思政元素融入汽車CAD/CAM課程的實踐

摘 要：汽車CAD/CAM是車輛工程專業學生主修的主干課程之一，不僅能用于提升學生的實踐創新能力和職業素養，更是落實立德樹人根本任務的有效載體。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的主要教學方法。多年的教學實踐表明，將思政元素有機融入汽車CAD/CAM課程能切實提升學生的政治覺悟和綜合素養。

關鍵詞：課程思政 CAD/CAM 教學實踐

課程思政是指在包括高等教育在內的各級各類教育中，將思想政治教育融入相關課程的教學實踐中，以提高學生的政治覺悟水平、思想道德素質和科學文化素養等，是傳統教育模式的重要補充和完善[1-3]。開展課程思政已成為各級各類課程與思想政治理論課程同向同行、協同發展的必然要求[4-6]。

作為專業核心課程之一的汽車CAD/CAM理應成為車輛工程專業開展課程思政教育的主要陣地，但目前有關汽車CAD/CAM課程融入課程思政的報道還較少[3]，還有待探索汽車CAD/CAM課程中融入的思政元素以及相應的融入路徑，以期承擔“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是一門理論與實踐并重的車輛工程類專業課程，呈現出強烈的實踐性、專業性和實用性。學生通過學習本課程，掌握計算機圖形學、數據結構、CAD/CAM技術和工程實踐等方面的基礎知識、操作流程和處理方法，以強化三觀教育、培養“嚴謹細致”的工作作風和“團結互助”的學習風氣。本課程的開設，為學生提供機械行業應用CAD/CAM技術處理工程實際問題的設計理念和解決方案，從根本上提升其專業素養和政治覺悟，為今后的學習和工作奠定堅實的理論和實踐基礎。

汽車CAD/CAM課程的具體內容主要包括繪圖基礎理論、二維草繪、三維建模、模型裝配和運動學仿真五部分，以理論教學、上機實驗、模型制作和課程大作業為核心開展教學活動。理論教學的開展在于讓學生徹底理解繪圖的底層邏輯、各知識點或課程間的關聯關系，達到“知其然，并知其所以然”的目的，提升唯物辯證觀和培養“精益求精”的科學精神；上機實驗的實施在于給學生提供實踐場所，及時掌握學生學習和實踐中遇到的共性問題以及對相關知識和技能的理解和掌握程度，倡導大國工匠精神；模型制作更多地在于學生所學專業知識通過汽車CAD/CAM課程這一平臺進行驗證的方式，培養學生的知識應用能力、項目管理能力和團隊合作精神；課程大作業迎合非標準化考試的春風，豐富教學資源庫，給學生的思想和靈感提供更大的發揮空間，綜合提升學生的專業素養和道德品質。

2 思政元素融入汽車CAD/CAM課程的教學實踐

高等教育的職責在于以立德樹人為目標，運用辯證唯物主義方法論，踐行社會主義核心價值觀，引導學生樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀。在汽車CAD/CAM課程教學過程中，結合國家規劃、行業發展、專業特色和育人目標，圍繞中國工程教育認證和國家級一流專業建設規劃，以提升唯物辯證觀、倡導科學精神、強化工匠精神和培養團隊合作精神為主線，挖掘思政元素，系統融入教學，建立知識傳授與德育育人的新格局。

2.1 關聯教學法，提升唯物辯證觀

辯證唯物主義的哲學觀點認為，任何事物都是相互聯系的，而不是孤立存在的。日常生活、學校學習和社會實踐等都是相互聯系的；小學、中學和大學中學習的相關知識是相互關聯的；專業所開設的任何課程都有其先修和后續課程，各課程以及各實踐環節（如實習、實驗和學科競賽等）之間都有著千絲萬縷的聯系，汽車CAD/CAM課程亦如此。與汽車CAD/CAM課程關系最為緊密的先修課程有機械制圖、機械原理、機械設計、汽車構造、發動機原理以及中學學習過的平面幾何、立體幾何和解析幾何中的相關知識等，相應的后續課程和實踐環節為汽車設計、車輛工程專業綜合課程設計、畢業設計等。在汽車CAD/CAM課程教學實踐中，有必要讓學生明白各課程之間的邏輯體系、課程內各部分內容以及各相關知識點之間的銜接關系。

關聯教學法就是利用辯證唯物主義中任何事物都是相互聯系的觀點，發散學生的邏輯思維能力，學習不能僅僅拘泥于某一課程、某一階段或某一方面等，要打通相關知識體系之間的界限，做到學有所用，通過相應的方法將已有知識和待學知識串接起來。如在講到基準平面的建立方法時，就讓學生剖開汽車CAD/CAM這門課程，用我們已有的知識可以通過哪些手段來建立平面？學生會自覺不自覺想到初中平面幾何中學習過的“不在同一條直線上的三點”“一條直線和直線外一點”“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生在機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生體會到二維草繪與手工繪圖一樣，也是需要提前進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行的，而軟件僅僅是代替人的手工勞動的工具。

2.2 糾錯分析法，倡導科學精神

汽車CAD/CAM課堂教學選用的是Pro/E軟件，而學習軟件必然會遇到這樣或那樣的錯誤或問題，對初學者尤為如此。現有的有關汽車CAD/CAM課堂教學或軟件學習方面的書籍基本都是給出軟件或模型設計的正確操作方式，學生往往會因專業知識不足、軟件操作不熟練或考慮問題不周等遇到問題時就會感覺六神無主，降低了學習興趣。這就要求教師在汽車CAD/CAM課程的教學實踐中設置相應的錯誤情景，給出對應的分析和解決問題的方法，讓學生有一種“腦洞大開”“豁然開朗”的感覺，最終達到“授之以漁”，而非“授之以魚”的目的，以倡導“追求卓越”“精益求精”的科學精神。

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”“坐”“等”“靠”等方式，要有“堅持不懈”“自立自強”的精神品質。如在進行排氣機構運動學仿真中定義凸輪連接時，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，這個問題到底該如何解決？如果直接讓學生來處理這個問題，學生會感覺到無所適從。到底解決這個問題的靈感從哪里來？實際上，教師在剛遇到這個問題的時候，也會感到非常棘手，但經過利用網絡資源進行多方調研后發現，一根圓柱形水平桿上串著兩個立方體滑塊的撞擊運動仿真問題中居然做了兩個圓來定義運動副，解決了兩立方體滑塊間的運動副無法定義的問題。由此，教師就會啟發學生，能否在凸輪外表面和挺柱上端面相切各建立一個圓，用這兩個圓來定義凸輪連接？通過實際操作發現，該方案確實可行。這個實例可以得出：（1）在汽車CAD/CAM課程的運動學仿真中，也可以根據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，要發散思維，解放思想，不能禁錮自我。（2）以前所講述的基準平面、基準軸、基準點、基準坐標系和基準曲線都是廣義的輔助線，都是為建模、裝配和運動學仿真等服務的，要提升學習的廣度和向外延展的欲望，倡導“精益求精”的科學精神。

遇到問題時要懂得變通，有時換一種思路或許就有意外之喜。如在裝配發動機排氣門和第二個鎖片時，如果采用和第一個鎖片相同的“對齊”“插入”兩種約束方式，就會導致前后裝配的兩個鎖片重合在一起，問題在于前后兩個鎖片裝配中所選擇的組件和零件參照一樣所致。這時我們就需要采取其他變通的方式，如將已裝配好的第一個鎖片選中，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鎖片。

2.3 一題多解法，強化工匠精神

教師在課堂授課或實驗教學時，基本都習慣于講解某一種處理方式，這本來并沒有錯，但這樣會導致學生的思維固化，換一種場景或遇到問題時就會感覺無所適從。一題多解法就是對同一個問題采用不同的處理方式進行解決，其好處不僅在于解決問題，更重要的是能夠打開學生的思路，通過各類知識、各門課程、各種學科之間的千絲萬縷的聯系找到解決問題的有效途徑，有助于解放思想、發散思維、推陳出新，強化“敢于創新”“勇攀高峰”的大國工匠精神。

諺語中常講“熟能生巧”。應用一題多解法的前提就是要對所處理的問題和待用的解決問題的手段做到心中有數，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，可以采用如下四種方式[7]：（1）直接繪制。在對氣門截面草圖進行尺寸分析和線段分析的基礎上，依次按照已知線段、中間線段和連接線段的順序進行繪制。（2）使用邊。此種方式主要針對繪圖界面中或開展的工作中有已經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。如在繪圖區域中如文獻[7]所述有已經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存在的邊作為截面的邊線。（3）參照點。這種方法就是把模型區域中現有的模型上的點或邊作為參照，利用模型上的相應點建立截面上的邊線。（4）構建（造）線。所謂的構建（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行刪除，而如果把這條斜線轉換為構建（造）線就可以保留下來，進而使得截面繪制過程清晰可見。

2.4 項目教學法，培養團隊合作精神

項目教學法既可以讓項目組成員的智慧和優點發揮到極致，又可以培養團隊合作精神，是歷來備受教育界推崇的行之有效的一種教學方法。汽車CAD/CAM課程作為車輛工程專業的基礎課程、專業課程與課程設計、畢業設計、工作和深造（讀取研究生或出國等）之間連接的橋梁，項目教學法在整個教學過程中所肩負的責任尤為重大。在汽車CAD/CAM課程的教學過程中，無論對于課前預習、隨堂練習、課后作業，還是對于課程實驗、結課大作業等，每個環節都可以根據需要把若干學生（通常3-5名學生）分成一組，完成一項共同的項目，以此來培養學生的團隊合作精神。

學生不僅要通過課堂、課本、網絡等途徑來學習，很多時候通過團隊成員之間的協作、交流等方式得到的知識更為有效。如以A、B、C、D共4名學生為一個項目組共同完成減速器運動學仿真，4名同學可以根據各自的興趣和優點等推選一名學生（如A）作為項目組組長，負責整個項目的任務分配、方案敲定、總體協調和應急工作，學生B負責“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，學生C負責干涉檢查和機構定義工作，學生D負責運動學仿真工作，團隊成員共同對減速器運動學仿真進行分析、總結和拓展工作。

3 結論

教育界歷來提倡“教學相長”，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、思政植入、產教融合等，課程之間和課程內部各知識點間的邊界可以無形中打開，讓學生有一種腦洞大開的感覺；學生則由于成長經歷、知識結構、性格特點等不同，會在課程中表現出活躍度、接受程度、關注點等方面的差異。充分利用老師和學生所存在的上述特點，有效融合課程思政、產業需求、課前預習、課堂教學、課后作業、實驗教學、課程大作業和實踐環節中所產生的靈感和創意等，充實教學資源庫，為后續的課程教學、實驗和教材出版等提供素材。

在高校專業課程中開展思政教育是實現立德樹人根本任務的重要途徑。通過在教學實踐中滲透思政理念，有助于學生樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀。在梳理汽車CAD/CAM課程融入思政元素必要性的基礎上，探索了專業知識中嵌入課程思政的教學方法，師生合建教學資源庫更是踐行了“以學生為中心”“教師為主體”的教學理念。實踐表明，通過在汽車CAD/CAM課程中融入課程思政元素，能有效提升學生的唯物辯證觀、科學精神、工匠精神和團隊合作精神。

基金項目：河南理工大學課程思政樣板課程“汽車CAD/CAM”；河南省本科高校產教融合品牌項目“河南理工大學—林州重機集團股份有限公司新工科產教融合創新基地”；河南省研究生教育改革與質量提升工程項目“工程測試與信號處理”。

參考文獻：

[1]李仲根，楊航，王青峰.課程思政在環境科學與工程專業大氣污染控制工程課程中的融入及實踐[J].高教學刊，2024（17）：193-196.

[2]王娟，李振.課程思政在專業課教學過程中的融合路徑探討——以工程測量課程為例[J].高教學刊，2024（17）：176-179.

[3]龍峰，馬光全，劉驕.高職《汽車CAD應用》課程思政探索實踐[J].時代汽車，2022（5）：23-24.

[4]習近平在全國高校思想政治工作會議上強調：把思想政治工作貫穿教育教學全過程，開創我國高等教育事業發展新局面[N].人民日報，2016-12-09.

[5]許幸新，張曉輝，張躍敏，等.以項目為驅動的工程圖學課程思政探索與實踐[J].中國現代教育裝備，2023（19）：100-101+108.

[6]劉愛華.課程思政與學生深度學習融合的教學一體化設計[J].中國現代教育裝備，2022（3）：99-101.

[7]周龍，陳國強，陳水生.一題多解法在CAD/CAM類課程教學中的實踐[J].科技視界，2022（24）：108-111.