融入“課程思政”的機械設計基礎課程教學設計探討

周琦

摘 要：《機械設計基礎》課程教學中以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，結合課程本身教學特點，依托國內外機械技術發展史的挖掘思政教育元素。提出了通過歷史與現實、國內與國外現狀對比，激發學生學習熱情和責任感、強化學生的家國情懷的課程教學設計策略;以及通過重構知識結構梳理思政元素、轉變教學觀念實現課程教學全過程和全方位育人的設計方法。以此為依據，闡述典型項目的教學過程設計案例，開展“課程思政”融入《機械設計基礎》教學的探索與實踐。

關鍵詞：課程思政 機械設計基礎 教學設計 設計案例

The Teaching Design Exploration and Practice of the Ideological and Political Education Integrating into the Fundamentals of Mechanical Design

Zhou Qi

Abstract：Xi Jinping's new socialist ideology with China's characteristics were guided in the course of mechanical design foundation， and combining with the teaching characteristics of the course itself， the article has excavated the elements of ideological and political education relying on the history of mechanical technology development both at home and abroad. Through the comparison of history and reality， and the domestic and foreign status quo， this paper puts forwarded the teaching design strategies to stimulate students' learning enthusiasm and sense of responsibility， and strengthen students' feelings of home and country. Then through reconstructing the knowledge structure， combing the ideological and political elements， changing the teaching concept to achieve the whole process of curriculum teaching and all-round education design method， the paper expounded the teaching process design cases of typical projects， then explored and practiced the integration of "curriculum thinking and administration" into the teaching of mechanical design basis.

Key words：ideological and political education， fundamentals of mechanical design， instructional design， design case

1 引言

2019年習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調：“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。”[1]明確了思想政治教育在高校人才培養過程中的重要性，教師在專業課程的教學中實現全方位育人，圍繞政治認同、家國情懷、文化素養、和職業道德修養等內容，積極主動地參與課程思政的全面推進，做到德育與智育并重。《機械設計基礎》是高職機電類必修的一門專業基礎課程，為培養機械設計和制造領域的高級技能型人才提供了必需的理論知識和基本技能。該課程內容的應用幾乎涵蓋國民經濟制造類的所有領域，為推動我國經濟的高速發展起到了重要的作用。《機械設計基礎》課程教學過程中，一方面注重學生專業知識和應用能力的培養，另一方面結合課堂教學內容對學生開展積極健康的價值觀引領;能夠較好提升學生的判斷、選擇和創新能力，培養具有社會主義核心價值觀的建設者和接班人，全面提高學生的綜合素質。

從《機械設計基礎》課程的教學實際出發，以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，結合課程本身的教學特點，開展融入“課程思政”的課堂教學設計探索與實踐，探討思政教育融入專業課教學的有效方法，以培養學生的專業職業能力和綜合素養。

2 融入思政教育的課程教學設計策略

2.1 歷史與現實對照，激發學生學習熱情

在《機械設計基礎》課程的教學中，通過講解機械技術的發展史和工業技術革命等內容，通過引導學生了解國內外機械技術的發展歷程和作用，體會到科學技術進步對美好生活的促進作用，激發學生的好奇心和求知欲，使之對課程學習由“要我學”轉變為“我要學”[2]。具體實踐時如由第一次工業革命的蒸汽機技術，聯系課程知識結構中典型機構的運動和設計;第二次工業革命的電力技術，聯系課程知識結構中電動機的選型設計;以自動控制為主的第三次技術革命，引出現代機械制造技術自動化對社會生產生活的積極推動作用;針對當前的第四次工業革命，結合課程向學生講授計算機仿真、清潔能源和人工智能等高新技術，讓學生熟悉現代機械產品設計的新技術和新流程。

2.2 國內與國外對比，強化學生家國情懷

眾所周知，在新中國建立后的“一窮二白”現狀面前，為追趕西方發達國家我國許許多多愛國科學家所付出的無私奉獻，以及近些年我國在機械設計制造領域取得的舉世矚目創新成果，以上這些都是《機械設計基礎》實施“課程思政”的重要素材。因此，在《機械設計基礎》課程教學實踐中，通過結合講述我國自行研制的萬噸液壓機、五軸聯動機床和先進戰斗機等典型的自力更生案例，風力發電技術、高鐵技術和的量子技術等典型的創新案例，以及穿插講述美國等針對我國發動機和芯片制造技術的封鎖，激勵學生為了國家的強大而努力學習。同時，配合適當的教學手段將學生的個人理想與國家發展結合起來，專業能力培養與社會技術進步結合起來，更好地激發學生的學習興趣、創新精神和愛國熱情。

3 《機械設計基礎》教學中課程思政融入設計

3.1 轉變教學觀念，開展課程育人

教師在專業課程教學過程中實施“課程思政”，首要的是轉變專業教學觀念，授課不僅僅是知識技能的傳授，同時也要注重思想教育，實現全員育人[3]。教師在授課過程中要發揮積極主動性，由傳統以培養學生專業職業能力為主，轉變為專業知識技能和思政教育并行的模式;采用恰當的教學方法和手段，將育人元素融入課堂教學并與專業知識一起傳輸給學生，實現專業課的德育功能。

以課程中的常用機構任務單元為例，課前專業教師通過學習通課程網絡平臺推送學習任務，學生觀看我國運-20、殲-20和相控陣雷達等國家優秀科技成果視頻，激發學生的民族自豪感、家國情懷和專業熱情;課中結合視頻資源分析飛機起落架和雷達運動機構的機構類型，學習構件的類型及對應圖形符號，在知識傳授過程中潛移默化地對學生進行愛國主義教育，同時開展相關的討論活動[3]，強化學生對典型常用機構的認知和思政教育的效果，激發學生的責任使命感;課后通過在學習通布置拓展任務開展主題討論，突破課堂教學的難點重點，查閱典型機構相關資料，拓展學生知識面的同時培養創新意識。

3.2 重構教學內容，梳理思政元素

開展基于工作過程系統化的《機械設計基礎》課程教學改革，以學生的長遠發展為目標，重新分析和梳理課程知識內容結構，對課程的教學內容進行合理優化，以沖床執行機構和傳動系統的常規設計流程為主線安排項目任務，挖掘與任務內容相關的思政教育元素，找準思政教育在專業教學中的切入點，采用各種方式使之巧妙地融入到課程教學，做到對學生思政教育的“潤物細無聲”。

以常用機構任務單元為例，引導學生完成飛機起落架的機構分析和運動簡圖的繪制，幫助學生熟悉機構的工作原理，針對先進飛機設計制造技術的開展愛國主義教育，激發學生的愛國熱情;通過“死點”現象正確看待事物的利與弊，使學生了解矛盾的對立統一原理，能夠全面看待問題，善于抓住問題的重點和主流。為提高學生解決實際生活問題的能力，從家庭常見的鋁合金窗戶鉸鏈機構入手，判定機構類型、繪制機構運動簡圖，培養學生探究實際生產生活問題的能力和創新精神，增強學生的責任感。

4 課程思政融入教學過程的設計案例

基于工作過程系統化的《機械設計基礎》課程教學，教學實施過程中注重思政元素的挖掘，將課程思政融入到課程教學活動的全過程，引導學生在專業知識技能學習的同時提升自身的愛國情懷和道德修養，實現高職機電類專業人才培養的全過程和全方位育人。

以課程中的項目任務——常用機構為例，具體闡述融入思政教育的《機械設計基礎》課程教學設計。

4.1 教學設計思路

《機械設計基礎》課程的常用機構作為機械的執行部分通常包括鉸鏈四桿機構和凸輪機構兩類，基于工作過程系統化的課程教學內容構建，將其作為沖床沖壓機構和送料機構設計的項目任務，安排在沖床機械傳動設計之前，符合機械產品設計的常規流程。該項目的主要內容包括常用機構的類型、結構、運動特點及應用等，在實際生產和生活中應用多而廣泛，直接影響著學生對今后生產崗位的實踐與創新。

根據課程教學要求確立本項目的知識、能力和情感等三個維度教學目標。即知識目標要求學生熟悉鉸鏈四桿機構的類型和演化形式，凸輪機構的分類、特點及應用;能力目標要求學生能夠利用桿件制作簡易的鉸鏈四桿機構、判別鉸鏈四桿機構類型，凸輪機構則要求學生能根據給定的從動件位移曲線圖，繪制平面凸輪外輪廓曲線;情感目標主要是培養學生將所學融入生活、改善生活的創新意識，以及文明操作設施設備，善于保養的維護意識。

教學實施中針對高職學生的學情特點，采用“積極教育”理念將尊重與關愛學生貫穿整個教學過程，建立平等交流、配合融洽的教學生態，為課堂教學的順利開展奠定堅實的基礎[4]。針對項目中大量靜態簡圖來表達動態機械傳動、抽象難理解的問題，優選應用實例，簡圖配以動畫，使抽象轉為直觀，幫助學生理論聯系實際分析、解決問題;針對本項目內容知識量大、概念多而零散的問題，結合教學目標挖掘設計以“學生為主體”的多樣化教學過程，讓學生做到“嘴巴說出來、腦子動起來、雙手做起來”，切實提高學生的課堂參與度;針對當前產業轉型升級、專業教學融入課程思政培養學生家國情懷等道德素養問題，教學設計時適當拓展延伸，嘗試深入學習，理論聯系實例，幫助學生夯實基礎。

4.2 課堂教學設計

《機械設計基礎》課程中常用機構的項目內容分為認識運動副和構件、判定平面四桿機構類型和熟悉凸輪機構的類型與運動等三個任務，共6課時。具體課堂教學設計安排如下：

任務1：認識運動副和構件（1課時）

首先，利用微課直觀易懂、畫面感強、整體而高效、以及形成系統認知的優勢，導入機構的相關概念幫助學生形成直觀認識，區別低副（轉動副和移動副）、高副，以及運動副的載荷承受情況、是否容易磨損等特點;針對微課存在的閃電式記憶、容易遺忘的不足之處，輔助以flash小動畫讓學生仔細觀察，教師總結運動副間的接觸特點以加深印象。其次，以門合頁、鋁合金窗鉸鏈和淋浴房移門滾輪等生活中的應用實例，讓學生說出這些機構中的運動副類別、應用特點和注意事項，并拓展分享這些機構的維護保養小常識;同時在網絡課程資源學習通中創設交流平臺，要求學生展示生活經驗，發現自我優勢，培養觀察能力、表達能力，融入文明操作設施設備，愛家護校的思政教育。最后，為便于課程后續內容的學習，通過PPT列出常見平面機構運動副的基本符號，讓學生分批認知、積少聚多，輔助后續機構簡圖的讀圖分析。

任務2：判定平面四桿機構類型（3課時）

鉸鏈四桿機構的組成及類型判斷是本項目任務的教學重點和難點，通過常規動畫展示，機構類型判定的方法簡單易懂，只需簡要分析講解即可達成。但對應到生活生產實際，學生往往感到困難，學生很難通過觀察發現機構實現怎樣的運動規律？哪個是主動件，哪些是從動件？哪個是曲柄？哪個是搖桿？需要結合生活實例加以引導，使之能夠逐步區分、判定鉸鏈四桿機構的類型。

首先，是課前必要知識準備。要求學生掌握判定平面四桿機構類型的方法，完成相關基礎知識的預習。教師由飛機起落架和雷達的實例導入四桿機構的認識學習，拓展講解我國運-20、殲-20和相控陣雷達技術，激發學生的愛國熱情。結合這兩個案例分析機構中的機架、原動件和從動件，學習構件的幾種類型及對應的圖形符號，要求學生在表格里嘗試畫一畫圖形符號，學生從畫過到熟悉，從熟悉到接受，從接受到理解的認知過程，幫助學生后續機構簡圖傳動分析掃除心理排斥的障礙。

其次，分組制作鉸鏈四桿機構并判定其類型。學生自由選擇一組準備好的自制教具桿件，由教師指定機架桿，要求各組制作不同尺寸的鉸鏈四桿機構，并判斷其類型。任務實施過程中，學生會碰到很多的小麻煩，諸如六角螺母不好擰，羊角螺母轉動礙事，螺母放松還是轉不起來，機架抓不穩、轉不靈，機構難以實現整周轉動等問題。默契的配合成就人，骨感的現實考驗人，“實踐出真知”，懂不懂，會不會，做了才知道，教師巡視時給學生打氣，鼓勵組員積極參與機構的制作與類型判定，各組通過制作機構的展示匯報闡述遇到的困難及其解決方法，分享經驗。

最后，以生活實例入手，了解并區分鉸鏈四桿機構演化類型。含有一個移動副的四桿機構可以看作是不同類型的鉸鏈四桿機構演化而來的，利用圖表列出其演化對應關系，幫助學生形成整體概念。各演化類型的命名拗口，各教材命名法則不一致，學生難以區分。針對這一教學難點，對照滑塊的運動特點整理成小口決“滑塊不能動——定塊機構、滑塊只能搖——搖塊機構、滑塊只能移——滑塊機構、滑塊能轉又能移——導桿機構”，以此簡化機構名稱，輔助學生迅速區分。

為提升學生對于知識點的實際應用能力，結合生活中的鋁合金窗戶鉸鏈機構照片及尺寸，讓學生小試牛刀繪制機構簡圖并判定機構類型，即學即用，檢驗口訣判定的可靠度，培養學生分析解決實際問題的應用能力。為化簡分析難點，教師可示范將機構的運動簡圖繪制展示給學生。通過實例分析，幫助學生得出以下結論：（1）口訣區分法簡單實用;（2）生產生活中往往是多種機構類型的綜合應用。

任務3：熟悉凸輪機構的類型與運動（2課時）

該環節首先通過微課學習凸輪機構的組成、分類及應用，配合動畫分析從動件“升—停—降—停”的運動循環過程，利用圖表列出從動件常用運動規律的位移、速度、加速度圖。對比明顯，剛柔性沖擊一目了然。其次，組織學生嘗試繪制凸輪外輪廓曲線，傳統畫法利用量角器和直尺平分角度、度量位移較為繁瑣且不精確，學生經常畫錯，不停的擦除，內心拒絕，成為了教學的難點。教學中改為利用CAD軟件繪圖，銜接前置課程，化繁為簡，高效快捷;讓學生學有所用，體驗到設計的樂趣，突破教學難點。最后，凸輪機構的壓力角對凸輪傳力特性的影響，書中表述比較抽象難懂，教師用通俗易懂的語言，從推力靠近或遠離從動件速度方向來概括表述壓力角圖示含義，掃除讀圖障礙，培養學生的概括學習能力。

4.3 教學設計反思

本項目的教學設計綜合采用任務驅動法、問題導向法、分組法，配以微課、動畫等現代化教學手段開展教學;教學內容理論聯系實例，培養學生分析解決實際問題的能力，通過自制的機構教學模型，讓學生手腦并用，促進課堂知識點的轉化吸收;通過提煉小口訣幫助學生區分鉸鏈四桿機構的演化類型，用通俗易懂的語言概括壓力角對傳動特性的影響，用軟件繪圖實現快捷設計，突破教學難點;教學過程實現了思政教育與專業教學的有機融合，培養學生的愛國熱情、道德素養和民族復興的責任意識[5]。

5 結語

《機械設計基礎》課程教學中在保證專業內容的系統性和完整性的前提下，強化與“課程思政”的有效融合，在教學實踐中取得了不錯的教學效果，使得高職專業人才培養實施過程中既提升了學生的專業知識和技能水平，又培養了學生的家國情懷、道德修養和創新精神，大大提高了學生的綜合職業素養，為國家、社會培養了德智體全面發展的中國特色社會主義事業接班人。

《機械設計基礎》課程思政的實施還處于探索階段，思政元素的挖掘還僅限于機械技術發展史，進一步深度挖掘的空間較大，課程教師也需不斷加強自我修養的提升，探索更好的《機械設計基礎》課程思政改革舉措，努力提高思政教育的教學組織能力，將教書育人的內涵真正落實于專業人才培養的全過程。

基金項目：江蘇省教育科學“十三五”規劃重點課題：積極教育視域下高職專業課“課程思政”實施途徑研究（課題批準文號B-b/2020/03/45）。

參考文獻：

[1]教育部課題組.深入學習習近平關于教育的重要論述[M].北京：人民出版社，2019.

[2]朱麗穎，張夢迪.“新工科”背景下的課程思政建設[J].遼東學院學報（社會科學版），2020（10）：121-125.

[3]陳宇燕，吳慧芳.課程思政在高職“單片機應用技術”中的實踐探索[J].輕工科技，2020（11）：179-180.

[4]孫志雄，謝海霞，鐘鵬飛.理工類課程融人課程思政理念的教學探索——以《EDA技術與應用》為例[J].海南熱帶海洋學院學報，2020（10）：125-128.

[5]丁繼斌.基于課程思政的“汽車檢測與故障診斷技術”教學設計[J].教育教學論壇，2020（11）：71-73.