思政元素融入汽車CAD/CAM課程的實(shí)踐

摘 要：汽車CAD/CAM是車輛工程專業(yè)學(xué)生主修的主干課程之一，不僅能用于提升學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和職業(yè)素養(yǎng)，更是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的有效載體。通過梳理汽車CAD/CAM課程融入思政元素的必要性，提出該課程思政建設(shè)的主要教學(xué)方法。多年的教學(xué)實(shí)踐表明，將思政元素有機(jī)融入汽車CAD/CAM課程能切實(shí)提升學(xué)生的政治覺悟和綜合素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：課程思政 CAD/CAM 教學(xué)實(shí)踐

課程思政是指在包括高等教育在內(nèi)的各級(jí)各類教育中，將思想政治教育融入相關(guān)課程的教學(xué)實(shí)踐中，以提高學(xué)生的政治覺悟水平、思想道德素質(zhì)和科學(xué)文化素養(yǎng)等，是傳統(tǒng)教育模式的重要補(bǔ)充和完善[1-3]。開展課程思政已成為各級(jí)各類課程與思想政治理論課程同向同行、協(xié)同發(fā)展的必然要求[4-6]。

作為專業(yè)核心課程之一的汽車CAD/CAM理應(yīng)成為車輛工程專業(yè)開展課程思政教育的主要陣地，但目前有關(guān)汽車CAD/CAM課程融入課程思政的報(bào)道還較少[3]，還有待探索汽車CAD/CAM課程中融入的思政元素以及相應(yīng)的融入路徑，以期承擔(dān)“全員育人”“立德樹人”的重要載體，也為其他課程思政元素的植入提供參考。

1 思政元素融入汽車CAD/CAM課程的必要性

汽車CAD/CAM是一門理論與實(shí)踐并重的車輛工程類專業(yè)課程，呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的實(shí)踐性、專業(yè)性和實(shí)用性。學(xué)生通過學(xué)習(xí)本課程，掌握計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、CAD/CAM技術(shù)和工程實(shí)踐等方面的基礎(chǔ)知識(shí)、操作流程和處理方法，以強(qiáng)化三觀教育、培養(yǎng)“嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致”的工作作風(fēng)和“團(tuán)結(jié)互助”的學(xué)習(xí)風(fēng)氣。本課程的開設(shè)，為學(xué)生提供機(jī)械行業(yè)應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)處理工程實(shí)際問題的設(shè)計(jì)理念和解決方案，從根本上提升其專業(yè)素養(yǎng)和政治覺悟，為今后的學(xué)習(xí)和工作奠定堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。

汽車CAD/CAM課程的具體內(nèi)容主要包括繪圖基礎(chǔ)理論、二維草繪、三維建模、模型裝配和運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真五部分，以理論教學(xué)、上機(jī)實(shí)驗(yàn)、模型制作和課程大作業(yè)為核心開展教學(xué)活動(dòng)。理論教學(xué)的開展在于讓學(xué)生徹底理解繪圖的底層邏輯、各知識(shí)點(diǎn)或課程間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，達(dá)到“知其然，并知其所以然”的目的，提升唯物辯證觀和培養(yǎng)“精益求精”的科學(xué)精神；上機(jī)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施在于給學(xué)生提供實(shí)踐場(chǎng)所，及時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐中遇到的共性問題以及對(duì)相關(guān)知識(shí)和技能的理解和掌握程度，倡導(dǎo)大國(guó)工匠精神；模型制作更多地在于學(xué)生所學(xué)專業(yè)知識(shí)通過汽車CAD/CAM課程這一平臺(tái)進(jìn)行驗(yàn)證的方式，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力、項(xiàng)目管理能力和團(tuán)隊(duì)合作精神；課程大作業(yè)迎合非標(biāo)準(zhǔn)化考試的春風(fēng)，豐富教學(xué)資源庫，給學(xué)生的思想和靈感提供更大的發(fā)揮空間，綜合提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和道德品質(zhì)。

2 思政元素融入汽車CAD/CAM課程的教學(xué)實(shí)踐

高等教育的職責(zé)在于以立德樹人為目標(biāo)，運(yùn)用辯證唯物主義方法論，踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀、價(jià)值觀和世界觀。在汽車CAD/CAM課程教學(xué)過程中，結(jié)合國(guó)家規(guī)劃、行業(yè)發(fā)展、專業(yè)特色和育人目標(biāo)，圍繞中國(guó)工程教育認(rèn)證和國(guó)家級(jí)一流專業(yè)建設(shè)規(guī)劃，以提升唯物辯證觀、倡導(dǎo)科學(xué)精神、強(qiáng)化工匠精神和培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神為主線，挖掘思政元素，系統(tǒng)融入教學(xué)，建立知識(shí)傳授與德育育人的新格局。

2.1 關(guān)聯(lián)教學(xué)法，提升唯物辯證觀

辯證唯物主義的哲學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為，任何事物都是相互聯(lián)系的，而不是孤立存在的。日常生活、學(xué)校學(xué)習(xí)和社會(huì)實(shí)踐等都是相互聯(lián)系的；小學(xué)、中學(xué)和大學(xué)中學(xué)習(xí)的相關(guān)知識(shí)是相互關(guān)聯(lián)的；專業(yè)所開設(shè)的任何課程都有其先修和后續(xù)課程，各課程以及各實(shí)踐環(huán)節(jié)（如實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)和學(xué)科競(jìng)賽等）之間都有著千絲萬縷的聯(lián)系，汽車CAD/CAM課程亦如此。與汽車CAD/CAM課程關(guān)系最為緊密的先修課程有機(jī)械制圖、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、汽車構(gòu)造、發(fā)動(dòng)機(jī)原理以及中學(xué)學(xué)習(xí)過的平面幾何、立體幾何和解析幾何中的相關(guān)知識(shí)等，相應(yīng)的后續(xù)課程和實(shí)踐環(huán)節(jié)為汽車設(shè)計(jì)、車輛工程專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。在汽車CAD/CAM課程教學(xué)實(shí)踐中，有必要讓學(xué)生明白各課程之間的邏輯體系、課程內(nèi)各部分內(nèi)容以及各相關(guān)知識(shí)點(diǎn)之間的銜接關(guān)系。

關(guān)聯(lián)教學(xué)法就是利用辯證唯物主義中任何事物都是相互聯(lián)系的觀點(diǎn)，發(fā)散學(xué)生的邏輯思維能力，學(xué)習(xí)不能僅僅拘泥于某一課程、某一階段或某一方面等，要打通相關(guān)知識(shí)體系之間的界限，做到學(xué)有所用，通過相應(yīng)的方法將已有知識(shí)和待學(xué)知識(shí)串接起來。如在講到基準(zhǔn)平面的建立方法時(shí)，就讓學(xué)生剖開汽車CAD/CAM這門課程，用我們已有的知識(shí)可以通過哪些手段來建立平面？學(xué)生會(huì)自覺不自覺想到初中平面幾何中學(xué)習(xí)過的“不在同一條直線上的三點(diǎn)”“一條直線和直線外一點(diǎn)”“兩條相交直線”“兩條平行直線”等建立平面的方式。再比如手柄草圖繪制的模型就是選用的學(xué)生在機(jī)械制圖課程中手工繪制的二維截面草圖，這樣做的目的就是讓學(xué)生體會(huì)到二維草繪與手工繪圖一樣，也是需要提前進(jìn)行尺寸分析和線段分析的，具體的繪圖步驟同樣是按照已知線段、中間線段和連接線段的順序進(jìn)行的，而軟件僅僅是代替人的手工勞動(dòng)的工具。

2.2 糾錯(cuò)分析法，倡導(dǎo)科學(xué)精神

汽車CAD/CAM課堂教學(xué)選用的是Pro/E軟件，而學(xué)習(xí)軟件必然會(huì)遇到這樣或那樣的錯(cuò)誤或問題，對(duì)初學(xué)者尤為如此?，F(xiàn)有的有關(guān)汽車CAD/CAM課堂教學(xué)或軟件學(xué)習(xí)方面的書籍基本都是給出軟件或模型設(shè)計(jì)的正確操作方式，學(xué)生往往會(huì)因?qū)I(yè)知識(shí)不足、軟件操作不熟練或考慮問題不周等遇到問題時(shí)就會(huì)感覺六神無主，降低了學(xué)習(xí)興趣。這就要求教師在汽車CAD/CAM課程的教學(xué)實(shí)踐中設(shè)置相應(yīng)的錯(cuò)誤情景，給出對(duì)應(yīng)的分析和解決問題的方法，讓學(xué)生有一種“腦洞大開”“豁然開朗”的感覺，最終達(dá)到“授之以漁”，而非“授之以魚”的目的，以倡導(dǎo)“追求卓越”“精益求精”的科學(xué)精神。

遇到問題要想盡各種辦法或通過各種手段來解決問題，而不能是“老師，我不會(huì)”“坐”“等”“靠”等方式，要有“堅(jiān)持不懈”“自立自強(qiáng)”的精神品質(zhì)。如在進(jìn)行排氣機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真中定義凸輪連接時(shí)，因挺柱與凸輪連接的上表面是平面，沒法直接在挺柱與凸輪之間定義凸輪連接。那么問題就來了：凸輪連接要求連接的兩個(gè)表面必須是曲面，而二表面之一的挺柱的上表面又是平面，這個(gè)問題到底該如何解決？如果直接讓學(xué)生來處理這個(gè)問題，學(xué)生會(huì)感覺到無所適從。到底解決這個(gè)問題的靈感從哪里來？實(shí)際上，教師在剛遇到這個(gè)問題的時(shí)候，也會(huì)感到非常棘手，但經(jīng)過利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行多方調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，一根圓柱形水平桿上串著兩個(gè)立方體滑塊的撞擊運(yùn)動(dòng)仿真問題中居然做了兩個(gè)圓來定義運(yùn)動(dòng)副，解決了兩立方體滑塊間的運(yùn)動(dòng)副無法定義的問題。由此，教師就會(huì)啟發(fā)學(xué)生，能否在凸輪外表面和挺柱上端面相切各建立一個(gè)圓，用這兩個(gè)圓來定義凸輪連接？通過實(shí)際操作發(fā)現(xiàn)，該方案確實(shí)可行。這個(gè)實(shí)例可以得出：（1）在汽車CAD/CAM課程的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真中，也可以根據(jù)需要像以前所熟知的平面幾何、立體幾何等通過輔助線來解決問題，要發(fā)散思維，解放思想，不能禁錮自我。（2）以前所講述的基準(zhǔn)平面、基準(zhǔn)軸、基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)坐標(biāo)系和基準(zhǔn)曲線都是廣義的輔助線，都是為建模、裝配和運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真等服務(wù)的，要提升學(xué)習(xí)的廣度和向外延展的欲望，倡導(dǎo)“精益求精”的科學(xué)精神。

遇到問題時(shí)要懂得變通，有時(shí)換一種思路或許就有意外之喜。如在裝配發(fā)動(dòng)機(jī)排氣門和第二個(gè)鎖片時(shí)，如果采用和第一個(gè)鎖片相同的“對(duì)齊”“插入”兩種約束方式，就會(huì)導(dǎo)致前后裝配的兩個(gè)鎖片重合在一起，問題在于前后兩個(gè)鎖片裝配中所選擇的組件和零件參照一樣所致。這時(shí)我們就需要采取其他變通的方式，如將已裝配好的第一個(gè)鎖片選中，采用以氣門軸線為參照的軸陣列方式就可以輕而易舉地裝配好第二個(gè)鎖片。

2.3 一題多解法，強(qiáng)化工匠精神

教師在課堂授課或?qū)嶒?yàn)教學(xué)時(shí)，基本都習(xí)慣于講解某一種處理方式，這本來并沒有錯(cuò)，但這樣會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的思維固化，換一種場(chǎng)景或遇到問題時(shí)就會(huì)感覺無所適從。一題多解法就是對(duì)同一個(gè)問題采用不同的處理方式進(jìn)行解決，其好處不僅在于解決問題，更重要的是能夠打開學(xué)生的思路，通過各類知識(shí)、各門課程、各種學(xué)科之間的千絲萬縷的聯(lián)系找到解決問題的有效途徑，有助于解放思想、發(fā)散思維、推陳出新，強(qiáng)化“敢于創(chuàng)新”“勇攀高峰”的大國(guó)工匠精神。

諺語中常講“熟能生巧”。應(yīng)用一題多解法的前提就是要對(duì)所處理的問題和待用的解決問題的手段做到心中有數(shù)，這樣才能“熟能生巧”，最終找到處理所遇問題的多種解決方法。如在繪制氣門截面草圖時(shí)，可以采用如下四種方式[7]：（1）直接繪制。在對(duì)氣門截面草圖進(jìn)行尺寸分析和線段分析的基礎(chǔ)上，依次按照已知線段、中間線段和連接線段的順序進(jìn)行繪制。（2）使用邊。此種方式主要針對(duì)繪圖界面中或開展的工作中有已經(jīng)建立好的可以使用的截面模型的全部或一部分，可以采用“使用邊”功能來提升截面草繪效率。如在繪圖區(qū)域中如文獻(xiàn)[7]所述有已經(jīng)建立好的氣門截面的一部分，利用“使用邊”命令可以直接選中這些已經(jīng)存在的邊作為截面的邊線。（3）參照點(diǎn)。這種方法就是把模型區(qū)域中現(xiàn)有的模型上的點(diǎn)或邊作為參照，利用模型上的相應(yīng)點(diǎn)建立截面上的邊線。（4）構(gòu)建（造）線。所謂的構(gòu)建（造）線就是平面幾何、立體幾何中常說的輔助線。例如氣門截面草繪中與水平方向成120度角的那條斜線，在上面的三種截面繪制方式中都需要在模型建立后進(jìn)行刪除，而如果把這條斜線轉(zhuǎn)換為構(gòu)建（造）線就可以保留下來，進(jìn)而使得截面繪制過程清晰可見。

2.4 項(xiàng)目教學(xué)法，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神

項(xiàng)目教學(xué)法既可以讓項(xiàng)目組成員的智慧和優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮到極致，又可以培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神，是歷來備受教育界推崇的行之有效的一種教學(xué)方法。汽車CAD/CAM課程作為車輛工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程與課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、工作和深造（讀取研究生或出國(guó)等）之間連接的橋梁，項(xiàng)目教學(xué)法在整個(gè)教學(xué)過程中所肩負(fù)的責(zé)任尤為重大。在汽車CAD/CAM課程的教學(xué)過程中，無論對(duì)于課前預(yù)習(xí)、隨堂練習(xí)、課后作業(yè)，還是對(duì)于課程實(shí)驗(yàn)、結(jié)課大作業(yè)等，每個(gè)環(huán)節(jié)都可以根據(jù)需要把若干學(xué)生（通常3-5名學(xué)生）分成一組，完成一項(xiàng)共同的項(xiàng)目，以此來培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

學(xué)生不僅要通過課堂、課本、網(wǎng)絡(luò)等途徑來學(xué)習(xí)，很多時(shí)候通過團(tuán)隊(duì)成員之間的協(xié)作、交流等方式得到的知識(shí)更為有效。如以A、B、C、D共4名學(xué)生為一個(gè)項(xiàng)目組共同完成減速器運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，4名同學(xué)可以根據(jù)各自的興趣和優(yōu)點(diǎn)等推選一名學(xué)生（如A）作為項(xiàng)目組組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)整個(gè)項(xiàng)目的任務(wù)分配、方案敲定、總體協(xié)調(diào)和應(yīng)急工作，學(xué)生B負(fù)責(zé)“軸1”“軸2”“軸3”“箱體”“箱蓋”各自組件以及整體減速器的裝配任務(wù)，學(xué)生C負(fù)責(zé)干涉檢查和機(jī)構(gòu)定義工作，學(xué)生D負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真工作，團(tuán)隊(duì)成員共同對(duì)減速器運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真進(jìn)行分析、總結(jié)和拓展工作。

3 結(jié)論

教育界歷來提倡“教學(xué)相長(zhǎng)”，諺語中也講“一人不過二人智”。老師之所以為老師，更多的是隨著年齡和閱歷的增長(zhǎng)、思政植入、產(chǎn)教融合等，課程之間和課程內(nèi)部各知識(shí)點(diǎn)間的邊界可以無形中打開，讓學(xué)生有一種腦洞大開的感覺；學(xué)生則由于成長(zhǎng)經(jīng)歷、知識(shí)結(jié)構(gòu)、性格特點(diǎn)等不同，會(huì)在課程中表現(xiàn)出活躍度、接受程度、關(guān)注點(diǎn)等方面的差異。充分利用老師和學(xué)生所存在的上述特點(diǎn)，有效融合課程思政、產(chǎn)業(yè)需求、課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)、課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程大作業(yè)和實(shí)踐環(huán)節(jié)中所產(chǎn)生的靈感和創(chuàng)意等，充實(shí)教學(xué)資源庫，為后續(xù)的課程教學(xué)、實(shí)驗(yàn)和教材出版等提供素材。

在高校專業(yè)課程中開展思政教育是實(shí)現(xiàn)立德樹人根本任務(wù)的重要途徑。通過在教學(xué)實(shí)踐中滲透思政理念，有助于學(xué)生樹立正確的人生觀、價(jià)值觀和世界觀。在梳理汽車CAD/CAM課程融入思政元素必要性的基礎(chǔ)上，探索了專業(yè)知識(shí)中嵌入課程思政的教學(xué)方法，師生合建教學(xué)資源庫更是踐行了“以學(xué)生為中心”“教師為主體”的教學(xué)理念。實(shí)踐表明，通過在汽車CAD/CAM課程中融入課程思政元素，能有效提升學(xué)生的唯物辯證觀、科學(xué)精神、工匠精神和團(tuán)隊(duì)合作精神。

基金項(xiàng)目：河南理工大學(xué)課程思政樣板課程“汽車CAD/CAM”；河南省本科高校產(chǎn)教融合品牌項(xiàng)目“河南理工大學(xué)—林州重機(jī)集團(tuán)股份有限公司新工科產(chǎn)教融合創(chuàng)新基地”；河南省研究生教育改革與質(zhì)量提升工程項(xiàng)目“工程測(cè)試與信號(hào)處理”。

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