《机械制造与材料成型》课程思政优秀教学设计
“常用电弧焊工艺”
质量技术监督学院 温丽娟
课程名称：机械制造与材料成型
课程性质：学科必修课
授课对象：三年级安全工程专业学生
教学方式：线上线下相结合
一、教学目标
1.价值目标
结合工程科学的特点，在理论教学中，引导学生把所学知识与课堂以外的现实世界联系起来，激发学生学习焊接工艺的兴趣，培养学生的传承与创新、民族自信、工匠精神、责任和担当。
1）追溯近代焊接技术的起源，培养传承与创新的品质。
2）从鸟巢主支撑用钢的自主研发到成功焊接，增强民族自信。
3）以大国工匠高凤林拒高薪、爱岗敬业的案例，培养爱国情怀。
4）对比分析中国与欧洲的焊接产品结构，增强学生的责任担当，培养学生勇于探索的精神。
2.知识目标
对比分析常用电弧焊工艺的特点及应用范围。
3.能力目标
1）知识分析应用能力：分析金属材料成分、组织、性能之间的关系，初步具备为典型结构制定焊接工艺的能力；
2）自主学习能力：通过雨课堂以及班级 QQ 群收看教师上传的课件及录制的视频，并完成课前预习作业，培养学生自主学习、探索知识的能力；
3）团队合作能力：通过分组讨论的方式，培养学生团队合作能力；
4）提问表达及反思能力：引导学生思考，提问，回答，培养学生的思考习惯、提问和表达能力。引导学生进行学习过程的自我反思。二、教学内容分析
1.学情分析
《机械制造与材料成型》课程是安全工程专业的核心课程之一，授课对象为安全工程专业三年级学生，在此之前学生已完成工程制图、机械设计基础、工程材料、理论力学等基础课程、专业课程的学习，但学生对金属材料和成形工艺的知识体系认知不是很清晰，学生局限于对知识点的死记硬背，缺少对复杂问题的主动性、辩证性思考，参与度和积极性不高。针对学生的这种状态，应当梳理知识结构，引导解决复杂工程问题，建立工程意识。与此同时，通过焊接技术的发展引导学生建立脚踏实地、坚持不懈的精神，通过我国取得的成就帮助学生建立民族自信心，树立担当意识。
“常用电弧焊工艺”是在学生已经学习了第三篇第一章焊接成形基础的前提下引入的，因而学生已经掌握了部分背景知识。在本节课的教学过程中，帮助学生理清并掌握常用电弧焊工艺的特点和应用范围是主要的教学任务。
2.教学重点
了解各种焊接方法的工艺过程，初步分析焊接工艺性。重点掌握电弧焊、CO2气体保护焊、氩弧焊工艺特点。
3.教学难点
分析焊接结构工艺性，为典型结构制定焊接工艺。
4.对重点、难点的处理
利用翻转课堂的方式，课前学生收集各种常用焊接方法的相关资料，同时通过雨课堂收看老师录制的视频，自我总结出焊接工艺特点等；
教师课上通过讲解-视频图片举例-提问等方式重点教学相关内容，引导学生思考和讨论，找出各方法的区别和应用特点。
三、课堂组织与实施
1.教学过程
1）.课前准备
（1）学生通过雨课堂以及班级 QQ 群预习本节主要内容。同时以小组为单位，收集各种常用焊接方法的相关资料并总结出各种工艺的特点及应用范围(见图1)；
图1 同学课前小组讨论
（2）教师通过平台查看并进行数据分析，整体把握学情。
2）.课堂学习
（1）课堂导入：
教师通过PPT讲解超过45%的钢材需要焊接加工，引出焊接在国民经济中的重要地位。明确本次课程的教学内容和教学目标(见图2)。
【课程思政】从电弧焊的发展过程，学习科学家勇于尝试、传承创新的品质。从厚药皮焊条的发明，引出焊条电弧焊。
图2 本节课教学目标
（2）焊条电弧焊的特点及应用：
翻转课堂：学生通过PPT分享收集整理的焊条电弧焊的相关知识，比如：特点、应用范围。
教师引出气体保护焊，播放气体保护自动焊生产线的视频，将学生带入情境，用自动化生产的视频，激发学生学习欲望（见图3）。
图3 同学课上观看相关工艺图片视频
（3）CO2气体保护焊的特点及应用：
翻转课堂：学生分享收集整理的CO2气体保护焊的相关知识，比如：特点、应用范围。（见图4）
图4 小组代表课上讲解相关内容
教师引入焊条电弧焊和CO2气体保护焊联合解决鸟巢主支撑厚板焊接的成功案例。（见图5）
【课程思政】厚度110mm的Q460E-Z35是我国舞阳钢厂自主研发的高强度结构钢，世界首次用来焊接大跨度空间钢结构即鸟巢，激发学生民族自豪感。
图5 鸟巢案例PPT图片
（4）氩弧焊的特点及应用：
翻转课堂：学生分享收集整理的氩弧焊的相关知识，比如：特点、应用范围。
教师从氩弧焊的应用引入火箭心脏焊接人-高凤林的事迹。（见图6）
【课程思政】从氩弧焊的应用引出火箭心脏焊接人-高凤林的事迹。他用钨极氩弧焊焊接火箭发动机上的喷管，壁厚0.33mm，焊点宽度0.16mm，焊接焊点时间误差为0.1秒，需要3万次操作，累计焊缝长度绕足球场2周。高师傅甘于奉献、爱岗敬业，拒绝外企8倍年薪，践行“心中只要装着国家，什么岗位都光荣”的工匠精神。
图6 教师讲解案例
（5）分析差距，引发思考：
【课程思政】分析中国焊接产品结构，正视与欧洲的差距，培养学生为振兴中国工业而努力学习的责任与担当。
（ 6）布置作业：
教师发布练习同步投屏，重点问题讲解，总结课堂内容，布置作业。
3）.课后学习
课后，教师通过雨课堂发布相关知识点作业。 学生要及时复习并总结所学知识，理清知识结构和脉络，完成作业。根据通过作业完成及反馈情况，教师进一步组织和设计后续教学环节，以确保课程目标的达成。
2.教学方法
本节采用“翻转课堂”、“案例教学法”、“启发讨论教学”的方法开展教学。
（1）“翻转课堂”；课前发布导学，学生收集整理资料，课前共同完成小组任务，课堂上采用小组分享模式，让学生在具备专业知识的同时，提升自主学习的能力，进一步提升质量意识。
（2）“案例教学法”：通过案例教学，挖掘课程的思政元素，并融合学科前沿新技术，实现教学内容创新。
（3）“启发讨论式教学”：以学生为主体，将教师的引导与学生的主动学习结合起来，教师采用提问和探讨的方式，引导学生讨论和交流问题，从而提升学生的自主分析能力。
3.教学活动设计
整体设计思路主要分为“导入新课—翻转课堂，启发诱导，以学生为中心—总结概括”几个步骤。这几个步骤相辅相成、从实际出发，遵循学生掌握知识过程“由浅入深，循序渐进，由感性到理性”的认识规律。
1）导入新课：
本课程首先基于生活中的超过45%的钢材需要焊接加工，引出焊接在国民经济中的重要地位，从厚药皮焊条的发明，引出焊条电弧焊，从而建立学生已有认知与新知识的联系。
2）翻转课堂，以学生为中心：
如图3-6所示，本课程首先由学生讲解各类焊接方法的特点及应用，从而直接激发同学们的学习兴趣；随后通过教师讲解及视频观看引导学生对工艺分析的思考。
3）多媒体辅助、启发式教学：
多媒体组合教学是本课程的重要辅助工具，它可以立体化展示每节课程的知识点，课件制作体现精细化和专业性，使学生快速、高效理解知识点。同时教师采用提问和探讨的方式，引导学生讨论和交流问题，从而提升学生的自主分析能力。（见图7）
图7 同学课上回答问题
4）案例分析：
如图6所示，通过总结氩弧焊的应用引入火箭心脏焊接人-高凤林的事迹。这部分内容的融入可以培养学生的理想信念和价值取向，培养“心中只要装着国家，什么岗位都光荣”的工匠精神。
5）总结概括：
承接课堂知识点的教授，自然地对常用焊接工艺的一系列知识点进行总结巩固、重点说明。
4.课程思政理念及分析
1）从近代焊接技术的发展过程，学习科学家勇于尝试、传承创新的品质，培养学生传承与创新的品质。
2）从鸟巢主支撑用钢的自主研发到成功焊接，增强民族自信。
3）以大国工匠高凤林拒高薪、爱岗敬业的案例，培养爱国情怀培养“心中只要装着国家，什么岗位都光荣”的工匠精神。
4）对比分析中国与欧洲的焊接产品结构，增强学生的责任担当，培养学生勇于探索的精神。
四、教学效果分析
本节课教学效果具体情况如下：
1.学生方面：
1）、“线上+线下”方式灵活，通过自主观看视频以及同步练习配合，学生接受课前任务（自主观看视频等）、课中讨论以及同步练习配合等过程激发学生的主动性和参与性，培养思考、动手及组织能力，使学生能很好掌握各种焊接工艺知识；
2）、案例中思政元素融入自然生动，润物无声，让学生在知识学习同时能清楚做事、从业的责任担当，培养了学生求真务实、实践创新的工匠精神，培养了学生踏实严谨、耐心专注、吃苦耐劳等优秀品质，对工匠精神理解也更加形象；
3）、分组展示能锻炼组织协调沟通表达能力，能让学生根据规则要求，更加主动帮助小组成员。
2.教师方面：
1）、将网络资源、热点案例引入课堂教学，形成教学新模式，有助于学生对本节内容理解与掌握。
2）、教学全过程思政元素地融入，并融合学科前沿新技术，结合动画实现了教学内容和呈现形式的创新。
3）、通过课堂教学的实时评价，教师可及时了解每个学生的学习情况和学习需要，关注教学目标的达成，及时调整和规划教学内容，提高课堂教学效果。形成性评价和终结性评价结合，实现了评价体系创新。
3.课程方面：
可为本课程其它章节教学提供了思路和借鉴。通过一节课就让学生大彻大悟很难，但如果每节课都起到相应的作用，即通过专业思政，各节课相互呼应、相互影响、交叉耦合，就能起到更好的育人效果。
通过有效设计《机械制造与材料成型》课程，将专业课程与思政课程相结合，合理利用课程资源，在对学生传授机械制造与材料成型技术知识的过程中，进行价值观引导，发挥课堂的教育功能，创新教育手段，激发学生学习热情，热爱专业，学好专业知识和专业技能，将来服务于国家和社会，取得理想的教学效果。
