工科课程教学思政双导入

基金项目：广东省本科高校课程思政改革示范课程项目“PLC基本原理及应用”（粤高教函[2021]21号）

第一作者简介：申文静（1984-），女，汉族，湖南邵阳人，博士，副教授。研究方向为机电一体化，系统建模。

*通信作者：刘宏伟（1975-），男，汉族，河南新乡人，博士，教授。研究方向为集成电路设计。

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.06.041

摘  要：党的二十大报告提出，加快建设国家战略人才力量，努力培养造就更多大师、战略科学家、一流科技领军人才和创新团队、青年科技人才、卓越工程师、大国工匠、高技能人才。为达成这一战略目标，其中十分重要的环节就是在高校工科专业教学中既向学生教授与时俱进的专业知识，又在教学中自然融入课程思政元素，提升育人广度与深度，从而培养具有过硬专业功底、严谨科学素养与高尚爱国情怀的战略人才。该文以深圳技术大学专业核心课程PLC基本原理及应用为例，探索工科专业教学与课程思政案例的双导入，从而达到润物无声、立德树人的根本目标。

关键词：工科教学；专业课；课程思政建设；双导入；PLC基本原理及应用

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）06-0176-05

Abstract： The report of the 20th National Congress of the Communist Party of China proposed to accelerate the construction of a national strategic talent force， and strive to cultivate more masters， strategic scientists， first-class scientific and technological leaders and innovation teams， young scientific and technological talents， outstanding engineers， great country craftsmen， and highly skilled talents. In order to achieve this strategic goal， an important approach is to not only teach students professional knowledge that keeps up with the development of science during the engineering teaching process in universities， but also to naturally integrate ideological and political elements into the curriculum. This combination can enhance the breadth and depth of education， and cultivate strategic talents with professional skills， rigorous scientific literacy， and noble patriotism. In this article， the core course Fundamentals and applications of PLC in Shenzhen Technology University is taken as an example to explore the dual introduction of professional knowledge and ideological and political elements， in order to achieve the fundamental goal of cultivating morality and nurturing the spirits spontaneously and naturally.

Keywords： engineering course teaching; professional courses; curriculum ideology and politics; dual introduction; fundamentals and applications of PLC

2022年10月16日，中国共产党第二十次全国代表大会在北京胜利召开，习近平总书记在党的二十大报告中提到“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑……我们要坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动，加快建设教育强国、科技强国、人才强国，坚持为党育人、为国育才，全面提高人才自主培养质量[1]”，对教育、科技、人才三者的关系提出了新的指导性意见和科教兴国战略的总体部署。科技创新离不开人才这一内核，而人才则需要通过教育来培养发掘。教育部在印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》（简称《纲要》）[2]指出，高等学校人才培养是育人和育才相统一的过程。高等学校应坚持立德树人根本任务，着力培养堪当民族复兴重任的时代新人。因此，高校教育的目标不仅是传授已知、更新旧知、开掘新知和探索未知，更重要的是引导学生的思想，帮助学生树立正确的世界观、人生观、社会主义核心价值观，最终实现为党育人、为国育才这一根本目标。《纲要》同时指出，工学类专业课程，要注重强化学生工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。如何在高校工科专业教学中有效展开课程思政教学，既培养年轻学子过硬的专业本领，唯实求精的工匠精神，又培养学生科技报国的家国情怀，使其成长为国家的建设者与接班人，也成为工科教学中亟需思考和研究的问题。

一  PLC基本原理及应用课程思政建设的必要性

当前我国正处在工业转型升级的关键时期，国家从战略层面印发了《“十四五”智能制造发展规划》[3]，而PLC作为智能制造中承上启下的关键一环，发挥着重要作用，并将被应用于包括大数据、人工智能、机器人和智能化生产线等更广泛的领域，为智能制造的发展带来更多便利与效益[4]。PLC基本原理及应用（以下简称“本课程”）作为机械专业核心课程，为培养智能制造领域的后备工程师提供了必要的理论知识和应用技能。通过本课程的学习，使学生掌握以弱电控制强电的现代控制方法，培养学生工程实践的基本能力和基本素质。学生将了解常用低压电器元件与电气控制系统的工作原理，掌握PLC基本指令与功能指令编程，熟悉组态软件对PLC的监控方法，锻炼用PLC解决实际工程问题的能力，养成严谨、求实、细致、认真和负责的工程素养及科学精神。

为推动本课程的思政改革，深圳技术大学PLC教学团队教师围绕立德树人这一根本目标，积极探索课程教学与思政教育的有机融合，获批广东省本科高校课程思政改革示范课程、广东省首批本科高校课程思政优秀案例各一项，同时夯实学生专业功底，提升PLC综合实践能力，带领本专业学生参加中国大学生机械工程创新创意大赛智能制造赛，获得多个全国一等奖、二等奖奖项。

二  课程建设思路

本文将探讨如何在PLC教学中有效发掘课程思政元素，并结合专业知识自然融入课程思政元素进行深入思考与创新研究。在教学过程中教师做到“五结合”：结合PLC编程的逻辑性与条理性，培养学生良好的逻辑思维能力和高度的工作责任感；结合教学内容与时事热点等，培养学生社会主义核心价值观；结合学校作为应用技术大学所倡导的“唯实求精”的建校理念，培养学生专注严谨、创新进取、精益求精的大国工匠精神；结合国家在该领域的新技术、新进展，培养学生对国家高速发展的民族自豪感；结合国家在该领域的优秀科学家先进事迹，培养学生科技报国的使命担当和英雄情怀。

课程思政建设以培养具有过硬专业功底、严谨科学素养与高尚爱国情怀的战略人才为核心目标，同时将理论与实践相结合，线上与线下课程同时建设[5]，在课堂讲授环节实现教学思政双导入（图1）。线上建立了本课程资源库，引导学生进行线上预习与复习（图2）；线下结合PLC基础实验台对学生进行理实一体化教学（图3）。通过学习，学生将掌握用弱电控制强电的现代控制方法，养成严谨、求实、细致、认真和负责的工程素养及科学精神。

图1  课程思政建设思路

图2  线上课程资源

图3  线下理论课堂

三  PLC基本原理及应用课程思政双导入案例

本案例将从举世瞩目的载人航天为出发点，提炼科技思政案例与教学知识共通点，将教学内容与思政内容有机结合进行双导入。我国从1992年载人航天工程立项算起，至今三十余载，成为世界上第三个把人类送上太空的国家，并完成中国空间站在轨建造，实现航天员在太空的长期驻留[6]。在讲解PLC控制系统设计这一章节时，以重大科技新闻载人航天为导入点，结合其地面测试发射控制系统为学生讲解；然后结合空间站所配备的太空机械臂，为学生讲解工业机械臂案例设计的内容与步骤；再以课堂练习——交通灯进一步巩固学习；最后对教学思政进行了“双巩固”。在教学过程中有机融入了以爱国主义为核心的民族精神和以改革创新为核心的时代精神，尤其是号召学生学习科学家积极探索的科学精神和艰苦奋斗的英雄情怀，将个人的发展与国家民族的奋斗目标紧密联系起来，为祖国繁荣昌盛贡献自己的力量。本案例将载人航天既作为思政案例导入，亦作为教学案例导入，与教学内容的衔接非常连贯自然，获得了非常好的教学效果。教学实施具体包含以下六个环节。

（一）  教学回顾

温故而知新，因为PLC控制系统设计这一章是综合性程度非常高的一章，需要用到之前所学习的知识点，带学生依次复习了PLC的工作过程、系统配置、外围接线、基本编程指令与功能指令中的重要知识点。

（二）  新课引入

向学生播放载人飞船发射时的视频，并介绍“在2023年5月，我们国家有一个重大的事件，那就是神舟十六号载人飞船发射成功，此次任务是我国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段的首次载人飞行任务。我相信每个同学看到发射的倒计时画面时，内心都是非常激动和自豪的！”思政融入：载人航天技术是我国科技实力的重要体现之一，我们感到由衷的自豪。今后国家的发展将呈现几何级数增长，在座的同学必将成为国家发展的主力军（图4）。

图4  载人航天教学思政案例“双导入”

（三）  PLC控制系统设计的内容

自然过渡：对于如此庞大的载人航天系统，其地面发射控制系统就是用PLC控制的（介绍其系统组成），再启发学生，PLC控制系统是其核心，若作为总设计师需要考虑哪些因素，从而引发学生思考，最终总结控制系统设计的内容（图5）。思政融入：酒泉卫星发射中心总工程师郑永煌，坚守甘肃酒泉大漠30余年，全程参与神舟飞船发射任务，国家取得的每一点进展都是有这样一群科学家在背后默默奉献才取得的，号召学生向科学家们学习艰苦奋斗、无私奉献的英雄情怀，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当[7]。

（a）  教学内容案例

（b）  科技思政案例

图5  提炼科技思政案例与教学知识共通点

（四）  PLC控制系统设计的步骤

对于上节的设计内容，启发学生进一步去细分，从而明确了控制系统设计的步骤（图6），培养学生任务规划实施的工程能力。

图6  PLC控制系统设计步骤