思政背景下構建機械原理高效課堂的探索與思考

（上海理工大學機械工程學院 上海 200093）

2016年12月，習近平總書記在全國高校思想政治工作座談會上講道：“做好高校思想政治工作，要用好課堂教學這個主渠道，思想政治理論課要堅持在改進中加強，其它各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應?！彼颊逃尘跋?，課程教學不僅僅承載專業教育功能，而是在實現知識傳授與價值引領結合的基礎上，逐步構建全方位育人大格局。

機械原理課程是機械類專業的核心課程，在現代機械產品設計過程中居于前端主導位置，對于培養學生的機械綜合能力、創新能力具有重要作用。近年來，國內高校在機械原理課程教學上圍繞著“質量與創新”等主題在進行了一系列有益探索，但主要局限于學生的專業能力培養。“全面育人”教育理念下，機械原理課程亟需改變“重專業，輕育人”的現狀，發揮專業課程的育人功能，加強課程思政教育。在有限的授課學時下構建機械原理高效課堂，是提高課程專業教育和思政教育質量、實現全面育人的保證。本文圍繞三全育人主題，從加強學生的思政素養和人文修養、注重專業理論中的“共性知識”、帶入工程實踐情境、采用問題牽引式教學模式四個方面，探討了構建機械原理高效課堂的實踐與方法。

1 加強學生的思政素養和人文修養

當前高等工程教育旨在培養全面發展的人，不僅要重視“制器”和專業成才，更要重視人的全面發展，不僅要重視專業培養，也要重視思政和人文培養。

探索機械原理課程思政的有效路徑以提高學生的思政素養。課堂教學中發掘機械原理知識的相關歷史背景，幫助學生構建知識結構，并通過歷史背景中的人物和科研事例，潛移默化向學生傳遞一種積極向上的價值觀。例如，學習齒輪機構時，增加齒廓曲線的研究歷史，科學家研究齒廓曲線所付出的不懈努力可以激勵學生從事本專業研究的熱情。此外，了解學生的關注熱點，課堂教學時緊密結合國內外技術發展趨勢和現狀例如，講課中借助“大國重器”中的經典素材，可以激發學生的認同感、社會責任感，培養學生的家國情懷、使命與擔當。課堂中也可引入歷史上由于失誤而造成的工程失敗案例，告誡學生培養優秀專業素養的重要性。

課堂教學中加強人文元素以促進學生的人文修養。推薦學生閱讀李約瑟的《中國科學技術史》、《世界科學技術通史》等歷史書籍，既開闊視野又提升人文素養。同時，幫助學生正確理解工程與社會倫理、生態環境之間的關系，建立正確的科學觀或工程觀。

在機械原理課堂教學中，加強思政元素、人文文化的融合，不但可以提高學生的思政素養和人文修養，而且可以與專業教育相輔相成，形成協同效應。

2 注重專業理論中的“共性知識”

國內機械原理教材知識體系通常包括機構結構組成、機構運動分析、機構動力學分析、常用機構設計、機械系統設計、機械產品創新設計，其中常用機構設計包括連桿機構、凸輪機構、齒輪機構和其他機構設計。盡管各章中研究對象、內容及具體方法各不相同，但是有一些“共性思維”貫穿其中。課堂教學中對不同研究對象進行比較，從不同的概念描述、研究方法中抽取“共性思維”，有助于學生抓住事物本質，建立清晰的理論體系。

例如，在“機械原理”三大機構(連桿機構、凸輪機構、齒輪機構)里都有“壓力角”這一概念。授課過程中引導學生對不同機構的“壓力角”定義進行比較，抽取“共性”特征，才能抓住“壓力角 是輸出構件所受到的作用力與受力點速度 兩矢量之間的夾角，反映了機構傳力的效果”這一本質，并深刻體會壓力角、傳動角、死點在分析機構傳動性能時的重要性。

在“機械原理”教材中，許多不同的研究方法，可能用于不同的研究對象，但是他們都基于相同的“共性”思維。表1列舉了常用的運動倒置法、等效法、當量法、組合法。其中運動倒置法，又稱反轉法，無論是用于連桿機構設計、凸輪輪廓曲線設計，還是周轉輪系傳動比計算，都是基于構件之間的相對運動原理。又如進行機構動力學分析時，可以利用等效思想簡化力、質量等參數計算。

最后，工程設計過程中蘊含著系統論、矛盾論和辯證法等哲學思維，這些需要學生在設計過程中逐漸體會，比如凸輪機構設計時基圓半徑和壓力角之間的矛盾，滾子半徑和輪廓曲率半徑之間的矛盾等。

3 帶入工程實踐情境

“機械原理”課程具有理論性、實踐性和創新性特點。教材大量篇幅闡述公式推導和計算過程，導致學生會計算過程但不明白工程意義。在課堂教學中帶入工程實踐情境，能增強感性認識，激發學習興趣，開闊知識視野，培養學生從實際問題出發分析工程問題，培養工程思維。

例如，在學習周期性速度波動調節時，首先觀察沖壓機的工作過程，分析其工作原理，沖頭每沖壓一個零件，機械運轉的速度就波動一次，從而引出機械系統速度波動調節的必要性，再進一步研究周期性速度波動調節的方法，推導飛輪計算公式。有了工程背景鋪墊，就很容易理解公式和參數的工程意義。

課堂教學帶入工程實踐情境時，往往要結合學生的專業背景，同時注重醫、工、農等不同領域的工程問題，培養學生活學活用解決實際問題的能力。

4 采用問題牽引式教學模式

古人曾說：“學起于思，思源于疑”。學好機械原理課程也是始于獨立思考，通過獨立思考過程可以更好地培養學生解決工程實際問題的能力。教師在機械原理授課過程中設置一系列問題，學生沿著問題路徑逐步深入思考，既培養一種探究式學習模式，也培養學生的獨立思考能力。

首先，機械原理課堂中問題設置要符合學生的認知規律。根據課程內容難易程度，按照由淺入深設置問題，通過問題逐步引出課程中的概念、方法、知識點、重點、難點等，最終實現“機械原理知識與方法的逐步問題化”。

其次，機械原理課堂中問題設置要注重學生的工程思維能力培養。例如，根據工程實際問題的解決路徑設置課堂問題，首先從工程應用分析問題，或分析功能需求，然后進行機構構思-運動和性能分析，最后進行詳細結構設計，解決工程問題。

最后，師生一問一答的課堂教學模式有助于建立良好的師生關系、融洽的教學氛圍。當前課程思政背景下，良好的師生關系、師生相宜的課堂氣氛更容易實現“隨風潛入夜，潤物細無聲”的育人效果。

5 總結

“全面育人”教育理念下，機械原理課程既要承擔專業教育，又要加強思政教育。在課堂教學內涵增加但授課學時有限的情況下，對如何在機械原理教學中構建高效課堂進行了探索。本文討論了加強學生的思政素養和人文修養、注重專業理論中的“共性知識”、帶入工程實踐情境、采用問題牽引式教學模式，探索了構建機械原理高效課堂的實踐與方法。機械原理的高效課堂模式對提高課程專業教育和思政教育的質量，培養全面發展的機械專業創新人才具有重要的意義。