机电一体化系统设计与实践课程中思政教学案例的设计

［摘要］思政教学是高等院校教学任务中的一项重要内容，需要在日常教学中常抓不懈。专业课程在本科生教学中占有非常大的比重，具有开展思政教学的巨大潜力。根据机械类本科专业核心课程机电一体化系统设计与实践的自身教学特点，将思政教学的目标落实在专业课程的知识点上，通过互动教学模式，引导学生主动思考，归纳出所要传递的思政点。从教学过程和教学效果来看，选取专业领域的热点问题，教师的合理引导，师生之间和学生之间的充分互动，都对思政教学效果有着非常积极的影响。

［关键词］机电一体化；本科教学；思政课程；研究型教学

［中图分类号］ G642 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 2096-0603（2023）07-0025-04

一、引言

立德树人，是高校教育教学中的核心内容。落实立德树人根本任务，必须将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体、不可割裂[1]。在课程教学实践中，专业知识课程占据着非常大的学时资源，作为思政教学的隐性教育平台，其所应当发挥的作用是不容忽视的，其可发掘的潜力是巨大的。很多专业课程已经作为思政教学平台，发挥了积极的作用[2-8]。刘海春[2]等在“电工与电子技术”这门非电类专业核心基础课中，基于基础理论和器件应用等两方面教学内容，构建了思政教学体系，确立了培养学生科学思维及工匠精神、家国情怀和家校情怀等教学目标，将学科发展中的经典人文故事、相关国家重大工程和时事话题融合到专业课程教学中，并设计了多种思政教学效果的考核方式，达到了拓展教学资源、丰富课程思政内涵的教学效果。汪丽群[3]等在“电梯PLC与变频器应用”课程中，将树立“认真严谨、精益求精”的大国工匠精神确定为课程思政建设的主要方向，从教学目标确定、教学内容确定、思政元素选取、教学实施、教学评价五方面进行课程的思政教学建设，探索思政教学和专业知识教学的融合点，以及显性思政教育和隐性思政教育的结合方式，引导学生对思政教学内容进行思考，接受其中的价值教育，为此类专业知识课程的思政教学实践提供了有益的参考。王建涛[4]等在“车辆工程”专业课程中进行了思政教学实践，从教学团队建设、教学内容创新、知识传授与价值引领相结合三个方面论述了思政教学设计，较为详细地阐述了在教学实践中如何将思政元素与专业知识点相结合，指出思政教学与专业课教学的巧妙结合，可以更有效地激发学生参与教学活动的积极性，在增长专业知识的同时，能够更好地提升精神价值。李晓英[5]等在“Python程序设计”课程中，重新梳理了专业教学内容，针对三部分专业课程内容模块，详细地设计了每个专业知识点所蕴含的思政元素，描述了教学实践过程，以具体实例展现了思政元素与专业知识的结合方式。从思政教学的实施效果来看，浓厚的学习兴趣和高度的课堂参与度，都对思政教学效果有着非常积极的影响。苏频[6]等对“汽车制造工艺学”课程中的思政教学方法进行了研究，在分析课程特征的基础上，制定了提升学生政治思想素养、增强学生心理素养和职业素养三项思政教学目标，在专业发展历程和技术现状中发掘了思政教学点，促使学生的职业素养、工匠精神得到增强，爱国情怀、社会责任感得到提升。除了针对单一课程进行思政教学设计的情况外，也有从课程群的角度出发进行思政教学架构的设计，如胥桂萍[7]等对化工原理课程群的思政教学探索，黄凯宁[8]对计算机专业应用型课程的思政教学研究，都是将相关性非常高的几门课程或一类课程进行统一的思政教学规划，解决教学中的问题。但落实到教学实践中，也需要对思政内容与专业内容的结合、教学模式的改进等进行探索。

从以上教学实践中可以看到，在专业课程中融入思政教学内容有着一些行之有效的通用方法。首先要明确专业课程中思政教学的目标，将其与专业知识教学目标有机地结合起来。有了明确的教学目标，思政教学才能有的放矢，易于把握好方向和内容，也便于评估教学效果，完善教学设计，从而进一步提升思政教学的效果。其次是深挖专业课程中的思政点。在专业课程中，或多或少地包含一些诸如发展历程、技术现状等的知识点，会介绍到专业领域内的典型人物和事件，体现着爱国情怀、价值观、专业精神等思政点。这表明专业课程自身是蕴含丰富思政元素的，这也是发掘专业课程思政教学内容的一个主要途径。在教学过程中，教师要紧抓这一点，使这些自然融合的知识思政点充分起到传递价值观的目的。另外，提高学生的参与度，也是强化思政教学效果的有效手段。在专业课程教学实践中，增加互动环节，引导学生更多地主动思考，做到用心去体会课程中的思政点，能够自己去总结其中蕴含的道理，这将会加强课程教学效果。

二、课程特点

机电一体化系统设计与实践课程是北京航空航天大学机械工程及自动化学院本科学生的必修专业核心课程，面向机械工程类的所有学生，这就为该课程的思政教学提供了一个良好的平台，受众较多使得课程思政教育元素能够发挥更为广泛的作用。

本课程采用“项目研究式”教学模式，教学内容由“技术专题式”的理论课程和“项目开发式”的实践课程组成，包括16学时的课堂授课和32学时的项目实践。课堂教学中应采用启发式、互动式和探究式教学方法，注重以工程项目研发为背景的案例教学方式的运用，机电一体化基础理论和工程实践的有机结合；项目实践是综合运用基础知识来设计面向实际需求的机电一体化系统，从而锻炼学生的独立思考和分析问题能力、动手实践能力、团队协作能力和创新能力。

在“项目研究式”教学模式下，学生是课程的核心主体，需要发挥很强的自主性，教师在课程中的作用更多地体现在对学生的引导上。因此，在课程实践过程中，师生之间、学生之间有着大量的互动和协作环节。在这种教学模式下，课程思政元素的设计和实践，有着充分发挥的空间[9-10]。

三、思政教学与专业教学目标的融合

思政教学目标与专业知识教学目标，需要有机地融合在一起。专业知识教学是载体，在教授专业内容的同时，将思政教学内容融入其中，贯穿于全部的教学过程中，使学生获得专业知识的同时，又能随时接受思政教学的内容，充分达到思政教学的目的，做到“随风潜入夜，润物细无声”。机电一体化系统设计与实践课程的专业知识教学内容包括基础知识的讲授、专业技能的训练和能力素养的培养，涵盖了较为广泛的专业教学内容。而内容的广泛，就为思政教学提供了丰富的切入点，诸如爱国情怀、“三观”塑造和团队精神培养等。

机电一体化系统设计与实践课程的专业知识教学目标包括：（1）基础知识讲解，机电一体化系统的组成、工作原理、系统设计方法和各功能单元设计技术等。（2）基本开发技能培养，利用专业软件进行机械系统结构设计和运动仿真分析、控制系统的软件开发和集成验证等。（3）动手能力和协作能力训练，以一项机电作品为对象，进行产品的设计、组装和调试，以小组为单位进行项目的管理和实施。从专业知识的教学目标来看，涵盖的专业知识内容比较广泛，这就为思政教学元素的设计和融入提供了多方位的切入点，可以多角度地融入结合，诸如爱国情怀的培养、世界观的塑造、团队精神的培养等。

在培养爱国情怀这一点上，对应的专业知识点包括机电领域涉及的技术和产业现状，国家在行业内的优势和劣势，同时这也是很好的思政教学点，结合当前的时政事件，尤其是中美之间的技术竞争、封锁与反封锁，能够培养学生的爱国主义情怀，引导学生思考国家在专业技术领域如何赢得竞争、突破封锁。进而得出这需要我们每个人，作为国家的建设者，在各个专业领域作出贡献，取得进步。从而使学生意识到，国家的建设和发展，与个人的职业规划是可以紧密结合在一起的，国家的发展为个人的发展提供了巨大的舞台，而个人在行业中取得的成绩又会为国家的行业进步作出贡献。在世界观塑造方面，可以落实在课程中有关技术发展和应用方式的专业知识点上。引导学生思考人和技术的关系，技术是由人掌控的，经过人的应用，才会作用到人类社会。人应该去主宰技术，使技术在人类社会的发展进程中发挥积极作用，为人类的进步作出贡献。团队协作是本课程实践环节的主要执行方式，学生自愿组合，组成4～5人的合作团队，根据教师提出的实践项目约束条件，共同确定项目选题、设计项目实现方案并完成实物制作。在实践过程中分工协作，相互协调，密切配合。在这种实践教学方式下，培养学生的团队精神，是本课程的一项重要教学目标。这种课程项目的组织形式，为学生提供了一个训练团队协作的平台，在合作中训练沟通、协调、分工合作等技巧，体会和培养团队精神。

四、思政教学案例的设计

以上述三个思政点之一的“世界观的塑造”为例进行思政教学案例的设计，展现本课程思政教学的切入点，将思政教学落实在课程教学中。

（一）思政切入点的选取

对于世界观的塑造，这里选择“技术”与“人”的关系作为思政切入点，引导学生思考主观世界与客观世界的关系。“机电一体化技术的发展概况”是本课程第一章“机电系统概述”中的一个教学知识点，讲授了机电一体化技术在人类社会中的发展历程以及所发挥的作用。这个知识点涉及“人”是如何发展和使用“技术”的，以及“技术”又是如何推动人类社会发展的。该知识点本身就是很好的思政教学点，可以通过互动教学，使学生认识到“技术”与“人”相互作用，促进技术的进步，并带来人类社会的发展，而人的价值体系和世界观决定着技术进步和社会发展的方向。

“人”与“技术”相互关系的思政融入点，落实在“人对技术的使用方式”这个具体的知识点上。通过人类使用技术的具体方法和应用场景，讨论技术如何使用是“正确”的，如何使用是“错误”的，让学生体会到技术的“好”与“坏”是与使用技术的“人”息息相关的。技术的进步与应用，在人类社会中所起到的作用，有“好”的作用，也有“坏”的作用，但这往往不是技术本身的问题，而是技术使用者的问题，只有“正确”的人与技术的结合，才能促进社会的“正确”发展。通过这一案例，引导学生思考人的主观世界在技术进步中如何发挥作用，进而如何推动人类社会的发展，从而使学生树立正确的价值观。

（二）案例内容设计

该部分内容采用启发、讨论式的教学方法，由现实生活中热门的新兴技术引入人如何“正确”地使用技术的问题，从而让学生思考技术与个人、人类的关系，探讨技术的发展如何造福人类社会。

无人机技术是当前的热门技术，近年来发展迅速，在人们日常生活中应用广泛。热点技术的选取，可以引起学生更多的共鸣，更好地激发学生的参与热情[11-12]。引导学生讨论无人机技术在人类社会中的应用情况，有哪些是“好”的，哪些是“坏”的，或者是“好”“坏”兼有的。以四种无人机应用场景为例，作为学生讨论的铺垫。场景一，无人机的物流运输功能。利用无人机进行配送，很多物流公司有所采用，如亚马逊、谷歌、DHL，顺丰、淘宝等，尤其是疫情在全球爆发后，无人机在物流配送方面的应用，有效地减少了配送环节的感染风险。场景二，无人机航拍功能。由于无人机是在空中飞行，基本不受地形地貌的影响，将摄像设备安装在无人机上可以大大提高拍摄效率，在测绘、救灾、消防等方面有着诸多应用。但该功能也会被用来进行偷拍等不法行为。场景三，军事用途。近来由于军用无人机的使用成本降低，以及民用无人机的军用化，无人机在军事领域的应用也呈现出爆发式增长，侦察、轰炸、定点清除等功能已普遍应用于实战中，如在2020年纳卡冲突、2022年俄乌冲突中，无人机都发挥了重要作用。场景四，暗杀和袭击。由于用于该用途的无人机有体积小、速度快等特点，被用于破坏民用基础设施等袭击活动。