn)、維修和質(zhì)量控制等多方面技術(shù)問題?！皫熣?，傳道授業(yè)解惑也”，教師在教給學(xué)生幾何量精度及檢測方面的知識外，同時肩負(fù)著塑造靈魂的使命，要給學(xué)生傳授為人處事的道理，塑造學(xué)生品格、品行和品味，形成專業(yè)教育和思政教育有機(jī)融合的協(xié)同育人格局，實(shí)現(xiàn)價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)的有機(jī)統(tǒng)一[5]。

為此，課程教學(xué)團(tuán)隊緊跟教育教學(xué)改革發(fā)展趨勢，積極推進(jìn)課程和課程思政建設(shè)，從教學(xué)目標(biāo)、課程大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面進(jìn)行了改革和創(chuàng)新。具體改革情況如下：

2 教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

2.1 結(jié)合企業(yè)需求，重構(gòu)課程教學(xué)大綱

課程教學(xué)團(tuán)隊緊密結(jié)合培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的目標(biāo)，結(jié)合企業(yè)需求，準(zhǔn)確把握課程思政建設(shè)方向和重點(diǎn)工作，科學(xué)設(shè)計制定了三個層級的教學(xué)目標(biāo)，包括知識教育目標(biāo)、能力培養(yǎng)目標(biāo)和思政教育目標(biāo)。

1.知識教育目標(biāo)：了解互換性與技術(shù)測量的基本概念和基本理論，掌握機(jī)械設(shè)計中關(guān)于精度設(shè)計的基本思想和方法。

2.能力培養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用互換性與技術(shù)測量相關(guān)知識解決實(shí)際問題的能力，提高學(xué)生的設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和理論聯(lián)系實(shí)際能力，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)提供能力儲備。

3.思政教育目標(biāo)：（1）培養(yǎng)學(xué)生在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計過程中精益求精、一絲不茍的職業(yè)精神；（2）通過設(shè)計和檢測過程中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的貫徹，培養(yǎng)學(xué)生在工作中遵規(guī)守矩的職業(yè)道德和遵紀(jì)守法的意識；（3）利用唯物主義辯證法分析和解決生產(chǎn)問題，幫助學(xué)生樹立正確的人生觀、世界觀和價值觀；（4）通過產(chǎn)品精度的設(shè)計案例和實(shí)施過程，使學(xué)生對科學(xué)研究產(chǎn)生敬畏之心，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的工作態(tài)度。

2.2 結(jié)合課程教學(xué)目標(biāo)，開發(fā)思政教學(xué)資源

《互換性與技術(shù)測量》課程主要內(nèi)容主要分為八個章節(jié)，五大模塊，以學(xué)生為中心，教學(xué)內(nèi)容引入工程實(shí)例，注重理論知識和工程實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合；重新組織教學(xué)內(nèi)容，注重各模塊間內(nèi)容的銜接與貫通；結(jié)合思政育人目標(biāo)，開發(fā)思政案例，教學(xué)內(nèi)容引入大量的思政元素。

1.典型案例一：幾何誤差與公差

以知識點(diǎn)“幾何誤差與公差”為例進(jìn)行課程思政教學(xué)設(shè)計，采用的思政元素融入方式為課程情境引入階段引入思政元素，如在講授重要知識點(diǎn)“幾何誤差與公差”時，引出：“幾何誤差對零件性能的影響”，延伸到“幾何公差”，“公差表示制造精度”，“精度設(shè)計”是互換性與技術(shù)測量課程中的重要內(nèi)容，隨即引入思政元素。

思政元素一：大國工匠劉湘賓將精度做到極致

陀螺儀是一種能夠測量相對慣性空間的角速度和角位移的裝置，石英半球諧振子是世界上最先進(jìn)的精密陀螺儀之一——半球諧振陀螺儀核心敏感零部件[6]。石英玻璃易崩易裂，零件加工精度要求又高，將既硬又脆的石英玻璃，加工成薄壁半球殼形，其難度可想而知。劉湘賓面對這一國際難題，他沒有退縮，查資料、訪同行、繪圖、建模、做了無數(shù)次實(shí)驗(yàn)，永不言敗，自制特種工裝夾具及刀具，最終攻克了這一難題，劉湘賓數(shù)控團(tuán)隊加工的石英半球諧振子，其幾何公差精度要求小于3 微米，相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑的二十一分之一，他常說“做航天，尤其是精密儀器的，產(chǎn)品要百分之百沒問題，東西是要上天的，容不得半點(diǎn)兒大意?！蹦敲醋鳛椤皺C(jī)械人”，新一代的青年我們更要嚴(yán)格要求自己，做產(chǎn)品要做到“沒有99.9%的產(chǎn)品，只有100%的產(chǎn)品”。

思政元素二：“大國重器艦船用鋼不平度調(diào)整技術(shù)”

不平度是衡量艦船系列鋼產(chǎn)品質(zhì)量的重點(diǎn)指標(biāo)，鞍鋼自主研發(fā)的艦船用鋼不平度調(diào)整技術(shù)不僅滿足了多項(xiàng)苛刻精度指標(biāo)的要求而且使不平度小于10mm／m，攻克了頭部板形惡化距離長、盲區(qū)控制困難及產(chǎn)生瓢曲缺陷的難題，發(fā)明的軋機(jī)防翹裝置應(yīng)用技術(shù)、過渡護(hù)板改進(jìn)技術(shù)、帶鋼表面積水清除技術(shù)，使機(jī)組運(yùn)行時間大大縮短，首創(chuàng)的帶鋼不平度調(diào)整控制方法，該項(xiàng)目的成功實(shí)施為我國大國重器順利下水提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐[7]。

思政元素三：“汽車變速箱裝備中上下內(nèi)圈同軸度誤差對汽車性能的影響”

變速箱是汽車上一個非常重要的總成，它可以改變來自發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。汽車變速箱箱體零件的頂面用來安裝變速箱蓋，前后端面支承孔用來安裝傳動軸。變速箱箱體的主要作用是支承各傳動軸，保證各傳動軸之間的中心距和平行度，并保證變速箱部件與發(fā)動機(jī)正確安裝。因此，汽車變速箱箱體零件的加工質(zhì)量至關(guān)重要，它不僅直接影響汽車變速箱的裝配精度和運(yùn)動精度而且會影響汽車的使用性能、工作精度及壽命。變速箱在工作時，齒輪上同時承受周向力、徑向力和軸向力，在這種合力的影響下，變速箱軸同時承受轉(zhuǎn)矩和彎矩作用，變速箱中軸需要具備較強(qiáng)的剛度和強(qiáng)度，在剛度不足的情況下會出現(xiàn)彎曲變形，從而會破壞齒輪的咬合狀態(tài)，對齒輪的強(qiáng)度、耐磨性和工作噪聲會產(chǎn)生不利的影響[8]。因此，變速器軸、齒輪的轉(zhuǎn)動問題是設(shè)計、制造和檢測時較為關(guān)注的問題。

在裝配汽車變速箱時，若上下內(nèi)圈出現(xiàn)同軸度偏差，就會使其上表面產(chǎn)生一個正壓力，這個正壓力會導(dǎo)致軸承內(nèi)圈在使用過程中現(xiàn)不斷下降的情況，減速器輸出軸受到徑向剪切力的影響，易造成輸出軸疲勞變形甚損壞，同時降低汽車變速箱的穩(wěn)定性。要解決這一問題，就要提高變速箱的加工精度，盡可能減小上下內(nèi)圈同軸度誤差。

另外，從當(dāng)前我國國產(chǎn)汽車的研發(fā)情來看，雖然取得了一定成績，但是源于起步晚，與發(fā)達(dá)國家相比還是有差距，尤其是缺乏核心技術(shù)，且自主研發(fā)技術(shù)較弱，特別是在發(fā)動機(jī)以及變速箱上面，仍然需要依靠國外的技術(shù)[9]。

通過以上案例，強(qiáng)調(diào)幾何誤差會影響零件的工作精度、聯(lián)結(jié)強(qiáng)度、運(yùn)動平穩(wěn)性、耐磨性、噪聲等，為此，在設(shè)計時，必須根據(jù)零件的功能要求且兼顧制造經(jīng)濟(jì)性，在圖樣上給出幾何公差以限制幾何誤差；制造時，盡量減少加工誤差；檢測時，盡量減少測量誤差。同時，潛移默化的培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍，精益求精的工匠精神和制造強(qiáng)國的理念。

2.典型案例二：極限與配合

以知識點(diǎn)“尺寸的極限與配合”為例進(jìn)行課程思政教學(xué)設(shè)計，在講解業(yè)理論知識的階段引入思政元素，指出：“尺寸極限與配合的選擇是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計與制造中一個重要環(huán)節(jié)，它是在公稱尺寸已經(jīng)確定的情況下進(jìn)行的尺寸精度設(shè)計。極限與配合的選擇是否恰當(dāng)，對產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、互換性以及經(jīng)濟(jì)性有著重要的影響?！?/p>

思政元素一：“榫卯結(jié)構(gòu)”

榫卯起源于距今約7000 年前的河姆渡時代，歷史比漢字還要悠久。榫卯是古代中國建筑、家具及其它器械的主要結(jié)構(gòu)方式，是在兩個構(gòu)件上采用凹凸部位相結(jié)合的一種連接方式。榫卯結(jié)構(gòu)是榫和卯的結(jié)合，是木件之間多與少、高與低、長與短之間的巧妙組合，可有效地限制木件向各個方向的扭動。它的特點(diǎn)是在木制構(gòu)件上使用凹凸結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，不使用釘子，不用膠水，做到天衣無縫，扣合嚴(yán)密、間不容發(fā)。故宮、天壇祈年殿、釋迦塔、山西懸空寺是中國四大榫卯結(jié)構(gòu)建筑，可以這么說，榫卯結(jié)構(gòu)是中國古建筑精神的傳承。要達(dá)到如此的完美配合，可見榫卯的尺寸精度和幾何精度都是非常高的，古人的精湛技藝值得我們繼續(xù)傳承和發(fā)揚(yáng)光大。

思政元素二：“徒弟錯誤加工零件倒角”

在講解“尺寸的極限與配合”知識點(diǎn)時播放在機(jī)械加工過程中徒弟不會看圖紙，將零件倒角倒錯，造成零件報廢的反面案例視頻，告誡同學(xué)們“差之毫厘謬以千里”，作為工科生我們一定要做到一絲不茍。尺寸的極限與配合選用也一樣，選用的不正確將會造成零件無法裝配，導(dǎo)致零件報廢，給廠家造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

通過以上案例，展現(xiàn)了中華民族的優(yōu)秀文化和古人的精湛技藝，培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷和傳承精神，通過反面案例，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。

2.3 創(chuàng)新教學(xué)手段

通過梳理《互換性與技術(shù)測量》課程知識結(jié)構(gòu)，構(gòu)建從知識點(diǎn)到知識面、到知識體的課程思政教學(xué)體系，建立思政元素全方位融入的立體式教學(xué)體系，積極開展豐富多樣地教學(xué)方法及手段。

（1）線上線下混合式教學(xué)。教師利用包含思政元素并富有感染力的線上視頻資源，在做好科學(xué)設(shè)計的基礎(chǔ)上傳到學(xué)習(xí)通供學(xué)生自主學(xué)習(xí)，同時教師根據(jù)內(nèi)容設(shè)計出與思想政治相關(guān)的問題，利用課堂對學(xué)生進(jìn)行討論教學(xué)，通過線上線下混合式教學(xué)使學(xué)生在掌握其中的知識以及原理的同時，思想意識層面能得到更為有效的引導(dǎo)和規(guī)范。

（2）項(xiàng)目式教學(xué)。項(xiàng)目式教學(xué)以專業(yè)知識點(diǎn)為基礎(chǔ)，以課程思政點(diǎn)為靈魂，通過綜合考慮學(xué)生經(jīng)驗(yàn)、學(xué)科間邏輯關(guān)系和思政育人目標(biāo)而進(jìn)行驅(qū)動型問題的設(shè)計，從課前精心選擇的專業(yè)知識點(diǎn)和課程思政點(diǎn)作為問題導(dǎo)入，引發(fā)學(xué)生的思考，到課堂上熱烈討論，主講教師深入分析，從而最終衍生出思想意識的共鳴。

（3）共建共享教師思政素材庫。通過教師團(tuán)隊共建共享帶有思政元素的案例素材庫，能在教學(xué)的過程中豐富教學(xué)案例，從專業(yè)技術(shù)的角度深度挖掘思政元素，包括詳實(shí)的數(shù)據(jù)信息及其配套的視頻資源，以“專業(yè)案例”+“核心價值”融合的方式進(jìn)行課程教學(xué)，實(shí)現(xiàn)“潤物無聲，立德樹人”。

（4）以學(xué)習(xí)通、釘釘?shù)葹槊浇榇罱ń涣髌脚_。通過教師與學(xué)生日常的學(xué)習(xí)交流，教師將文化傳承和文化自信等理念傳遞給學(xué)生，構(gòu)建出師生無時空限制共同體，提高學(xué)生的思想政治水平、道德品質(zhì)和文化素養(yǎng)。

（5）線上線下相結(jié)合的過程化考核方式。過程性評價（40%）和期末考試（60%），其中過程性評價包括線上考勤、觀看視頻、章節(jié)測驗(yàn)及作業(yè)（共60%），線下實(shí)驗(yàn)（40%）。

2.4 提升師資隊伍思政育人能力

為了提高課程思政建設(shè)水平，互換性與技術(shù)測量課程組教師不斷強(qiáng)化鑄魂育人的意識和能力。教師積極參加各類課程思政培訓(xùn)會議，以校級課程思政專題學(xué)習(xí)平臺為依托，形成學(xué)習(xí)交流匯報機(jī)制，將學(xué)習(xí)交流的經(jīng)驗(yàn)和收獲分享給廣大教師，推動廣大教師進(jìn)一步強(qiáng)化育人意識。建立了課程專業(yè)教師與思想政治理論課教師定期研討交流機(jī)制，通過集體研討、集體備課，相互聽課等形式，共同設(shè)計課程育人目標(biāo)、共同挖掘課程思政元素并商討課程教學(xué)方法，確保了課程思政順利推進(jìn)并取得實(shí)效。

3 結(jié)語

授課過程中通過滲透科技強(qiáng)國教育，引入科技前沿，穿插科學(xué)家奮斗事跡和探索精神等，培養(yǎng)了學(xué)生利用機(jī)械精度設(shè)計理論解決實(shí)際問題的能力和科研創(chuàng)新能力，同時促進(jìn)專業(yè)學(xué)習(xí)，使學(xué)生形成正確的世界觀；通過社會主義核心價值觀、中國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的融入，使學(xué)生樹立了正確的價值觀和人生觀，培養(yǎng)了學(xué)生的愛國情懷和報國理想。總之，通過以上教學(xué)改革創(chuàng)新，極大的提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，綜合素質(zhì)也得到了有效的提升。