《機械設計基礎》課程思政元素的探索與挖掘

郭宗祥

(陜西國防工業職業技術學院 機械工程學院，陜西 西安 710300)

1 引言

課程思政是新時代高校思想政治教育發展的趨勢，對培養社會主義建設者和接班人具有重要意義。在高校專業課中實施課程思政建設，是高等教育實現全員全程全方位育人的重要組成部分[1]。專業課在學生品德的教育上具有獨特的優勢，可以以專業知識的講授為載體，潛移默化地對學生產生影響，使學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，培養學生努力奮斗和愛崗敬業的科學精神，達到育人的目的[2]。

2 《機械設計基礎》課程開展課程思政的意義

《機械設計基礎》課程是裝備制造大類的一門專業基礎課程[3]。課程以培養學生崗位適應能力和創新能力為目標，遵循“理實結合、應用創新”的課程設計理念，以常用機構及通用零部件的結構認知、工作原理分析、設計及應用為主線，主要介紹常用機構(平面連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、間歇運動機構等)、常用機械傳動(帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、輪系、螺旋傳動)和通用零部件(傳動零件、連接零件和軸系零部件等)的工作原理、結構特點、選用及設計[4]。

《機械設計基礎》課程是從事裝備制造類技術(機械設計與制造、機械制造與自動化、數控技術、機電一體化技術、模具設計與制造、機械產品檢測檢驗技術等專業)及相關行業人員必修的一門技術基礎課程。通過本課程的學習，使學習者掌握機械設計的基本理論和方法，掌握機械創新設計的核心技能，培養機械制造領域主動適應社會和經濟發展需求，為設計、生產、建設、服務和管理第一線服務的具有較強創新能力的高素質技術技能人才[5～7]。

將思政元素融入《機械設計基礎》課程，可以在講授專業知識的同時，增加安全可靠、責任擔當、誠實守信等工程倫理意識以及愛崗敬業、服務社會等相關人文知識，從而激發學生熱愛國家、熱愛專業、服務社會的情懷，培養學生的創新意識和科學素養，并使其樹立遠大的人生理想，踐行社會主義核心價值觀[8]。

3 《機械設計基礎》課程中的思政元素

3.1 國家認同、責任擔當

《機械設計基礎》作為機械大類的專業基礎課，不可避免的要講到機械工業的發展史。中國的機械工程技術歷史悠久、成績輝煌，對中國物質文化和經濟社會發展起到了極大地促進作用，也對世界技術文明的進步做出了重要貢獻[9]。比如采用連桿機構的候風地動儀，配有連桿、凸輪、齒輪減速裝置的記里鼓車，含有齒輪傳動、自動離合裝置的指南車等，都是經典的機械裝置，引領著世界科技的前沿。然而近現代以來，由于閉關鎖國、列強壓迫等原因，中國錯失工業革命的浪潮，機械工業發展嚴重滯后。新中國成立以來，我國奮發圖強，奮力追趕，雖取得了矚目的成就，但與西方發達國家仍有一定的差距。中國機械工業的發展史，是一部艱辛的血淚史，尤其是當前中興、華為、大疆等國內一系列高新技術產業被制裁，再次激起了我國奮發圖強、自力更生的決心。通過機械工業發展史的講解，尤其是古代輝煌成就與當前困難處境的對比，可以極大地激發學生的國家認同感，以及在當前百年未有之大變局中的責任感、使命感與擔當意識[10]。

3.2 統籌兼顧、大局意識

機械產品設計涉及各方面的因素，有些因素甚至是矛盾沖突的，作為設計人員，必須具有大局意識，學會統籌兼顧。比如，機械產品的設計一般需要滿足使用要求、安全要求、外觀要求、經濟要求等，具體來說要求在滿足預期功能的前提下，性能好、效率高、成本低，在預定使用期限內安全可靠，操作方便、維修簡單和造型美觀。然而這些要求往往是沖突的，為了安全性考慮，機械結構設計時一般會取較大的安全系數，從而導致機械結構變得粗大笨、臃腫不堪，影響外觀要求。為了滿足經濟性要求，往往會采用簡單的設計、價格較低的材料、較為簡單的加工工藝，而這又勢必影響機械產品的外觀、安全、使用體驗等要求。具體到設計參數的選取上，同樣如此。在凸輪輪廓曲線設計時，為了減小滾子與凸輪之間的接觸應力和安裝方便，應取較大的滾子半徑；但滾子半徑的增大，會使得凸輪機構結構尺寸變大，同時影響凸輪的實際輪廓。在進行斜齒輪結構設計時，為了保證運行平穩，受力良好，提高斜齒輪承載能力，減小振動與沖擊，應該取較大的螺旋角；然而，較大的螺旋角會產生大的軸向力，使得軸系運轉時向一側竄動。在進行帶傳動設計時，取大的中心距有利于增大包角，提高帶傳動的承載能力；但大的中心距會造成結構不緊湊，在載荷變化或高速運轉時引起帶的抖動，從而降低帶傳動的工作能力；若取的中心距過小，雖然結構緊湊，但會使得帶的應力循環次數增加，使帶容易發生疲勞破壞，同時使小帶輪包角減小，同樣會降低帶的工作能力。

在機械產品的設計過程中，類似的沖突是很常見的，作為設計人員，必須要學會根據設計要求，分析權衡利弊，統籌兼顧，在滿足使用要求和安全的前提下，合理取舍，盡可能達到理想的設計效果。而這些，正是課程思政最好的融入點，通過具體的工程實例啟之以大道，育人于無聲。

3.3 團結協作、互惠共贏

一個復雜的機械產品是由一系列零部件構成的，相互團結協作，共同完成預期的功能。單個齒輪的傳力和傳動能力及效果是有限的，但多個齒輪組成的輪系卻可以實現大的傳動比、遠距離傳動、變速、換向等一系列功能，達到“1+1”遠遠大于2的效果。而齒輪要想正常運轉，沒有軸的支撐是無法實現的，同樣，軸的高速高精度運轉需要軸承來支撐保證，軸系要想正常工作，需要軸、軸承、齒輪、密封原件、定位原件等的相互配合、團結協作。機械系統如此，一個集體又何嘗不是如此。

在輪系、軸系、機械系統等相關內容的講解中，要讓學生明白，無論是在學校還是以后走出社會進入工作崗位，抑或在家庭中，唯有具有團結協作的精神，方能使這個大系統正常、高效運轉，最終達到互惠共贏的效果[11]。

3.4 一絲不茍、精益求精

作為一名工程技術人員，一絲不茍、精益求精是最重要的工作態度也是攻堅克難最有效的利器。無論是機構運動簡圖的繪制，凸輪輪廓曲線的設計，減速器的測繪，還是齒輪幾何參數的計算，軸系零部件幾何參數的確定，抑或機構搭接、齒輪范成實驗都要求具有嚴謹的態度，精益求精的意識。在相關課程內容的授課中，要讓學生明白，唯有精益求精，才能設計出優秀的產品。當前，可以設計制造出數控機床、減速器、馬達、發動機等一系列高端產品，雖然可以達到國外相似的功能，但在精度上還有很長的路要走，導致一顆小小的螺絲釘都要從國外進口。作為一名機械設計人員，要有責任、有義務去攻堅克難，填補一項項空白，而一絲不茍、精益求精的精神是實現這一切的前提。

3.5 不斷探索、勇于創新

不斷探索、勇于創新，是作為一名設計人員最難得的品質。設計循規蹈矩，創意千變萬化。機械設計是一門嚴謹性較強的課程，工程應用積攢了豐富的經驗，《機械設計基礎》課程的學習過程，就是在學習經驗、標準、規范的過程。書中規定了齒輪如何設計，帶傳動、鏈傳動如何設計，連桿應該應用在哪里，凸輪又該應用在哪里，這無形中似乎限制了學生的想象力和創新思維。然而實際上，在不變中蘊含著變，無論機械產品多么復雜，都可以拆解為最簡單的機構(平面連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、間歇運動機構等)、機械傳動(帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、輪系、螺旋傳動)、通用零部件(傳動零件、連接零件和軸系零部件)。甚至是最普通的鉸鏈四桿機構，將工作機構連接在不同的桿件上，都會得到不同的運動功能。看似簡單的結構，只要敢想敢創，會演化為異彩紛呈的產品。

作為專業課教師，尤其是課程思政教師，在講解每一個知識點時，都應該進行巧妙的教學設計，讓學生時時刻刻感受到不變中的變，感受機械設計的魅力，感受機械工程領域的先驅者不畏困難和挫折的勇氣， 堅持不懈的探索精神；不安于現狀、不因循守舊、勇于和善于獨辟蹊徑、立異標新的思維方式。同時，通過具體的創新性設計問題，激發學生的好奇心和想象力，使學生學會善于發現和提出問題，能依據特定情境和具體條件， 選擇制訂合理的解決方案；具有解決問題的興趣和熱情，具有在復雜環境中行動的能力；具有能夠打破傳統思維模式，不斷適應環境的變化，創造性提出問題解決方案；采用新方法解決新問題的意識。

4 結語

《機械設計基礎》是一門集理論、經驗、規范、操作為一體的綜合性課程，知識內容龐雜，所蘊含的課程思政元素眾多，除以上元素外，還有國際視野、人文積淀、人文情懷、審美情趣、樂學善學、勤于反思、自我管理、技術應用等一系列與課程內容相關的思政元素可供挖掘。即使同一個知識點，從不同的角度解讀，也會挖掘出不同的思政元素。教師要重新梳理授課內容，深挖課程內容所蘊含的思政元素，革新教學方法，實現思政元素與課程的有機融合，發揮教學過程中的思想政治教育功能，在傳道授業解惑中引人以大道、啟人以大智。通過思想政治教育與知識體系教育的有機統一，構建協同育人機制，提升學校人才培養能力與效果。