思政教育融入材料成型CAD/CAM综合实验课程的设计与实践

摘  要：为了贯彻高等学校各类课程“三全育人”精神，针对材料成型CAD/CAM综合实验课程特点，以《中国制造2025》为切入点，以实验专业知识和实验项目为载体，从专业认同感、职业素养、创新精神和社会责任感等方面，挖掘该实验课程思政元素，构建材料成型CAD/CAM综合实验课程思政教学体系。将思想教育合理地融入课程实验理论和实践教学中，使学生在学习专业知识、提高综合实践能力和培养创新能力的同时，塑造正确的价值观和科学观，发挥专业课立德树人的引领作用。

关键词：材料成型CAD/CAM综合实验;课程思政;教学设计;教学实施;立德树人

中图分类号：G641        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）15-0030-04

Abstract： In order to carry out the spirit of "three-round education" in the courses of colleges and universities， combining the course characteristics of CAD/CAM Comprehensive Experiments of Material Forming， "Made in China 2025" strategy with professional knowledge and experimental projects， the ideological and political elements in professional experiment course were explored and the ideological and political teaching system of the experiment course was constructed from the aspects of the specialty identity， professional quality， innovative spirit and social responsibility and so on. The ideological and political education is properly integrated into experimental theory and practical teaching， so that students can learn professional knowledge， improve comprehensive practical ability and cultivate innovative ability， and at the same time shape correct values and scientific view， and play the leading role of the specialized course of moral education and talent cultivation.

Keywords： CAD/CAM Comprehensive Experiments of Material Forming; ideological and political education in course; teaching design; teaching implementation; Establishing Virtue and Cultivating Talents

课程思政是以立德树人为教育目的，充分挖掘各类课程中的思想政治教育元素，发挥所有教师、课程和教育的育人功能，形成全员、全方位、全过程育人的教学体系，体现了立足中国大地办大学的新的课程观[1]。2016 年12月，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上的讲话强调：“高校立身之本在于立德树人”“要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行， 形成协同效应。[2]”

每一门专业课都有其独特的行业价值、历史内涵，专业实验课教学不仅传授专业知识，而且是培养学生具备发现和解决工程实际问题能力及自主学习和终身学习能力的重要环节， 专业课程思政教学是课程思政建设最核心和关键的部分[3-7]。然而，长期以来，高校在育人过程中不同程度地存在着专业课教育和思想政治教育“两张皮”的现象，导致所培养的学生存在社会责任感不强、积极进取精神不足、工匠精神缺乏和工程伦理意识淡漠等问题，无法满足当前社会和企业人才需求[8-9]。以专业技能知识为载体加强大学生思想政治教育，具有强大的说服力和感染力，有助于将课堂主渠道功能发挥最大化，扭转专业课程教学重智轻德现象[9-10]。

实验课程产生的问题不仅是科研问题，也可能是价值问题和工程伦理问题，更需要思想和价值层面的引导[11]。因此，为了贯彻习总书记在全国高校思想政治工作会议上关于“三全育人”的讲话精神及教育部发布的《高等学校课程思政建设指导纲要》的相关政策，作为材料成型CAD/CAM综合实验课程的任课教师深感开展课程思政的紧迫性和必要性。

一  课程性质及融合课程思政的必要性

材料成型CAD/CAM综合实验课程（以下简称“本课程”）是材料成型及控制工程专业的一门综合实验课，本课程要求学生掌握现代企业产品或模具零件设计与制造方法，能够利用企业常用三维CAD/CAE/CAM软件完成产品/模具三维模型创建、产品成型工艺过程数值模拟、模具计算机辅助设计和数控加工工艺设置及数控将代码编制等任务，帮助学生理解产品CAD/CAE/CAM一体化专业知识、提高产品/模具的设计能力、加强分析问题和解决问题的能力、增强综合实践能力、培养创新思维和创新能力。

根据课程性质和材料成型及控制工程专业特点，课程团队以先进制造技术中产品全生命周期为基础，选择基于项目驱动的方式设置了从产品设计、产品成型工艺模拟分析、模具设计和模具数控加工的实验内容，是本专业同学走入工作岗位之前开设的一门理论联系实际，同时需要掌握CAD/CAE/CAM软件的课程，是本专业同学毕业要求达成的重要支撑课程之一， 同时也是一门能与《中国制造2025》深入契合的专业课程。制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器和强国之基。“以人为本”是《中国制造2025》的重要基础，创新驱动的根本在人，质量保障的根基在人，绿色发展的内涵在人，结构优化的基础也在人[12-13]。实验教学过程包含师生互动教学过程和实践操作训练过程，具备提升道德认知、培养道德情感和强化道德行为的实践条件[14]。因此，为了培养适应新时代满足企业行业需求的德智体美全面发展的社会主义事业接班人，在课程实验教学的各理论介绍和实践操作训练环节中如何挖掘思政元素，实现在知识传授中价值观的同频共振，从而塑造学生专业认同感、培养学生工程师职业道德素养和勇于创新挑战自我的时代精神及肩负发展壮大中国制造业的责任感，是非常重要也是非常有必要的。

二  课程特点及课程思政设计融入点

材料成型及控制工程专业是制造业的核心专业之一，CAD/CAE/CAM一体化技术是实现智能制造的基础技术，培养我国制造业急需掌握模具CAD/CAE/CAM技术的人才是推动实施《中国制造2025》发展规划的关键因素之一[15]。为了避免专业实验课程思政元素生搬硬套地添加，教师需要充分挖掘专业课程与思政内容的融入点，然后结合教学内容特点，精心设计，通过灵活多样的教学方式，达到润物无声的育人目标。因此，本课程团队教师以我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领文件《中国制造2025》为切入点，认真阅读、学习领会文件指导思想、战略任务和重点发展领域，然后根据课程实验内容特点，将这些思想融入到课程教学中，构建设计了融入思政元素的材料成型CAD/CAM综合实验课程教学体系，见表1。

该课程思政内容教学的设计，首先以先进制造技术中产品全生命周期为基础，基于学生自主设计的思想确定了产品CAD、产品CAE、模具CAD和模具CAM 等5个实验项目，以各实验项目为载体，让学生熟练掌握从产品设计到模具设计到模具制造的全周期过程，将蕴含的产品设计的创新性、现代产品和模具设计环保意识和成本要求、产品设计过程中所涉及的知识产权及本专业在制造行业中的作用等相关思政元素潜移默化地传递给学生，塑造学生专业认同感、培养学生工程师职业道德素养和勇于创新挑战自我的时代精神。

三  课程思政的融合措施和教学实施

本课程是武汉理工大学校级精品在线开放课程，为了在实验教学过程中科学合理、有序顺畅、润物无声地实施课程思政，真正达到育人的功能，充分利用课程网络教学平台，采用了线下课堂讲授、线上学习和上机操作实践的混合式教学方法。

（一）  融合课程思政的措施

①本课程在每一讲的理论教学中根据教学内容特点设置了相关的法律法规要求知识点、现代产品中如何考虑绿色设计和绿色制造理念、《中国制造2025》发展战略和德国工业4.0内涵、智能制造相关技术等;②设计了5个学生自主设计的实验项目，其中实验2—5是以产品设计到产品仿真成型工艺分析到模具设计到模具制造的产品全生命周期为理念，学生自主设计产品并进行成型工艺仿真分析和模具设计与制造，实现产品/模具CAD/CAE/CAM一体化技术，在执行每个实验项目的时候，鼓励学生结合理论讲授的内容进行思考，在自己的产品设计、成型工艺仿真分析、模具设计和模具制造中体现创新性、绿色设计和绿色制造的理念;③将《中国制造2025》及各种国家标准发布在网络教学平台，供学生阅读，并布置了结合自己专业方向和职业规划谈对《中国制造2025》的理解的线上作业。

（二）  教学实施过程

本课程是将每个实验项目分别按照课堂理论讲授、线上自学和上机操作顺序依次开展的。根据融入课程思政的措施和思路，根据各实验项目内容特点，分别采用了案例讲授法、讨论法、比较法、自主学习法和调查问卷法来组织实施整个教学过程。

1）在实验1产品逆向设计理论教学中，在介绍了产品逆向设计的概念后，通过案例引入“反求设计是否有侵犯知识产权嫌疑？”的讨论题，讲授反求设计与知识产权的关系，通过讨论让学生明晰在今后的学习和职业生涯中怎样在科学道德和法律法规制约下，进行创新技术的活动。在第一讲理论讲授后安排了第一个实验项目——涡轮叶片的反求设计，要求学生通过上机操作根据给定的点云数据重构涡轮叶片三维模型并进行了再设计以进一步理解反求设计与创新的关系。

2）在实验2产品正向设计的理论教学中，首先引入目前企业产品全生命周期概念，介绍当前企业在进行产品设计的时候如何考虑成本、环境、法律和安全等因素，如何将绿色设计理念、绿色制造技术等运用于产品设计，如何提高企业产品市场竞争力等内容，培养学生树立正确的产品设计思想。随后向同学们介绍了《中国制造2025》发展规划十大重点领域和德国工业4.0发展历程，让同学们认识到制造业在国家发展过程中的战略地位，清楚材料成型及控制工程专业是制造业中的基本单元，能够认识到中国制造业和欧美等国家之间的差距，明白自己担负着振兴中国先进制造技术的使命，塑造专业认同感，树立努力学习为实现中国梦而努力拼搏的目标。在第二讲理论讲授后，安排第二次上机实验项目即每位同学自主设计一个U盘或鼠标产品，鼓励同学们能够将现代产品的绿色设计、绿色制造和创新设计理念运用于自己的产品设计中，能够勇于挑战自己设计一个具有自己独特个性的产品。

3）在第2次实验项目之后，通过网络教学平台，布置学生课后阅读《中国制造2025》文件，并结合自己的专业方向进行思考，然后以在线作业的形式提交一个理解和感受，并作为课程考核的一部分。