所属课程/课程群： 化工制图与CAD实训
化学工程学院：王思琼、张先明、杨宇飞、朱晓梅
一、案例概述
《化工制图与CAD实训》是化学工程与工艺专业的一门专业基础课，主要包括AutoCAD软件的工作界面及组成、坐标及数据的输入方法、基本绘图命令和修改命令的使用、图层标注的使用、文字注写、块的创建、工艺流程图和设备布置图的绘制等内容，具有实践性强的特点。后续课程，如《化工原理课程设计》、《化工工艺课程设计》、《毕业设计（论文）》中图纸的绘制，均要涉及到本课程的应用。
现代学生普遍具备丰富的互联网使用体验，对计算机基础软件的使用较熟悉。但从多年的教学研究发现，学生学习易内驱力不足，学习积极性很难随着课程的深入而持续；并且，随着智能手机的普及，课堂上往往会看到教师“教无效，管无效”，学生照样玩手机的现象，因此，提高学生学习兴趣，将学生被动学习转为主动学习是提升教学质量关键所在。
针对上述问题，本文课程秉承“以学生为中心，以成果为导向，持续改进”的教学理念，教学设计以问题前导，以工程图纸实例展开，以思政案例贯穿，以多层级路径开展以学生为中心的教与学。主要包括课程思政元素的深入挖掘和教学过程中的有机渗透、课程教学内容由浅及深并引入工厂真实图纸案例、构建基于深度学习的混合式教学设计、赛教融合等举措。
二、课程目标
本课程的课程目标见下表1
三、思政元素
1.思政元素的挖掘建设情况
本门课程的知识点及对应的思政案例和思政元素如表2 所示。
2.思政元素的设计实施情况
CAD制图过程需要严谨细致、精益求精的工匠精神。现代制造业的复杂性使得任何微小误差都可能被产业链放大，图纸上增大或减小的1 mm，在实际中可能产生10~10n (n>1)的差别，深刻阐释了“差之毫厘，谬以千里”。因此，在CAD制图课程中融入思政教育，十分必要。本门课程对思政元素的挖掘和融入，主要有以下几个方面。
（1）从CAD软件技术发展史中链接国家战略
CAD软件技术的演进本身承载着科技自立自强的思政内涵。在手工制图时代，人们用铅笔、橡皮、直尺、圆规、画板等传统工具，绘制出一幅幅图样，向学生展示用三维软件模型复原的古代建筑结构，使学生深刻感悟“古今匠人精神一脉相承”；对比国产CAD（如中望软件）与国外软件，并举例华为和哈工大近几年被美国列入“实体清单”后，我们被美国禁止使用包括ANSYS在内的各类工业软件，组织学生讨论“核心技术自主可控”的重要性。
（2）从CAD课程的核心要求中提炼思政元素
图样是进行表达、研究和技术交流的一种工程语言，因此，CAD制图的本质是精准表达设计意图，其核心要求包括精度、规范、逻辑、创新等，这些均可对应相应的思政元素。
CAD制图中的尺寸及精度部分内容，和精益求精的工匠精神相对应，通过误差分析案例，如高铁轨道建造数据精度误差要在1mm内，比绣花还精细；在制图规范这一部分内容，其蕴含的思政元素为规则意识、职业操守等，说明“不以规矩，不能成方圆”，并且对比中外制图标准，与学生强调中国标准的国际化，培养起学生的民族自信和家国情怀；在讲解公差时，引入“蛟龙”深潜器的密封件设计，说明CAD精度如何保障国家重大工程安全，激发学生科技强国使命感；一幅设备布置图的完成需要工艺、土建、仪表、电信、采暖通风等各专业的密切配合，强调制图过程中一人失误，全盘皆乱，团队合作精神不可或缺。
（3）从CAD工作流程中挖掘思政场景
一幅准确、无误的CAD图纸的呈现，包含了设计、制图、校对、审核、审定等环节，可对应学生职业素养和价值观培养。
比如在设备装配图的设计阶段，我们需要根据用户和工艺需求进行分析和设计，这就要求学生要以用户和工艺的求为出发点，遵照国家规范，承担起相应的工作责任；进行图纸的校对和审核时，要有诚信品质，课堂上设计存在错误的图纸，考验学生是否可以主动修正。
四、教学实施过程
1.思政元素融入过程
本课程提出课前导学，课中“‘听’-听教师的讲解、‘看’-看教师的操作演示、‘练’-学生动手实践、‘问’-练的过程向老师提出疑问、‘思’-学生在绘图过程中发现新问题或探索新规律”的教学模式，课后学生进行线上学习、素材练习、查缺补漏。形成了线上线下课堂学习、课前课后学习、课堂教学“听、看、练、问、思”五步法的混合式课程体系，如图1所示。
图1 混合式课程教学设计思路体系
思政融入过程如图2所示。
图2 思政融入过程
2.思政元素融入案例
以本门课程“知识点：基本绘图命令-圆和椭圆的绘制”为例，进行教学片段展示，如表3所示。
五、成效与创新
1.教学成效：
（1）学生自主学习能力增强，掌握了绘图技能，并可以利用CAD软件进行专利、论文中的示意图的绘制，图3为学生作品展示；
图3 学生作品展示
（2）学生积极参与全国大学生化工设计竞赛，连续三年学生取得了全国二等奖的好成绩，学生能力得到提升，如图4。
图4 全国大学生化工设计竞赛获奖情况
（3）进行调查问卷反馈，培养起学生的自学能力和学习积极性等，如图5所示。
图5 学生调查问卷情况
2.特色与创新：
（1）工程案例与思政元素的深度融合
传统思政教育容易陷入生硬嫁接、刻意为之的困境，而本案例的创新点在于，一是从专业细节切入思政，如以CAD制图中的“精度追求”映射“精益求精的工匠精神”，避免空泛说教，让学生在专业技能训练中自然感悟工匠精神实质内涵；二是利用行业案例进行实证，如中国11家企业上榜2024年全球化工50强榜单，转向架仿真优化在高铁制造中的应用等真实案例，说明“严谨设计”如何影响国家高端制造，激发学生科技报国情怀。
（2）教学方法创新
课堂上采用混合式教学设计，打破“教师讲-学生听”的单向模式，通过“听-看-练-问-思”等过程让思政活跃起来。
（3）校企协同思政育人
在学生的认识实习、生产实习等环节中，组织学生参观智能制造企业，向学生讲解平面的CAD图纸设计如何转化为一家复杂的化工厂，理解“工匠精神”的市场价值和社会意义，构建“课堂+思政+产业”的立体化育人网络。
（4）课程思政的可持续性创新
本门课程持续更新“工匠精神案例库”，收集国内外经典工程案例，形成动态教学资源。并且建立学生成长档案追踪展示，通过培养方案中的实训课程、课程设计、毕业设计等环节，记录部分学生从“CAD制图作业”到“毕业设计”图纸的提升过程，用可视化图表展现其“工匠精神”的养成轨迹。
六、教学反思
（1）实施中的难点
一是部分学生参与度不够，部分学生因对工程实践的认知不够或缺乏兴趣，被动的参与讨论，导致“形式化互动”；二是学生作品的评价机制不够完善，缺乏对学生思维转变、价值观内化的动态评估，量化指标（如发言次数）可能掩盖真实育人效果。
（2）当前存在的不足
一方面教师的实践知识储备不够，授课教师在企业实践时间有限，对部分真实行业案例缺少深刻的认知，可能导致部分思政内容的融入流于表面；另一方面通过对本课程进行满意度调查，如图6所示，反映出课程授课方式、教学设施和实践平台建设上的不足。
图6 学生课程反馈情况
（3）改进方向
首先优化思政案例库的开发，对案例进行分门别类；其次引入企业导师，让企业导师结合自身经历与学生面对面交流，让学生对企业有“真实感”；再次教师强化培训学习，积极参与学校及上级部门组织的“思政案例工作坊”，提升课堂叙事能力、跨学科设计能力和课堂控场技巧。
