李本杰，鄭華林，韓傳軍

（西南石油大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，四川成都 610500）

一、引言

為應(yīng)對日益嚴(yán)峻的全球氣候問題，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì)上提出，中國力爭2030 年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060 年之前實(shí)現(xiàn)碳中和的“雙碳”目標(biāo)。2022 年4 月，教育部印發(fā)《加強(qiáng)碳達(dá)峰碳中和高等教育人才培養(yǎng)體系建設(shè)工作方案》，明確指出，以高等教育高質(zhì)量發(fā)展服務(wù)國家“雙碳”專業(yè)人才培養(yǎng)需求，“將綠色低碳理念納入教育教學(xué)體系”“加強(qiáng)綠色低碳教育”[1]。因此，促進(jìn)傳統(tǒng)機(jī)械類專業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，將綠色低碳理念融入機(jī)械類課程體系建設(shè)，實(shí)施教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化和教學(xué)模式改革是高等學(xué)校順應(yīng)國家“雙碳”專業(yè)人才培養(yǎng)新要求的重要舉措[2]。

“機(jī)械制造基礎(chǔ)”是機(jī)械類專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，對于培養(yǎng)從事制造業(yè)的高素質(zhì)專業(yè)人才具有重要支撐作用。“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程的教學(xué)內(nèi)容主要包括金屬切削加工原理、金屬切削加工方法與設(shè)備、機(jī)械零件精度設(shè)計(jì)、機(jī)械零件加工工藝設(shè)計(jì)、現(xiàn)代加工制造技術(shù)等。通過該課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握金屬切削加工基本理論，掌握金屬切削加工機(jī)床基本知識(shí)、零件尺寸公差、幾何公差和表面粗糙度國家標(biāo)準(zhǔn)，以及掌握各種加工設(shè)備、加工方法的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，能夠正確選擇加工方法、機(jī)床、刀具及加工參數(shù)，具備制定機(jī)械加工工藝規(guī)程及工藝裝備設(shè)計(jì)的基本能力，以及具備機(jī)械零部件精度設(shè)計(jì)的基本能力。為了適應(yīng)新時(shí)代國家對“雙碳”人才的培養(yǎng)需求，目前，“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程的內(nèi)容體系、教學(xué)模式、考核方式等迫切需要實(shí)施優(yōu)化改革，以增強(qiáng)學(xué)生綠色低碳意識(shí)，提高學(xué)生綠色低碳素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生綠色低碳技能。

二、“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程教學(xué)中存在的問題

“機(jī)械制造基礎(chǔ)”是一門綜合性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的機(jī)械類專業(yè)核心課程。圍繞課程體系建設(shè)、教學(xué)模式改革、課程思政建設(shè)、課程考核方式優(yōu)化等方面，國內(nèi)許多高校對該課程的教學(xué)進(jìn)行了多方位的探索與研究[3-4]。但目前，“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程教學(xué)與人才培養(yǎng)目標(biāo)，以及國家“雙碳”專業(yè)人才培養(yǎng)需求仍存在一定距離，課程教學(xué)過程中存在以下亟待解決的問題[5-6]。

（一）綠色低碳理念滲透不足

在課程教學(xué)過程中，教師更注重專業(yè)知識(shí)的講授和對學(xué)生專業(yè)技能的培養(yǎng)，而對節(jié)能減排、生態(tài)環(huán)保等綠色低碳主題涉及較少，缺乏對學(xué)生綠色低碳技能的培養(yǎng)。盡管在講授某些相關(guān)知識(shí)點(diǎn)（如切削液的選用等）時(shí)，對綠色理念有所提及，但未將綠色理念融入課程教學(xué)全過程，很少能夠引發(fā)學(xué)生多方位的深度思考，導(dǎo)致學(xué)生綠色低碳意識(shí)薄弱，重視程度低。因此，需要教師將綠色低碳理念納入到課程教學(xué)體系建設(shè)當(dāng)中。

（二）綠色屬性體現(xiàn)不夠

在“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程教學(xué)過程中，教師大多是針對刀具選用、切削用量選擇、工藝與精度設(shè)計(jì)等專業(yè)知識(shí)進(jìn)行講授和技能培養(yǎng)，鮮有體現(xiàn)知識(shí)內(nèi)容本身的綠色屬性，無法有效培養(yǎng)學(xué)生綠色低碳思維，更不利于培養(yǎng)學(xué)生的綠色低碳技能。因此，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)更多地體現(xiàn)各知識(shí)點(diǎn)的綠色屬性，培養(yǎng)學(xué)生綠色低碳思維。

（三）綠色考核機(jī)制缺乏

目前，“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程教學(xué)過程和考核評(píng)價(jià)未能很好地體現(xiàn)與課程知識(shí)相關(guān)聯(lián)的綠色低碳理念，因而，教師無法掌握學(xué)生綠色低碳意識(shí)的養(yǎng)成效果，以及綠色低碳技能的培養(yǎng)情況。因此，高校教師應(yīng)創(chuàng)新制定符合“雙碳”要求的課程考核機(jī)制，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成綠色低碳意識(shí)，提升綠色低碳育人成效。

三、“雙碳”目標(biāo)背景下“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革思路

（一）綠色低碳理念融入課程知識(shí)體系

針對目前“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程教學(xué)過程中綠色低碳主題涉及較少、綠色低碳理念滲透不足等問題，文章緊密圍繞“雙碳”目標(biāo)背景下新時(shí)代人才培養(yǎng)目標(biāo)的新要求與綠色低碳教育新任務(wù)，通過在課程各個(gè)知識(shí)模塊中融入綠色低碳發(fā)展理念，增強(qiáng)學(xué)生的綠色低碳意識(shí)，積極引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)專業(yè)知識(shí)技能助力機(jī)械制造業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展?！皺C(jī)械制造基礎(chǔ)”課程的知識(shí)體系應(yīng)緊密結(jié)合“雙碳”主題，注重與綠色制造、低碳制造等相關(guān)知識(shí)的聯(lián)系，在課程重要知識(shí)點(diǎn)融入綠色低碳理念并體現(xiàn)綠色屬性。綠色低碳理念和思政元素融入課程知識(shí)體系的具體途徑如表1 所示。

表1 “機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程綠色低碳理念和思政元素融入途徑

（二）課程思政元素融入教學(xué)內(nèi)容

“雙碳”目標(biāo)背景下工程技術(shù)專業(yè)人才的知識(shí)學(xué)習(xí)應(yīng)與思想政治教育同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)，全面提高應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量[7-8]。以“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程知識(shí)點(diǎn)為依托，以工匠精神培育為核心，在課程教學(xué)內(nèi)容中充分挖掘和融入思政元素[9]。在課程教學(xué)過程中，教師應(yīng)根據(jù)章節(jié)教學(xué)主題對應(yīng)的課程思政目標(biāo)設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，將思政元素融入到學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)中。在實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂過程中，教師要求學(xué)生根據(jù)所選主題，深入討論涉及的思政元素，加深學(xué)生對思政元素的理解，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感、社會(huì)責(zé)任感和歷史使命感，培養(yǎng)學(xué)生的大國工匠精神。

教師通過將綠色低碳理念和思政元素融入到課程教學(xué)內(nèi)容中，以期在教學(xué)過程中實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)與綠色低碳發(fā)展理念和思想政治教育的緊密融合，使學(xué)生在思政元素正面積極的引導(dǎo)下激發(fā)學(xué)習(xí)的主體意識(shí)，增強(qiáng)綠色低碳發(fā)展理念，培養(yǎng)積極進(jìn)取、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓そ尘窈途媲缶目茖W(xué)精神，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)課程專業(yè)知識(shí)教授和綜合素質(zhì)培養(yǎng)的雙重目標(biāo)。

（三）教學(xué)模式改革

針對目前課程知識(shí)內(nèi)容增多與課時(shí)削減之間的矛盾，“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程采用基于問題驅(qū)動(dòng)的線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式。近年來，教學(xué)團(tuán)隊(duì)逐步搭建并完善了豐富的線上課程資源，包括微課視頻庫、測試題庫、在線討論庫、工程案例庫等[3]。以實(shí)施基于問題驅(qū)動(dòng)的線上線下融合教學(xué)為導(dǎo)向，課堂授課前，教師圍繞教學(xué)目標(biāo)提前設(shè)計(jì)并線上發(fā)布問題和測試題，引導(dǎo)學(xué)生帶著問題進(jìn)行微課視頻學(xué)習(xí)，并完成線上測試；課堂授課中，教師根據(jù)學(xué)生線上測試題的完成情況，著重對重難點(diǎn)和易錯(cuò)點(diǎn)進(jìn)行講授和梳理，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，實(shí)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)化；課堂授課后，教師通過課后作業(yè)（思維導(dǎo)圖和習(xí)題）、線上測試、線上討論和拓展，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的鞏固提升與思維拓展，增強(qiáng)學(xué)生的綠色低碳意識(shí)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)化。

在課堂教學(xué)過程中，教師通過設(shè)計(jì)與多個(gè)知識(shí)模塊相關(guān)聯(lián)的專題案例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以及提高學(xué)生分析和解決問題的能力，使學(xué)生將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通，實(shí)現(xiàn)高效學(xué)習(xí)。以“減速器傳動(dòng)軸加工”的講授為例，教師應(yīng)將零件表面成形運(yùn)動(dòng)、刀具幾何參數(shù)的選擇、切削用量的選擇、切削液的選擇、加工方法與設(shè)備選擇、工藝路線設(shè)計(jì)等知識(shí)模塊串聯(lián)起來，引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)全面地分析和掌握金屬切削加工過程涉及的各方面知識(shí)，如圖1 所示。

圖1 專題案例設(shè)計(jì)

針對“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程中實(shí)踐性和綜合性較強(qiáng)的加工方法和設(shè)備知識(shí)模塊，教師應(yīng)采用項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力及團(tuán)隊(duì)合作能力，并圍繞車削加工、銑削加工、鉆鏜加工、磨削加工、齒輪齒形加工、零件的結(jié)構(gòu)工藝性等項(xiàng)目主題，結(jié)合課程目標(biāo)和綠色低碳理念設(shè)計(jì)項(xiàng)目任務(wù)要求。為了完成項(xiàng)目主題中涉及的綠色低碳任務(wù)，學(xué)生在實(shí)施項(xiàng)目過程中，不僅需要學(xué)習(xí)教材中的理論知識(shí)，還要進(jìn)行大量的文獻(xiàn)資料查閱，在“做項(xiàng)目”的過程中發(fā)現(xiàn)和學(xué)習(xí)知識(shí)。因此，采用項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法可使學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)更加明確，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的主體意識(shí)和學(xué)習(xí)積極性，全面提高學(xué)生分析問題和解決實(shí)際問題的能力。

（四）完善多元化考核評(píng)價(jià)體系

“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程采用全過程多元化的考核評(píng)價(jià)體系。課程總成績包括平時(shí)成績（45%）和期末考試成績（55%），其中，平時(shí)成績由線上視頻學(xué)習(xí)（15%）、線上章節(jié)測試（15%）、線上討論（5%）、課堂表現(xiàn)（30%）、課后作業(yè)（35%）組成。線上討論一方面是對課堂知識(shí)點(diǎn)的加深和拓展，另一方面也可加強(qiáng)學(xué)生的綠色制造理念和“雙碳”發(fā)展意識(shí)。課堂表現(xiàn)涵蓋了課程項(xiàng)目。課程項(xiàng)目主要考查學(xué)生對相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，以及對綠色低碳理念的理解程度；與“雙碳”相關(guān)的綠色制造非標(biāo)準(zhǔn)答案試題占期末試卷成績的10%。此外，課程組設(shè)計(jì)了優(yōu)秀課程思政案例“加分項(xiàng)”，在線上主題資源學(xué)習(xí)（包括“大國重器”“大慶精神”“載人航天精神”“工匠精神”等）的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考，完成原創(chuàng)性課程思政案例，在引導(dǎo)學(xué)生樹立正確價(jià)值觀的同時(shí)，培養(yǎng)其勇于擔(dān)當(dāng)實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國目標(biāo)的使命。全過程多元化考核評(píng)價(jià)體系注重線上與線下考核相結(jié)合、標(biāo)準(zhǔn)化與非標(biāo)準(zhǔn)化考核相結(jié)合、個(gè)人與團(tuán)隊(duì)考核相結(jié)合、期末與平時(shí)考核相結(jié)合，從而有效引導(dǎo)學(xué)生積極參與教學(xué)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的全面綜合評(píng)價(jià)，并有助于學(xué)生在思考、分析、解決工程實(shí)際問題時(shí)融入綠色低碳理念。

四、實(shí)施效果分析

西南石油大學(xué)在2020 年秋季學(xué)期，對機(jī)械工程專業(yè)2018 級(jí)學(xué)生實(shí)施了線上線下混合式教學(xué)改革；在2023 年春季學(xué)期，對機(jī)械工程專業(yè)2021 級(jí)學(xué)生實(shí)施了“雙碳”目標(biāo)背景下的教學(xué)改革，實(shí)施教學(xué)改革前后的期末考試成績?nèi)鐖D2 所示。從圖2 中可以看出，實(shí)施教學(xué)改革后，學(xué)生期末考試成績的優(yōu)秀率由8.25%提升到了18.87%，不及格率由20.10%下降到了6.21%；此外，“雙碳”主題的非標(biāo)準(zhǔn)答案開放題的得分在良好以上的達(dá)到了75.86%。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，項(xiàng)目實(shí)施后取得了較好的效果，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

圖2 教學(xué)改革前后，學(xué)生期末考試成績對比分析

五、結(jié)束語

文章圍繞“雙碳”目標(biāo)背景下的綠色低碳發(fā)展理念，結(jié)合高等教育高質(zhì)量發(fā)展服務(wù)國家“雙碳”專業(yè)人才培養(yǎng)需求，對“機(jī)械制造基礎(chǔ)”課程的知識(shí)體系、教學(xué)模式、課程思政元素，以及考核評(píng)價(jià)方式進(jìn)行了探索，闡述了綠色低碳理念和思政元素融入課程教學(xué)內(nèi)容的思路和途徑，構(gòu)建了基于問題驅(qū)動(dòng)的線上線下融合式教學(xué)模式、基于專題案例和項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法，以及基于教學(xué)全過程多元化的課程考核評(píng)價(jià)體系，有助于促進(jìn)學(xué)生將課程知識(shí)學(xué)習(xí)與綠色低碳技能培養(yǎng)相結(jié)合、理論與實(shí)踐相結(jié)合，提升了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊(duì)合作能力，實(shí)現(xiàn)了課程專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)和綜合素質(zhì)培養(yǎng)的雙重目標(biāo)。