課程思政在三維機械設計課程教學中的實踐與認識

摘 要： 立德樹人、思政先行，開展課程思政建設是專任教師的重要任務。從提高學生思想道德素質、培養學生創新能力和實踐能力等方面，分析了課程思政在三維機械設計課程教學中的重要性和必要性。通過設計項目、創新設計競賽和實踐課程的應用，列舉了在三維機械設計課程教學中引入課程思政的實踐案例。從教師引導與學生自主、理論與實踐相結合、團隊合作與交流分享等方面，針對思政教學過程中的教學方法和策略給出了若干建議。期望通過對課程思政在三維機械設計課程教學中的實踐與認識進行探討，為相關科目教學中的課程思政建設提供指導和支持。

關鍵詞：課程思政；三維機械設計課程；工程教育；教學改革

中圖分類號：S22；G642 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1795（2024）09-0160-05

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2024.09.026

0 引言

教育部印發的《高等學校課程思政建設指導綱要》指出，課程思政建設是落實立德樹人根本任務的戰略舉措，也是全面提高人才培養質量的重要任務[1]。教師要在知識傳授和能力培養之中，幫助學生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀。開展課程思政建設是專任教師當前的重要任務。

落實立德樹人根本任務，必須將價值塑造、知識傳授和能力培養3 者融為一體，不可割裂。作為高校工科機械類及近機械類專業的核心課程，三維機械設計課程（3D-CAD）對學生專業素養和綜合能力的培養至關重要[2]。將課程思政的理念和方法引入三維機械設計課程教學成為當前教育改革的重要任務之一[3]。在傳統三維機械設計課程教學框架內，學生主要關注技術學習和實踐操作。通過學習相關理論知識，掌握三維設計軟件的使用方法，并通過實踐提升技能。本研究針對三維機械設計課程傳統教學中的不足，重點圍繞三維機械設計課程教學中課程思政的重要性和必要性、實踐案例及教學方法策略展開探討。旨在通過拋磚引玉，更好地為三維機械設計課程思政教學服務，并為培養高素質的機械工程人才提供有力的支持。

1 重要性和必要性

1.1 提高學生思想道德素質

在三維機械設計課程的教學實踐中，為了培養學生高度的社會責任感和職業道德，提高其思想道德素質，引入課程思政是非常必要的教學手段。

首先，課程思政的實施有助于學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。在本課程學習過程中，學生需要面對各種技術問題和設計難題。而正確的世界觀、人生觀和價值觀可以幫助學生更好地把握產品設計方向和目標，避免因為個人利益而忽視社會、環境和人類的利益。其次，課程思政的融入強化了學生的社會責任感，使其在設計中考慮到對社會的潛在影響，如是否符合環保要求、是否能提高生產效率等。通過課程思政的引導，學生能夠更加注重社會責任，確保其設計活動能夠更好地服務于社會整體利益。最后，課程思政對于培養學生的職業道德至關重要。在本課程學習過程中，學生需要遵守相關的職業道德準則，如保護知識產權、遵守設計規范等。通過課程思政的教育，學生可以明確自己在設計中的職業道德要求，從而更好地履行自己的職責，保持良好的職業操守[4]。

1.2 培養學生創新能力

創新作為推動社會進步和經濟發展的重要力量，對于從事機械工程行業的學生而言，已成為一項核心能力及必備素質。

在課程思政教學中，教師通過引導學生關注社會熱點和前沿技術，可以幫助學生了解當今社會的需求和發展趨勢，從而激發他們的創新潛能。同時，通過對相關領域的研究和學習，學生可以掌握先進的技術和知識，為創新提供必要的基礎。除了課堂學習，開展創新設計項目和實踐活動也是培養學生創新能力的有效途徑。通過參與創新設計項目，學生可以接觸到真實的問題和挑戰，從而鍛煉他們解決問題的能力和創新意識[5]。在這個過程中，學生需要運用自己所學的知識和技能，提出創新的解決方案，并將其付諸實踐。這樣的實踐經驗不僅可以提高學生的實際操作能力，還可以培養團隊合作意識和創新思維。教師也可以采用一些創新的教學方法和手段來激發學生的創造力。如組織學生參加創意比賽或進行創新創業訓練，讓學生在實踐中不斷挑戰自我，培養創新思維和能力。教師還可以引導學生進行創新性的課堂討論和作業設計，鼓勵學生提出獨特的觀點和解決問題的方法。

1.3 培養學生實踐能力

培養學生的實踐能力是現代教育的重要目標之一。在當前信息化與技術高度發達的時代背景下，學生僅僅掌握理論知識已經遠遠不夠，更需具備較強的實踐操作能力和工程實踐能力。

三維機械設計課程作為一門實踐性較強的課程，要求學生能夠將理論知識與實際應用相結合[6]。在課程學習中，學生將學習采用三維軟件進行各種機械設計的原理、方法和技巧，但理論知識的掌握并不等同于實踐能力的具備。通過課程思政的引導，可以幫助學生將所學的理論知識應用到實踐中去。為了加強實踐能力的培養，三維機械設計課程可以開展一些實踐項目和實踐課程，鼓勵學生通過親自動手設計和實際操作來鞏固理論知識。在此過程中，學生需要運用所學的知識和技能，解決實際問題，提高自己的實踐操作能力和工程實踐能力。這些實踐項目和課程不僅可以提高學生的實踐能力，還可以培養其創新思維和團隊合作精神。學生需要在實踐中不斷嘗試、探索和創新，這對于培養學生的創新能力和解決問題的能力至關重要[7]。同時，在實踐項目中，學生通常需要與他人合作，共同完成任務，這有助于培養學生的團隊合作精神和溝通能力。

2 實施案例

2.1 設計項目中思政元素

在三維機械設計課程的實踐設計項目中，教學團隊不僅注重技術和創新，還引入了思政元素，讓學生意識到產品設計對社會和環境的影響。如在設計拖拉機零部件時，教學團隊引導學生從節能減排和環境保護的角度出發，培養學生環保意識和社會責任感[8]。

教學團隊首先引導學生考慮如何設計更加節能的拖拉機零部件。在設計過程中，引導學生思考如何減少能源的消耗，提高拖拉機的燃油效率。通過優化零部件的結構和材料選擇，可以減輕整機負荷，降低能源消耗，從而減少環境污染和資源浪費。教學團隊還引導學生關注環境保護問題。在設計過程中，引導學生考慮如何從機械工藝角度減少廢棄物的產生和對自然環境的破壞。引導學生通過選擇可回收的機械材料、設計可拆卸的零部件等方式，降低廢棄物的數量，并且方便后續的再利用和回收。同時，引導學生思考如何減少對自然資源的依賴，推動綠色可持續發展理念在設計中的應用。在養成環保意識的基礎上，教學團隊還注重培養學生的社會責任感。讓學生體會到自己不僅僅是設計者，更是社會的一員，自己的設計將直接影響到社會和環境的可持續發展。引導學生思考自己的設計對社會和環境的長遠影響，從而使其更加注重環境保護和可持續發展問題。

2.2 開展創新設計競賽

創新設計競賽是培養學生創新能力的有效途徑。教學團隊通過組織學生參加三維數字化創新設計競賽等賽事，旨在激發學生的創新思維和能力，培養他們的創新意識和精神。

首先，創新設計競賽為學生提供了展示自己才華的平臺。在競賽中，指導教師引導學生通過設計作品展示自己的創造力和想象力，展示自己的才華和能力。競賽的評審和展示過程也是學生了解自己設計作品價值和影響的機會。這種認可和肯定可以激發學生的自信心，使其更堅定地走上創新之路。

其次，創新設計競賽可以培養學生的責任感。在競賽中，學生需要按照規定的要求和時間節點完成設計作品，要求具備良好的計劃和執行能力，以及對作品負責的態度。

最后，創新設計競賽還可以促進學生之間的交流和合作。在競賽中，學生可以與來自不同班級甚至不同專業的學生分享彼此的設計思路和經驗，不僅可以拓寬學生的視野，增加知識和技能，還可以培養團隊合作精神和溝通能力。

2.3 設置實踐課程

在三維機械設計課程教學體系中，設置實踐課程是培養學生實踐能力的重要手段。實踐課程不僅可以讓學生在理論學習的基礎上進行實際操作，還可以提供一個真實的工作環境，讓學生更好地了解和適應工程實踐的要求。

開展實踐課程，引導學生自己動手進行設計和制造，從而更深入地理解和掌握機械設計的原理和方法。在實踐環節中，讓學生根據自己的設計方案進行實際操作來驗證和改進設計方案，不僅可以提高其實踐操作能力，還可以培養創新思維和問題解決能力。同時，實踐課程也可以培養學生的團隊合作意識和溝通能力。在有些實踐項目中，學生需要與其他學生一起合作完成設計和制造任務，可以讓學生學會與他人合作、協調和溝通，培養團隊合作精神和領導能力，從不同的角度看問題，拓寬思維和視野。實踐課程還可以提高學生的綜合素質。教師在實踐中引導學生綜合運用所學的理論知識和實踐技能來解決實際問題，從而培養他們的綜合分析能力、判斷能力和決策能力。實踐課程還可以讓學生體驗到工作的壓力和挑戰，培養抗壓能力和適應能力。

3 教學方法和策略

3.1 教師引導與學生自主

在三維機械設計課程教學中，教師的角色不僅僅是傳授知識和技能，更重要的是引導學生思考設計問題所蘊含的社會和倫理意義。教師應該通過講解相關的案例和知識，讓學生認識到設計問題不僅僅關乎技術層面，還與社會發展和倫理價值緊密相連。

教師可以通過引導學生思考一些問題，如設計產品對環境的影響、產品的可持續性、產品的安全性等。通過這些問題的討論，學生可以意識到設計的重要性和責任感。教師可以提供一些相關的案例，讓學生了解到一些設計問題的后果和影響，從而引發學生的思考和討論。

教師應該鼓勵學生獨立思考和自主探索。在教學過程中，教師可以給予學生一定的自由度，去思考和解決問題。教師可以提供一些啟發性的問題，讓學生去探索答案，從而培育其創新思維和解決問題的能力。

在三維機械設計課程教學過程中，教師引導與學生自主是相輔相成的。教師的引導可以幫助學生認識到設計問題的社會和倫理意義，同時也提供相關的知識和案例。而學生的自主探索則可以培養創新思維和解決問題能力。只有教師引導與學生自主相結合，才能實現教學目標的最大化。

3.2 理論與實踐相結合

在三維機械設計課程教學中，理論與實踐相結合構成了核心教學策略。教師應該意識到，僅僅教授學生理論知識是遠遠不夠的，還需要將這些知識應用到實際設計中。通過實踐項目和實踐課程，學生可以更好地理解和掌握所學的理論知識，并將其應用于設計實踐。

實踐項目作為一種高效的教學方式，允許學生親自動手進行三維設計，從而深入了解機械設計的實際操作過程。通過實踐項目，學生可以在實際操作中發現問題，并通過解決問題來提高自己的設計能力和技術水平。實踐項目還可以培養學生的團隊合作能力和溝通能力，因為在項目實施過程中，學生往往需要與其他成員討論和合作來完成任務。

除了實踐項目，實踐課程也是非常重要的組成部分。實踐課程可以通過模擬實際工作環境讓學生進行實際操作[9]。通過實踐課程，學生可以學習到更多的實際技能，如使用CAD 軟件進行設計、生成工程圖、使用3D 打印機進行快速原型制備等。學生可以更好地理解和掌握機械設計的實際應用，并為將來的工作做好準備。

教師還應該鼓勵學生進行實踐探索和創新實踐。實踐探索可以幫助學生發現新的問題和挑戰，并通過解決這些問題和挑戰來提高自己的實踐能力。創新實踐可以培養學生的創新思維和創新能力，讓其能夠提出新的設計方案和解決方案[10-11]。

3.3 團隊合作與交流分享

在三維機械設計課程教學中，團隊合作與交流分享是非常重要的主題。教師鼓勵學生積極參與團隊合作項目，以此培養學生的團隊合作意識和溝通能力。

團隊合作項目能夠讓學生在實踐中學習如何與他人合作。在此過程中，學生需要與團隊成員進行有效的溝通和協調，共同完成項目目標。這種合作方式不僅能提高學生的團隊合作能力，還能培養學生的領導能力和解決問題的能力。通過團隊合作，學生能學會傾聽他人的意見，尊重他人的想法，并學會在團隊中發揮自己的優勢，為團隊的成功貢獻力量[12]。

交流分享也是教學中不可或缺的重要組成部分。教師鼓勵學生主動分享自己的設計經驗和成果，以促進學生之間的學習和成長。學生可以分享自己在設計過程中的思考和經驗，讓他人從中受益。同時，也可以通過分享自己的成果，展示自己的能力和成就，激發他人的學習興趣和動力。通過分享，學生能夠互相學習、相互借鑒、共同進步。交流分享不僅局限于課堂內部，學生還可以通過參加研討、設計作品展覽等活動與更廣泛的群體進行交流。這樣的交流平臺能讓學生更廣泛地了解自己的專業動態和行業技術，拓寬自己的視野，提高自己的專業素養[13]。

4 改革成效

在三維機械設計課程教學中，課程思政的實施已經取得了顯著成效。將思政元素融入專業課程，不僅促進了學生個人的成長，也為社會的進步貢獻了力量。以下是課程思政改革的具體成效[14-15]。

（1）價值觀和道德觀的塑造。通過引導學生思考倫理道德問題，培養了其社會責任感和公民意識。學生通過參與設計項目，學會了如何在實際工作中考慮社會責任和倫理標準。根據課程反饋，超過90% 的學生表示，在課程學習中對職業道德有了更深刻的理解。

（2）創新潛能的激發。創新思維訓練和實踐操作訓練激發了學生的創新潛能。在課程學習中，學生參與了三維數字化創新設計大賽、達索設計大賽等多項創新設計比賽，取得多項殊榮。這些活動不僅提高了學生的創新意識，也鍛煉了實踐能力。

（3）實踐能力的增強。通過參與實踐操作項目，學生的動手能力和團隊合作意識得到了顯著提升。在實境演訓、角色歷練環節，讓學生在模擬的工作環境中應用所學知識，有效提高了學生的實際操作能力。

（4）課程榮譽與認可。本課程榮獲首批國家一流本科課程、首批黑龍江省精品在線開放課程等多項榮譽。這些榮譽不僅是對課程質量的認可，也是對課程思政改革成效的肯定。

（5）學生反饋與成果。本課程教學結束后調查顯示，對課程思政內容的滿意度達95%。

5 結束語

在三維機械設計課程教學過程中，實施課程思政不僅對學生個人的成長和發展有積極影響，也對社會的進步和發展起推動作用。引導學生思考倫理道德問題可以培養學生的社會責任感和公民意識，使其具備正確的價值觀和道德觀。引導學生進行創新思維訓練和實踐操作訓練可以激發學生的創新潛能和創造力。開展創新設計比賽和項目實踐可以促使學生將所學知識應用于實際問題的解決，培養學生的創新意識和創新能力。引導學生參與實踐操作項目可以提升他們的動手能力和實踐能力。學生在實踐活動過程中不僅可以將所學知識應用于實際問題的解決，還可以培養團隊合作意識和實際操作能力。三維機械設計課程教學團隊秉承精益求精的建設理念，在教學過程中不斷為課程融入思政元素，以期達到更高的教學目標。相信在教師與學生的配合下，采用適當的教學方法和策略，課程思政將在提高學生的思想道德素質、創新能力和實踐能力方面發揮重要作用，為學生的未來發展打下堅實的基礎。

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