思政背景下构建机械原理高效课堂的探索与思考

（上海理工大学机械工程学院 上海 200093）

2016年12月，习近平总书记在全国高校思想政治工作座谈会上讲道：“做好高校思想政治工作，要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，其它各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。”思政教育背景下，课程教学不仅仅承载专业教育功能，而是在实现知识传授与价值引领结合的基础上，逐步构建全方位育人大格局。

机械原理课程是机械类专业的核心课程，在现代机械产品设计过程中居于前端主导位置，对于培养学生的机械综合能力、创新能力具有重要作用。近年来，国内高校在机械原理课程教学上围绕着“质量与创新”等主题在进行了一系列有益探索，但主要局限于学生的专业能力培养。“全面育人”教育理念下，机械原理课程亟需改变“重专业，轻育人”的现状，发挥专业课程的育人功能，加强课程思政教育。在有限的授课学时下构建机械原理高效课堂，是提高课程专业教育和思政教育质量、实现全面育人的保证。本文围绕三全育人主题，从加强学生的思政素养和人文修养、注重专业理论中的“共性知识”、带入工程实践情境、采用问题牵引式教学模式四个方面，探讨了构建机械原理高效课堂的实践与方法。

1 加强学生的思政素养和人文修养

当前高等工程教育旨在培养全面发展的人，不仅要重视“制器”和专业成才，更要重视人的全面发展，不仅要重视专业培养，也要重视思政和人文培养。

探索机械原理课程思政的有效路径以提高学生的思政素养。课堂教学中发掘机械原理知识的相关历史背景，帮助学生构建知识结构，并通过历史背景中的人物和科研事例，潜移默化向学生传递一种积极向上的价值观。例如，学习齿轮机构时，增加齿廓曲线的研究历史，科学家研究齿廓曲线所付出的不懈努力可以激励学生从事本专业研究的热情。此外，了解学生的关注热点，课堂教学时紧密结合国内外技术发展趋势和现状例如，讲课中借助“大国重器”中的经典素材，可以激发学生的认同感、社会责任感，培养学生的家国情怀、使命与担当。课堂中也可引入历史上由于失误而造成的工程失败案例，告诫学生培养优秀专业素养的重要性。

课堂教学中加强人文元素以促进学生的人文修养。推荐学生阅读李约瑟的《中国科学技术史》、《世界科学技术通史》等历史书籍，既开阔视野又提升人文素养。同时，帮助学生正确理解工程与社会伦理、生态环境之间的关系，建立正确的科学观或工程观。

在机械原理课堂教学中，加强思政元素、人文文化的融合，不但可以提高学生的思政素养和人文修养，而且可以与专业教育相辅相成，形成协同效应。

2 注重专业理论中的“共性知识”

国内机械原理教材知识体系通常包括机构结构组成、机构运动分析、机构动力学分析、常用机构设计、机械系统设计、机械产品创新设计，其中常用机构设计包括连杆机构、凸轮机构、齿轮机构和其他机构设计。尽管各章中研究对象、内容及具体方法各不相同，但是有一些“共性思维”贯穿其中。课堂教学中对不同研究对象进行比较，从不同的概念描述、研究方法中抽取“共性思维”，有助于学生抓住事物本质，建立清晰的理论体系。

例如，在“机械原理”三大机构(连杆机构、凸轮机构、齿轮机构)里都有“压力角”这一概念。授课过程中引导学生对不同机构的“压力角”定义进行比较，抽取“共性”特征，才能抓住“压力角 是输出构件所受到的作用力与受力点速度 两矢量之间的夹角，反映了机构传力的效果”这一本质，并深刻体会压力角、传动角、死点在分析机构传动性能时的重要性。

在“机械原理”教材中，许多不同的研究方法，可能用于不同的研究对象，但是他们都基于相同的“共性”思维。表1列举了常用的运动倒置法、等效法、当量法、组合法。其中运动倒置法，又称反转法，无论是用于连杆机构设计、凸轮轮廓曲线设计，还是周转轮系传动比计算，都是基于构件之间的相对运动原理。又如进行机构动力学分析时，可以利用等效思想简化力、质量等参数计算。

最后，工程设计过程中蕴含着系统论、矛盾论和辩证法等哲学思维，这些需要学生在设计过程中逐渐体会，比如凸轮机构设计时基圆半径和压力角之间的矛盾，滚子半径和轮廓曲率半径之间的矛盾等。

3 带入工程实践情境

“机械原理”课程具有理论性、实践性和创新性特点。教材大量篇幅阐述公式推导和计算过程，导致学生会计算过程但不明白工程意义。在课堂教学中带入工程实践情境，能增强感性认识，激发学习兴趣，开阔知识视野，培养学生从实际问题出发分析工程问题，培养工程思维。

例如，在学习周期性速度波动调节时，首先观察冲压机的工作过程，分析其工作原理，冲头每冲压一个零件，机械运转的速度就波动一次，从而引出机械系统速度波动调节的必要性，再进一步研究周期性速度波动调节的方法，推导飞轮计算公式。有了工程背景铺垫，就很容易理解公式和参数的工程意义。

课堂教学带入工程实践情境时，往往要结合学生的专业背景，同时注重医、工、农等不同领域的工程问题，培养学生活学活用解决实际问题的能力。

4 采用问题牵引式教学模式

古人曾说：“学起于思，思源于疑”。学好机械原理课程也是始于独立思考，通过独立思考过程可以更好地培养学生解决工程实际问题的能力。教师在机械原理授课过程中设置一系列问题，学生沿着问题路径逐步深入思考，既培养一种探究式学习模式，也培养学生的独立思考能力。

首先，机械原理课堂中问题设置要符合学生的认知规律。根据课程内容难易程度，按照由浅入深设置问题，通过问题逐步引出课程中的概念、方法、知识点、重点、难点等，最终实现“机械原理知识与方法的逐步问题化”。

其次，机械原理课堂中问题设置要注重学生的工程思维能力培养。例如，根据工程实际问题的解决路径设置课堂问题，首先从工程应用分析问题，或分析功能需求，然后进行机构构思-运动和性能分析，最后进行详细结构设计，解决工程问题。

最后，师生一问一答的课堂教学模式有助于建立良好的师生关系、融洽的教学氛围。当前课程思政背景下，良好的师生关系、师生相宜的课堂气氛更容易实现“随风潜入夜，润物细无声”的育人效果。

5 总结

“全面育人”教育理念下，机械原理课程既要承担专业教育，又要加强思政教育。在课堂教学内涵增加但授课学时有限的情况下，对如何在机械原理教学中构建高效课堂进行了探索。本文讨论了加强学生的思政素养和人文修养、注重专业理论中的“共性知识”、带入工程实践情境、采用问题牵引式教学模式，探索了构建机械原理高效课堂的实践与方法。机械原理的高效课堂模式对提高课程专业教育和思政教育的质量，培养全面发展的机械专业创新人才具有重要的意义。