《機械原理及零件》課程建設實踐

滕兵 張超 韓麗華 王曉瑋

【摘要】? ? 在傳統教學模式基礎上開展以學生為中心的線上線下混合式教學，通過整合慕課資源、建設微課視頻，做到課前有預習、課后有答疑，通過多媒體教學與傳統板書相結合，做到課中強化理解，通過增加過程性評價手段增強學生自主學習的積極性和能力，并通過加強思政教育，實現正確三觀的引領、積極求學態度的養成。

【關鍵詞】? ? 機械原理及零件? ? 課程建設? ? 思政? ? 線上線下混合式教學? ? 教學改革

引言：

上海工程技術大學強調以學生為中心，要求教師的教學安排圍繞全體學生的培養目標達標這一前提進行，在要求課程內容便于同學開展課前預習、課中理解、課后鞏固的方針指導下，在上海市精品課程《機械原理》、《機械設計》等多項教學成果的支撐下，持續探索《機械原理及零件》課程線上線下混合式教學模式的課程建設，以期滿足不同層次學習者的多樣化學習需求。

一、課程特點與課程目標建設

我校《機械原理及零件》課程采用楊可楨先生的《機械設計基礎》（第七版）教材，盡管教材深入淺出但課程的諸多特點，讓絕大多數近機類專業學生產生望而卻步之情。課程內容不僅包含常用平面機構的理論知識，還包括通用零件的設計校核等，課程中需講解的16章節內容既無重點又都是重點，因為設計中任何細小的疏漏都會導致設計的失敗甚至出現嚴重的安全問題。該課程與諸多先修課程關系緊密，例如平面機構的運動分析與理論力學關系緊密，各種通用零件的靜強度校核與材料力學關系緊密，要求學生應具備較扎實的基礎知識;設計中涉及的公式圖表多，且設計問題無統一答案，更注重發展求異思維，關注設計結果的更優性，對任課教師水平產生較高的要求。

《機械原理及零件》課程目標的確立，首先應明確課程建設首要解決“培養什么人、怎樣培養人、為誰培養人”這一根本問題。在課堂教學中首先要融入思政教學元素，培育學生明了做人做事的道理，理解、踐行社會主義核心價值觀要求，樹立實現民族復興的觀念和責任，樹立未來職業榮譽感與使命感，通過課程中的思政教育，實現正確引領、積極求學態度的養成;通過掌握常用機構的結構、特點等基本知識，掌握通用零件的工作原理、結構特點、應用和維護的基礎知識，學會通用零件的選用和設計計算的一般方法和步驟，樹立正確的設計思想、初步具有查閱使用標準、規范、手冊、圖冊等有關資料的能力，具有選用和分析簡單機械傳動裝置的能力，夯實學生的專業知識與技能。

二、課程思政建設

在傳統教學中專業教育和思政教育之間壁壘明顯，以往專業教師在授課過程中只注重專業相關知識或技能的傳授，認為思政教育是學工教師的工作，專業課中加入思政教育是“不務正業”，所以授課中基本不涉及思想政治教育，無法將立德樹人貫徹到教學全過程中，在學生出現畏難、厭學等消極情緒思想時，專業教師缺乏思政教育手段，干預不足。針對以前專業課中思政教育的不足，在此次課程建設中著重強化課程的思政建設。

（一）加強教師思政素質

課程的授課者是教師，教師除了應該具有扎實的專業知識以外，還必須具備過硬的思想政治素質，更重要的是能在授課中將專業知識與思政教育有機地融在一起，潛移默化中對學生的思想政治進行教育，如果教師本身思想政治素質不過硬，則在課程思政教學過程中，無法將思政要素融合在專業知識中，甚至會出現“低級紅”和“高級黑”現象[1]。

課題組教師通過組織學習黨史教育，參加區黨校、黨史研究室、史志專家開展的“紅色講堂”薦讀紅色經典系列活動，理解偉大建黨精神，認識黨史重要人物和歷史事件，深刻認識到中國共產黨在新民主主義革命時期完成救國大業，在社會主義革命和建設時期完成興國大業，在改革開放和社會主義現代化建設新時期實現富國大業，在中國特色社會主義新時代推進強國大業，通過“紅色教育之旅”，學習參觀黨的會址、偉人故居、烈士遺址等多處紅色基地，促進教師胸懷“兩個大局”，增強教師對黨的創新理論的“四個認同”，傳承紅色基因，厚植愛國情懷，堅定愛黨愛國之心、強化報國之志，筑牢理想信念之基，培養奉獻精神和大局意識，提高教師自身的思想政治素養。

（二）豐富思政教學經驗及思政教學元素

采用多種渠道多種形式豐富專業教師的思政授課經驗。機械原理及零件專業教師通過每年參加“全國高等院校課程思政建設專題培訓會”，通過觀摩外校及本校專業教師、學工教師的示范課程教學，通過組織系室內部教學交流賽等形式，全方位、多渠道借鑒各種資源，積極向同行學習，完善思政教學案例，豐富專業教師思政教學經驗。在院系領導和專業思政教師的大力支持，任課教師在教學、實踐中積極發掘思政要素，不斷完善教學大綱和講義內容，豐富《機械原理及零件》課程的思政教學元素如下。

緒論

通過介紹東漢時期我國勞動人民發明制造的“水排”、“地震儀”等當時先進的機械裝置，結合當時并沒有現代理工科學的出現，說明技術在推動社會生產力等各方面進步上是具有其獨立的、不被科學左右的貢獻的，今天中國的高鐵制造、5G網絡等很多技術在世界上處于領先地位，也很好的佐證這一觀點，鼓勵作為未來工程師的同學們在技術創新上刻苦鉆研，為中華民族的復興貢獻自己的澎湃之力，同時也可以從技術具有一定獨立性這一方面樹立我們的文化自信。

第一章平面機構的自由度和速度分析

講解運動鏈和機構的概念時，介紹工博會、進博會等各種大型展會，鼓勵學生利用上海地理位置的優勢，通過參觀各種博覽會開闊視野，豐富知識經驗;通過播放高度自動化的汽車生產線上的各種機器人手臂和上海交大高峰團隊的并聯機器人視頻，以及“蛟龍號”上的艙外機械手，在講解知識的同時，也讓同學們感受到我國科技工作者取得的成就。

第二章平面連桿機構

介紹國外某知名企業因連桿工藝質量問題造成的大批量召回事件，教育學生加強專業知識學習，培養嚴謹認真的工作態度，深刻理解各行業職業精神，自覺遵守各行業職業規范。

第三章凸輪機構

介紹凸輪機構與連桿機構組合，可以實現所有需要的平面運動，通過三維建模軟件及虛擬樣機直觀展示凸輪-連桿組合工作曲線，鼓勵學生積極掌握先進技術，自學各種先進軟件，把握本專業前沿知識，培養不斷創新、勇于探索的精神。

第四章齒輪機構

介紹三峽大壩的升船機利用齒輪齒條機構進行垂直升降，其中每根齒條有120米長，盡管分成26截采用拼接的方式完成，其制造難度世界范圍內史無前例的，最終我國的中國第二重型機械集團有限公司的技術人員在歐洲老牌制造業強國失敗的情況下，完美地完成國家任務，激發學生的民族自豪感，樹立機械強國的遠大目標。

第五章輪系

介紹位于上海威海路和延安中路路口的“迎世博倒計時鐘”，這座倒計時鐘高5米、寬2.5米，由一組直徑0.8至2.4米的齒輪組成，是為2010年上海舉辦的世界博覽會而建造的，在中國共產黨的領導下，中國承辦了一系列的重大國際活動，從百年奧運夢到世博會、進博會，展現了中國開放的姿態、大國的風采，堅定學生的“四個自信”，培育學生的中國夢。

第七、八章機械運轉速度波動的調節和回轉件平衡

通過介紹我國第三代新型主戰坦克行動系統的設計，完成坦克12個輪子動載荷匹配問題，及通過介紹中國科研工作者尋找地球、月球以及鵲橋飛行器三者之間引力動平衡點，實現了長久以來人類在月球背面建立中繼通信的夢想等事跡，激發同學對學過知識的重溫熱情，鞏固已學知識。

第九章機械零件設計概論

介紹1998年德國城際特快列車出軌事件，因為管理人員無視外界對雙層車輪使用的危險提醒，以及維修工人僅采用手電筒照射目視檢查車輪，最終釀成火車脫軌事件，教育學生加強專業知識學習，培養嚴謹認真的工作態度。

第十章連接

介紹某公司鋼水包傾覆導致的特別重大事故，其事故起因竟然只是壓板螺栓松動，教育學生嚴格遵循設計原則，樹立規范意識和安全意識。

第十一章齒輪傳動

介紹“祝融號”月球車的主動懸架設計及傳動系統，工程師利用差動輪系實現“祝融號”的蠕動脫困策略[2]，在脫困能力上遠遠強于美國的“勇氣號”，這也是一次技術的創新應用，對樹立我們的文化自信起到支撐激勵的作用，激發同學民族科技自豪感、振興民族的使命感。

第十二章蝸桿傳動

介紹其應用的各種場合，如電動伸縮門的蝸桿傳動、分度頭中的蝸桿傳動、射電望遠鏡的調整機構（如上海交通大學申請的專利“大型射電望遠鏡主反射面主動調整用電動執行機構”中，就是利用蝸輪蝸桿傳動達到調整位姿的目的，引出我國自主研發設計制造的全球最大射電望遠鏡“FAST”，通過對比“FAST”與美國阿雷西博射電望遠鏡，展現我國“FAST”射電望遠鏡的先進性，同時介紹南仁東先生耗費二十二年心血建造中國天眼的事跡，激發同學民族自豪感、民族振興使命感及為國奉獻的精神。

第十三章帶傳動和鏈傳動

介紹同步帶在自動化設備中的廣泛應用，同時對比分析帶傳動的傳統設計和計算機輔助設計，鼓勵學生不拘泥于課本知識，不局限于傳統經驗，提高工程應用能力和創新創造能力，同時通過《開講啦》節目中的優秀人才的事跡，進行創新教育，鼓勵學生發揮自身潛能和才華，積極參加各種產業博覽會，開闊視野豐富經驗。

第十四章軸

介紹大連華銳重工集團股份有限公司的趙鈺民的先進事跡，趙鈺民在曲軸加工中提出了重量較大曲軸整體加工時通過上浮中間部分中心支架，以抵消自重帶來下撓影響的建議，并在中國首支單重最重和世界最長沖程曲軸7G80ME-C的整體加工中得以應用，公司將其命名為“趙鈺民支撐帶加工法”，教育同學普通人在普通崗位上也可以做出卓越的貢獻和巨大的成就，對學習的后進生起到激勵鼓勵的作用。

第十五、十六章滑動軸承、滾動軸承

著重介紹洛陽軸承研究所的發展歷史及在我國高鐵、航空航天等高精尖裝備研發中作出的重要貢獻，鼓勵學生在艱苦奮斗中錘煉意志品質，切實認識到科技興國的重要性，將個人理想與中華民族偉大復興的社會理想相結合。

只有教師的思政覺悟提高了，教學的思政元素豐富了，才能為國培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人。

三、專業知識教學建設

在以學生為中心的教學要求下，根據畢業要求對課程教學方法、教學考核方式等進行改革，同時對專業知識的教學資源進行整合建設，皆在突出學生的主體地位，通過激發學生自主性教會學生獲取知識的能力，使學生成為解決問題的方案參與者與貢獻者。

（一）考核方式改革

我們對課程的評價體系做出改變，由以往單一的期末成績考核變為全過程多元式考核，改革后考核內容見表1。

考核細則如下：出勤，缺勤一次扣一分;缺勤3次及以上得零分;有校醫院或三級醫院開具的病假單，有輔導員開具的事假單不計入缺勤。完成預習并制作講解課件，完成率不足80%得零分;完成率80%-95%得5分;完成率96%-99%得8分;完成率100%得10分。作業及實驗報告，優良率80%以上得10分，70%-79%得8分;60%-69%得6分;50%-59%得5分;49%及以下得3分;缺一次作業扣一分，缺3次及以上得零分;實驗報告缺1次及以上得零分。翻轉課堂，結合自己做的PPT對某部分預習內容進行講解，每位同學僅一次機會，授課教師隨機抽選講解同學，并根據講解情況予以評分（總分10分），缺勤者（病假、事假者不計）得零分;教師布置拓展思考題，同學以論文等書面形式提交，授課教師予以評分（總分10分）后，請同學利用翻轉課堂為大家講解。

通過考核方式的改變，刺激學生在整個課程學習過程中高度投入，增加學生自主學習的時間和經驗，培養學生自主獲取知識、獨立解決問題的能力。

（二）教學資源整合建設

隨著移動互聯網技術的飛速發展，基于慕課、專屬在線課程 （SPOC）或其他在線課程的線上線下混合教學受到大家的關注，并得到了廣泛的應用[3]，線上豐富的學習資源具有可以開闊學生視野，提高學生學習興趣，學生可以根據自身情況自主地安排自己的學習計劃等優點;線下教學利于師生交流互動，利于教師掌握學生學習情況，利于較難知識點的理解等優點[5]。基于以上優點及我校打造的5G高校校園網絡全覆蓋，《機械原理及零件》課程采用線上線下混合式教學模式。

通過整合線上各種優質的教學資源，例如北京航空航天大學郭衛東團隊的MOOC課程《機械原理》，西北工業大學機械設計教研室的MOOC課程《機械設計》等，結合我們自己錄制的授課視頻，通過學習通、慕課網等線上平臺對基本概念和基礎知識（例如構件與零件的聯系與區別，運動副的定義，各種零件的失效形式等）做到同學在課前有預習，并提供學生課件模板，讓同學預習后做相應的講解課件，并在規定時間節點前發到教師指定的云盤，為翻轉課堂做好準備。線下授課中教師對基礎知識進行查漏補缺，采用結合問題啟發學生思考解決問題等方式互動授課，在利用多媒體課件演示各種課程動畫，幫助同學認知理解機械結構運動的同時增加板書內容，放慢速度讓同學有時間記筆記，有時間回味知識點，有時間對理論知識的推導進行演算，力求做到學生專業基礎知識扎實的同時，在課中養成勤于思考的習慣，培養善于解決基本機械設計問題的能力。課后安排任課教師輪流坐班答疑，基本做到工作日早九點至晚八點答疑時間全覆蓋，同時通過QQ、微信等即時通信軟件，對因不便線下答疑的同學開展線上答疑，結合課本習題，廣泛查閱資料，挑選典型例題進行講解視頻錄制，通過線上平臺發布，方便有深入學習需要的同學自學。

四、結束語

為了適應新時期的人才培養需求，課程建設必須從“新工科”、“金課”的建設理念出發，在高度重視課程思政建設的同時，不斷完善課程內容，不斷改進教學方法，通過把課程教學目標、教學內容方法和教師團隊建設有機地結合起來，不斷激發課程改革的活力，以此推動《機械原理及零件》課程建設。

作者單位：滕兵? ? 張超? ? 韓麗華? ? 王曉瑋

上海工程技術大學

參? 考? 文? 獻

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[3] 李禮.基于MOOC平臺課程的線上線下混合式教學模式研究[J].中國多媒體與網絡教學學報，2020，09：4-6.

[4] 賀孝梅等.線上線下混合式一流課程建設探析-以設計材料與工藝課程為例[J].中國現代教育裝備，2020，343：63-65.

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[6] 呂純潔，王榮先.高校課程思政建設的探討與實踐[J].洛陽理工學院學報，2021年第36卷[2]，93-96

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