新工科背景下机械类专业课程思政教学设计

代光辉 张晴晴

[摘           要]  在国家提出高等教育应服务经济社会发展需求和“全方位育人”的背景下，以机械类核心课程液压和气压传动为例，从课程大纲设计、教学案例设计、思政融合设计、教学过程设计四个方面进行新工科背景下融合课程思政的教学设计，以求实现专业技能培养和“润物无声”的育人效果，为相关课程思政教学提供借鉴。

[关    键   词]  液压与气压传动;新工科建设;课程思政;教学设计

[中图分类号]  G642                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2021）33-0046-02

为服务国家经济社会发展需求和更好地提升“全方位育人”的价值引领，2017年2月，教育部提出了积极推进新工科建设。2020年5月，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》，要求各类课程应以隐性教育方式配合思政课的显性教育方式，帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观，落实“立德树人”根本任务。在此背景下，众多教育工作者对“课程思政”从元素挖掘和要素融合[1-2]到课程实践[3]等方面开展了大量的理论研究和实践应用工作。他们认为，专业课程是高校教育活动的主要形式，是实施新工科教育改革和育人思政教育的载体，在新工科建设中构建好协同推进课程思政建设是具体路径。本文以机械类核心课程液压和气压传动为例，从课程大纲设计、教学案例设计、思政融合设计、教学过程设计四个方面进行课程思政教学设计，以求实现专业技能培养和“润物无声”的育人效果。

一、课程大纲设计

液压与气压传动课程的教学宗旨是使学生掌握液压传动中常用液压元件的原理与结构、液压系统的基本构成、基本原理、液压系统常见回路的分析方法，能读懂常见工业设备的液压传动系统图，能进行常用的液压传动系统回路设计。更重要的是能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于正确设计液压传动系统，解决液压领域内复杂工程问题。本文结合“新工科”立足于新兴工科和传统工科专业的改革、改造与升级的内涵与理念，进行液压与气压传动课程大纲设计，旨在完成工程知识、问题分析、科学研究和使用现代工具四大毕业目标。

二、教学案例设计

从2016年6月我国成为“华盛顿协议”正式成员国之后，国内高校正式开启了具有国际实质等效的工程教育专业认证工作。以项目为载体，以学生为主体实施教学的项目式教学备受青睐[4]。针对上述教学内容和目标，将液压与气压传动教学内容分成8个教学模块，在教学模块设计上采用逐步递进的内容设置，基本主线为：从液压与气动技术认知和流体力学回顾，到动力、执行和控制三种元件的设计或分析，再过渡到液压系统的学习;在液压系统的学习流程中，依然是从压力控制、速度控制和方向控制三种基本回路，通过实物案例尝试液压系统设计及故障分析，最后完成液压系统的完整设计。针对上述教学模块，依据工程知识、问题分析、科学研究和使用现代工具四大毕业目标，结合现有实验和实物资源，选取或改编设计了能够涵盖所有教学内容的8组教学案例。其中，2组认知案例，为挖掘机模型、推土机模型、四自由度气动机械手模型认知;1组基础力学案例，为射流泵的结构优化设计;4组元件案例，回转液压缸和输油泵的优化设计以及比例流量阀的特性测定;3组系统案例，为四自由度机械手气动系统设计、压力机液压系统设计、挖掘机模型液压系统分析与排障，以及金属管折弯机液压系统的综合设计。

三、思政融合设计

新工科建设与课程思政两者关于价值观塑造的目标和任务是相通的，其核心内涵是以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型、卓越工程人才[5]。关于新工科建设中实施课程思政理论的探讨也取得了一定的成果，王轶卿[3]认为新工科建设需要彰显中国特色;尹霞[6]从讲好“中国”故事，讲好“大师”故事，科学观和科学方法论的传递，正反典型案例育人和爱国先爱校五个方面展开了理科教师进行课程思政探索;郭江[7]论述了学术前沿案例和“卡脖子”技术案例的价值引领作用;梅瑞斌[1]把马克思主义基本原理、做人做事道理、社会主义核心价值观、实现中华民族伟大复兴的中国梦作为思政元素挖掘的价值典范标准等。本文结合液压与气压传动的课程特点，综合提炼了家国情怀、传承历史、价值理念、唯物思想、责任担当、职业道德、开拓创新和理想信念思政要素，有针对性地融入8个教学案例中，具体如表1。核心思政元素主要从政治理论、核心价值观、中国故事、历史事迹、大师风尚、科学活动与成果、典型科学正反事例、个人与家庭等方面选取。

四、教学过程设计

此节以第六教学模块中的同步工作回路教学内容为例，完成1个学时（45分钟）的课程教学。

（一）教学目标

通过多缸工作控制回路的学习，着重掌握各种多缸工作控制回路的基本原理、组成形式和动作过程;结合工程实例的解析，掌握同步控制回路设计与实际应用。另外，该模块在教学工程中要融合家国情怀、唯物思想、责任担当、职业道德、开拓创新五个思政要素。

（二）教学流程

教学从引入新课开始，回顾上次课关于“顺序动作回路”的教学内容，巩固旧知识点，为本课的学习奠定基础;播放同步工作控制回路在升降平台中运用实例的教学动画，并对比播放一个因使用单缸工作使重物翻落的教学动画，着重提醒学生在设计中要有端正的工作态度和责任担当，也为新课教学埋下疑问，此环节教学时长3分钟。接着，在新课教学中提出如何实现多个液压缸同步运动的问题，结合图例分别详细说明带补偿措施的串联液压缸同步回路、同步缸控制同步回路、机械控制同步回路和流量阀控制同步回路4种回路的结构、原理和特点，总结各回路之间的差异化，引导学生思考各回路合适的使用场合，引导学生利用唯物主义思想分析问题，此环节教学时长12分钟。然后，将教学重点放在案例“四柱双缸液压压力机”的分析与设计教学上，分三个环节进行，依次为：（1）背景介绍，讲述中国第二重型机械集团成功建成世界最大8万吨级模锻液压机及其相关故事;（2）工况分析，提出案例的设计要求及分步过程;系统设计，通过10分钟课堂谈论，每组学生要给出案例中“四柱双缸液压压力机”液压系统设计的初案，引导结合已学相关软件辅助验证设计，为实验室模型搭建提供基础，以求结合实例启迪学生艰苦奋斗、开拓创新的精神，此环节教学时长12分钟。最后，总结教学知识点，升华思政元素，传递爱国情怀和责任担当。

五、总结与反思

工科背景下液压与气压传动课程思政教学设计，严格依据本课程工程认知背景下的教学大纲精神，借鉴OBE教学理念中的案例式教学模式设置课程和某次课的专业教学内容，并充分考虑课程思政的总体教学目标，同时根据具体的专业知识点，将课程思政的总体目标分解为具体的课程思政元素育人目标。做到每一个经过设计和提炼的课程思政元素，都能明确指向总体课程思政目标，可以有效地实现专业技能培养和“润物无声”的育人效果。

参考文献：

[1]梅瑞斌，包立，王晓强，等.塑性力学类课程思政改革与实践[J].机械设计，2020，37（S2）：281-285.

[2]朱广琴.基于立德树人的“课程思政”教学要素及机制探析[J].南京理工大学学报（社会科学版），2019，32（6）：84-87.

[3]王轶卿，张翔.新工科建设中实施课程思政的理论与实践[J].河北师范大学学报（教育科学版），2020，22（6）：59-62.

[4]牛艳娥，李宁.液压与气动技术课程项目式教学研究与实践[J].机械设计与制造工程，2016，45（7）：92-94.

[5]刘小勇，李荣丽，杨慧香，等.新工科背景下基于OBE理念的机械原理改革研究[J].机械设计，2020，37（S2）：23-26.

[6]尹霞，杨安安，李侃侃.理学专业课进行课程思政探索的有效策略[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2021（3）：83-85.

[7]郭江，楊睿，高菲.基于思政案例库的工程制图课程改革与实践[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2021（1）：77-80.

◎编辑 薛直艳