课程思政融入《材料成形数值模拟技术》课程的探索与实施

闫华军，代学蕊，马世博，张双杰，王 伟

（河北科技大学材料科学与工程学院，河北 石家庄 050018）

《材料成形数值模拟技术》是一门理论和实践结合紧密的材料成型及控制工程专业的专业课程，内容包括材料成型原理、数值模拟原理等理论部分，还包括材料成形工艺过程、数值模拟技巧以及工程实践案例等实践操作内容，该课程掌握理论知识前提下，学习数值模拟技术，结合工业问题开展数值模拟，因此课程任务具有很强的实践性和应用性。该课程的材料塑性成形理论和数值模拟理论深度大，仿真模拟的设置条件和模拟结果比较复杂。另外近年来该专业招生不理想，学生理论水平有所下降，很多学生缺少刻苦钻研的精神，因此学生学习目标不明确，学习积极性不高，学习产生畏难情绪。传统的课程教学中，讲课内容全部为课程知识点，教学方式为讲授式教学，老师讲学生听，虽然布置了一些作业让学生练习，但多数作业题目比较固定，学生被动完成作业，其解决问题的能力得不到充分锻炼，传统教学模式没有充分关注到学生的思想和感受。

2020年5月，教育部发布《高等学校课程思政建设指导纲要》，为全面推进课程思政建设提供了科学指南和行动方案[1]。当前全国各地高校制定各种政策，开启了对课程思政的探索与实践。课程思政是将思想政治教育元素，包括思想政治教育的理论知识、价值理念以及精神追求等融入专业课程中，潜移默化地对学生的思想意识、行为举止产生影响，课程思政起到教育作用，实现立德树人[2]。课程思政是能够激发学生的学习兴趣，爱国情怀、专业自信心，培养自主学习、职业道德、团结精神的方法。通过挖掘合理的思政素材和思政元素，课程中巧妙融入工程案例、科学故事、专家事迹等，让学生完成专业知识任务的同时，提高学生的学习动力，培养学生的职业道德素养、科学奉献精神、团队意识等，提升课程教学质量。

如何更好地发挥课程思政的作用，本文结合课程特点，从提炼课程思政元素，合理设计教学方法等环节进行改革，提高了学生专业知识学习质量，并达到了课程思政的育人效果。

1 课程设计改革

本课程将在课程原有知识目标和能力目标基础上，增加了课程思政内容。知识目标：材料成型原理、数值模拟原理等理论，材料成形工艺、数值模拟基本方法，工程案例模拟分析等实践内容。能力目标：理解基本原理，掌握数值模拟方法，能够熟练对材料成形过程进行数值模拟，并进行问题分析和解答。课程基本内容及目标属于课程的教学要求，为了实现理想结果，需要学生去执行，如何能让学生愿意接受这些知识，培养高尚情操，明白事理，这些是课程思政的范畴。要实现课程思政目标，需要引入恰当的思政元素，把做人做事的基本道理、社会主义核心价值观的要求、实现民族复兴的理想和责任有机融入课程教学中，潜移默化地对学生的思想意识、行为举止产生影响，实现知识传授、价值塑造和能力培养的多元统一。结合专业挖掘思政元素，制定合理的教学方案是课程思政教学方法改革和创新的关键因素。

《高等学校课程思政建设指导纲要》明确指出，“课程思政建设内容要紧紧围绕坚定学生理想信念，以爱党、爱国、爱社会主义、爱人民、爱集体为主线，围绕政治认同、家国情怀、文化素养、道德修养等课程思政内容，系统进行中国特色社会主义和中国梦教育、社会主义核心价值观教育、法治教育和职业教育等”[3]。充分考虑本专业特点、学生未来就业方向、思维方式以及关注的重点问题等因素，本课程应重点挖掘工匠精神与严谨科学态度等方面的思政元素。思政元素挖掘时还应尊重当代大学生的接受能力、兴趣点等因素，选取学生较为喜闻乐见且符合课程思政教育目标需要的教育元素[4]。

本课程提炼的课程思政元素主要包括：（1）爱国情怀、中国精神、奉献精神、中国优秀传统文化；（2）科研精神、团结精神；（3）专业自信、职业道德、安全意识、环保意识等；（4）哲学道理：如坚持一切从实际出发、实事求是，坚持尊重客观规律和发挥主观能动性有机统一，坚持具体问题具体分析，坚持两点论与重点论相统一，坚持系统联系观点，遵循认识运动基本规律，注重社会意识能动性等。本课程的思政素材和思政元素设计如表1所示。

表1 思政素材和思政元素设计

2 课程思政的实施方法

教学过程是实现课程思政价值的重要途径，因此“课程思政”教学设计要以知识、能力等产出为导向，挖掘的课程思政素材和思政元素巧妙融入教学内容，设计教学环节和生动多样的教学情境[5]。本课程在“学习通”平台建立课程，课程资料、学习任务提前发布到学习平台，让学生提前准备，课堂上采用翻转课堂教学模式，采取“展示视频、文字资料—提出问题—互动讨论—总结”等方法，充分发挥学生主体地位，提升学生自主性和参与性，达到育人效果。

2.1 学习资料和任务发布

课程思政要融入课程内容，需要学生积极参与，本教学团队在“学习通”平台建立“材料成形数值模拟技术”课程，在平台发布学习大纲、课程内容、文献、视频、学习任务、教学方法等学习资料，让学生明确学习目标和学习任务。课程授课方式采取翻转课堂教学模式，学生需要提前分组合作准备上课所用的素材，形成自己的初步认识和观点。比如，布置学习任务“查阅材料成形新工艺新产品国内外发展现状，并思考资料反映哪些人文情怀？”。所布置的思政题目，要求比较宽泛，任务明确，学生们可以自由查阅资料，体现出积极参与性和主动性，通过收集资料，思考资料本身的价值，对学生有很好的教育作用。

2.2 课程实施过程

上课采取翻转课堂教学模式，需要学生提前了解课程内容，查阅相关资料。为了使课程思政具有对学生引领和教育作用，课程思政内容不要太复杂，教学过程采取“展示视频、文字资料—提出问题—互动讨论—总结”的方式。思政素材可能是视频资料或文字资料，有些是老师准备的，有些是学生查找的，素材展示之后，素材隐含的思政元素和道理每名学生的感悟不同，因此需要学生参与讨论，通过观点碰撞和老师总结，教学生理解科学精神、爱国情怀、专业认同、职业道德、哲学道理等思政元素，这样学生才能有深刻体会，教育意义才更明显。

比如课堂上向学生展示学院科研团队老师和学生完成的科研项目，这是学生身边的老师和师兄师姐完成的任务，项目取得的成果、采取的解决方案、中间经历的波折、发生的趣事，既体现了课程知识内容，也体现思想观念和价值认同，这些内容新颖、接地气，能够吸引学生，项目背后所体现出的科研精神、敬业精神和团队协作意识会深刻影响到学生。

根据素材不同，课程思政教学方式也不完全一样，比如针对新闻热点报道的神舟飞船成功升入太空的热点问题，上课时老师直接提问学生，新闻报道中哪些部件是通过材料成形工艺做出来的？引起学生思考和讨论，老师最后说明关键零部件的特点、制造方法、制造难点，充分展示专业优势，提升学生的专业自信心和自豪感。

为了确保课程思政的教学效果，思政素材准备、课程教学环节让学生全程参与，提升学生的学习积极性和自主性，课后布置一些思政作业，鼓励同学们带着对时代进步、行业发展的思考，对家国情怀、个人价值的认同，对职业素养、团队精神的追求，全方位地提升学生的思想站位和学习能力，培养德智体美劳全面发展的新时代青年人才。

3 教学成效

本课程教学团队保证课程知识目标和能力目标的基础上，通过深度挖掘适合本课程的课程思政元素，包括科学精神、爱国情怀、专业认同、职业道德、哲学道理、团队意识等思政元素，教学团队采用翻转课堂方式授课，以“展示视频、文字资料—提出问题—互动讨论—总结”方式开展课程思政，让学生全程参与到教学过程中，课后会布置工程问题求解任务，让学生以团队的形式完成对产品的设计和仿真模拟。课前和课后做了两次课程思政调查问卷进行对比，课前大部分学生目标不明确，对人生价值和社会价值站位较低，缺乏吃苦耐劳的品质。通过课程中对学生开展思政教育，收到很好的效果，课后调查中，学生们对个人职业理想、职业态度有了积极明确的认识，希望通过个人努力，提升专业知识能力和职业道德素养，踏实工作，锐利进取，最终实现个人价值和社会价值。

三年授课经验显示，学生们在课程学习中思想认识得到明显提升，学习积极性主动性逐步提高，学生们平时上课互动、作业完成情况非常好，学生们的建模能力、数值模拟技术等知识能力得到了提升，在解决工程问题方面有了自己想法和更多的实践案例和成功案例。部分同学积极发掘工程和生活需求，发挥创造力，研发设计了多项发明专利或使用新型专利，这些充分体现出学生解决工程实践能力和创新能力的提升。为了获得更多的锻炼机会，提升实践动手和创新能力，学生们积极参与各类专业技术竞赛，运用学习的知识和技能，完成工程设计、数学建模和数值模拟，参加了全国挑战杯比赛、全国三维数字化创新设计比赛等专业竞赛，取得很多突破，获得国家级、省级奖项超过20项。通过课程学习有些同学培养了科研兴趣，积极参与老师们的科研项目，通过团队合作，取得很好地科研成果。学生们在思想认识、学习主动性、精神面貌方面都得到了提升，收到很好的教学效果。

4 结论

本课程坚持完成专业知识和能力目标前提下，融入课程思政，挖掘了适合课程内容的思政素材和思政元素。通过翻转课堂方式，让学生主动参与到教学过程中，达到了较好的教学效果，引领学生关注爱国主义、科学精神、专业认同、职业道德等思政元素，达到对学生的思想意识、行为举止潜移默化的影响，实现立德树人的效果。本课程的课程思政建设将继续改革和完善，最终实现对学生知识、思想的全面教育。