基于翻转课堂模式的先进制造技术课程思政教学改革与实践

摘  要：先进制造技术是一门涉及多学科交叉的制造方向前沿专业课程，该文基于翻转课堂的模式可以打破传统“独角戏”教学课堂，能够有效激发学生学习兴趣，增强课程的广度和深度。利用线上线下混合式教学平台构建课程模块，解决内容繁杂、学时紧张等教学难题，充分发挥教师的思政引领作用，将环境和可持续发展、爱国精神、工匠精神、钻研精神和思辨思维等思政元素润物无声地融入到先进制造技术课程教育中。通过教学改革与实践，取得良好的效果。

关键词：先进制造技术；翻转课堂；思政；混合式教学；教学改革

中图分类号：G641     文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）26-0168-04

Abstract： Advanced Manufacturing Technology is a cutting-edge professional course involving interdisciplinary manufacturing direction. Based on the flipped classroom model， it can break the traditional "monologue" to teach classroom， effectively stimulate students' interest in learning， and enhance the breadth and depth of the course. The combination of online and offline teaching platforms is used to build course modules， solve teaching problems such as complicated content and intense learning hours， give full play to teachers' ideological and political leading role， and silently integrate ideological and political elements such as environment and sustainable development， patriotism， craftsman spirit， inquiring spirit and critical thinking into advanced manufacturing technology course education. Through teaching reform and practice， good results have been obtained.

Keywords： Advanced Manufacturing Technology; flipped classroom; ideology and politics; blended teaching; teaching reform

先进制造技术是一门涉及多学科交叉的制造方向前沿专业课程[1]，围绕基础制造技术将新工艺、新方法、信息化和智能化等新理念融入制造技术中，形成了自上世纪中下旬逐步成熟并不断发展变化的先进制造技术体系[2]。作为一门拓展类课程，其课程目标不仅可以承担通过知识拓展开拓学生眼界的任务，还可以承担就相关制造中的工程技术问题进行有效沟通和交流的任务[3]。

当然，由于课程具有学科交叉和专业前沿的特点，在课程思政教育背景下融入爱国热情、敬业精神、工匠精神等具有正确价值导向的思辨思维内容也具有独特优势[4]。但随着目标和要求的增大，课程同时也将面临内容繁杂、主线不清、学时紧张等教学难题[5]。鉴于此，本课程组基于翻转课堂模式提出重构先进制造技术的课程及评价体系，并将课程思政有机融入教学内容，并以产出导向设计课程实施计划，以学生为中心开展课程教育主线引导，开展基于产出的教学质量持续改进，一系列探索初具成效。

一  课程目标与教学模块设计

先进制造技术是本校机械设计制造及其自动化、工业工程的一门本科专业选修课。课程从系统、学科综合和技术集成的角度介绍先进制造技术所涉及的基本概念、原理和技术方法，在学生知识拓展与沟通交流方面起到重要作用。利用全新课程体系、知识测试达到以下知识与能力目标：①掌握先进制造技术的理论体系、工艺技术与制造系统的相关知识；②能够准确表达先进制造相关工程技术问题的认识与想法，进行积极有效地沟通和交流。

作为一门多学科交叉的知识知识拓展类前沿课程，在先进制造体系中融入思政育人案例，并利用翻转课堂、研讨及课堂感悟完成开放性训练任务，将达到以下育人目标：①理解先进制造技术所涉及的环境保护和社会可持续发展的理念和内涵；②激发中华民族伟大复兴的爱国热情，弘扬爱国敬业、脚踏实地的工匠精神；③理解我国消化吸收到创新之路的钻研精神，培养理性看中国制造现状的思辨思维。

围绕上述课程目标，课程主要设计了讲授和翻转两大课程模块[6]，如图1所示。第一部分为“讲授课堂”，主要优化10个技术专题的讲授与系列测试，其中包含先进制造技术体系、现代设计技术、先进材料及成型制造、数控技术及制造系统自动化、特种加工与微纳制造、增材制造、仿生制造及生物加工成型、再制造技术与绿色制造、现代制造企业信息管理系统、先进制造模式与智能制造。第二部分为“翻转课堂”[7]，主要设计了课前素材整理、课堂汇报及课堂内外研讨与互动，围绕体现先进制造技术的国内外知名纪录片，总结整理以墙报的方式展览并进行研讨与互动，进一步在课程论坛上完成资源共享区拓展。

随着教学改革的发展，增大专业课程的高阶性、前沿性和拓展性是发展的必然的趋势。通过“讲授课堂”和“翻转课堂”两大模块设计，实现课堂与课外的“学而思”和“思而学”，能够有效凝练课程内容、紧随技术前沿，有效提升学生的课堂参与度、有效沟通交流与思辨能力等，同时全面加强教学目标和思政目标的顺利达成，非常适合本课程的教学。

二  课程教学改革举措与思政融入

（一）  融入思政元素构建全新讲授体系

在技术体系变化和专业课学时压缩背景下，面面俱到的填鸭式教学早已不在适应工程教育中“学生为中心”的教育理念，取一半课堂时间构建“讲授课堂”模块，用于课程重点解读，帮助学生理解和构画先进制造技术体系。打破传统教材体系束缚，精简优化设计10个专题，如图2所示。

通过教学环节设计，在讲授专题融入思政元素，让学生理解专业知识的同时，能明白学有所用、学有大用，培养钻研精神、工匠精神、思辨思维等素养的同时，能将其与社会主义核心价值观融为一体。树立科技自信，弘扬爱国情怀。先进制造技术专题体系及思政元素融入情况见表1。

（二）  引导翻转课堂全面强化目标达成

先进制造技术作为多学科交叉、前沿类课程，非常适宜课堂研讨的开展，相对宽泛的内容也容易细腻地穿插课程思政元素。因此，本教学团队取另一半课堂时间，构建“翻转课堂”模块，用于学生分享与交流是该课程的主要教学改革特色。

设置环境和可持续发展理念、国之重器、工匠精神、国际前沿热点和创新意识等相关课程主题。学生自主选取《创新中国》《制造时代》《大国重器》《超级装备》《工业传奇》《新中国70年见证中国工业新实力》《中国经济大讲堂》等一系列国内外知名纪录片，提炼出先进制造技术相关知识素材并整理成汇报文稿/展报等材料，开展翻转课堂汇报。

翻转课堂具体操作过程参考如下：首先，第1次见面课介绍先进制造体系概况，推荐研讨素材与主题；围绕主题自拟题目，1周内题目审核，并拟定后半学程的汇报计划；其次，翻转模块开始前汇报材料与计划讲稿交任课老师审核，根据素材内容、逻辑、材料格式及讲稿准备情况，提出修改意见，修改文稿汇报材料；最后，根据制定的顺序开展翻转课堂，通过提问环节引导学生进行分析、比较和综合，不足和不全之处教师把控并进行补充。

课程思政想要做到润物细无声，则需要充分发挥教师的引领作用。通过该模块教学能够进一步加深学生对先进制造技术的理解，也能够提升就技术问题开展沟通交流的能力。在研讨和交流中，针对学生分享纪录片素材中先进制造技术相关的热点话题、制造业亮点、大国重器、大国工匠和特色制造装备等优质案例资源进行深度拓展，将社会主义核心价值观、钻研精神、爱国热情、工匠精神和思辨思维融入教学实践中，对育人目标进一步全面加强。

（三）  打造在线平台拓展学习互动空间

完成讲授课堂和翻转课堂模块外，充分调动学生主观能动性往往仅依靠课堂是远远不足的。鉴于此，在技术专题体系部分，课程组在“智慧树”平台上构建线上课程讲授、测试资源有效解决线下课堂技术专题无法面面俱到的难点。在翻转课堂任务部分，课前素材整理与批阅是汇报质量的基础保障，课后线上平台的研讨与互动是课堂交流的重要补充，利用网络教学平台搭建展报上传交流研讨区，调动学生积极进一步拓展学习互动的空间，落实“学生为中心”的工程教育理念。

此外，先进制造技术是一门不断发展更新的前沿课程内容，课程素材资源非常丰富，往往依靠个人力量无法有效整合教学资源。通过网络教学平台搭建资源共享区，经过教师审核后允许学生上传和分享优秀教学资源，构建教师和学生互相学习体系，促进课程体系不断向前沿更迭与时俱进。引导学生积极在学习过程中感悟专业认同感，在心灵上培养学生正确的价值观和制造专业的使命感。

三  课程改革成效

（一）  课程目标达成情况评价方法探索

通过课堂内外的教学有效支撑了课程目标，其达成情况评价方法针对不同目标略有不同。教学目标工程知识通过课堂测试正确性进行评价，沟通和交流能力通过汇报和研讨交流情况积极性和质量进行评价。育人目标均可通过学生问卷进行评价，不占总评成绩比例。

（二）  思政教学改革成效

打破传统老师“独角戏”教学课堂，激发了学生学习的兴趣和热情，拓宽了学生知识视野。积极参与课堂互动交流，对制造业产生自发的思考，培养学生独立、理性地看待中国制造业现状的思维思辨。经过3轮教学实践，统计学生问卷评价可知，本课程教学模式满意度100%，最感兴趣的教学环节为“翻转课堂研讨”和“阅读同学海报和听报告”。在思政改革中收获最多的前三项分别是“理性认识我国制造业现状与挑战”“工匠精神”“再制造与绿色制造”，说明该课程改成成效较好。

四  结束语

先进制造技术课程思政教学改革以智慧树和优慕课平台为载体，采用线上线下混合式教学模式，通过建设丰富的线上教学资源、组织课前/课后的线上教学和研讨，解决课程内容涵盖广、知识多的问题。通过横向教学引导和纵向汇报研讨，使学生达到思而学、学而思的教学目的。充分利用线上讨论、线上作业、发帖提问情况等，掌握每一位学生的学习过程、学习状态和学习效果，将讨论的参与率、研讨质量等纳入考核，以“学生为中心”“产出为导向”，提升课堂内外效果和效率。课内外开展思政引导、任务驱动教学新范式，将环境和可持续发展、爱国精神、工匠精神、钻研精神和思辨思维等思政元素如盐入水、润物无声地融入到专业教育中，提升课程教学质量。

参考文献：

[1] 王隆太.先进制造技术[M].2版.北京：机械工业出版社，2015.

[2] 王磊，魏敏，张巍，等.浅谈优化《先进制造技术》课程教学方法[J].教育教学论坛，2017（22）：175-176.

[3] 胡雪，魏敏，夏博，等.《先进制造技术》研究生课程研讨式教学改革实践初探[J].高教学刊，2021（7）：135-139.

[4] 李亚娟，神显豪.审核评估背景下大学生学习素质教育刍探[J].大学教育，2017（1）：41-42.

[5] 何庆，汪献伟.研究生“先进制造技术”课程教学思考与创新[J].江苏理工学院学报，2020，26（6）：95-98.

[6] 夏博，胡雪，魏敏，等.基于翻转课堂模式下先进制造技术课程和评价体系建设[J].教育现代化，2019，6（53）：111-113.

[7] 贺延蒙，强兴运.翻转课堂教学模式案例设计[J].科技创新导报，2019，16（12）：236-237，239.

基金项目：新疆生产建设兵团高新技术领域重大科技项目“基于IT-OT融合的流程工业智能制造基础信息平台的研发与应用”（2021AA006）；石河子大学课程思政示范课建设项目“先进制造技术”（KCSZ-2020-012）；现代农业机械兵团重点实验室2021年度开放课题“兵团先进制造业发展现状及趋势调研”（XDNJ2022004）；石河子大学一流本科课程建设项目“先进制造技术”（ZXKC-2019-008）

第一作者简介：夏博（1988-），男，汉族，新疆石河子人，工学博士，副教授，硕士研究生导师。研究方向为先进制造技术及装备自动化。