新工科背景下機械類專業課程思政教學設計

代光輝 張晴晴

[摘? ? ? ? ? ?要]? 在國家提出高等教育應服務經濟社會發展需求和“全方位育人”的背景下，以機械類核心課程液壓和氣壓傳動為例，從課程大綱設計、教學案例設計、思政融合設計、教學過程設計四個方面進行新工科背景下融合課程思政的教學設計，以求實現專業技能培養和“潤物無聲”的育人效果，為相關課程思政教學提供借鑒。

[關? ? 鍵? ?詞]? 液壓與氣壓傳動;新工科建設;課程思政;教學設計

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）33-0046-02

為服務國家經濟社會發展需求和更好地提升“全方位育人”的價值引領，2017年2月，教育部提出了積極推進新工科建設。2020年5月，教育部印發《高等學校課程思政建設指導綱要》，要求各類課程應以隱性教育方式配合思政課的顯性教育方式，幫助學生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀，落實“立德樹人”根本任務。在此背景下，眾多教育工作者對“課程思政”從元素挖掘和要素融合[1-2]到課程實踐[3]等方面開展了大量的理論研究和實踐應用工作。他們認為，專業課程是高校教育活動的主要形式，是實施新工科教育改革和育人思政教育的載體，在新工科建設中構建好協同推進課程思政建設是具體路徑。本文以機械類核心課程液壓和氣壓傳動為例，從課程大綱設計、教學案例設計、思政融合設計、教學過程設計四個方面進行課程思政教學設計，以求實現專業技能培養和“潤物無聲”的育人效果。

一、課程大綱設計

液壓與氣壓傳動課程的教學宗旨是使學生掌握液壓傳動中常用液壓元件的原理與結構、液壓系統的基本構成、基本原理、液壓系統常見回路的分析方法，能讀懂常見工業設備的液壓傳動系統圖，能進行常用的液壓傳動系統回路設計。更重要的是能夠將數學、自然科學、工程基礎和專業知識用于正確設計液壓傳動系統，解決液壓領域內復雜工程問題。本文結合“新工科”立足于新興工科和傳統工科專業的改革、改造與升級的內涵與理念，進行液壓與氣壓傳動課程大綱設計，旨在完成工程知識、問題分析、科學研究和使用現代工具四大畢業目標。

二、教學案例設計

從2016年6月我國成為“華盛頓協議”正式成員國之后，國內高校正式開啟了具有國際實質等效的工程教育專業認證工作。以項目為載體，以學生為主體實施教學的項目式教學備受青睞[4]。針對上述教學內容和目標，將液壓與氣壓傳動教學內容分成8個教學模塊，在教學模塊設計上采用逐步遞進的內容設置，基本主線為：從液壓與氣動技術認知和流體力學回顧，到動力、執行和控制三種元件的設計或分析，再過渡到液壓系統的學習;在液壓系統的學習流程中，依然是從壓力控制、速度控制和方向控制三種基本回路，通過實物案例嘗試液壓系統設計及故障分析，最后完成液壓系統的完整設計。針對上述教學模塊，依據工程知識、問題分析、科學研究和使用現代工具四大畢業目標，結合現有實驗和實物資源，選取或改編設計了能夠涵蓋所有教學內容的8組教學案例。其中，2組認知案例，為挖掘機模型、推土機模型、四自由度氣動機械手模型認知;1組基礎力學案例，為射流泵的結構優化設計;4組元件案例，回轉液壓缸和輸油泵的優化設計以及比例流量閥的特性測定;3組系統案例，為四自由度機械手氣動系統設計、壓力機液壓系統設計、挖掘機模型液壓系統分析與排障，以及金屬管折彎機液壓系統的綜合設計。

三、思政融合設計

新工科建設與課程思政兩者關于價值觀塑造的目標和任務是相通的，其核心內涵是以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑，培養未來多元化、創新型、卓越工程人才[5]。關于新工科建設中實施課程思政理論的探討也取得了一定的成果，王軼卿[3]認為新工科建設需要彰顯中國特色;尹霞[6]從講好“中國”故事，講好“大師”故事，科學觀和科學方法論的傳遞，正反典型案例育人和愛國先愛校五個方面展開了理科教師進行課程思政探索;郭江[7]論述了學術前沿案例和“卡脖子”技術案例的價值引領作用;梅瑞斌[1]把馬克思主義基本原理、做人做事道理、社會主義核心價值觀、實現中華民族偉大復興的中國夢作為思政元素挖掘的價值典范標準等。本文結合液壓與氣壓傳動的課程特點，綜合提煉了家國情懷、傳承歷史、價值理念、唯物思想、責任擔當、職業道德、開拓創新和理想信念思政要素，有針對性地融入8個教學案例中，具體如表1。核心思政元素主要從政治理論、核心價值觀、中國故事、歷史事跡、大師風尚、科學活動與成果、典型科學正反事例、個人與家庭等方面選取。

四、教學過程設計

此節以第六教學模塊中的同步工作回路教學內容為例，完成1個學時（45分鐘）的課程教學。

（一）教學目標

通過多缸工作控制回路的學習，著重掌握各種多缸工作控制回路的基本原理、組成形式和動作過程;結合工程實例的解析，掌握同步控制回路設計與實際應用。另外，該模塊在教學工程中要融合家國情懷、唯物思想、責任擔當、職業道德、開拓創新五個思政要素。

（二）教學流程

教學從引入新課開始，回顧上次課關于“順序動作回路”的教學內容，鞏固舊知識點，為本課的學習奠定基礎;播放同步工作控制回路在升降平臺中運用實例的教學動畫，并對比播放一個因使用單缸工作使重物翻落的教學動畫，著重提醒學生在設計中要有端正的工作態度和責任擔當，也為新課教學埋下疑問，此環節教學時長3分鐘。接著，在新課教學中提出如何實現多個液壓缸同步運動的問題，結合圖例分別詳細說明帶補償措施的串聯液壓缸同步回路、同步缸控制同步回路、機械控制同步回路和流量閥控制同步回路4種回路的結構、原理和特點，總結各回路之間的差異化，引導學生思考各回路合適的使用場合，引導學生利用唯物主義思想分析問題，此環節教學時長12分鐘。然后，將教學重點放在案例“四柱雙缸液壓壓力機”的分析與設計教學上，分三個環節進行，依次為：（1）背景介紹，講述中國第二重型機械集團成功建成世界最大8萬噸級模鍛液壓機及其相關故事;（2）工況分析，提出案例的設計要求及分步過程;系統設計，通過10分鐘課堂談論，每組學生要給出案例中“四柱雙缸液壓壓力機”液壓系統設計的初案，引導結合已學相關軟件輔助驗證設計，為實驗室模型搭建提供基礎，以求結合實例啟迪學生艱苦奮斗、開拓創新的精神，此環節教學時長12分鐘。最后，總結教學知識點，升華思政元素，傳遞愛國情懷和責任擔當。

五、總結與反思

工科背景下液壓與氣壓傳動課程思政教學設計，嚴格依據本課程工程認知背景下的教學大綱精神，借鑒OBE教學理念中的案例式教學模式設置課程和某次課的專業教學內容，并充分考慮課程思政的總體教學目標，同時根據具體的專業知識點，將課程思政的總體目標分解為具體的課程思政元素育人目標。做到每一個經過設計和提煉的課程思政元素，都能明確指向總體課程思政目標，可以有效地實現專業技能培養和“潤物無聲”的育人效果。

參考文獻：

[1]梅瑞斌，包立，王曉強，等.塑性力學類課程思政改革與實踐[J].機械設計，2020，37（S2）：281-285.

[2]朱廣琴.基于立德樹人的“課程思政”教學要素及機制探析[J].南京理工大學學報（社會科學版），2019，32（6）：84-87.

[3]王軼卿，張翔.新工科建設中實施課程思政的理論與實踐[J].河北師范大學學報（教育科學版），2020，22（6）：59-62.

[4]牛艷娥，李寧.液壓與氣動技術課程項目式教學研究與實踐[J].機械設計與制造工程，2016，45（7）：92-94.

[5]劉小勇，李榮麗，楊慧香，等.新工科背景下基于OBE理念的機械原理改革研究[J].機械設計，2020，37（S2）：23-26.

[6]尹霞，楊安安，李侃侃.理學專業課進行課程思政探索的有效策略[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2021（3）：83-85.

[7]郭江，楊睿，高菲.基于思政案例庫的工程制圖課程改革與實踐[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2021（1）：77-80.

◎編輯 薛直艷