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课程思政教学动态

▋课程思政教学研究优秀论文展示                                                                                                    


基于工程教育认证理念的《互换性与测量技术》课程思政教学探究

李猛 李久熙 孔德刚

(河北农业大学 4234开元官方活动大厅,河北 保定071001)

摘 要:工程教育认证和课程思政是对高等教育一流课程建设的指导框架,提供了学生中心、成果导向和持续改进的核心教学理念,明确了立德树人的教学本质要求。在此背景下,教育者需要深入剖析、解构和重塑课程教学体系,融入思政教学内容,培养具备社会主义核心价值观的高水平专业人才。本文以机械类专业核心课程《互换性与测量技术》为例,围绕工程教育认证和课程思政要求,对思政课程观的内涵和课程思政的教学设计进行讨论和研究。

关键词:思政课程观;学生中心;OBE理念;持续改进

中图分类号:G641

Research on Curriculum Ideology and Politics of “Interchangeability and Measurement Technology” Course Based on the Concepts of Engineering Education Certification

工程教育认证是由CEEAA(中国工程教育专业认证协会)组织对高等教育开设的工程类专业教育实施的专门性认证,对提升工程教育质量,并实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认有重要的推动作用。工程教育专业认证的核心路线是以培养目标和毕业要求为导向,制定行业认可的毕业生质量标准要求,开展课程体系和办学条件的全方位优化,并进行专业建设持续改进方面的机制建设。学生中心(Student Centering, SC)、成果导向/基于产出/目标导向(Outcomes-based Education, OBE)和持续改进(Continuous Quality Improvement, CQI)构成了工程教育认证的三大核心理念。

课程思政自2016年由全国高校思想政治工作会议提出,到2018年习近平总书记在北京大学师生座谈会上强调“要把立德树人的成效作为检验4234开元官方活动大厅一切工作的根本标准”,2018年全国教育大会明确课程思政认识,指出立德树人要融入思想道德教育、文化知识教育、社会实践教育各环节,学科体系、教学体系、教材体系、管理体系要围绕这个目标来设计。

在工程教育认证和课程思政的双背景下,《互换性与测量技术》课程围绕工程教育认证的三大核心理念和课程思政的目标体系设计要求,对课程大纲、课程目标、教学活动、教学方法和考核手段进行了全面的改革。本文将结合在课程改革过程中如何探索和建立基于工程教育认证核心理念和课程思政的新课程观进行分析和讨论。通过新课程观的建立,课程改革的教学设计路径将更为清晰,对专业认同、职业伦理和社会责任等思政目标培养方向将更为明确,最终实现社会主义核心价值观指导下的专业教育与思政教育的共融共生。

一、思政课程观

课程观是对课程的各种认识和看法的总称,包括对课程的概念、课程的编制、课程的实施、课程的评价等各个方面的认知。在课程改革的具体实践中,作为课程改革实施的主体,教师的课程观的形成和成熟性将直接影响课程改革的方向、路径和举措。

对课程思政的理解和内涵建设要融入新的课程观中,传统课程观中,教师往往偏重知识和技能的讲授而忽略学生价值观的培养和立德树人的育人主旨,不利于人才完备人格的形成。因此,新时代高等教育课程改革的一项重要目标就是要确立以思政元素挖掘和融入、思政体系和专业体系联动和共生为主要特征的思政课程观。对于工学类专业课程,要注重强化学生的工程伦理教育,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。在教学设计中,要挖掘整合思政元素,将思政元素与专业知识的传授和课程活动有机融合、自然融入,做到“润物细无声”。

《互换性与测量技术》是机械工程类专业的一门重要的专业基础课程,互换性技术在机械产品设计中的重要意义和机械制造岗位的专业胜任力如图1所示。

图1互换性与测量技术和机械产品设计、机械制造岗位需求的关系

在《互换性与测量技术》课程思政课程观的探讨和思政体系建设中,课程思政元素的挖掘和研究在家国情怀、历史情怀、职业规范、知识产权、终身学习、精益求精、创新意识、工程哲学等方面展开。

(1)家国情怀和历史情怀方面

互换性原理始于兵器制造,早在中国战国时期(公元前476年~前222年)生产的兵器便能符合互换性要求,西安秦始皇兵马俑坑出土的大量弩机的组成零件都具有互换性。古代青铜制品的批量生产、秦朝统一度量衡、西汉的铜制卡尺、北宋活字印刷术均蕴含着现代互换性的方法和原理。互换性制度与现代制造业的百年发展史休戚相关,是规模化制造和质量体系的根基,1913年亨利·福特设计的第一条汽车生产自动化流水线就得益于互换性制度的确立,一百年后的2013年,中国标准化专家委员会委员张晓刚当选ISO主席。从中国古代互换性原理的雏形到当今中国制造在世界产业链中的重要作用,互换性与测量技术作为其中的基础支撑技术意义重大。互换性在高效组织社会化分工生产、提高产品质量和可靠性、提高经济效益等方面具有重要意义,它已经成为现代化机械制造业普遍遵守的原则,推动国家现代化建设进程健康快速地发展。基于此,《互换性与测量技术》课程蕴含着深刻的家国情怀和历史情怀的思政元素。

(2)职业规范和知识产权方面

互换性是现代制造业组织和发展的基础原则,作为从业者,理解和践行互换性制度、在各级技术标准规范下开展设计活动和生产经营是基本的职业规范。在各级技术标准规范中,ISO标准影响巨大。ISO是国际标准化组织(International Organization for Standardization)的简称,是标准化领域最具权威的国际性非政府组织。ISO标准涵盖生产、生活的方方面面,ISO9001质量管理体系更是企业发展过程中追求的成熟质量框架。标准化是互换性生产的基。1955年中华人民共和国成立计量局,一机部发布公差与配合标准,到1992~2005年,国家标准与国家标准化全面接轨。互换性和标准化是行业从业人员职业规范的重要依据,而标准化内容的持续颁布和实施,也是国家知识产权工作的重要内容。跨国公司非常重视知识产权和标准的关系,在2G时代,高通公司在设置标准的同时,将专利技术融入其中,成功地垄断和掌控了整个2G时代;飞利浦公司设立“知识产权和标准部”(IP&S),它以知识产权为基。菩胁吩谌虻男幸当曜。近年来华为公司在推行5G标准时遇到的巨大阻力和障碍同样印证了新标准的建设与发展核心技术的内在联系。《互换性与测量技术》课程正是这样一门通过标准化知识体系学习理解支撑制造业和机械设计学科高效发展的基础理论课程。

(3)终身学习方面

近年来国家修订和新颁布的标准数量日益增多,反映出了三个趋势:一是原有标准内容不能适应技术发展的新要求;二是新兴行业高技术领域、学科交叉融合和技术创新需要新标准的支撑;三是与国际通行标准的持续接轨。随着我国高新技术的迅速发展和标准的持续更新,《互换性与测量技术》的授课内容体现出动态持续更新的特征,要适应这一特征,除教师要做到教学内容的及时更新外,学生则应具有自主学习的能力和终身学习的意识。在教学实践中,通过组织学生查阅公差与测量技术国家标准的更新文件的教学活动设计,引导学生主动思考国家标准更新与新技术发展之间的关联。

(4)精益求精和创新意识方面

“精益求精”语出《论语·学而》,意为精雕细琢、追求卓越,精益求精是工程师职业素养的重要体现。经济性、可靠性、先进性和安全性,每一项机械产品设计的卓越指标背后,都离不开设计师和工程师精益求精、科学严谨的工作作风。《互换性与测量技术》课程又称公差课程,公差是指在机械零部件设计、生产和制造中,实际参数值允许的误差变动量,公差是精度设计的核心概念。本课程以精度设计为核心能力培养目标,精度设计是产品可靠性、品质和价值的重要保证,而精度设计的方法掌握和零部件生产装配过程中的质量工艺保证,除需要学生建立必要的知识体系之外,更需要工程技术人员具备精益求精的价值观念和对工匠精神的职业追求。工匠精神是职业道德、职业能力和职业品质的体现,反映了从业者的职业价值取向和行为表现。工匠精神不仅体现了对产品精心打造、精工制作的理念和追求,更是要不断吸收最前沿的技术,创造出新成果,这即是创新意识,正如习近平总书记2018年10月22日在考察工作中所言,“制造业的核心就是创新,就是掌握关键核心技术,必须靠自力更生奋斗,靠自主创新争。M衅笠刀汲耪飧龇较蛉シ芏。”

(5)工程哲学方面

工程哲学是用哲学的智慧去分析和研究工程技术中出现的诸如先进性和成熟性、技术引进和自主创新、质量和成本、工程建设与生态保护、竞争与合作、保密与交流等多重关系和矛盾平衡问题。在精度设计中,更高的精度意味着成本的增加,“在满足产品质量和适当寿命的前提下,追求成本的不断降低”是机电产品设计的核心原则,使用公差-成本曲线、公差-废品率曲线帮助学生理解“在满足使用要求的前提下,尽可能采用较低的公差等级”等技术规则是蕴含工程哲学的问题,也是课程思政的重要体现。

综上所述,为实现立德树人、为国育才,新的课程观要实现课程思政与专业教育的自然融合,使每一项技术原理的背后都蕴含人文思政的底蕴,每一项专业技能的形成都秉承为中华复兴而奋斗的底色,这就是《互换性与测量技术》课程的思政课程观的设计理念,具体包括:

(1)在扎实的专业知识和经验积累的前提下,切实改革教学过程、创新教学手段,引导学生活学活用、匠心创造,实现产品(作品)的优化迭代和价值提升,兼具创新、创业和创造能力,培养主动参与“中国创造”初心。

(2)结合工程教育特点和体系,夯实线下教学基。剿飨呱舷呦禄旌鲜窖奥肪,结合翻转课堂等创新教育理念,以学生为中心,引导学生融入课程多维度训练并实现自我管理和能力提升,形成积极开展“中国智造”的信心。

(3)坚持立德树人,认清当下和未来工程技术人才的薄弱点和发力点,认识到互换性课程是机电产品能力培养闭环中的重要一环,践行社会主义核心价值观,树立勇于投身“中华民族伟大复兴”的决心。

二、课程思政教学设计

在《互换性与测量技术》课程的思政课程观中,初心、信心和决心的形成离不开精细化的教学环节设计和课堂组织,接下来笔者将从工程教育认证的三大理念出发,将工程认证教育理念与立德树人的课程思政目标紧密融合,探索适应《互换性与测量技术》课程的思政教学设计。

思政案例的设计是教学设计的核心,思政案例要符合教学案例设计的基本规律,教育家夸美纽斯早在17世纪所著的《大教学论》中就阐述道:“寻找一种方法,让教师可以少教,而学生可以多学;让4234开元官方活动大厅因此可以减少喧嚣、烦厌和无益的劳动,多具闲暇、快乐和坚实的进步。”因此教学活动的设计是创造由一系列实践所组成的师生共同参与的活动。首先,思政案例的主旨思想要自然融入精心设计的教学实践活动中,活动的开展既以学生为中心,又要体现教学相长,对学生潜移默化,而对教师则是“言教人乃是益己学之半”。其次,课堂思政活动要有清晰系统的教学设计,不能随时随感而发,课前要做好专业知识点和思政元素的梳理,教学形式和教育载体多样,有预期成效,并通过最终成效逆向设计和评估思政教学活动。思政元素和案例不是一成不变的,教师要密切关注社会上新近发生的有较大影响的与《互换性与测量技术》课程相关的热点案例,将这些案例融入教学过程,热点案例往往会引起学生更多的共鸣和思考。最后,课程思政还要通过教师的日常行为规范和职业规范言传身教、以身作则。在思政教学活动结束之后,教师要根据教学活动的效果和学生的参与热情进行复盘和反思,以利于后期的案例更新和持续改进。

课程思政教学设计包括课程导入、思政元素、教育载体、成效设计、课后反思等环节,具体如下:

  1. 课程思政导入设计

在每章上课伊始,笔者均会选择某段经典语句放在幻灯片首页,在等待上课的间隙,学生会被那简短有力的文字所吸引,激发他们对其中蕴含的哲理和背后的故事进行思考,文字内容如表1所示(部分)。

表1课程导入设计一

序号

首页幻灯片文字

出处

思政内涵

1

“学而不思则罔,思而不学则殆”

孔子,公元前六世纪

学习方法和自主学习

2

“科学的全部不过是日常思考的提炼”

Albert Einstein

自主学习和终身学习

3

“失了一颗钉子丢了蹄铁,失了一只蹄铁丢了战马,失了一匹战马丢了骑士。”

George Herbert

精益求精和科学严谨

任何专业知识都不是纯抽象的理论和束之高阁的孤立物,都有其设计的语境和应用的场景,为现实生产和生活提供服务并产生价值。因此,寻找和剖析专业知识点中所蕴含的应用价值,除传递给学生更为直观的学习体验之外,也是课程思政与专业知识的自然融合。笔者以第一章绪论为例,探查专业知识切入思政融合的瞬间,具体设计如表2所示(部分)。

表2课程导入设计二

序号

知识点

应用价值

思政内涵

1

互换性的概念

社会化大生产和便捷维修等

现代市场运作规律、降低民生成本

2

优先数和优先数系

减轻设计工作量、有利于实现标准化

提高效率和质量经济性

3

标准和标准化

便于科学管理、提高经济效益、保证产品质量、规范企业生产等

“不以规矩,不成方圆”,标准化是高质量发展和创新的内驱力

4

课程教学内容

参照国家标准,机械产品设计依据

跟踪前沿,终身学习


多媒体视频、图片和社会热点案例,都是课程思政导入的良好媒介和契机。多媒体素材的直观性、社会热点的同理心可以激发学生主动思辨和积极交流的热情。例如通过集成电路芯片和航天卫星专用轴承等高精尖产品的相关视频,工业发达国家把光刻机等芯片生产的核心装备和高端数控机床列入对我国的技术封锁等社会热点,引导学生关注精度的概念和精度设计的重要性,强调自主创新的必要性,进而激发学生对课程的学习热情。

(2)课程思政教学活动的设计要点

首先,课程思政的教学活动设计与课程情境设计紧密相关,教学活动设计依据情境设计而展开。教学情境是教师处于教学目的需要,依据一定的教学内容,创造出某种认知情境和情感氛围,用以激发学生的学习动机,进行生动活泼的教学。教学情境对教学活动起导引、定向、调节和控制作用。在课程思政教学的情境设计中,一定要避免给学生造成枯燥、空洞、说教、呆板的印象。在具体的教学实践中,丰富的肢体动作、直观的多媒体资源、随时随地随情境的师生互动,都是活跃思政课堂的氛围要素,此时教师是课程的设计者和组织者,导演和监制着课程的流程并及时做出恰当的调整和精准独到的点评。

其次,课程思政不同于思政课教学,不是“课程+思政”,也不是课程的“思政化”或者“去知识化”。思政育人目标应自然融入专业教学中,通过专业知识点和工程案例的具体讲授,寻找合适的叙事节点,向思政案例自然延伸。以第一章绪论为例,课程在思政融合方面整理的教学案例包括:

①在讲授“掌握互换性和标准化的概念、机械精度设计的基本原则”的专业知识点过程中,可以融入的思政元素包括:从“中国制造”到“中国创造”,从“山寨”、反求设计到“正向造车”的新思潮,从互换性制度确立对福特自动化的意义、ISO9001进入中国30年到中国标准化专家委员会委员张晓刚当选ISO主席等内容。

②在讲授互换性的概念和作用时,教师指出互换性是机械制造业的基石。中国成长为全球供应链的超级节点,离不开国家在互换性制度和国家标准领域长期扎实的工作,而未来实现“中国创造”,更离不开高标准高质量的民族企业力量。

③在讲授精度设计的方法原则以及在机械产品设计中的重要作用时,列举国内制造业早期流行的“山寨”概念和反求设计的关系,反求设计是重要的现代设计方法,而“山寨”则是一饱含贬义的仿制概念,并联想到近期社会热点中的一些新兴汽车企业和投资人4234开元官方活动大厅“正向造车”的言论,笔者在肯定民族汽车企业热情的同时,也提出要辩证地思考“正向”和“反求”的关系,这些引申和延展背后的核心内容就是质量和品质,与精度设计直接相关。其他引申还包括基于互换性制度的福特自动化带来近代汽车工业的第一个重大技术革新—福特主义,它促使汽车生产成本大幅度降低而进入千家万户,其自动化生产技术也创造了现代制造大规模生产的崭新面貌。

思政案例的教学叙事形象且贴近生活,与略显枯燥的术语概念相辅相成。通过思政案例,学生被带入进历史画面、重大事件和创新精英访谈等情境中,在感悟中收获知识。在课程思政情境设计中要注重能够启发学生思考的设问环节设计,巧妙设置问题,比如在正向造车案例中,设问“‘正向’一定优于‘反向’吗?或者二者的异同?”。

最后,在课程思政的教学活动设计中,设计者要聚焦课程思政目标,通过相关视频、企业和人物案例分析、课堂讨论等环节的设计,揭示和阐述专业认同、职业伦理和社会责任。例如在本部分列举的思政教学活动设计的预期思政成效包括:

①树立产品强国的理念;

②认识精度设计对品牌塑造和产品价值生成的重要性;

③理解工程师职业伦理和社会责任;

④深入理解和践行社会主义核心价值观。

(3)课程思政成效考核手段的设计

在新的课程观和评价观中,学生中心理念和OBE理念关注学生内心所知所感的多样差异和触类旁通能力的形成,教师应以多元评价具化学生、以容错文化同理学生、以发展眼光培养学生,并据此开展教学活动的设计和评价。

教学设计是对毕业要求、课程总体定位的细节设计,在OBE理念中,课程链条的传递不再由教师前推(PUSH)式驱动,而是由成果和产出的最后一道工位拉动(PULL),并据此原理设置合理的教学与检测方法,保证教学质量。基于此,在工程教育认证和课程思政双背景下的教学改革中,教师需要全面反思、解构和重塑课程内容和教学过程,深刻理解教学情境设计、多元教学属性、师生角色重组、循环回归设计、思政元素挖掘等内容,构建开放且持续改进的课程观和评价观。

学生评价在教学全生命周期中至关重要,它是对教与学全部活动和预设目标的检验,而检验结果则会成为制订课程持续改进措施的重要依据。在课程思政评价中,应该关注到的评价维度包括:团队协作和个人表现同样重要、学生学习主动性的评价、思政活动的丰富性带来的评价的多元性、思政效果的输出和转化情况的评价等。学生评价环节最终形成对学生思政学习成效的综合评价和“一对一”的个体评价,并且评价过程依赖于考核手段、数据采集和数字化技术的支持。

《互换性与测量技术》课程在课程考核内容和形式的教学改革中,依托线上线下混合式教学理念,通过思政项目讨论和汇报、线上热点问题跟帖讨论、调查问卷、课后视频观后感等考核手段,并结合自评和互评,实现学习成效的多样化呈现。

(4)基于教学全过程的课程思政体系的构建

课程思政教学设计要融入课程教学全过程,与专业教育目标融合形成完备的课程思政体系,实现思政育人目标的达成。《互换性与测量技术》课程基于教学全过程的思政案例体系设计见表3所示。

表3《互换性与测量技术》课程思政体系

课程章节

专业知识点

思政元素

教育载体

预期成效

第一章

互换性与精度设计概述

互换性和标准化的概念,机械精度设计的基本原则。

互换性生产与中国标准化进程

中国标准化年鉴和大事记

认识到互换性生产对国家现代化进程和经济建设的重要意义。

第二章

测量技术基础

测量方法的选用,各类误差的特征和处理方法、测量数据的处理。

制造无小事,成败在毫厘,测量技术举足轻重

 

生产案例分析

认识到精度设计理论和生产实践的强相关性,深刻理解“太行山道路”的内涵。

第三章

圆柱体结合的公差与配合

公差与配合相关的术语和概念,标准公差和基本偏差的查表,极限尺寸、配合尺寸、极限盈隙的计算,公差带图的绘制,基准值、公差等级和配合种类的选择。

ISO9001进入中国30年

企业案例分析

了解中国改革开放30年的制造业发展进程和中国制造企业主动参与国际竞争的历程。

第四章

几何公差与检测

几何公差相关术语定义、公差特征项目,几何公差的标注,公差原则、几何公差项目和公差值的选择和确定。

机械精度设计与“中国创造”

相关视频

课堂讨论

理解如何实现从“中国制造”到“中国创造”、“中国智造”。

第五章

表面粗糙度及检测

表面轮廓评定的基本术语定义和评定参数,表面粗糙度参数选择和标注。

产品品控和品牌塑造

生产视频

产品案例分析

以中国汽车设计和产业发展为例,理解质量管理在企业发展壮大中的重要意义。

第七章

滚动轴承的公差与配合

滚动轴承公差等级及应用,滚动轴承内径和外径公差带及其特点,滚动轴承配合选择的原则与方法。

大国工匠韩丽萍

人物案例分析

从“笨女孩”到大国工匠,近30年的坚持,以韩丽萍为代表的中国航天人的精益求精精神。

第八章

键和花键的极限与配合

键和花键链接的特点及结构参数,平键和矩形花键链接公差与配合的相关知识和标注。

文墨精度和工匠精神

人物案例分析

理解“0.003毫米加工公差”被称为文墨精度的内涵。

第九章

渐开线圆柱齿轮传动公差及检测

齿轮传动的使用要求,齿轮精度等级的规定和图样标注,单个齿轮和齿轮副各项精度指标。

精度设计中的职业道德和规范

案例分析

课堂讨论

树立专业认同、职业伦理和社会责任,践行社会主义核心价值观。

三、结论

在思政教学设计中,遵循学生中心理念,教师应该更多承担组织者、观察者和答疑解惑者的身份,通过课程教学活动的精心组织,引导、启发学生的国家大义和职业情操,培养学生具备现代工程观念和人文素养;遵循OBE理念,践行习近平总书记提出的4234开元官方活动大厅课程思政创新需要把握的“八个统一”,深化课程思政内涵建设,实现教学环节与学生需求的同频共振;遵循持续改进理念,积极发挥反思性思维,解构、重构、再解构基于教学全过程的思政授课体系,不断优化,持续完善和更新思政课程观和课程思政教学体系。

参考文献:

[1]万书亭.互换性与测量技术(第2版)[M].北京:电子工业出版社,2012.

[2]王西珍,金守峰,郭飞飞,张敏,沈瑜.《互换性与测量技术基础》课程思政关键问题与解决方案[J].中国标准化,2022(10):169-173.

[3]郎珊珊,刘俭辉.《互换性与测量技术》课程思政案例设计与教学实践[J].时代汽车,2021(21):65-66

[4]王肖英.“互换性与技术测量”课程思政教学研究与实践[J].装备制造技术,2021(7):199-200

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