中圖分類號:G642 文獻標志碼:A 文章編號:2096-000X(2025)22-0054-04
Abstract:Thermal manufacturing coursegroupisthecore basic course group of mechanicalundergraduate majors with distinctivaerospacecharacteristicsandmultidisciplinaryintegrationinBeihangUniversityThecoursesincludeEnginering MaterialsScience,Engineering Thermology,AerospaceManufacturingEngineringFoundationandotherseriesofcourses.The curriculumgroupactivelypromotesthecuriculumandideologicalandpoliticalsystemforadvancedmaterialprocesingofaero engineandspacecraftstructuremanufacturing,andputs forwardtheknowledgestructureand’currculumsystemof thermal manufacturingscienceandenginering,whichisorganicallintegratedintothetrainingsystemofmechanicalenginering profesionalsThecuriculumconstructionstrengthensthecultivationofstudentsintegratedsystemengineeringthinkigof \"design-material-thermal manufacturing-equipment-process-quality\",andimprovesthecoherenceandepochalcharacterofthe manufacturingcuriculumgroup,anditalsostrengthensideologicalandpoliticalelementssuchasaerospacethermal manufacturing, andenhancesstudents‘initiativeandsenseofgaininginlearninghardtoachievethestrategyofmanufacturingpower.This paperexploresthecombinationofprofesionalknowledgeandideologicalandpoliticaleducationinthepracticeofthemal manufacturingcuiculumgroup,implementsteconstructionofthecuiculumgroupsystemof \"Engineering Materials-Thermal Basis-ThermalManufacturingProcess\"withdistinctiveaerospacecharacteristics,andconstructsarelativelycompletesetof educational knowledge framework system to help the quality of aerospace personnel training.
Keywords: thermal manufacturing; materials; curriculum group; fusion; curriculum ideology and politics
思想政治教育與專業理論教育有機結合,同向同行,發揮協同效應,在授業解惑時融入思政元素,提高學生思想覺悟,實現全面發展-5。如何在人才成長和受教育的黃金期實現專業知識和思政教育協同,課程思政育才和育德的統籌是亟待解決的課題。高校專業課的目標是專業理論學習和實踐,專業課中蘊含著內容豐富和意義深遠的理論和思想,迫切需要將二者相互貫通,構建專業知識與制造強國情懷的密切關聯,體現課程思政價值。
北京航空航天大學(以下簡稱“北航”熱制造課程群是依托機械工程及相關優勢學科和專業基礎課程,構造并優化的課程體系,涵蓋了工程材料學、工程熱學、航空航天制造工程基礎等系列課程,具有門數多、知識融合、實驗綜合等特點,是機械工程相關專業本科人才培養環節的重要組成部分,也是材料、機械等本科專業的核心專業課。新形勢下,迫切需要將專業知識與思政教育有機結合,滿足學生專業素養與思想品德雙提升的自標。因此,要堅持熱制造課程群與思政同向同行,在教學中做到德育為先、德智并重與德業融合[9-10]。同時,尋找專業知識與思政教育結合的切入點,實現專業教學與思政教學協同增效,把培育空天報國精神與制造強國情懷價值引領貫穿于課程群教學全過程中。
一 熱制造課程群發展歷程
北航制造工藝教學團隊的建設歷史可追溯到1952年建校時創建的飛機工藝、發動機工藝專業教研室。在新一輪科技革命和產業變革大環境以及國家實施制造強國戰略需求下,學校對培養全面通曉設計、材料、工藝和測試的復合型人才的要求提升到了一個新高度,機械工程及自動化學院(原機械學院)自2003年始,持續加強對制造工藝課程群及其教學團隊的系統性建設,截至2023年,歷經20年實踐,取得長足發展,其熱制造課程的發展階段如圖1所示。
課程群堅持“課程思政為魂、案例教學、科教融合、國際交流能力提升”,結合校級教改項目研究,在實際教學中不斷探索新的教學方法和教學手段的實施,不斷提升課程建設質量,航空航天制造基礎、工程材料學、工程倫理先后獲批校級一流本科立項課程,其中航空航天制造工程基礎2022年獲評北京高校優質本科課程,工程材料學2023年獲北京市優質本科課程(重點)。
二 熱制造課程群教學內容
熱制造課程群的知識點量大面廣,融合了材料學、機械工程等工程技術,且融入了鮮明的航空航天行業背景與特色,從而使得熱制造課程群的實踐特色尤為突出。在強化基礎的大類培養情況下,重構課程體系,保證課程之間科學的銜接和合理分割,減少碎片化的教學要點,如圖2所示。
“重基礎、強實踐、有情懷、拓視野\"課程群課程體系建設。根據“培養基礎扎實、善于思考、有創新精神、具備解決工程問題的新工科人才”的培養目標,適應大類培養和支撐寬口徑多專業輸出的培養需求,制定出“重基礎、強實踐、有情懷、拓視野\"課程群課程體系建設思路,如圖3所示。具體為:大二通過學科專業基礎課,注重夯實材料基礎、能量基礎;大三通過核心專業課,夯實工藝基礎和實驗實踐基礎,基礎課程相對穩定;高年級開設拓展理論深度和前沿科技的選修課程,強調交叉,并根據學生需求和技術發展不斷豐富。以課程群為單元的課程體系重構,最大程度地優化了課程界面分割和知識的科學銜接,有效支撐了機械與工程及自動化學院4個本科專業的大類培養
章章有科教融匯案例。目前,在具體的授課中持續積累并添加了航空航天熱制造事例。如“3D打印”助力“捷龍三號”圓夢九天,從立項到首飛僅用了20個月,創造了火箭研制用時最短記錄,這主要歸功于先進電弧增材熱制造技術的應用。如低軌寬帶通信衛星配置了主動熱控流體回路,其熱控部件涉及的塑性成型、焊接等熱制造技術相當于為衛星配置了“空調”。再如載人大型密封艙主結構、火箭貯箱等關重部件中,實現了2000系列鋁合金接頭高強度比的焊接,大幅提升了我國鋁合金焊接水平。
課課有課程思政元素。課程思政元素見表1,具體包括: ① 科學小故事,如不銹鋼材料的發現,古代煉鐵術、煉鋼術、銅提取術及煉銅術、鐵鑄造技術和玻璃的發明等。 ② 成語故事,如金屬塑性變形中引入“百煉成鋼”“百鍛成材”的思政思想,只有經過風雨、經過磨練、百折不撓,我們的人生才會更有意義。 ③ 科學家精神,如“中國材料學之父\"師昌緒院士、我國“冷擠壓技術之父\"阮雪榆院士,我國焊接第一人潘際鑾院士的高超技術運用到高鐵及航母的建造中等。 ④ 大國工匠,例如我國航天一院焊接大師高鳳林,扎根在航天第一線從事火箭發動機焊接工作,在火箭發動機的“金縷玉衣”上焊出了一片天;還有指揮鋼鐵合奏的鍛造工劉伯鳴,“一把焊槍,一雙妙手\"的李萬君,坦克裝甲鋼板連綴的盧仁峰。
基于熱制造課程群教學,明確基礎專業知識與課程思政同向同行;實現課程內容情懷化、課程教學生動化、考核過程化和學習資源共享化的立體教學?!爸鼗A、強交叉\"課程群教學理念核心點必須堅持且貫穿于熱制造課程群教學的全過程中。熱制造專業知識線是基礎,為課程思政脈絡線提供了載體。通過專業基礎知識的教學,讓學生更好地了解和掌握航空航天對熱制造的需求及應用,同時選擇性地提高知識深度,讓廣度和深度齊頭并進。課程思政是鮮活的點綴和豐富,讓課堂富有溫度和情懷,讓枯燥的專業知識變得立體和靈動,從而凸顯課程的教學亮點。
三熱制造課程群教學實踐
專業知識課程迫切需要情懷化,才能更好地培育和傳承制造強國情懷和空天報國精神。專業課知識點結合思政元素有機融入教材、課堂理論教學、現場實踐教學、作業和考試等全方位環節。總結起來專業知識要有基礎,思政教育要有情懷,學生學習要有實踐,教學過程要有交叉。
熱制造課程群涉及的交叉學科包括物理、化學、熱學、力學、材料學、仿生學、機械和控制等學科知識。通過交叉知識的講解,激發學生對熱制造領域認知寬度和熱情,擺脫傳統學科思維定式,突破知識瓶頸,培養學生的創造力。同時,深人挖掘熱制造課程群中我國航空航天事業中具體的實踐與突破的人和事,弘揚科學家和大國工匠背后愛國報國,教育學生務必具備科技報國的擔當[]。
教學內容和形式務必立體化。多元化解決知識點難理解的問題,同時避免出現一言堂授課形式。動起來的課堂理論教學需要多種方式結合,例如采用圖片、動圖、視頻等,結合MOOC、微課等“互聯網 + 的新型教學方式,實現互動式“學習 + 引導”的開放教學模式,提升趣味性。
實踐是熱制造課程學習和應用能力培養的重要環節,讓學生動腦動手。在教學過程中,通過引入科研小課堂串聯起實際科研項目,在指導教師的指導下完成科研小課堂,運用專業知識解決具體的實際問題。整個科研小課堂總共包括以下幾個環節: ① 確定課題內容; ② 總體方案設計; ③ 材料熱制造; ④ 材料表征; ⑤ 性能數據分析; ⑥ 項目總結,如圖4所示。通過科研小課堂的實踐,強化學生的執行力、責任感和擔當精神。
考核全程化和過程化。打破以閉卷考試為主的單一方式,多維度綜合評價,并靈活設計多形式的過程考核,例如提高平時成績至 50% 甚至更高;加強研究小論文的力度,比如調研國內外航空航天關重構件上涉及的熱制造方法,提出思路與想法,鍛煉、提升思考和創新意識;提高學生對互動討論的參與度,提升學生對開放式問題討論的主動性;開展前沿焊接技術分組研討,訓練學生自主研究性學習、團隊協作意識和溝通表達能力,增加課程學習的挑戰度。另外,加強科研小課堂引導,在指導老師的指導下開展科研課堂實踐活動,讓專業知識用起來活起來,讓學生體會到實踐是檢驗真理的唯一標準等思政內容。
四 熱制造課程群教學融合
專業課老師作為課程群課程思政教育的主體,不僅要以專業的知識體系達成教書的目的,同時也要始終秉持育人的初衷。課程思政融合是否成功有如下判斷。
其一就是潛移默化地引導學生樹立正確的空天報國精神與航空制造強國情懷。實現思政教育的浸潤、引領作用,真正做到“潤物無聲”和“點睛之筆”,而非\"生搬硬湊\"和\"形同虛設\"[2]。熱制造課程群思政教育屬于“隱性教育\"范疇,在方向上必須旗幟鮮明堅持正確政治方向,在方法上則要潤物無聲[13]。一方面專業課知識與思政元素結合時,要起到相輔相成的作用;另一方面,思政能起到共鳴,促進學生對知識內容的理解和教學質量的提升,達到傳道與育人雙提升[14]。
其二就是專業知識、專業教育與思政教育有機融合并且相互促進。加強教師對課程思政的認知,切實做到突破自我認知邊界,實現專業元素和思政元素的有機融合,讓學生感受到融合空天報國精神和敢于擔當的航空制造強國情懷,同時也充分調動學生的課堂參與感,增強學生的課堂獲得感。
五結束語
在熱制造課程群教學的實踐和探索中,堅持以專業教學質量為根本,逐步探索出了一套空天報國育人實效與課程質量雙向提升的課程思政經驗方法。通過課堂教學中思政元素融人,實現價值引領,激發學生學習的內驅動力,促成學習動機轉變,提升學術志向,使專業教育與思政教育相互促進提升。把空天報國精神與熱制造課程知識有機融合,充分結合北航熱制造航空航天鮮明特色,深度挖掘并提煉專業知識體系中蘊含的精神內涵,提升航空航天熱制造人才培養質量。
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