鄭淑娟,劉楷安,許蘭貴,上官林建
(華北水利水電大學(xué)機(jī)械學(xué)院,河南 鄭州 450045)
“液壓與氣壓傳動”是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)的專業(yè)核心課程,培養(yǎng)學(xué)生掌握常用液壓元件的結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行液壓系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的能力,培養(yǎng)學(xué)生分析解決工程實(shí)際問題的能力和工程設(shè)計(jì)能力,具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性。
在新工科建設(shè)的大背景,培養(yǎng)實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和國際競爭力的復(fù)合型“新工科”人才[1],與這一主旨亦是相得益彰。
與思政課程有別,課程思政主要形式是將思想政治教育元素,包括思想政治教育的理論知識、價(jià)值理念以及精神追求等融入到課程中去,潛移默化地對學(xué)生的思想意識、行為舉止產(chǎn)生影響。課程思政與專業(yè)課程互相促進(jìn),同向同行,形成協(xié)同效應(yīng)[2],潤物無聲般地深度融合思政元素與專業(yè)知識。新形勢為高校教師提出了新的要求和任務(wù),如何把課程思政理念融入自己的專業(yè)教學(xué)是每一位高校教師都應(yīng)該思考和探索的問題[3]。作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,文獻(xiàn)[4-5]對課程思政進(jìn)行了有益的探索和實(shí)踐。本文結(jié)合校情和專業(yè)特色,在“液壓與氣壓傳動”課程中貫穿思政教育,探討和介紹在該課程的教育實(shí)施過程中課程思政的融合、滲透內(nèi)容以及具體實(shí)施方法,從多方位多方面收集和發(fā)掘思政材料和元素,用專業(yè)案例代入、行業(yè)領(lǐng)袖人物引領(lǐng)、集科技發(fā)展需求多個角度,在相應(yīng)地教學(xué)模塊制定對應(yīng)的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置思政元素契合點(diǎn),也希望通過此文起到拋磚引玉的效果。
“液壓與氣壓傳動”作為專業(yè)基礎(chǔ)課程,該課程知識在機(jī)械類專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)中占有舉足輕重的位置,對專業(yè)支撐有著極其重要的價(jià)值。作為一門工科課程,課程知識框架由點(diǎn)到面層層遞進(jìn),從理論學(xué)習(xí)到技術(shù)應(yīng)用,從元件到系統(tǒng),知識脈絡(luò)清晰、環(huán)環(huán)相扣。從最初的液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識入手,是整個液壓技術(shù)的理論基礎(chǔ)。以一個典型的液壓系統(tǒng)構(gòu)為知識框架,動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件、油液五大組成部分分別作為一個章節(jié)學(xué)習(xí),各章節(jié)內(nèi)容獨(dú)立。各元件組成基本回路,速度控制回路、壓力控制回路、方向控制回路各自自立門戶,各有特色,具有典型性和代表性。不同的知識體系具有不同特點(diǎn),因此在引入課程的思政元素時(shí),要因地制宜地采取不同形式,優(yōu)化教學(xué)方式。
課程在達(dá)到知識目標(biāo)的同時(shí),以教學(xué)內(nèi)容為載體,滲透和貫穿思政教育,思政教育是靈魂,最終完成課程目標(biāo)。作為工科課程,尤其是綜合性和應(yīng)用型較強(qiáng)的課程,本課程從以下幾個方面挖掘和收集思政元素。
液壓傳動技術(shù)是機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)傳動與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一,世界各國對液壓傳動工業(yè)的發(fā)展都給予了很高的重視。將重大的科研成果引入,可使得教學(xué)內(nèi)容不斷豐富和更新[6],提升學(xué)生的學(xué)科榮譽(yù)感,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新型思維,同時(shí)體現(xiàn)了當(dāng)代工匠精神的價(jià)值。
比如重載液壓泵高壓化關(guān)鍵技術(shù),課程中涉及工程中常用的齒輪泵、葉片泵和柱塞泵,知識點(diǎn)涉及到泵的工作原理和各種泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。這里可以拓展提問要使泵高壓化,配流原理有哪些革新的地方,引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程所學(xué)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新思考;同時(shí)進(jìn)一步延伸,對泵的一些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有哪些改進(jìn)之處進(jìn)行探究教學(xué),比如流量脈動問題、噪聲問題、泄漏問題。對于教學(xué)重難點(diǎn)的泵的變量機(jī)構(gòu)知識點(diǎn),學(xué)習(xí)了伺服變量泵、恒功率變量泵等,可引導(dǎo)學(xué)生在變量泵的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步創(chuàng)新思考,利用控制“工程理論”課程的先進(jìn)的控制方法對變量機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。
這些典型的前沿案例,對于激發(fā)學(xué)生求知欲和探索欲大有益處,同時(shí)對于知識的拓展、對不同專業(yè)課知識間的交叉融合都有很好的啟發(fā)作用。
整合一些視頻資料和線上素材,介紹行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)袖大咖,用聲音和事跡來鼓舞和感染學(xué)生,讓學(xué)生以他們?yōu)榘駱?,積極思考,樹立正確的價(jià)值觀、人生觀。
比如液壓行業(yè)的知名專家楊華勇院士,是“盾構(gòu)裝備自主設(shè)計(jì)制造關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”的領(lǐng)軍人物,是推動盾構(gòu)國產(chǎn)化的關(guān)鍵人物[7]。盾構(gòu)機(jī)被稱為工程機(jī)械之王,它的絕大部分工作機(jī)構(gòu)主要由液壓系統(tǒng)驅(qū)動來完成,液壓系統(tǒng)可以說是盾構(gòu)機(jī)的心臟。楊華勇院士經(jīng)過十幾年的艱苦努力成功打破國外的壟斷,設(shè)計(jì)制造出中國自主創(chuàng)新的國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī),并在技術(shù)、質(zhì)量等方面緊緊追趕世界,為中國基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)有力的技術(shù)和物質(zhì)保障。
這些素材通過人物故事和制造細(xì)節(jié),鮮活地講述了充滿中國智慧的機(jī)器制造故事,再現(xiàn)了中國裝備制造業(yè)從小到大,到趕超世界先進(jìn)水平背后的艱辛歷程。在充分闡釋中國裝備制造業(yè)創(chuàng)新成就的同時(shí),展望了中國裝備制造業(yè)邁向高端制造的未來前景。
光陰荏苒,春華秋實(shí)。作為學(xué)校的傳統(tǒng)專業(yè),優(yōu)秀校友中不乏馳騁商場的企業(yè)精英、成績卓著的優(yōu)秀學(xué)者。有無數(shù)校友在各自的工作崗位上辛勤耕耘、默默奉獻(xiàn)。比如從我校畢業(yè)的研究生代宇同志,獲“鄭州市地方突出貢獻(xiàn)人才”稱號,并入選鄭州市科技專家?guī)?。他身懷絕技,不僅長期致力于本崗位技能的潛心鉆研,擁有過硬的專業(yè)技術(shù)能力和創(chuàng)新能力,研制的DP 系列節(jié)段拼裝架橋機(jī),較傳統(tǒng)的滿堂支架工法具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會及環(huán)境效益,練就了解決生產(chǎn)技術(shù)難題的絕活絕招,并且在技術(shù)革新、技術(shù)改造、工藝優(yōu)化、提高效率、提升質(zhì)量等方面有重大突破,主持圓滿完成了南水北調(diào)中線工程沙河1 300 t 預(yù)制架設(shè)項(xiàng)目、湍河1 600 t 原位現(xiàn)澆項(xiàng)目以及雙洎河2 500 t 原位現(xiàn)澆項(xiàng)目,其技術(shù)水平達(dá)到國際領(lǐng)先水平,并獲得“鄭州大工匠”榮譽(yù)稱號。在課程教學(xué)中,穿插介紹優(yōu)秀校友的事跡和成就,激勵學(xué)生做“工匠精神”的優(yōu)秀傳承者,使榜樣的力量直抵心靈,化作奮進(jìn)向上的強(qiáng)大動力,掀起學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的熱潮。
基于收集到的思政素材,與專業(yè)課知識點(diǎn)同向同行,融入到專業(yè)知識的學(xué)習(xí)中。
液壓流體力學(xué)基礎(chǔ)知識部分。在介紹抽象、煩瑣的公式時(shí),引入廣東虎門大橋懸索橋發(fā)生明顯彎曲振動的案例。案例中專家經(jīng)過理論分析、風(fēng)洞試驗(yàn)等一系列的研究,解釋了振動原因?yàn)闇u激共振。這正是將所學(xué)理論知識進(jìn)行應(yīng)用和實(shí)踐的很好例子,體現(xiàn)知識轉(zhuǎn)化為力量,轉(zhuǎn)化為解決問題的能力。
液壓元件部分。緊貼發(fā)展前沿,推介學(xué)術(shù)會議和高峰論壇,比如2021 年的泵閥與密封創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇,深入了解國內(nèi)外泵閥與密封相關(guān)領(lǐng)域的最新研究成果、發(fā)展趨勢和國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策,感悟其對專業(yè)知識的需求變化,不斷提升自身素質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的全球化意識和國際視野。
液壓基本回路部分。采用案例教學(xué)法,把AMESim 軟件引入到課堂教學(xué)中,利用流體系統(tǒng)類應(yīng)用庫搭建回路。將“液壓與氣壓傳動”課程中的抽象的液流流動參數(shù)、晦澀難懂的液壓回路狀態(tài)轉(zhuǎn)變成直觀的數(shù)值或變化曲線,通過批處理方式改變回路參數(shù),便于學(xué)生直觀地觀察、比較和分析結(jié)果,加深對理論知識的理解和掌握。軟件操作的便捷使得學(xué)生不局限于操作實(shí)驗(yàn)臺的限制,有利于學(xué)生專注在理論的理解和應(yīng)用上,且有益于激發(fā)學(xué)生的主動性和獨(dú)立性思維,發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新天性。如通過機(jī)床動力滑臺的工作循環(huán)中工進(jìn)速度的控制回路的設(shè)計(jì)的工程案例,使得學(xué)生掌握采用節(jié)流閥的進(jìn)、回、旁三種節(jié)流調(diào)速回路的速度負(fù)載特性。首先介紹軟件功能,教學(xué)演示進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路的搭建和特性的演示,接下來要求學(xué)生自主設(shè)計(jì)其他回路,引導(dǎo)學(xué)生自主搭建回油路節(jié)流調(diào)速回路和旁路節(jié)流調(diào)速回路,并分析它們的速度負(fù)載特性。整個案例教學(xué)的實(shí)施過程引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考、自我探究,激發(fā)學(xué)生的主動性,有助于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力。
通過仿真軟件的直觀性和易操作性,進(jìn)一步引入各種液壓仿真軟件的概括介紹,借此指出液壓仿真軟件和技術(shù)在國外蓬勃發(fā)展,國內(nèi)進(jìn)展相對滯后。了解國情,指出薄弱環(huán)節(jié),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,維護(hù)國家利益,任重道遠(yuǎn),提升學(xué)生推動民族復(fù)興和社會進(jìn)步的責(zé)任感。
從科技前沿、行業(yè)領(lǐng)袖人物、校友榜樣力量三個方面去深入挖掘“液壓與氣壓傳動”課程所承載的思政元素,提煉課程中蘊(yùn)含的文化基因和價(jià)值范式。從不同角度將思政元素融入、代入或引入到課程教學(xué)中,實(shí)現(xiàn)思想政治教育與知識體系教育的有機(jī)統(tǒng)一,塑造學(xué)生品格、品行、品味,努力培養(yǎng)學(xué)生成為德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人。