熱處理工藝及設(shè)備課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)

王祎雪,楊燕平,唐麗娜

(1.上海工程技術(shù)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院,上海 201620; 2.上海航天設(shè)備制造總廠有限公司,上海 201100)

1 引言

2016年12月,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),“高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰(shuí)培養(yǎng)人這個(gè)根本問(wèn)題”,“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,努力開(kāi)創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面”,“要遵循思想政治工作規(guī)律,遵循教書(shū)育人規(guī)律,遵循學(xué)生成長(zhǎng)規(guī)律,不斷提高工作能力和水平”[1]。教育部在《高等教育課程思想政治建設(shè)指導(dǎo)綱要》中指出[2],專業(yè)課是課程思想政治建設(shè)的重要載體,要對(duì)專業(yè)課的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)分析,結(jié)合不同課程的特點(diǎn)、思維方式和價(jià)值觀,提煉出課程中個(gè)蘊(yùn)含的思想政治元素,并將其有機(jī)地融入課程教學(xué)過(guò)程,從而實(shí)現(xiàn)“春風(fēng)化雨,潤(rùn)物無(wú)聲”的教育效果。教育部《高校思想整治工作質(zhì)量提升工程實(shí)施綱要》指出:大力推動(dòng)以課程思政為目標(biāo)的教學(xué)改革,梳理專業(yè)課程蘊(yùn)含的思政元素和育人功能,融入課堂教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)思政教育與知識(shí)傳授的有機(jī)統(tǒng)一[3]。專業(yè)課程思政教學(xué)改革已是趨勢(shì),亦是明確了根本任務(wù),如何進(jìn)行課程建設(shè)既是工程實(shí)踐問(wèn)題也是科學(xué)問(wèn)題。目前全國(guó)各高校圍繞立德樹(shù)人根本任務(wù),在專業(yè)課思政建設(shè)方面進(jìn)行了卓有成效的探索與實(shí)踐[4-7]。

2 《熱處理工藝及設(shè)備》課程思政建設(shè)必要性

熱處理既是理論性極強(qiáng)的科學(xué),也是操作性很強(qiáng)的技術(shù)。熱處理可以賦予材料極限性能、給予高端裝備基礎(chǔ)零部件服役壽命,支撐我國(guó)新材料與高端裝備制造。然而我國(guó)高端裝備中關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件常年依賴進(jìn)口,我國(guó)熱處理技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家存在相當(dāng)大的差距,根源在于核心熱處理技術(shù)與創(chuàng)新型人才的匱乏[8]。

本專業(yè)自建校之初即為金屬熱加工專業(yè),而后更名為熱處理專業(yè)、金屬材料工程,現(xiàn)為材料科學(xué)與工程。金屬熱處理與表面工程一直是傳統(tǒng)方向與專業(yè)特色。依據(jù)本校高素質(zhì)工程應(yīng)用型人才的目標(biāo)定位,專業(yè)著力培養(yǎng)金屬材料熱處理與表面工程技術(shù)人才,圍繞金屬材料成分、組織、工藝與性能,積極開(kāi)展鋼鐵材料及有色金屬材料的零部件冷熱加工技術(shù)的教學(xué)與研究。

《熱處理工藝及設(shè)備》專業(yè)課程是以熱處理基本理論為基礎(chǔ),以金屬材料的熱處理工藝與設(shè)備為主要內(nèi)容,面向材料科學(xué)與工程專業(yè)開(kāi)設(shè)的專業(yè)選修課。課程內(nèi)容基于熱處理原理與固態(tài)相變理論,闡述鋼的加熱、退火、正火、淬火與回火等塊體材料熱處理、表面熱處理與化學(xué)熱處理等熱處理工藝的原理與應(yīng)用。并介紹常用熱處理加熱與冷卻設(shè)備的工作原理與選用依據(jù),培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)服役條件合理選材,制訂熱處理工藝、選用合適熱處理設(shè)備、進(jìn)行有效的熱處理質(zhì)量鑒定的能力,同時(shí)介紹我國(guó)熱處理的發(fā)展歷程,現(xiàn)有的核心技術(shù),使家國(guó)情懷、工匠精神、科學(xué)精神的培養(yǎng)與能力形成有機(jī)統(tǒng)一,滿足國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展新需求。

本校自建校起,經(jīng)過(guò)四十余年的發(fā)展,專業(yè)已同知名熱處理企業(yè)之間建立了九個(gè)產(chǎn)學(xué)研基地,在知識(shí)傳授同時(shí),培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力,并緊隨行業(yè)發(fā)展步伐,使理論與技術(shù)不斷提高,但也形成了相對(duì)固化的教學(xué)模式與評(píng)價(jià)體系,逐漸無(wú)法滿足課程目標(biāo)的達(dá)成。首先,課程內(nèi)容膨脹,課時(shí)捉襟見(jiàn)肘,完成課程內(nèi)容壓力逐漸增大;其次,學(xué)生學(xué)習(xí)模式多元化、個(gè)性化,對(duì)傳統(tǒng)課堂授課的依賴程度逐漸降低;再次,專業(yè)課專注于對(duì)學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)與知識(shí)傳授,很難將思政內(nèi)容有機(jī)融入。因此進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新與改革已勢(shì)在必行。

工程教育與實(shí)踐是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要手段,本門課程以O(shè)BE理念為導(dǎo)向,對(duì)照課程支撐的畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)、所占權(quán)重綜合分析,結(jié)合教學(xué)效果對(duì)課程內(nèi)容與教學(xué)文件進(jìn)行重組與修訂,并充分利用現(xiàn)代化教育手段與設(shè)備,改進(jìn)了教學(xué)方法,初步完成了課程軟硬件的建設(shè)。

3 《熱處理工藝及設(shè)備》課程思政建設(shè)實(shí)踐

針對(duì)上述問(wèn)題,對(duì)《熱處理工藝及設(shè)備》專業(yè)課課程思政進(jìn)行深入探索,將立德樹(shù)人與能力培養(yǎng)有機(jī)融合貫穿教學(xué)全過(guò)程。并針對(duì)問(wèn)題,充分利用線上學(xué)習(xí)平臺(tái),提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性與靈活性,鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,解決內(nèi)容膨脹與課時(shí)不足的矛盾,進(jìn)而更合理設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,建立知識(shí)點(diǎn)與思政元素之間的聯(lián)系,促進(jìn)思政內(nèi)容與能力培養(yǎng)有機(jī)融合。

(1)為解決課程內(nèi)容膨脹而學(xué)時(shí)不足,學(xué)生學(xué)習(xí)模式多樣化的問(wèn)題,進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容重新規(guī)劃,利用超星學(xué)習(xí)通創(chuàng)建線上教學(xué)資源,將部分知識(shí)點(diǎn)作為線上學(xué)生自主學(xué)習(xí)內(nèi)容。課堂上以思維導(dǎo)圖厘清知識(shí)點(diǎn)間的邏輯關(guān)系,側(cè)重于知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用的講解。深入挖掘思政元素,建立思政元素與知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系。課程思政不是鹽+水,是鹽溶于水,濃則成說(shuō)教,于學(xué)生難以共情;淡則寡淡無(wú)味,學(xué)生亦難共鳴。因此,針對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn),從時(shí)事政治、熱點(diǎn)問(wèn)題、國(guó)家重大戰(zhàn)略、名人事跡、歷史上重大事故、前沿技術(shù)、學(xué)校發(fā)展歷程和材料學(xué)科發(fā)展歷程等角度,深入挖掘凝練課程思政案例。經(jīng)過(guò)篩選,建立思政案例庫(kù),使課程思政合理、有效覆蓋教學(xué)內(nèi)容。例如,在緒論章節(jié)以科研前沿與時(shí)事熱點(diǎn)講明熱處理是一門既古老又前沿的科學(xué)。熱處理能夠賦予材料極限性能,是新材料與新興產(chǎn)業(yè)的基石,助力我國(guó)高端裝備的飛速發(fā)展。我們上有“嫦娥”可去九天攬?jiān)?下有“蛟龍”可去五洋捉鱉,無(wú)一不是我國(guó)的核心競(jìng)爭(zhēng)力的體現(xiàn)。又比如,介紹鐵碳合金成分時(shí)講到我國(guó)熟鐵冶煉技術(shù)與“炒鋼”技術(shù)相比于西方國(guó)家均早了1800年。在我們用超強(qiáng)的鋼制兵器所向披靡的時(shí)候,同期的羅馬帝國(guó)還在使用熟鐵制兵器,戰(zhàn)場(chǎng)上刺一次,用腳踩直一次(相比于鋼,熟鐵塑性好,質(zhì)軟),讓學(xué)生充分了解鐵和鋼的區(qū)別以及我們的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。此外我們更擁有超高的鍛造工藝,通過(guò)碳火不斷加熱敲打,去除雜質(zhì),獲得超高強(qiáng)韌的“百煉鋼”。但是也發(fā)現(xiàn)當(dāng)鍛打超過(guò)一定次數(shù)時(shí),鋼的強(qiáng)度反而下降。引導(dǎo)學(xué)生從成分角度分析,鍛打次數(shù)過(guò)多,鋼中含碳量不斷降低,鋼就變成了熟鐵,進(jìn)而讓學(xué)生理解“凡事適度,過(guò)猶不及”的道理。更可以引導(dǎo)學(xué)生深入思考,中國(guó)為全世界科技文化發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn),為什么在17世紀(jì)后中國(guó)的貢獻(xiàn)由54%驟降到0.4%?為何近代工業(yè)革命沒(méi)有首先誕生于我們這個(gè)擁有上下五千年的泱泱大國(guó)?從而理解社會(huì)制度對(duì)科技文化發(fā)展的重要性,體會(huì)中國(guó)特色社會(huì)主義制度的優(yōu)越性。

(2)強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié),提高課程“兩性一度”。課程內(nèi)容增設(shè)工程實(shí)踐作業(yè),學(xué)生分組進(jìn)行,以解決實(shí)際工程項(xiàng)目為主線,查閱資料,合理選材,正確制定熱處理工藝并能夠進(jìn)行熱處理質(zhì)量檢測(cè)。各小組完成作業(yè)后,展示各自的設(shè)計(jì)思路、理論依據(jù)與成果?！绊?xiàng)目式”的作業(yè)內(nèi)容,給予學(xué)生更多學(xué)習(xí)自主的機(jī)會(huì)與學(xué)習(xí)積極性,更多個(gè)性化的學(xué)習(xí)形式,形成創(chuàng)新思維,并且在學(xué)習(xí)之后獲得更高的成就感。充實(shí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容為備戰(zhàn)國(guó)家級(jí)學(xué)科競(jìng)賽做好準(zhǔn)備。學(xué)科競(jìng)賽是檢驗(yàn)高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一,隨著教育部將學(xué)科競(jìng)賽納入實(shí)踐教學(xué)與人才培養(yǎng)模式的改革,學(xué)科競(jìng)賽已成為高校人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)組織參與各級(jí)別的學(xué)科競(jìng)賽,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性,培養(yǎng)創(chuàng)新思維、團(tuán)隊(duì)合作以及解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力,全力打造知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的創(chuàng)新型人才。近三年,基于課程內(nèi)容,指導(dǎo)學(xué)生參加全國(guó)熱處理創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽,全國(guó)大學(xué)生金相技能大賽,獲得一、二、三等獎(jiǎng)二十余項(xiàng)。參加學(xué)科競(jìng)賽既是學(xué)生的自我挑戰(zhàn),能力的認(rèn)同,視野的開(kāi)拓,成就的獲得,于教師而言也是教學(xué)成果的檢驗(yàn)。

(3)完善考核評(píng)價(jià)。為評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果,采用終結(jié)性評(píng)價(jià)與過(guò)程性評(píng)價(jià)結(jié)合的方式。三年授課中不斷加強(qiáng)對(duì)工程實(shí)踐能力的考核,占分逐年增加。新一輪授課學(xué)生的成績(jī)構(gòu)成:期末成績(jī)占60%,平時(shí)成績(jī)占40%。平時(shí)成績(jī)中30%考核工程實(shí)踐大作業(yè)的完成情況;10%考核階段性知識(shí)掌握、線上課程完成度以及虛擬實(shí)驗(yàn)成績(jī)?；A(chǔ)知識(shí)奠定了學(xué)生完成工程實(shí)踐作業(yè)的理論基礎(chǔ);完成工程實(shí)踐作業(yè)的過(guò)程是科研引導(dǎo)的創(chuàng)新能力培養(yǎng);參加學(xué)科競(jìng)賽既是激勵(lì)方式也是檢驗(yàn)工程實(shí)踐能力的試金石。全部的教學(xué)過(guò)程完成后,通過(guò)合理的評(píng)價(jià),反饋教學(xué),如此形成的閉環(huán)運(yùn)行機(jī)制,保障培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成。

4 結(jié)語(yǔ)

全國(guó)高校以“課程思政”為抓手構(gòu)建“三全育人”大思政格局,對(duì)材料科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)提出了更高的要求。本文以材料類專業(yè)課程《熱處理工藝及設(shè)備》為例,針對(duì)如何將立德樹(shù)人融入知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)進(jìn)行了教學(xué)創(chuàng)新與實(shí)踐。通過(guò)深入分析課程中教學(xué)與實(shí)踐環(huán)節(jié)中存在的不足,重新梳理教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)建線上教學(xué)平臺(tái),強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié),合理進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),使課程思政合理覆蓋教學(xué)內(nèi)容,以適應(yīng)培養(yǎng)具有家國(guó)情懷、基礎(chǔ)扎實(shí)和技藝精湛的工程應(yīng)用人才的需求。在授課的不同階段,結(jié)合具體熱處理工藝,建立起教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)、難點(diǎn)與國(guó)家重大需求之間的聯(lián)系,鼓勵(lì)學(xué)生深入思考個(gè)人的發(fā)展與中華民族偉大復(fù)興相結(jié)合,成為德才兼?zhèn)涞闹袊?guó)特色社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的接班人。