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基于CDIO创新理念的《机电一体化综合实训》课程思政教学改革与实践

沈伟 李枫 刘欢欢 程宏佳
  
富网媒体号
2024年193期
天津理工大学中环信息学院 天津 300380

摘要:本文通过分析《机电一体化综合实训》课程存在的问题和目标定位,结合CDIO的“构思、设计、实施、运行”四个阶段,提出了课程思政改革的思路,并在实践中进行详细实施。改革实践涵盖了教学内容优化、项目驱动式教学模式、多元化教学手段的运用以及评价体系的改革。通过对教学实践效果的分析,结果表明,教学改革显著提升了学生的专业知识、技能、思想政治素质以及团队合作能力。然而,仍需解决教师素养提升和教学资源配置等问题。本文为机电类专业实践课程的思政教学改革提供了有益的参考和借鉴。

关键词:CDIO理念、课程思政、教学改革、机电一体化、实践教学、评价体系

一、课程思政教学改革的思路

在课程思政改革的背景下,如何将思想政治教育融入到专业课程教学中,特别是在工程类实践课程中,已经成为当前高等教育改革的热点和难点。《机电一体化综合实训》课程作为机电类专业的重要实践课程,也面临着与思想政治教育相结合的挑战。通过CDIO创新理念的引导,课程思政的实施不仅要解决教学中现有的问题,还要对课程目标及定位进行明确,革新教学方法和手段,以期实现专业教育与思政教育的有效融合[1]。

二、教学中存在的问题

1. 思政教育与专业教育分离

当前教学模式中,专业知识的传授往往独立于思政教育,教师更多关注于技能和理论的教学,而忽略了对学生思想政治教育的渗透。尽管国家要求高校加强课程思政建设,但在实际教学中,思政教育的实施较为表面化,缺乏深度和系统性。这导致思政元素的融入存在“零散”与“突兀”的问题,未能与专业知识形成有机的结合。许多教师在课程中偶尔提到一些思政元素,但没有将其融入到课程的整体框架和教学目标中[2]。

2. 学生的实践能力与价值观培养不平衡

传统的《机电一体化综合实训》课程注重技能的培养,尤其是编程、设备操作和系统调试等实践性内容的教学。课程思政的核心在于不仅培养学生的技术能力,还要注重学生社会责任感、团队合作意识和创新精神的养成。在现行的教学体系中,学生虽然能够掌握一定的专业技能,但在价值观和责任意识上的培养较为欠缺,无法从根本上帮助学生形成正确的人生观、价值观和职业道德意识。

3. 教学内容陈旧、与实际脱节

《机电一体化综合实训》课程内容和任务设计相对传统。学生完成这些任务后,虽能掌握一定的机械控制和系统编程技术,但无法真正理解复杂机电系统的设计理念及其在实际工业生产中的应用。课程内容较为单一,无法激发学生对专业的深度兴趣,也无法帮助学生理解其所学技能与社会和产业需求之间的联系。

4.考核评价体系不完善

现有的评价体系过于关注学生的知识点掌握情况,考核方式主要以平时成绩和最终考核为主,评价内容局限于专业技能的操作与完成度。学生的综合素质如团队协作能力、创新思维、责任意识等方面的考核未得到充分体现。此外,思政教育的考核体系也较为薄弱,缺乏对学生在思想政治方面表现的有效评估。

三、课程目标及定位

1.明确课程的三重目标:知识、能力与价值

《机电一体化综合实训》课程的目标不仅限于让学生掌握专业知识与技能,更应涵盖学生在价值观、责任感、创新精神等方面的综合素质培养。基于CDIO理念,课程应设置清晰的“三位一体”教学目标:

知识目标:学生通过学习自动装配分拣机的机械结构、控制系统、气动技术等内容,掌握各类传感器、变频器、PLC等设备的选型、安装、编程与调试技能,理解机电系统设计的基本原理和操作方法。

能力目标:培养学生的分析问题、解决问题的能力,通过项目实践,提升学生的逻辑思维能力、团队协作能力、技术创新能力以及独立思考与动手实践能力。

价值目标:通过思政元素的融入,引导学生树立正确的职业价值观、社会责任感和工匠精神,培养学生的创新意识、家国情怀以及对国家科技发展的使命担当。

2.结合行业发展需求进行课程定位

在课程思政改革中,《机电一体化综合实训》课程定位应侧重于培养具备创新思维和社会责任感的高素质应用型人才。通过将课程内容与实际产业案例相结合,例如引入智能制造、自动化生产线等先进技术的案例,帮助学生理解专业知识与社会需求之间的联系,增强他们的职业使命感。

3.强化课程的思政教育定位

在工程类实践课程中,思政教育并非单纯的政治教育,而是通过课程内容和教学过程,引导学生理解职业道德、社会责任以及个人与国家发展的关系。课程应在技能培养的过程中渗透思政教育,使学生在掌握专业技能的同时,也能感受到责任感和使命感的培养,培养他们的爱国情怀、创新精神和团队合作意识。

四、教学方法及教学手段的革新

1.项目式教学法与CDIO理念的融合

在《机电一体化综合实训》课程中,以项目为基础,将“构思、设计、实施、运行”的工程项目全流程融入教学。学生不再只是学习知识点,而是在实际项目中运用这些知识,通过小组合作完成项目的每一个环节。项目式教学不仅能提升学生的实践能力,还能促进学生在合作中学会团队协作、沟通与创新。通过这种方式,学生能够更好地理解理论与实践的关系,体验工程项目中的挑战与责任。

2.案例式教学与思政元素的结合

在课程设计中,应通过典型案例教学将思政元素与专业知识有机结合。例如,在讲解机电设备编程和调试时,可以引入我国自主研发的高科技产品或工程案例,如长征火箭、红旗轿车生产线等。通过这些案例,增强学生的民族自豪感和科技兴国的意识,使学生在学习专业技能的同时,也能受到爱国主义教育。案例分析应贯穿于教学全过程,而非仅在课堂开始时简单提及,确保思政元素在实践环节中的持续渗透。

3.多样化的教学手段

现代化的教学手段有助于提高教学效果,尤其是在实践课程中。可以运用虚拟仿真、计算机辅助教学等手段,将工程项目和思政教育融为一体。例如,通过虚拟仿真实现机电设备的动态演示,让学生在课前进行预习,在实际操作前有更深的理解。网络教学平台可以发布思政教育视频和资源,使学生在课外继续进行思政学习和讨论,帮助他们加深对社会责任和科技发展的理解。

4.多维评价体系的建立

考核评价不仅应包括学生的专业技能,还应全面评估学生的综合素质,如团队合作、创新能力、责任意识等。通过过程性评价与总结性评价相结合,动态监测学生的学习效果。在过程性评价中,可以通过小组项目的进展情况、学生的参与度和思政元素的掌握情况进行考核;在总结性评价中,注重学生的最终项目成果及其对思政内容的理解与实践。

五、基于CDIO工程教育理念的《机电一体化综合实训》课程的实践创新

将CDIO理念与课程思政结合是《机电一体化综合实训》课程教学改革的核心思路之一。CDIO强调“构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运作(Operate)”四个阶段,强调理论与实践的紧密结合,培养学生从项目构想到最终实现的全流程工程能力。而课程思政则通过润物细无声的方式,将思想政治教育融入专业教学中,达到知识传授与价值引领相结合的效果。通过将CDIO的四个阶段与课程思政的教育目标有机结合,能够更好地培养学生的专业素养、实践能力以及社会责任感[3]。

1. “构思”阶段的思政融入

在“构思”阶段,学生需要根据具体的项目任务提出解决方案。这一过程中,教师不仅要引导学生理解项目的技术需求,还要通过案例引入家国情怀、工匠精神等思政元素。比如,项目设计过程中可以以中国自主创新的机械设备为案例,让学生在研究项目的技术细节时,感受科技强国的必要性,激发他们的民族自豪感和责任感。通过思政内容的融入,学生不仅能够掌握技术技能,还能树立正确的价值观和使命感。

2. “设计”阶段的思政结合

在设计阶段,学生围绕项目方案进行详细设计。教师可以引入工程伦理与职业道德的思政内容,让学生认识到设计不仅关乎技术实现,还涉及到安全、环保和社会责任等方面。例如,在设计机电系统时,强调节能环保的重要性,培养学生在技术创新中关注可持续发展和环境保护的意识。通过这些教育,学生可以在技术决策中融入道德判断,提升其社会责任感。

3. “实施”阶段的思政渗透

在项目的实施阶段,学生不仅要完成设计的实现,还要经历具体的动手操作和团队合作。教师可以通过分组合作的形式,将团队协作、责任担当等思政元素自然融入到任务中。实施阶段要求学生解决实际问题,在此过程中引导学生养成精益求精的工匠精神,并通过在操作过程中遇到的困难和挑战,培养他们的坚韧不拔和创新意识。让学生认识到,创新不仅是技术层面的突破,更是责任和社会使命的体现。

4. “运作”阶段的思政教育

运作阶段是整个CDIO流程的收尾工作,学生需要对项目进行总结、评估和优化。这一阶段教师可以引导学生反思项目实施的社会价值与意义,从而提升学生的价值观与人生观。例如,在总结项目时,可以引导学生思考技术对社会进步的影响,特别是在国家经济建设和社会发展的背景下,如何通过科技创新推动社会进步。此时,学生不仅能认识到技术的重要性,还能更加深刻地理解个人与国家、社会的关系,增强社会责任感和使命感。

通过将CDIO理念的四个阶段与课程思政的目标有机结合,《机电一体化综合实训》课程不仅能够提升学生的工程实践能力,还能够通过潜移默化的思政教育,帮助学生树立正确的价值观、责任感和社会使命感,实现“知识、能力、价值观”三位一体的教育目标。这种结合既体现了教育的专业性,又加强了思想政治工作的针对性和实效性,使学生能够在学习过程中达到思想与能力的双重提升。

六、教学实践与效果分析

1. 教学实践过程

为了有效落实CDIO与课程思政的融合,我们从以下几个方面进行了教学实践[4]:

(1)教学内容的优化与融合

在教学过程中,我们根据CDIO理念的要求,结合课程思政的目标,对教学内容进行了优化与融合。例如,围绕机电一体化的工程案例,我们将具有典型社会责任感的项目引入课堂,如环保、节能系统,既突出了技术应用,又通过案例分析加强了学生的社会责任感和职业道德意识。通过具体案例分析和项目研究,学生能够在实际操作中感受到思政元素的存在和价值引导。

(2)项目驱动式教学模式的实施

在实践教学中,采用项目驱动式教学模式,以学生为主体,鼓励他们在实践中发现问题、分析问题和解决问题。项目内容不仅涵盖了机电一体化的技术知识,还融入了思政教育目标,如团队合作、职业道德和社会责任等。学生通过项目的完成,不仅提升了工程实践能力,还在潜移默化中树立了正确的职业观和价值观。

(3)多元化教学手段的运用

教学过程中,我们充分利用现代信息技术,如多媒体教学、虚拟仿真平台等,提高教学的直观性和互动性。同时,实践教学中鼓励学生动手操作,结合案例分析和小组讨论等方式,促进学生之间的协作与交流。教师在实践环节中主动引导学生思考技术应用的社会影响,从而实现思政教育与专业知识传授的无缝对接。

(4)评价体系的改革

我们对传统的单一成绩评定体系进行了改革,实施了多维度评价体系。在评价过程中,除了考核学生的技术能力,还将思想品德、团队协作、创新意识等纳入考核标准。通过对学生的项目成果、操作能力、团队合作精神以及对项目社会价值的理解等方面进行综合评定,使得课程评价更加全面、立体,符合课程思政教育的目标。

2. 教学效果分析

通过这一系列的教学实践,教学改革的效果显著,从学生的知识掌握、能力提升、思政教育效果等多个方面进行了分析[5]:

(1)专业知识与技能的提升

通过CDIO项目的驱动式教学,学生的专业知识和实践技能有了显著提升。多数学生能够在实践项目中结合理论知识,解决实际问题,表现出较强的动手能力和创新能力。同时,学生的自主学习意识也得到了加强,能够积极参与项目讨论,提出具有建设性的建议,展现出较强的工程实践能力。

(2)思想政治教育效果显著

通过将课程思政融入教学内容,学生的思想政治素质明显提高。在课程的结课反馈中,许多学生表示,通过具体项目的实施和讨论,不仅提高了专业能力,还加强了对社会责任感的理解与认同,逐渐形成了正确的价值观与职业操守。例如,在项目总结时,学生能够主动分析项目对社会的贡献和影响,展现出较高的社会责任意识。

(3)团队合作与职业素养的提升

在项目驱动教学模式中,学生的团队合作能力得到了明显提升。通过小组项目的实施,学生之间的协作能力、沟通能力和组织协调能力都有所提高。在教师的引导下,学生逐渐理解并接受了职业道德与工程伦理的重要性,展现出较强的责任感和职业素养。

(4)学生满意度与参与度提升

教学改革后,学生对课程的满意度和参与度显著提升。由于项目内容丰富且富有挑战性,学生对课程表现出了更高的兴趣和参与热情。根据课程反馈调查,90%以上的学生表示,课程不仅帮助他们提升了技术能力,还在思政教育方面有了深刻的感悟和收获。

3.实践经验与问题分析

虽然教学改革取得了显著的效果,但在实践过程中也存在一些问题和挑战:

(1)教师团队的综合素养提升需求

实施CDIO与课程思政相结合的教学改革,对教师的专业知识、教学能力以及思政素养提出了更高的要求。因此,提升教师团队的综合素养,尤其是思政教学能力和跨学科教学能力,仍是今后改革的重要方向。

(2)教学资源与支持的限制

实践教学中,对设备、技术支持、场地的需求较高,尤其是一些虚拟仿真平台和实际操作设备的投入不足,影响了部分教学环节的顺利实施。未来需加强对实践教学资源的投入,确保教学改革的顺利推进。

七、结束语

基于CDIO创新理念的《机电一体化综合实训》课程思政教学改革,不仅为课程注入了新的活力,也有效地提升了学生的综合素质。在教学内容和方法的改革中,通过项目驱动式教学、多元化的教学手段和全面的评价体系,成功实现了技术知识传授与思想政治教育的有机结合。学生的专业技能、创新能力、社会责任感等方面得到了显著提高,课程的整体教学效果显著提升。未来,需进一步加强教师培训,优化资源配置,以持续推进课程改革,实现更高水平的教育目标。

参考文献:

[1] 朱自强, 赵峰. 基于CDIO理念的工程教育改革探索. 《工程教育研究》, 39(2), 45-52.

[2] 张伟, 刘颖. 课程思政的实施路径与实践探索. 《教育教学论坛》, 12, 67-72.

[3] 李华, 王敏. 机电一体化课程教学改革的实践与探索. 《机械工程教育》, 31(4), 89-95.

[4] 陈佳, 吴婷. 基于CDIO理念的工程教育评价体系研究. 《高等工程教育研究》, 40(3), 23-30.

[5] 黄晓, 陈勇. 《机电一体化综合实训》课程思政教学改革的探索与实践. 《教学与实践》, 15(1), 56-63.

校级项目:2023年天津理工大学中环信息学院课程思政教学改革研究项目(项目编号:2023JY-Y03):基于CDIO创新理念的《机电一体化综合实训》课程思政教学改革与实践

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