激发学生爱国情怀,培养卓越工程师素养
——“材料成型CAD/CAE技术”课程教学案例
一、课程基本信息
本课程从哲学认知、匠心塑造、家国情怀三个层面出发,引领学生树立“追求卓越,服务地方”的价值观、就业观,培养学生爱岗敬业的精神,激励学生扎根西部,传承革命老区红色精神。同时,本课程还突出知识传授、技能培养、专业引导与价值教育等多重功能,实现专业人才的全方位培养。
(一)授课对象
本课程的授课对象是材料科学与工程学院材料成型及控制工程本科专业的学生。材料成型及控制工程是我校传统优势工科专业,已有41年的专业办学历史,是学校规划的新材料和先进制造的重要专业之一。
(二)教学资源
本课程采用线上线下混合式教学模式,充分利用线上课程和线下课程各自的优点,合理安排教学内容。线上课程主要包括中心网站(SPOC)和智慧树平台推出的升级版课程“三维数字化设计方法与应用”,用于三维数字化建模及分析技术的学习,学生则可利用电脑和手机学习。线下课程采用团队成员根据多年的教学和工程经验编写的教材《材料成型CAD/CAE技术与应用》辅助基础理论和基本操作的学习,同时采用小组讨论/小组辩论等方式,引导其自主学习、独立思考。
(三)课程改革情况
本课程大力推动以“课程思政”为目标的课堂教学改革,充分挖掘和运用专业课程所蕴含的思想政治教育元素和所承载的思想政治教育功能,实现思想政治教育与知识体系教育的有机统一。
(1)结合前沿技术及社会热点,从国家战略、环境健康、法律法规、安全等角度出发,在课程教学中有意识地开展“国际视野、家国情怀、职业道德”等方面的讨论、辩论等主题活动,培养“视野开阔、心系祖国、合法守信”的数字化专业技术人才。
(2)本课程通过“在线学习+线下课堂+第二课堂”相结合的方式,为整个数字化课程群的“基础+综合+应用+创新”递进式人才培养任务提供基础保障。
(3)本课程将科研成果、企业案例、学科竞赛获奖作品以及学生发表的论文、发明的专利引入课堂,通过小组讨论,提高学生解决复杂工程问题的能力。
(4)学生既可以通过大学生创业项目、学科竞赛、科学研究等方式提升创新能力,也可以加入教师工作室,为企业提供设计与分析服务,不断提高自身创新能力,培养创业意识。
(四)课程教学团队情况
围绕推进高校“课程思政”建设的目标,课程教学团队由有多年教学经验的专业课教师和思政课教师组成。近5年来,课程教学团队在教育教学、课程思政建设等方面做了大量的工作。2019年,团队教师在高等教育学会主办的“全国高校教师教学创新大赛(3D/VR/AR虚拟仿真数字化主题赛项)”中获国家一等奖1项,国家二等奖2项。2021年,课程教学团队申报的“新材料制备及加工”获批四川省虚拟仿真实验教学中心。此外,课程教学团队还获校级教学成果特等奖1项;获批国家线上线下混合式一流课程1门,省级创新创业示范课程1门,省级一流课程2门。
课程教学团队定期召开教学研讨会。其中,2021年7月开展的集体教研活动被我校主页新闻报道并推荐为2021年西华大学教研活动优秀案例。课程教学团队积极对外交流和宣传,彭必友等教师针对其成果在高等教育学会主办的专题研修班、全国机械工程学院院长/系主任联席会议、全国知名高校材料学院院长论坛、国家制造业信息化中心举办的教师培训会议等做主题报告10余次,受众教师近1 500人。
(五)其他
(1)本课程的教学传承西华大学办学60年的红色基因,引领学生树立“追求卓越,服务地方”的价值观、就业观,培养学生爱岗敬业的精神,激励学生扎根西部,传承革命老区红色精神;以本专业知名校友王华明院士、任志锋院士为典型案例培养学生敢为人先、开拓创新、勇攀科技高峰的探索精神。
(2)本课程提出工业软件“卡脖子”问题,同时适时引入国产工业软件,鼓励更多学生使用国产工业软件从事三维数字化创新设计和分析,认清国产工业软件与全球顶尖工业软件的差距与不足。
二、课程建设情况
为实现对专业人才的全方位培养,课程教学团队进行了积极的探索,整理了多个教学案例,以厚植学生爱国主义情怀。
(一)教学目标
课程教学团队根据教学大纲,重新编写教案讲义,把思想政治教育内容作为教材讲义必要章节。课程教学大纲将课程目标分解为知识、能力和素质三个目标。具体内容如下:
(1)掌握材料成型CAD/CAE的基础理论、基本方法、关键技术;培养具有专业工业软件研发思维的国家亟需的数字化技术人才。
(2)能利用CAD/CAE技术进行复杂产品的三维建模与分析,具备制定和优化材料成型方案的能力;培养数字化技术人才创新创业能力。
(3)能充分考虑法律、安全、效率、成本、环境等因素;培养具有“国际视野、家国情怀、职业道德”的数字化技术人才。
(二)建设思路
本课程从课程内容、教学方法、教学团队、教材建设等方面持续改进和提升。
(1)加强课程思政体系及内容建设,培养学生的爱国意识、社会责任意识等,让学生在感受科技魅力的同时增强民族自豪感。
(2)通过外引内培的方式,逐步形成一支结构合理、教学质量高的“专业+思政+辅导员”的高水平教师团队。
(3)不断改进教学方法,使本课程的思政教育特色鲜明、效果显著。
(4)加强线上课程资源建设,不断优化现有的在线资源,丰富创新创业项目。
(5)建立有效、可信的考试机制,确保考核的内容和方法科学、合理,鼓励探索和尝试多种形式的考核。
(三)课程设计
在课程内容设计及实施路径上,本课程采用“教学名师引领、教学团队协同、教学科研反哺、教学竞赛实现”的教学思路;通过“在线学习+线下课堂+第二课堂”相结合的方式,为整个数字化课程群的“基础+综合+应用+创新”递进式人才培养任务提供基础保障。
三、课程教学成果与示范辐射
(一)教学成果
本课程将思想道德素质提升作为课程考核的重要目标,将思想政治教育元素列入课程考核关键知识点,并落实到课堂测试、课后作业、中期检查、期末考试当中。
据统计,近5年本科生在读期间获批各级大学生创新创业项目70余项,获实用新型专利30余项,发表学术论文60余篇,参加全国各类学科竞赛获省级及以上奖项120余项。毕业学生积极到四川省能源重装基地和钒钛基地就业,为四川的产业发展贡献力量。有的学生主动到边远乡镇、雪域高原工作,为祖国建设添砖加瓦。
(二)示范辐射
课程教学团队在教育部“先进设计与增材制造智慧学习工场”项目研讨会、高等教育学会主办的专题研修班、全国机械工程学院院长/系主任联席会议、全国知名高校材料学院院长论坛、国家制造业信息化中心举办的教师培训会议等做报告。团队老师在国家制造业信息化中心举办的三维数字化教师培训会议上做主题报告10余次,受众教师近3 000人(见表1)。课程负责人彭必友老师在各大会议上专题报告了数字化教学科研、人才培养等方面的成果。
表1 对外交流及汇报