《动车组检测与故障诊断》课程思政探索与实践
潘玉娜 孙效杰
上海应用技术大学 轨道交通学院 上海 201418
一、引言
2016 年 12 月,习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调,要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人。2019 年8 月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发实施了《关于深化新时代学校思想政治理论课改革创新的若干意见》。2020 年 5 月,教育部印发实施了《高等学校课程思政建设指导纲要》,明确了课程思政的目标要求和重点内容。近几年,课程思政在高校教学中广泛开展。课程思政的核心和目标在于价值引领,全面提高人才培养能力,进一步提高高校立德树人成效。课程思政的实施在于,深入挖掘每门课程蕴含的思想政治教育资源,以潜移默化的方式,将政治认同和国家意识、品德修养和人格培养、科学精神和专业素养,如盐溶于水般有机地融入到教学中,让学生通过学习,掌握事物发展规律、丰富学识、增长见识、塑造品格,成为中国特色社会主义的建设者和接班人[1]。课程思政是一种课程观,“课程”是基础、是载体,“思政”是方向,两者融通,相得益彰,在课程建设中要实现 “价值塑造、知识传授、能力培养”三位一体的教育目标[2]。
始终坚持以“立德树人”为根本使命,先后获批“市课程思政教学改革重点培育高校”和“高校课程思政整体改革领航高校”。学校基于“应用创新”深化课程思政建设的顶层设计,确立了应用创新型人才思想政治核心素养 32 个要点和未来工程师 9 大关键能力,并基于实践归纳总结出“4S 教学法”:学习师长楷模、深议热点时事、剖析知识沿革、把握发展趋势,即“师、时、史、势”[3]。团队在深入领悟课程思政纲要、紧跟学校课程思政指导下,借鉴广大高校教育工作者的课程思政成果与经验[4-5],积极挖掘、梳理团队课程中的思政要素,不断探索课程思政的实践路径。下面将《动车组检测与故障诊断》这门课程的课程思政实践内容、效果评价、体会与思考进行了梳理总结。
二、课程思政内容与实践
《动车组检测与故障诊断》是一门面向轨道车辆工程专业高年级开设的专业必修课,其任务是使学生掌握动车组关键部件的检测、分析、诊断方法与检修等知识 [6],为轨道车辆工程专业学生行业内就业提供重要的知识储备支撑。该课程具有多学科交叉融合、新技术不断涌现等特点,对教学团队的知识更新、时事热点关注等也提出了更高的要求。
《动车组检测与故障诊断》授课内容按模块主要分为:信号采集与信号分析、典型部件的故障机理及诊断方法、智能诊断方法、车辆无损检测技术、地对车检测的 5T 系统和动车组检修共六个部分。在每个授课模块,结合专业知识,从“师、时、史、势”四个方面深入挖掘其中的课程思政元素,将专业知识与思政元素紧密融合,提升全方位育人效果。
(一)师长楷模
信号分析模块中的全息谱分析方法,是一种转子系统故障诊断中的实用性分析方法,由西安交通大学屈梁生院士提出。在讲解该方法原理的基础上,介绍屈梁生院士提出该方法的背景,拓展讲解屈梁生院士团队基于全息谱分析进行的一系列研究成果,以及屈梁生院士勤奋务实、敢于创新、无私奉献的精神。鼓励学生能够紧跟学科前沿,勇于创新,服务行业和国家发展。
在智能诊断方法中,灰色系统理论是其中一种应用广泛的经典智能方法,由华中科技大学邓聚龙教授提出。授课中,在讲解灰色系统理论及其在故障诊断中应用的基础上,援引 2019 年德国总理默克尔在华中科技大学演讲时的“灰色系统理论深刻的影响着世界的发展”,鼓励学生能够夯实理论基础、勇于创新。
智能化是动车组检修与诊断的发展方向,在讲解智能诊断模块时,介绍人工智能教父辛顿的求学与科研趣事,尤其是其在神经网络经历低谷期中的坚守,最终结合多学科的知识提出了深度学习的基础算法—深度置信网络,从而掀起了人工智能最近十几年的高速发展之路,以此鼓励学生积极拓展视野、汲取多学科的专业知识、深入思考,能够坚守信念、耐得住寂寞,敢于创新。
动车组的运营对我国经济快速发展起着重要作用。动车组的安全运行得益于无数高铁检修人的孜孜不倦、日夜坚守,涌现出了动车段张华、西安动车段董宏涛等一批动车检修匠人。在讲解动车组检修内容中,介绍高铁检修人对中国高铁发展和经济发展的贡献,使学生了解高铁检修工程师的素质和职业道德,激发学生职业自豪感。以典型人物事件介绍大国工匠精神,鼓励学生在工作岗位中,能够坚守岗位、认真负责、勇于担当、敢于创新,把工作做到极致,提高自身核心竞争力,在平凡的岗位上一样可以大有作为、绽放光彩。
(二)时事热点
在智能诊断模块中,结合 2024 年诺贝尔物理奖和化学奖都颁给了 AI 相关研究人员这一热点事件,讲解 AI 的理论发展历史、应用领域以及在动车组检测与故障中的应用现状。鼓励学生关注学科前沿,使学生从宏观上理解 AI 涉及的理论与技术,将领域知识与 AI 进行有机结合。
在动车组检修模块中,在介绍我国动车组检修的修程修制、四大检修基地的基础上,结合刚成立的中老工程师学院这一校内新闻热点,介绍一带一路的中老铁路 -- 磨憨国际交接列检作业场,讲解身为轨道车辆工程专业人的历史责任,鼓励学生踏实学习、技术报国,为实现中华民族的伟大复兴贡献自己的力量。
在动车组检修中,通过一则“动车组维保需求释放,轨交后市场步入上升期”新华社新闻,鼓励学生在经济周期中看到行业发展前景,精湛技艺、抓住机遇,为实现交通强国的“中国梦”做出高铁检修人的贡献。
(三)历史发展
在动车组概述中,介绍中国从动车组预研、引进到自主创新、走出国门成为中国的一张名片的过程,以及我国自主创新的成果—以复兴号为例,激发学生的民族自豪感和行业成就感,使学生对专业学习产生更浓厚的学习积极性,为实现交通强国的“中国梦”而努力奋斗。
在动车组检修中,以动车段建设为切入点,介绍我国动车组检修制度的建立与发展。鼓励学生在工作中能够坚持不断学习、开拓创新,为中国高铁的安全运行贡献自己的力量。
(四)发展趋势
“中国制造 2025”战略任务提出重点发展先进轨道装备等十个重点领域,到 2025 年, 70% 的核心基础零部件、关键基础材料实现自主保障。这一任务的顺利完成,迫切需要大量具有工程创新能力、国际竞争力、跨学科整合能力的应用技术型人才 [7]。在讲解动车组关键部件检测与诊断内容时,介绍其生产制造与应用的过去与现状,如指出在“和谐号”动车组上,车轴、轮对以及轴承几乎全部依靠国外进口,损坏后我们只能以旧买新,而我们自主研发的“复兴号”动车组上,基本上使用国内厂家生产制造的零部件。通过查阅相关资料,让学生了解动车组关键部件的国产化水平、主要生产商以及其中的关键技术卡点,将行业发展与国家整个工业与经济发展建立联系。
动车组检测与故障诊断技术具有技术革新快、涉及范围广的特点。自动化、智能化成为行业发展的必然趋势。在讲解铁路系统中的 5T系统以及车辆无损检测时,引导学生思考哪些内容可以与 AI 进行结合,实现智能诊断?如 5T 系统中的 TFDS 是否可以与 AI 中的图像识别技术结合;在车辆无损检测技术中,是否可以利用 AI 图像识别技术进行表面损伤的检测。在动车组检修中,介绍动车段最近两年引入的动车组检修机器人,分析其中涉及的关键技术,并请同学通过多种网络资源,了解 AI 在动车组检修中的具体应用情况,深入思考行业发展趋势,以及自身需要具备的专业素养。AI 已来,鼓励作为即将踏入工作岗位的莘莘学子,了解 AI、学习 AI、利用 AI 服务于岗位,服务于社会主义建设,服务于中华民族的伟大复兴。
三、效果评价
课程思政教育效果评价不仅是对思政形式和内容有效性的检验,同时也是不断优化课程思政内容和形式的必要手段。常见的评价手段包括:问卷调查、学生交流与回访、过程考核、期末考核等。本课程主要采用了过程考核、期末考核、学生交流与访谈的形式,开展了课程思政效果的评价。在过程考核中的作业题目、文献查阅与综述、课堂提问等环节,将专业知识与思政内容相融合,其中文献查阅与综述部分包括:动车组检测与故障诊断系统中的传感器及其检测部件;动车组关键部件如轮对、齿轮箱、轴承的国产化情况,国内外的主要供应商;人工智能理论发展及应用概况、以及在动车组检测与故障诊断中的应用;国内动车组走行部故障诊断系统供应商—唐智科技的关键技术及应用。作业结果显示,这部分平均得分高于整体作业得分水平。文献查阅综述报告和课堂提问环节,也反映出学生对融入课程思政部分的积极性和掌握程度更高。在期末考核中,以选择题等客观题的形式以及简答题的主观形式,将专业知识和思政内容进行融合,考试结果显示,这部分内容的得分明显高于卷面整体得分水平。另外,利用每周的坐班答疑时间和学生进行专业知识的答疑、交流课程思政感受与建议。通过上述不同形式的评价,结果表明,学生对课程思政内容的加入,表示不仅增强了课程内容的丰富性和生动性,拓展了多维度的视野,同时强化了专业学习兴趣,提升了行业自豪感,增强了民族文化自信力,有助于形成正确的人生观、价值观和世界观。
四、体会与思考
课程思政在具体实施中,既需要教师深入思考课程专业知识与思政元素的关系,又需要教师精心设计思政元素在课程引入的教学技巧,达到既能提升学生的专业素养,又能有效提升学生的思想政治素养,从而实现全方位育人的目的。在开展与实施课程思政中的体会如下:1. 在课程中加入思政元素后,不仅增强了文化自信、职业责任感等思想政治教育,同时,学生对课程学习的整体积极性也有了明显提升,提高了专业知识的掌握程度。2.“师、时、史、势”4S 教学法,在具体实践中往往是相互融合运用的,如本课程中的动车组检修基地的建设史与动车组检修中的大国工匠典型人物事件,人工智能及其在动车组检测诊断中应用的发展史和 2024 年诺贝尔物理和化学奖,以及人工智能教父辛顿的求学与研究等。3. 课程思政内容需要与时俱进,既要结合课程专业内容的更新,又要关注行业发展的新闻动态,做到每期授课内容的更新与丰富,从而实现提升全方位能力培养的目标。4. 课程思政效果评价可以进一步优化,如设计合理的调查问卷,根据统计数据更全面的掌握学生对思政元素的理解以及建议。
五、结语
课程思政建设是高校提升立德树人的重要途径。课程思政在课程教育教学中以盐溶于水的形式,将政治思想教育融于专业课程教学中。实践证明,课程思政的实施不仅增强了政治思想教育,同时提升了专业教育效果,真正实现了全方位的能力培养。课程思政建设需要教师能够在专业知识和行业动态、新闻热点等多方面与时俱进,从而不断优化、丰富课程思政元素。课程思政效果评价也是有效提升思政教育的关键环节。
参考文献:
[1] 张丽 , 沈剑良 , 虎艳宾 . 集成电路类专业课课程思政的探索与实践 [J]. 黑龙江教育 ( 理论与实践 ),2025,(06):90-93.
[2] 柯勤飞 , 柯勤飞:让“三个抓住”成为全面推进课程思政的锁 钥 [EB/OL].(2020-11-26)https://share.gmw.cn/theory/2020-11/26/ content_34405686.htm.
[3] 孙效杰 , 王恒亮, 潘玉娜.“课程思政”的探索与实践——以《机车车辆系统动力学与仿真》为例 [J], 创新教育研究 ,2021,9(6):1799-1802
[4] 杨怡 , 张晓晴 . 理论力学课程思政元素的深度挖掘与教学融入研究 [J]. 高教学刊 ,2024,10(32):181-184.
[5] 祝世平 , 周富强 , 魏新国 , 等 . 多方位本科生综合思政育人体系构建及探索——以“数字图像处理”课程为例 [J]. 工业和信息化教育 ,2024,(10):14-17.
[6] 潘玉娜 .《动车组检测与故障诊断》本科教学探讨 [J]. 课程教育研究 ,2015,(25):227-228.
[7] 赵仙花 , 史振萍 , 夏宇敬 , 等 . 基于“中国制造 2025”《机械制造基础》课程思政探索 [J]. 汽车实用技术 ,2021,46(10):149-151.
基金项目:示范课程建设“动车组检测与故障诊断”(1021ZK240011003069-A22);课程群建设“轨道交通产教融合课程群”(1021ZK240011003050-A22)