邵甄胰,喻紅梅,魏燕紅,劉海瓊,林紅英,王 靜
(成都工業(yè)學(xué)院 材料與環(huán)境工程學(xué)院,成都 611730)
近年來,國家正在實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略,圍繞“中國制造 2025”等重大發(fā)展戰(zhàn)略培養(yǎng)應(yīng)用型人才,以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)、新模式為導(dǎo)向的“新工科”進(jìn)入越來越多高校的建設(shè)視野,也是建設(shè)制造強(qiáng)國和創(chuàng)新型國家的重要前提[1]。高質(zhì)量應(yīng)用型本科的人才培養(yǎng)體系以思想政治教育為引領(lǐng),旨在培養(yǎng)學(xué)科基礎(chǔ)厚、實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的工程復(fù)合型人才,以支撐具有中國特色的“新工科”人才培養(yǎng)內(nèi)涵。
“新工科”人才培養(yǎng)體系以思想政治教育為引領(lǐng),以課程思政為抓手,將專業(yè)課程教學(xué)目標(biāo)和課程德育目標(biāo)相結(jié)合,深入挖掘?qū)I(yè)課程中的思政元素,將其自然融入專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)過程中,在專業(yè)課程的教學(xué)中融入價(jià)值塑造、能力培養(yǎng)、知識(shí)傳授,貫穿“三位一體”育人理念,達(dá)成新工科背景下德育化人才、潤物細(xì)無聲的教學(xué)效果[2-3]。本研究以材料成型及控制工程專業(yè)基礎(chǔ)課“材料成形原理”為例,探索此課程中的思政教育元素與課程設(shè)計(jì)思路,為培養(yǎng)高質(zhì)量應(yīng)用型專業(yè)科技人才提供支撐,以應(yīng)對(duì)未來新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)的國際競(jìng)爭(zhēng)與挑戰(zhàn)。
“材料成形原理”是我校材料成型及控制工程專業(yè)專業(yè)基礎(chǔ)課程,主要內(nèi)容包括液態(tài)成形、金屬塑性成形、連接成形、塑料成型等近代材料成形技術(shù)中共同的基本規(guī)律和理論基礎(chǔ);材料成形過程中缺陷形成機(jī)理及防止措施。通過本課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握材料成形過程中的基本規(guī)律和基礎(chǔ)理論;培養(yǎng)學(xué)生從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)和分析材料成形過程中產(chǎn)生的實(shí)際問題并提出解決問題的途徑的能力。該課程的專業(yè)性很強(qiáng),課堂講授要求原理清楚、概念明確、理論聯(lián)系實(shí)際,所以采用單一的授課方式就顯得枯燥無味。此外,一些數(shù)學(xué)公式涉及的參數(shù)較多,如果一味地灌輸,就很難取得較好的效果。因此,課堂教學(xué)最好利用現(xiàn)代教學(xué)手段增加案例、圖片、音頻、視頻及動(dòng)畫,有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握。由于課程容量有限,所以著重培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力尤為重要,以便進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。
“材料成形原理”課程與實(shí)際生產(chǎn)有著密切聯(lián)系,也是本專業(yè)人才知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)的重要基石。我?!安牧铣尚卧怼钡慕虒W(xué)過程中,教師結(jié)合大綱要求,隨著教學(xué)內(nèi)容的開展逐步地、恰當(dāng)?shù)厥褂霉こ虒?shí)例的教學(xué)圖片、視頻及三維模型等,將抽象的、不易理解的教學(xué)內(nèi)容形象生動(dòng)地進(jìn)行演示講解。有了形象的感性認(rèn)識(shí)和初步的實(shí)踐知識(shí)后再引入復(fù)雜的理論分析,使課程的學(xué)習(xí)難度大大降低。此外,教師還結(jié)合課程實(shí)際,開展了多種多樣的教學(xué)改革活動(dòng),如學(xué)科競(jìng)賽等,極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣。
在2020版大綱中“材料成形原理”的學(xué)時(shí)設(shè)置僅為40學(xué)時(shí)(包括實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)),而實(shí)際“材料成形原理”講授的內(nèi)容包括鑄造、焊接、塑性成形、塑料成型等模塊的理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí),單靠老師課堂上的講授難以滿足目前材料成形原理新材料、新技術(shù)、新規(guī)范等的出現(xiàn)及應(yīng)用對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)提出的新要求,很多學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中不能很好地融會(huì)貫通,難以把握知識(shí)要點(diǎn),學(xué)習(xí)難免枯燥乏味;課程的學(xué)習(xí)資源相對(duì)松散,不夠系統(tǒng)和集中,無法調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
在傳統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)模式中,大都存在重視專業(yè)知識(shí)技能,而忽視課程思政和優(yōu)秀本土文化在專業(yè)課程中深層次的結(jié)合與滲透?!安牧铣尚卧怼闭n堂上的思政教育雖然在課程思政這一理念提出之前一直在進(jìn)行,但講授的內(nèi)容很多是蜻蜓點(diǎn)水,不夠系統(tǒng),很多時(shí)候存在專業(yè)內(nèi)容和思政教育兩張皮的現(xiàn)象。課程思政的目標(biāo)設(shè)置以及實(shí)現(xiàn)路徑不夠明確,課程思政的要點(diǎn)挖掘不夠深入。亟需結(jié)合“材料成形原理”相關(guān)專業(yè)內(nèi)容進(jìn)行思政內(nèi)容的深層次挖掘。
課程堅(jiān)守“為黨育人、為國育才”,積極引導(dǎo)學(xué)生堅(jiān)持問題導(dǎo)向,遵循理論范疇上的中國原創(chuàng)和結(jié)構(gòu)體系上的中國邏輯,發(fā)掘問題內(nèi)涵原因并學(xué)會(huì)用創(chuàng)新思維提出解決方案。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是該課程教學(xué)的能力目標(biāo),為此,在教學(xué)主線中,貫穿理論課堂內(nèi)外,充分挖掘?qū)嵺`教學(xué)資源,充分融入學(xué)科競(jìng)賽成果,將學(xué)科競(jìng)賽、專業(yè)教學(xué)及課程思政自然融入[4]。
2.1.1 以思政為引領(lǐng)的學(xué)科競(jìng)賽項(xiàng)目
為了培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神、團(tuán)隊(duì)合作協(xié)作能力、自我榮譽(yù)與集體榮譽(yù)感,教學(xué)團(tuán)隊(duì)積極組織學(xué)生參加全國大學(xué)生金相大賽、全國大學(xué)生焊接創(chuàng)新大賽、中國大學(xué)生鑄造工藝設(shè)計(jì)大賽、中國互聯(lián)網(wǎng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”中國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽、四川省大學(xué)生材料設(shè)計(jì)大賽等材料類、材料加工類學(xué)科競(jìng)賽。通過學(xué)科競(jìng)賽過程的組織實(shí)施、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析整理、現(xiàn)場(chǎng)答辯、反思改進(jìn)等多個(gè)環(huán)節(jié),既鞏固了所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí),又鍛煉了學(xué)生綜合知識(shí)的應(yīng)用能力。將所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)用來解決競(jìng)賽項(xiàng)目中遇到的實(shí)際問題,在“思考—實(shí)踐—表達(dá)”這一過程中綜合能力得到了極大的提高,甚至學(xué)會(huì)了采用創(chuàng)新性思維來解決新問題,真正提高了學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)聯(lián)系工程實(shí)踐的綜合能力,同時(shí)使學(xué)生擴(kuò)展思維、開拓視野。例如學(xué)生參加第十三屆鑄造工藝設(shè)計(jì)大賽過程中,需要設(shè)計(jì)正主軸箱鑄造工藝,包括造型方法、選砂、熔煉、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、鑄件清理、熱處理等,每一個(gè)步驟都環(huán)環(huán)相扣,不僅需要對(duì)凝固成形基本知識(shí)有所了解,還需要熟練掌握CAD、UG、ProCAST等軟件,最重要的是把這些知識(shí)整體性地理解和貫通,通過鑄造工藝設(shè)計(jì)的全過程,學(xué)生真正把凝固成形原理、凝固工藝及凝固缺陷的控制升華到實(shí)際應(yīng)用之中。
2.1.2 學(xué)科競(jìng)賽案例成果提煉思政元素
經(jīng)過學(xué)生和教學(xué)團(tuán)隊(duì)的共同努力,學(xué)生在學(xué)科競(jìng)賽中取得了豐碩成果,獲得多項(xiàng)省級(jí)、國家級(jí)競(jìng)賽項(xiàng)目獎(jiǎng)勵(lì)。學(xué)科競(jìng)賽中積累的素材與資源又反哺一線教學(xué),既豐富了老師的教學(xué)資源庫,又對(duì)學(xué)生起到了正面激勵(lì)作用。部分學(xué)科競(jìng)賽作品見圖1。
圖1 學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽作品-焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示例
我校學(xué)子參加第四屆全國大學(xué)生焊接創(chuàng)新大賽“Q345基高強(qiáng)復(fù)合板沖擊韌性”獲一等獎(jiǎng),“焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”獲二等獎(jiǎng)。在焊接缺陷(裂紋、變形等)知識(shí)點(diǎn)教學(xué)過程中,融入學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽的案例。以問題導(dǎo)入,情景導(dǎo)入,如果參加競(jìng)賽,遇到類似的問題,如何分析凝固裂紋、變形,以及控制在允許的范圍內(nèi)。課堂討論熱烈,學(xué)生結(jié)合所學(xué)的理論知識(shí),提出了相應(yīng)的解決方案。進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生,解決方案哪些措施是可行,哪些措施實(shí)施難度比較大。結(jié)合學(xué)生設(shè)計(jì)復(fù)雜空間焊接結(jié)構(gòu),為了保證裝配精度,利用自制3D打印工裝,解決定位和變形的問題。同時(shí)開展討論,讓學(xué)生積極參與解決實(shí)際工程問題。這種同齡人創(chuàng)新的模范,更具生動(dòng)性,達(dá)到了學(xué)科競(jìng)賽、專業(yè)教學(xué)和課程思政“三位一體”協(xié)同育人的效果。
課程通過材料成形相關(guān)的科學(xué)精神案例、大國工匠工程案例,融入家國情懷、文化自信與工匠精神,增強(qiáng)學(xué)生的道路自信、理論自信、制度自信、文化自信,堅(jiān)定學(xué)生投身建設(shè)科學(xué)強(qiáng)國的信念。
2.2.1 弘揚(yáng)科學(xué)精神,建設(shè)科學(xué)強(qiáng)國
液態(tài)金屬的流動(dòng)性及充型能力計(jì)算中提到鑄造專家周堯和從事鑄造的經(jīng)歷和成績(jī)。課程教學(xué)中引入中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)首屆中國鑄造終身成就獎(jiǎng)周堯和的事跡,講述中國科學(xué)家在推動(dòng)鑄造技術(shù)進(jìn)步所做的貢獻(xiàn)。周堯和在留蘇期間,憑著超強(qiáng)的毅力勤奮學(xué)習(xí),在完成理論課程學(xué)習(xí)之外,還利用假期到工廠進(jìn)行實(shí)踐實(shí)習(xí)。1957年,周堯和完成了學(xué)位論文“鋼鑄件的熱裂研究”并通過答辯,圓滿地結(jié)束了留學(xué)生涯。他婉拒了導(dǎo)師的挽留,毅然回國報(bào)效祖國,牽頭建起了當(dāng)時(shí)國內(nèi)最先進(jìn)的鑄造實(shí)驗(yàn)室。周堯和長期從事凝固理論與凝固技術(shù)研究,揭示了鑄件熱裂產(chǎn)生機(jī)制,提出了造型材料退讓性理論;發(fā)明了鑄鋼件保溫冒口,開發(fā)了大型鑄鋼件凝固組織控制技術(shù);揭示了薄壁鑄件液態(tài)金屬停止流動(dòng)機(jī)理,發(fā)明了差壓鑄造新技術(shù)等,成為擔(dān)任國際鑄造學(xué)會(huì)主席的第一位中國人。他主持創(chuàng)建了凝固技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,培養(yǎng)了一批卓越的鑄造技術(shù)人才,對(duì)我國鑄造技術(shù)的進(jìn)步產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。焊接熔池的凝固及控制的教學(xué),結(jié)合大國工匠高鳳林的案例,為了解決火箭發(fā)動(dòng)機(jī)頭部穩(wěn)定裝置的焊接,從焊接材料試制,嚴(yán)格控制銅合金焊接停止時(shí)間從0.10 s縮短到0.01 s,從控制熔池存在時(shí)間的角度,說明高鳳林技術(shù)的高超。為“挖”走他,曾有企業(yè)送他2套北京房產(chǎn),但他選擇拒絕:“為國家做事的自豪感,金錢買不到!”結(jié)合具體知識(shí)點(diǎn)背后的人物故事,讓思政內(nèi)容更為生動(dòng)。
2.2.2 秉持科學(xué)態(tài)度,遵循科學(xué)規(guī)律
在凝固缺陷講授過程中,結(jié)合深圳某電廠燃?xì)鈾C(jī)葉片失效的案例進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)。該燃?xì)廨啓C(jī)5號(hào)機(jī)組因燃?xì)馔钙綑C(jī)組透平部分的熱端振動(dòng)突然增加,超過允許值保護(hù)而突然跳閘?,F(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn),燃?xì)馔钙降乃钠患?jí)動(dòng)葉片于葉身根部附近發(fā)生了橫向斷裂,經(jīng)國內(nèi)某權(quán)威機(jī)構(gòu)進(jìn)行失效分析發(fā)現(xiàn),由國外某大公司生產(chǎn)的該葉片是高溫合金鑄造而成,在凝固過程中葉片某些部位出現(xiàn)了縮松。因縮松缺陷導(dǎo)致疲勞裂紋萌生,當(dāng)疲勞斷裂后葉片飛出,并引起其他相鄰葉片相繼斷裂。后經(jīng)過技術(shù)談判,國外大公司為電廠進(jìn)行了相應(yīng)的賠償,避免了損失。通過此案例,啟發(fā)學(xué)生思考縮松產(chǎn)生的機(jī)理、防止措施等,同時(shí)也引申出遵循科學(xué)規(guī)律,學(xué)好專業(yè)知識(shí),為企業(yè)、社會(huì)服務(wù)。
塑性成形理論應(yīng)力、應(yīng)變、本構(gòu)關(guān)系、屈服準(zhǔn)則等晦澀難懂,學(xué)生不好學(xué),老師不好教。通過課程思政引入,讓學(xué)生更容易接受。例如在講授影響金屬塑性的因素時(shí),可從內(nèi)因與外因的辯證關(guān)系角度,將其大致分為2種情況:一種是內(nèi)在因素:金屬材料(化學(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu));另一種是外在因素:變形條件(壓力、變形速率等)。教師要引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用辯證唯物主義的認(rèn)識(shí)論認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)和客觀規(guī)律,并指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。結(jié)合國產(chǎn)大飛機(jī)起落架300M鋼主起外筒鍛件鍛造設(shè)備——8萬t模鍛液壓機(jī)的研發(fā)背景,從金屬塑性的影響因素分析研發(fā)大型模鍛壓力機(jī)的重要性[5]。
材料成形過程中有很多實(shí)際問題,使學(xué)生切實(shí)了解我國當(dāng)前和未來的問題,培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)和解決實(shí)際問題的能力。講解塑料成型章節(jié)時(shí),分享身邊校友企業(yè)寶利根精密模塑有限公司成功的案例,寶利根扎根東莞、南通、成都、遂寧等地,深耕汽車電子連接器、數(shù)據(jù)高速傳輸與存儲(chǔ)模組、光電傳感器零組件、健康醫(yī)療與智能穿戴的精密結(jié)構(gòu)件的模具開發(fā)與產(chǎn)品制造,從模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制造、自動(dòng)化生產(chǎn)線等多維度保證模具的精度和質(zhì)量,成功邁入高端制造的行列。如一個(gè)端子精密塑件,可能因?yàn)樽⑺軌毫Χl(fā)生位移。為了解決難點(diǎn),寶利根設(shè)計(jì)了端子壓住定位機(jī)構(gòu),既避免了產(chǎn)品的外觀缺陷,又保證了端子的位置精度。
課程中還蘊(yùn)含了很多思政元素需要挖掘并進(jìn)行案例設(shè)計(jì),同時(shí)思政教育的教學(xué)方法和策略還需要進(jìn)一步的探索和實(shí)踐。
專業(yè)課程中的課程思政元素是為了更好地為專業(yè)課程服務(wù),重點(diǎn)是在讓學(xué)生更好地理解、掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷、工匠精神與創(chuàng)新思維,課程思政不是生搬硬套,不是越多越好。課程思政元素過多,會(huì)沖淡專業(yè)基礎(chǔ)課程知識(shí)點(diǎn)的完整性與邏輯性,讓學(xué)生混淆課程學(xué)習(xí)重點(diǎn)。因此,課程思政的融入要真正契合每章節(jié)知識(shí)要點(diǎn),內(nèi)容無縫銜接,做到潤物細(xì)無聲。對(duì)于“材料成形原理”課程而言,針對(duì)課程知識(shí)模塊中涉及的主要知識(shí)點(diǎn)深入挖掘思政元素,引起學(xué)生對(duì)愛國精神、工匠精神、創(chuàng)新意識(shí)、民族榮譽(yù)感等某一方面或多方面的情感共鳴,從而加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解,并培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)去學(xué)、去實(shí)踐、去拓展的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性。
大學(xué)教育的目的不僅僅是灌輸給學(xué)生各種知識(shí),更重要的是幫助學(xué)生樹立正確的人生觀與價(jià)值觀,激發(fā)學(xué)生的各種潛能。部分大學(xué)生離開了父母的管束,自我放縱且迷茫,對(duì)人生沒有規(guī)劃。本門課程的授課對(duì)象為大三學(xué)生,正面臨人生的重要選擇關(guān)口。老師在授課過程中,要實(shí)現(xiàn)價(jià)值引領(lǐng)與專業(yè)導(dǎo)師的作用,通過引入專業(yè)相關(guān)名人的優(yōu)秀事跡與奮斗歷程,激發(fā)學(xué)生實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值的斗志。比如,對(duì)一部分學(xué)習(xí)上進(jìn)的學(xué)生,思政教育要引領(lǐng)他們做好人生規(guī)劃,樹立明確的奮斗目標(biāo)(考研、工作等),并為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)而持續(xù)努力,引領(lǐng)學(xué)生的學(xué)術(shù)志向與就業(yè)規(guī)劃,培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng)與責(zé)任擔(dān)當(dāng)。而對(duì)一部分學(xué)習(xí)消極的學(xué)生,思政教育則要喚醒他們面對(duì)即將步入社會(huì)的現(xiàn)實(shí),不拋棄不放棄,多關(guān)心、多給機(jī)會(huì),曉之以情動(dòng)之以理,督促他們改變學(xué)習(xí)狀態(tài),積極面對(duì)人生。
“師也者,教之以事而喻諸德者也?!盵6]習(xí)近平總書記在同北京師范大學(xué)師生代表座談時(shí)講:“全國廣大教師要做有理想信念,有道德情操,有扎實(shí)知識(shí),有仁愛之心的好老師。”[7]教師應(yīng)率先垂范、以身作則,引導(dǎo)和幫助學(xué)生把握好人生方向,激勵(lì)學(xué)生共勉[8]。我校材料成型及控制工程專業(yè),秉承模具專業(yè)60多年辦學(xué)歷史和優(yōu)勢(shì),為模具行業(yè)培養(yǎng)了大批模具設(shè)計(jì)與制造行業(yè)的應(yīng)用型工程技術(shù)人才,在模具行業(yè)具有較高的聲譽(yù)。專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)成員一貫秉持認(rèn)真負(fù)責(zé)的職業(yè)態(tài)度,講好每一堂課,潛心教書育人。每次畢業(yè)學(xué)生回母校看望老師們,總會(huì)帶著自己設(shè)計(jì)制造的各類零配件等“特別的禮物”。老師們收到這些特殊的禮物之后,認(rèn)真觀察工藝特點(diǎn),總結(jié)充實(shí)到教案當(dāng)中、帶到課堂上,或是陳列在學(xué)校的科技館,以供師生學(xué)習(xí)使用。老師們用精心準(zhǔn)備的每一堂課,激發(fā)學(xué)生向上向善、求真務(wù)實(shí)的精神,培養(yǎng)了一大批具有現(xiàn)代職業(yè)素養(yǎng)、適應(yīng)地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的優(yōu)秀畢業(yè)生。這就是以身作則的課程思政元素。
“材料成形原理”課程是材料成型及控制工程專業(yè)的基礎(chǔ)核心課程,課程中所涉及的鑄造、焊接、模具等成形方法,和我們的日常生活乃至國防軍工息息相關(guān),因此,在該課程中進(jìn)行思政探索和實(shí)踐具有可行性和重要的意義。從學(xué)科競(jìng)賽、案例教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)等多角度教學(xué)環(huán)節(jié)著手,實(shí)現(xiàn)思政價(jià)值引領(lǐng)和專業(yè)知識(shí)傳授自然融合,從而為國家培養(yǎng)具有家國情懷、工匠精神、創(chuàng)新思維和責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)膬?yōu)秀“新工科”應(yīng)用型人才。