課程思政融入機械類專業(yè)課程的探索

蔣周翔　黃小龍　林夕夢

［摘 要］ 為順應新工科發(fā)展趨勢，對“機械設計”課程提出了面向多專業(yè)背景及突出首都特色的課程思政教學思路，即面向所有授課專業(yè)，達到機械設計專業(yè)知識學習效果與思政素養(yǎng)培養(yǎng)水平的相互促進和共同提升，同時面向首都社會經(jīng)濟發(fā)展需求，將首都優(yōu)勢和特色與“機械設計”課程思政教學深度融合，提高相關專業(yè)人才培養(yǎng)與首都建設方向的契合度。通過一些具體案例對上述教學思路進行了分析和闡述，這是對現(xiàn)有“機械設計”課程思政教學方法的進一步拓展、深化和完善。

［關鍵詞］ 機械設計；課程思政；專業(yè)差異；地域特征

［基金項目］ 2022年度北京信息科技大學課程思政立項項目“面向多專業(yè)背景及突出首都特色的‘機械設計課程思政創(chuàng)新與實踐”（2022JGSZ02）

［作者簡介］ 蔣周翔（1986—），男，湖北宜昌人，博士，北京信息科技大學機電工程學院副教授，碩士生導師，主要從事機械設計課程研究；黃小龍（1977—），男，廣西梧州人，博士，北京信息科技大學機電工程學院機械工程系副主任，高級實驗師，主要從事機械設計、機械原理課程研究；林夕夢（1985—），女，山東壽光人，碩士，北京信息科技大學機電工程學院思政工作崗，主要從事本科生思想政治教育研究。

［中圖分類號］ G641［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2023）07-0129-04 ［收稿日期］ 2022-05-31

引言

2016年12月，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出，高校各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應［1］。2017年，教育部提出要打贏提高思政課質(zhì)量和水平的攻堅戰(zhàn)，要大力推動以課程思政為目標的課堂教學改革，梳理各門專業(yè)課程所蘊含的思政元素，融入課堂教學各環(huán)節(jié)。

“機械設計”是機械類專業(yè)最為核心的基礎課程之一，是學生先修了“機械原理”等理論性較強的課程之后最先接觸的、連接理論與工程實際的課程，具有承上啟下的作用。由此可見，“機械設計”重工程、重實踐的特點與課程思政提高學生綜合素養(yǎng)的目標完美契合，具備良好的課程思政教學創(chuàng)新實踐的客觀條件。然而，在2021年5月教育部公示的700門課程思政示范課程中，“機械設計”暫未在列，這就對“機械設計”課程思政的教學研究提出了更高、更緊迫、更殷切的需求。

一、“機械設計”課程簡介

“機械設計”是高等工科學校機械設計制造及其自動化等多個機械類本科專業(yè)培養(yǎng)學生機械設計能力和創(chuàng)新能力的一門主干技術基礎課，是學習專業(yè)課程和從事機械產(chǎn)品設計的基礎。該課程的主要任務是通過理論和實踐教學，使學生掌握一般通用零件的設計步驟和計算方法，達到獨立設計非標準機械傳動裝置的目的。該課程在培養(yǎng)高級工程技術人才的過程中，能夠培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力，以及增強學生對機械技術工作的適應能力和產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)新能力［2］。

具體地，通過“機械設計”課程學習，學生將具有運用標準、規(guī)范、手冊、圖冊，以及通過圖書館、網(wǎng)絡查閱有關技術資料的能力。在此基礎上能了解一般通用零件的工作特點、應用場合等基本概念，理解所學通用機械零件的失效形式及相應的設計準則等基本知識，并掌握相應的設計原理、設計步驟和計算方法，具備通用零件設計計算的基本知識和能力。“機械設計”課程能夠培養(yǎng)學生具有正確的設計思想，并鼓勵其用于創(chuàng)新探索，獲得解決復雜工程問題的能力。

二、“機械設計”課程思政教學現(xiàn)狀

目前一部分學者圍繞“機械設計”課程思政教學研究提出了一些具有借鑒意義的思路。例如，沈陽理工大學的尤小梅和王鐵軍［3］以《螺栓連接》章節(jié)為例提煉出了辯證法、團隊合作精神、因果關系等思政元素。貴州理工學院的黎書文面向教材中的各大板塊分別提煉了符合篇章特征的思政元素，例如“連接篇”要樹立學生的標準化和法規(guī)意識，而“軸系篇”要培養(yǎng)學生細心觀察、科學嚴謹?shù)难芯烤竦取０不展こ檀髮W的徐銳等人以齒輪傳動相關內(nèi)容為例，探討了如何將“機械設計”課程與思政元素進行有機融合。安徽建筑大學的蔣東升以愛國情懷、工匠精神、職業(yè)素養(yǎng)等方面為切入點，對機械設計的基本知識點進行了思政元素挖掘。上海工程技術大學的金曉怡深入挖掘了《螺紋連接》章節(jié)的思政元素。雖然教師嘗試從多個角度將課程思政內(nèi)容與專業(yè)知識相結合，但仍存在一些亟須解決的問題。

（一）課程思政內(nèi)容與不同專業(yè)背景的聯(lián)系亟須加強

針對授課專業(yè)眾多的“機械設計”課程，現(xiàn)有思政素材較籠統(tǒng)單一。授課經(jīng)驗表明，具有專業(yè)針對性的思政元素更能使學生產(chǎn)生共鳴，教學效果的提升更為顯著。因此，需要對重要知識點進行多維度挖掘與提煉，使思政元素與專業(yè)特色相融合。只有以不同專業(yè)背景為導向進行深度挖掘，才能實現(xiàn)思政元素與專業(yè)知識的同頻傳輸，使學生對思政內(nèi)容產(chǎn)生親切感和認同感，達到“潤物無聲”的效果。

（二）課程思政內(nèi)容與首都特色的契合亟須加深

2021年4月，中共北京市委教育工作委員會、北京市教育委員會共同印發(fā)了《全面推進北京高等學校課程思政建設工作方案》，提出首都各高校要堅持以首善標準推進課程思政建設。我校為北京市屬高校，且“機械設計”的所有授課專業(yè)對首都社會經(jīng)濟均具有重要價值，應將相關專業(yè)與首都發(fā)展之間的內(nèi)在聯(lián)系提煉為凸顯首都特色和優(yōu)勢的思政案例，引導學生深刻認識到專業(yè)前景、職業(yè)規(guī)劃與首都發(fā)展的同向同行。

三、“機械設計”課程思政的教學措施

（一）以不同專業(yè)背景為導向，深度挖掘思政元素

“機械設計”的主要講授內(nèi)容包含連接、傳動，以及軸系零部件的設計理論和方法，其專業(yè)知識點滿足絕大部分工程應用場景的典型機械系統(tǒng)設計需求。該課程在理論推導的基礎上，總結了豐富的設計經(jīng)驗，以供學生學習參考，打通了從理論分析到實際應用的必經(jīng)之路。因此“機械設計”課程具有極強的綜合性和實踐性，為課程思政強調(diào)的多元、全面、立德等育人理念提供了良好的實現(xiàn)條件。“機械設計”的授課專業(yè)包含機械設計制造及其自動化、機械電子工程、車輛工程、新能源科學與工程，而涵蓋其核心內(nèi)容的“機械設計基礎”的授課專業(yè)包含機器人工程和工業(yè)設計。這些專業(yè)既各具鮮明特色與獨特優(yōu)勢，又在通用零部件設計方法上同根同源，這種差異性和統(tǒng)一性為面向不同專業(yè)背景的課程思政教學研究提供了有利的客觀條件。

機械設計制造及其自動化具有專業(yè)基礎寬泛的特點，是所有其他機械類專業(yè)的基礎。正因如此，其專業(yè)知識與其他機械類專業(yè)相比更為傳統(tǒng)，在學生看來似乎缺少研究熱點與學習興趣。為此，應重點以家國情懷、求真務實、大國工匠這類具有使命感和責任感的主題為切入點進行思政元素的挖掘。以螺紋連接為例，可由一些新式的螺紋防松措施引申到大國工匠精神的培養(yǎng)上，向?qū)W生闡述即使在傳統(tǒng)領域深耕多年，只要向前推進一小步并解決實際問題，也是很有價值的創(chuàng)新。此外，還可以將螺紋連接件和機器的關系視作個人與國家的關系，說明只有每顆螺絲釘連接緊密，才能保證機器正常運轉(zhuǎn)，我們每個人的思想信念不動搖，守好崗位，才能讓國家穩(wěn)定發(fā)展，以此培養(yǎng)學生的家國情懷。

機械電子工程和機器人工程均為跨學科專業(yè)，是機械、仿生、電子、計算機、檢測傳感、自動控制等多學科交叉融合的產(chǎn)物，旨在培養(yǎng)學生的通才素質(zhì)和創(chuàng)新能力。為此，可以在課程思政中重點圍繞團隊精神、創(chuàng)新思維、全局視野等主題展開進行。仍以螺紋連接為例，在介紹其發(fā)展歷史時，可以說明螺紋是由平移和旋轉(zhuǎn)這兩種傳統(tǒng)的運動疊加而成，而這種創(chuàng)新思維極具交叉融合的學科特點，可借此培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。另外，螺紋零件型號的選擇并非只受自身力學性能的約束，還要考慮該零件在整個機器中的位置和作用及其與周圍機械結構是否協(xié)調(diào)。教師可以將這種全局設計觀念與專業(yè)綜合性相關聯(lián)，并層層遞進地引申至零件與機器、電子元器件與控制系統(tǒng)、個人與集體間的關系內(nèi)涵中，培養(yǎng)學生的團隊精神和大局觀。

車輛工程專業(yè)和新能源專業(yè)的培養(yǎng)目標與科技發(fā)展進程和國家戰(zhàn)略密切相關，因此，在課程思政中可以著重關注對學生求真務實品質(zhì)、家國情懷、辯證思維的培養(yǎng)。以《軸系》章節(jié)為例，車身上每根軸的強度都決定了駕駛是否安全，可由此向?qū)W生強調(diào)在軸設計時要以客觀事實為依據(jù)，不能違背職業(yè)道德。在講述軸類型時，可將傳動軸在傳統(tǒng)燃油車和新能源轎車上的角色演變與事物發(fā)展規(guī)律進行關聯(lián)，培養(yǎng)學生的辯證思維。與此同時，還可以進一步將車軸的演變引申至國家戰(zhàn)略規(guī)劃中，說明我國雖然在內(nèi)燃機技術上并不具備領先優(yōu)勢，但在新能源汽車領域正在努力彎道超車，以此培養(yǎng)學生的愛國熱情。

與上述專業(yè)相比，工業(yè)設計專業(yè)更關注對學生人文素質(zhì)、藝術品位、創(chuàng)意表達能力的培養(yǎng)。為此，在課程思政環(huán)節(jié)可以重點關注如何將“機械設計”知識點與人文情懷、美育精神這類主題有機結合。仍以《軸系》章節(jié)為例，如果軸結構從視覺上不協(xié)調(diào)，則往往意味著各軸段尺寸不符合力學要求。齒輪傳動也有類似的現(xiàn)象，若相互嚙合的齒輪尺寸迥異，存在“小馬拉大車”的現(xiàn)象，則齒數(shù)設計需要優(yōu)化，否則從空間和使用壽命上都無法滿足要求。教師可借由這些現(xiàn)象讓學生在腦海中搭建美與科學之間的橋梁，加強學生的美學意識和科學素養(yǎng)。

（二）以契合首都特色為標準，進一步提煉思政案例

北京的紅色文化和基因、革命歷史和精神、歷史文化和底蘊都是這座城市獨有的特色與優(yōu)勢，這與“機械設計”專業(yè)知識蘊含的唯物主義辯證法、螺絲釘精神、團結協(xié)作、吃苦耐勞、堅持不懈等思政元素有著相同的本質(zhì)和內(nèi)涵。此外，北京市人民政府于2021年8月18日印發(fā)了《北京市“十四五”時期高精尖產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》的通知（以下簡稱《規(guī)劃》），提出要打造面向未來的高精尖產(chǎn)業(yè)新體系，其中重要任務之一是做強“北京智造”四個特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)——集成電路、智能聯(lián)網(wǎng)汽車、智能制造與裝備、綠色能源與節(jié)能環(huán)保，而“機械設計”核心內(nèi)容的授課專業(yè)恰好與北京制造業(yè)整體轉(zhuǎn)型升級所需的科學技術領域相契合。因此，圍繞首都二字打造“機械設計”課程思政具備良好的環(huán)境基礎與政策支持條件。

要深入學習北京紅色革命歷史和精神，增強歷史文化底蘊，挖掘“機械設計”的核心內(nèi)容與紅色文化、紅色基因之間的內(nèi)在關聯(lián)。例如，機械零件設計要先后經(jīng)歷實際需求分析、計算準則確定、材料選擇、基本尺寸計算、結構設計、強度校核、圖紙繪制和說明書撰寫。如果校核環(huán)節(jié)不通過，則要從頭開始設計，因此機械設計的過程是反復的、不斷進步的，這與老一輩革命家艱苦創(chuàng)業(yè)、吃苦耐勞、不懼艱險等品質(zhì)非常契合。另一方面，一個機器是由若干個零件共同組成的，連接件、傳統(tǒng)件、支撐件、軸系零件及輔助零件均有自己的獨特作用，缺一不可。可以借此向?qū)W生傳遞革命前輩的螺絲釘精神和團結協(xié)作精神，幫助他們深刻理解集體與個人的關系。此外，帶傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動這三種典型傳動方式各具優(yōu)勢與劣勢，適用于不同應用場合。例如，帶傳動降低傳動精度來獲得更大的傳動距離和更強的緩沖能力；齒輪傳動沖擊變大，但可以得到更高的傳動精度和效率；蝸桿傳動犧牲傳動效率，但能用更小的空間實現(xiàn)更大的傳動比，因此并不存在一種最優(yōu)的傳動方式。教師可以將這些知識點與唯物辯證思想相關聯(lián)，培養(yǎng)學生的辯證思考能力。

與此同時，還要實時跟進并深刻解讀北京市“十四五”時期的各項發(fā)展規(guī)劃與政策，以及“四個中心”城市建設成果，并密切關注機械類專業(yè)的畢業(yè)生在我市的最新就業(yè)動態(tài)，從建設、發(fā)展的角度挖掘各專業(yè)與首都優(yōu)勢及特色間的緊密聯(lián)系。例如，《規(guī)劃》提出要重點布局北京經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)和昌平、房山等區(qū)，打造萬億級別的智能制造與裝備產(chǎn)業(yè)。其中智能機器人領域聚焦在醫(yī)療健康機器人、特種機器人、協(xié)作機器人、自主移動機器人四大塊，并且不僅關注整機，更是要集中力量突破包括高精密減速器和傳感器在內(nèi)的機器人的關鍵零部件技術。這對機器人專業(yè)學生在首都的就業(yè)前景釋放出重大利好信號，同時表達了對機械設計制造及其自動化和機械電子專業(yè)優(yōu)秀畢業(yè)生的迫切需求，而整機制造和關鍵零部件技術的研究均與“機械設計”課程內(nèi)容密不可分，因此，未來在京的良好就業(yè)前景和豐富就業(yè)選擇將有力激發(fā)學生對“機械設計”課程的學習熱情。

在新能源領域，《規(guī)劃》提出重點布局在昌平能源谷、房山高端制造業(yè)基地、懷柔科學城中心區(qū)等區(qū)域，大力發(fā)展大功率風力發(fā)電機組及關鍵部件、發(fā)電機高性能控制技術和風電場群智能運維裝備。在車輛領域，《規(guī)劃》要求重點布局北京經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)和順義、房山等區(qū)，持續(xù)擴大高端整車及配套零部件制造集群規(guī)模，支持上游汽車技術研發(fā)機構開展前端研發(fā)和設計，鼓勵汽車各類測試機構建設、打造世界級的智能網(wǎng)聯(lián)汽車科技創(chuàng)新策源地和產(chǎn)業(yè)孵化基地。這些政策為新能源工程和車輛工程專業(yè)提供了良好的就業(yè)前景和豐富的就業(yè)機會，而風力發(fā)電關鍵部件、車輛整車及零部件技術均為“機械設計”課程重點授課的內(nèi)容。教師在授課時應向?qū)W生及時傳達此類利好政策，強調(diào)只有打好專業(yè)知識基礎，才能在未來更好地就業(yè)。

對工業(yè)設計專業(yè)而言，知識產(chǎn)權保護力度不足是制約其發(fā)展的重要因素。2022年世界知識產(chǎn)權日專題活動于4月25日在北京舉辦，與會專家、學者共同探討了助力首都知識產(chǎn)權高質(zhì)量發(fā)展的途徑。會上，北京市知識產(chǎn)權局相關負責人承諾北京將探索完善知識產(chǎn)權治理規(guī)則，高質(zhì)量地建設知識產(chǎn)權強國示范城市。《規(guī)劃》中還提出要實施服務型制造領航工程，特別是在工業(yè)設計、定制化服務等重點領域，遴選和培育了一批示范企業(yè)、項目和平臺。這些政策既為工業(yè)設計專業(yè)營造了良性的就業(yè)環(huán)境，又明確其重點發(fā)展方向是依托于制造領域。教師需基于這些政策信息，引導學生重視“機械設計”專業(yè)知識的學習，并結合專業(yè)特點，在首都制造領域的廣闊天地中實現(xiàn)自己的設計夢。

通過闡述“機械設計”課程思政研究思路與典型案例，體現(xiàn)了如何從多維度挖掘?qū)I(yè)知識點的本質(zhì)與內(nèi)涵，進而實現(xiàn)思政元素與各專業(yè)特色精準匹配，避免課程思政流于形式，顯著提高教學質(zhì)量，這種學科交叉也為課程思政的研究提供了新的增長點。同時，說明了如何以首都建設為導向，深入挖掘提煉“機械設計”知識體系中與首都歷史文化精神及發(fā)展方向緊密契合的思想價值和精神內(nèi)涵，使專業(yè)知識點、首都特色及思政元素三者深度融合，以此加強學生的主人翁意識，提高本專業(yè)人才對首都經(jīng)濟社會的貢獻度，也為其他地區(qū)相關專業(yè)的課程思政建設打開了新的視角。

參考文獻

［1］習近平在全國高校思想政治工作會議上強調(diào)：把思想政治工作貫穿教育教學全過程 開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面［N］.人民日報，2016-12-09（1）.

［2］濮良貴.機械設計［M］.10版.北京：高等教育出版社，2015：71-72.

［3］尤小梅，王鐵軍.“機械設計”課程思政教學改革探究［J］.科技與創(chuàng)新，2021（15）：154-155+157.

Exploration of Ideological and Political Education in “Design of Machinery” Course

JIANG Zhou-xiang， HUANG Xiao-long， LIN Xi-meng

（Institute of Electromechanical Engineering， Beijing Information Science & Technology University， Beijing 100192， China）

Abstract： In order to comply with the development trend of new engineering， the ideological and political education idea of “Design of Machinery” course based on Multi-discipline background and highlighting the characteristics of Beijing is proposed： for all mechanical disciplines，to achieve the mutual promotion and common improvement of the learning effect of “Design of Machinery” knowledge and the training level of ideological and political educaiton; for the needs of social and economic development of Beijing， to deeply intergrate the advantages and characteristics of this region with the ideological and political education of “Design of Machinery” course， and to improve the congruence between the training of relevant professionals and the direction of capital construction.This paper analyzes and interprets the above ideas through some specific cases， which is the further expansion，? deepening and improvement of the existing ideological and political education methods of the “mechanical design” course.

Key words： design of machinery; ideological and political education; different disciplines; region features