摘" 要" 在當前我國大力推進工業(yè)軟件自主可控的背景下，分析工業(yè)軟件核心技術被西方國家“卡脖子”的困境，指出實施課程思政的必要性。將思政元素融入計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）技術課程教學，以社會主義核心價值觀為核心，以工匠精神為主旨，從教學目標、教學內容、教學方法以及教學評價等方面進行改革創(chuàng)新，并初步研究課程思政實施方案。將思政元素應用在課堂教學過程中，對大學生的世界觀、人生觀和價值觀均能夠產生潛移默化的積極影響。

關鍵詞" CAD/CAM技術；工業(yè)軟件；課程思政；教學改革

中圖分類號：G642.0" " 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）14-0092-03

0" 引言

計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）技術是機械類專業(yè)的主干課程，主要教授CAD/CAM系統(tǒng)的實現(xiàn)原理[1]。該課程旨在培養(yǎng)學生利用數(shù)學和機械科學方面的知識，解決工程數(shù)據(jù)計算機管理和處理、計算機圖形處理和模型數(shù)據(jù)表示等科學問題[2]。此外，該課程還旨在培養(yǎng)學生運用CAD/CAM系統(tǒng)對復雜機械工程問題進行建模、計算、測試和分析的能力[3]，從而為學生從事智能制造領域特別是工業(yè)軟件研發(fā)領域的相關工作奠定基礎[4]。

2016年12月，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調，需要開展各類課程的思想政治教育，推進各類課程與思想政治理論課協(xié)同發(fā)展，形成協(xié)同效應[5]。2020年5月，教育部發(fā)布《高等學校課程思政建設指導綱要》，進一步強調推進思想政治教育的重要性，明確教師在育人方面的職責，堅持知識傳授與人才培養(yǎng)同等重要的原則，將價值引導與知識傳授相結合，幫助學生建立正確的世界觀、人生觀和價值觀。

CAD/CAM技術課程是機械類專業(yè)中培養(yǎng)工業(yè)軟件領域復合型技術人才的核心專業(yè)課。該課程涵蓋理論知識，橫跨機械、自動化與計算機等多學科領域，同時對軟件的實際操作能力有較高的要求。然而，隨著課程難度的逐漸增加，學生在學習后期容易心生畏難情緒。因此，引入課程思政內容，將課程思政與專業(yè)知識傳授相融合，弘揚社會主義核心價值觀，傳播正能量，如愛黨、愛國和積極向上的力量，潛移默化地培養(yǎng)學生的科學精神和工匠精神等，形成深度融合專業(yè)知識與思政元素的專業(yè)課堂。

1" 課程現(xiàn)狀分析

1.1" 我國工業(yè)軟件發(fā)展現(xiàn)狀分析

工業(yè)軟件是工業(yè)領域知識軟件化的結晶，也是我國航空航天、汽車工業(yè)等高端裝備制造業(yè)的命脈。工業(yè)軟件的應用貫穿制造型企業(yè)的產品全生命周期管理（Product Lifecycle Management，PLM）之中，對于推動我國現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展、變革和重塑制造業(yè)具有重要意義[4]。

我國在發(fā)展工業(yè)軟件方面相對較晚，與西方國家相比，工業(yè)軟件核心技術積累相對薄弱，主要依賴進口技術，如幾何造型內核、約束求解器等，導致我國工業(yè)軟件自主化水平嚴重低下，已成為制約我國制造業(yè)發(fā)展的“卡脖子”問題[6]。此外，某些西方國家還對我國的核心技術發(fā)起制裁，禁止將關鍵技術和軟件出口到我國，導致我國工業(yè)軟件的自主化之路布滿荊棘，容易陷入技術瓶頸。

為了擺脫這一困境，我國政府認識到，發(fā)展自主可控的工業(yè)軟件，對我國實現(xiàn)智能制造具有支撐引領作用，是推動我國現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展，擺脫工業(yè)技術“卡脖子”困境，使我國由“制造大國”走向“制造強國”的必由之路。因此，我國正在培育本土工業(yè)軟件企業(yè)，加大科技投入力度，鼓勵企業(yè)與高校、研究機構合作，推動研發(fā)創(chuàng)新，提高軟件產業(yè)核心技術水平。隨著持續(xù)的技術研發(fā)和政策支持，我國工業(yè)軟件核心技術將在未來逐漸得到提升[7]。

1.2" 學生現(xiàn)狀分析

作為中南民族大學機械類專業(yè)的基礎課程，CAD/CAM技術課程對于培養(yǎng)智能制造領域特別是工業(yè)軟件研發(fā)領域的專業(yè)技術人才發(fā)揮著至關重要的作用。受學校定位及辦學宗旨的影響，民族院校生源中少數(shù)民族學生比例較高，而區(qū)域教育發(fā)展的不平衡導致生源個體差異性較大[8]。在授課時間有限且授課內容難度大的情況下，如何保證教學任務的完成質量，同時激發(fā)學生學習興趣，是值得深思的問題。

此外，隨著互聯(lián)網的普及，一些缺乏自制力、自我管理和自我規(guī)劃能力的學生在學習CAD/CAM技術課程時容易產生懈怠和畏難情緒，隨著課程難度不斷提高，這會導致部分學生無法取得滿意的成績，甚至使用不正當手段通過考試。如果教師只注重CAD/CAM技術專業(yè)知識的傳授，而忽略德育知識的傳授，那么學生就無法意識到認真學習這門專業(yè)課對于我國擺脫工業(yè)軟件核心技術被西方國家“卡脖子”困境的重要性。

總之，教師作為知識的傳播者和課堂的掌控者，應該自覺地承擔教書育人的責任，在課堂上將思政元素融入專業(yè)知識教學，提高學生的專業(yè)素養(yǎng)和思想道德水平，從而培養(yǎng)有責任感、有擔當、有能力的復合型專業(yè)人才。

2" 思政元素融入課堂

2.1" 思政元素融入教學目標

根據(jù)工程教育認證對機械類專業(yè)的要求，在課程目標中新增終身學習目標，具體為：能夠理解智能制造時代CAD/CAM技術發(fā)展概況與現(xiàn)狀，掌握CAD/CAM理論的發(fā)展歷程、發(fā)展現(xiàn)狀以及工業(yè)軟件發(fā)展現(xiàn)狀，能夠結合大數(shù)據(jù)、人工智能等熱門信息技術展望未來工業(yè)軟件領域的發(fā)展趨勢。在實際教學過程中，教師可以從教學內容中抽象出學科的目標、內涵以及社會價值，使學生了解學科的實際應用和價值，引導學生正確認識科技的價值與作用，注重技術與人文的融合，增強學生的職業(yè)道德、責任感和使命感。同時，還可以引導學生關注國家科技政策與發(fā)展戰(zhàn)略，尤其是工業(yè)軟件核心技術被西方國家“卡脖子”的困境，強調工業(yè)軟件自主可控的必要性，鼓勵學生積極融入國家科技創(chuàng)新體系，強化民族自信心和凝聚力，使學生擁有終身學習的意愿和精神。

2.2" 思政元素融入教學內容

經過對專業(yè)知識的梳理、滲透和領會，挖掘思政元素與CAD/CAM技術專業(yè)知識之間的關聯(lián)。這些關聯(lián)可以用表1所示的專業(yè)知識、思政元素和課程育人目標的對應關系描述。

2.3" 思政元素融入教學方法

2.3.1" 問題導向

問題導向教學法是將CAD/CAM技術課程的理論知識轉化為問題形式，引導學生以問題為核心、以探究為主線進行思考、反思與質疑，增強學生的學習興趣和動力。通過引入與理論知識相關的實例，引發(fā)學生討論和思考，以此促進學生參與課堂，并形成主動式教學的“提出問題、分析問題、解決問題”方法。例如，在講解實體模型的計算機內部表示方法時，基于國內外不同的幾何造型內核，采用編程的形式創(chuàng)建機械零件的三維實體模型，對不同幾何造型內核所創(chuàng)建實體模型進行拓撲合法性檢查，讓學生了解我國在幾何造型內核這一類工業(yè)軟件底層核心技術領域與世界先進水平之間的差距，討論在國家、地方、高校、企業(yè)等不同層面應采取何種措施縮小這種差距，逐步培養(yǎng)學生執(zhí)著專注、精益求精、一絲不茍、追求卓越的工匠精神。

2.3.2" 工程驅動

以實際工程項目為導向，能夠讓學生更加深刻地認識到理論知識在工程實際中的應用，在加強對CAD/CAM技術理論知識理解的同時，讓學生認識到工業(yè)軟件對于縮短研發(fā)周期、提升產品競爭力具有重要意義。攻克工業(yè)軟件底層核心技術，發(fā)展自主可控的國產工業(yè)軟件，是推動我國現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展、擺脫工業(yè)技術“卡脖子”困境，使我國由“制造大國”走向“制造強國”的必由之路。如在有限元分析實驗環(huán)節(jié)，分別采用機械設計課程所教授的傳統(tǒng)設計計算與強度校核方法以及基于ANSYS Workbench的結構靜力分析方法，針對典型機械零件進行強度校核，讓學生認識到工業(yè)軟件在機械產品數(shù)字化設計過程中的重要地位，感受“科技興則民族興，科技強則國家強”。同時，引入“華為事件”以及“哈工大MATLAB軟件禁售”事件，讓學生認識到工業(yè)軟件被西方國家“卡脖子”給我國科學研究和工業(yè)發(fā)展所帶來的嚴重后果，激勵學生投身自主化工業(yè)軟件核心技術研究領域，進而培養(yǎng)學生的家國情懷，激發(fā)學生為實現(xiàn)中華民族偉大復興而奮斗終身。

2.4" 思政元素融入教學評價

采用“線上+線下”多元化考核方式，將思政元素融入教學評價環(huán)節(jié)，例如：通過基于工業(yè)軟件的實驗環(huán)節(jié)，提升學生的職業(yè)素養(yǎng)；通過觀看我國工業(yè)軟件發(fā)展現(xiàn)狀的相關視頻資料，鼓勵學生對工業(yè)軟件自主化的思考。教學評價共分為四個環(huán)節(jié)。

1）課堂交流討論：占比10%，包括線上觀看視頻、查閱文獻資料并進行綜述等。

2）課程實驗：占比20%，主要是基于指定工業(yè)軟件，解決機械工程領域建模、仿真等問題。

3）平時作業(yè)：占比20%，主要是評價學生對工業(yè)軟件研發(fā)所涉及基礎學科知識的掌握程度。

4）期末考試：占比50%，采用閉卷筆試的形式，通過具體的工業(yè)軟件被西方國家“卡脖子”的案例，引導學生分析是否有必要發(fā)展自主可控的工業(yè)軟件。

3" 教學效果分析

對中南民族大學機械類專業(yè)CAD/CAM技術課程的評教分數(shù)進行分析，結果如表2所示，數(shù)據(jù)來源于學校教務處評教系統(tǒng)。其中，分指標評教選擇最能夠與課程思政相契合的“教書育人相結合”以及“增強創(chuàng)新意識與綜合能力”兩項?？梢钥闯?，兩項均能夠維持在“優(yōu)秀”等級，表明學生普遍對課程知識與思政元素融合的教學模式感到滿意，對于培養(yǎng)學生的科學精神與工匠精神起到積極作用。

4" 結束語

在我國大力推進工業(yè)軟件自主可控的背景下，將思政元素融入CAD/CAM技術課程教學進行改革和創(chuàng)新，包括教學目標、教學內容、教學方法和教學評價等方面，并研究實施課程思政方案。教學實踐表明，教學改革對于大學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀產生積極影響，達到潛移默化的效果。

5" 參考文獻

[1] 劉菊蓉.機械CAD/CAM課程教學改革探索[J].中國教育技術裝備，2018（12）：96-97，106.

[2] 范一強，張懿奕，于源，等.研討式教學量化研究方法初探：以“計算機輔助設計與制造”課程為例[J].高教學刊，2018（2）：68-71.

[3] 夏紅梅，甄文斌，王紅軍，等.基于企業(yè)產品開發(fā)過程的“機械CAD/CAE/CAM綜合訓練”方法研究[J].實驗技術與管理，2015，32（9）：183-186.

[4] 趙飛宇.云架構CAD軟件及其關鍵技術與應用綜述[J].計算機集成制造系統(tǒng)，2022，28（4）：959-978.

[5] 習近平在全國高校思想政治工作會議上強調：把思想政治工作貫穿教育教學全過程 開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[N].人民日報，2016-12-09（1）.

[6] 邵珠峰，趙云，王晨，等.新時期我國工業(yè)軟件產業(yè)發(fā)展路徑研究[J].中國工程科學，2022，24（2）：86-95.

[7] 高亮，李培根，黃培，等.數(shù)字化設計類工業(yè)軟件發(fā)展策略研究[J].中國工程科學，2023，25（2）：254-262.

[8] 雷聲，李薇，孔德龍.民族類院校機械制圖課程教學的思考[J].科技資訊，2019，17（8）：97-98，100.

[9] 郭冠男.基于Parasolid的CAD幾何造型系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].沈陽：東北大學，2012.

[10] 王牌.基于ACIS-HOOPS三維電磁仿真中的模型構建和網格剖分研究與實現(xiàn)[D].江蘇：蘇州大學，2015.

*項目來源：國家自然科學基金資助項目“融合輕量化網格與B-Rep的云架構CAD軟件特征模型數(shù)據(jù)表示方法研究”（基金編號：52105291）；中南民族大學中央高校基本科研業(yè)務費專項資金資助項目“基于B-Rep邊界特征約束的輕量化離散流形網格精確尺寸編輯方法研究”（基金編號：CZQ21023）；中南民族大學引進人才科研啟動基金自科項目“基于Web的三維輕量化建模技術及軟件研究”（基金編號：YZZ20002）。

作者簡介：趙飛宇，通信作者，博士，講師；楊詩怡，工程師。