《机械设计基础》课程思政元素的探索与挖掘

郭宗祥

(陕西国防工业职业技术学院 机械工程学院，陕西 西安 710300)

1 引言

课程思政是新时代高校思想政治教育发展的趋势，对培养社会主义建设者和接班人具有重要意义。在高校专业课中实施课程思政建设，是高等教育实现全员全程全方位育人的重要组成部分[1]。专业课在学生品德的教育上具有独特的优势，可以以专业知识的讲授为载体，潜移默化地对学生产生影响，使学生树立正确的世界观、人生观和价值观，培养学生努力奋斗和爱岗敬业的科学精神，达到育人的目的[2]。

2 《机械设计基础》课程开展课程思政的意义

《机械设计基础》课程是装备制造大类的一门专业基础课程[3]。课程以培养学生岗位适应能力和创新能力为目标，遵循“理实结合、应用创新”的课程设计理念，以常用机构及通用零部件的结构认知、工作原理分析、设计及应用为主线，主要介绍常用机构(平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构等)、常用机械传动(带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、轮系、螺旋传动)和通用零部件(传动零件、连接零件和轴系零部件等)的工作原理、结构特点、选用及设计[4]。

《机械设计基础》课程是从事装备制造类技术(机械设计与制造、机械制造与自动化、数控技术、机电一体化技术、模具设计与制造、机械产品检测检验技术等专业)及相关行业人员必修的一门技术基础课程。通过本课程的学习，使学习者掌握机械设计的基本理论和方法，掌握机械创新设计的核心技能，培养机械制造领域主动适应社会和经济发展需求，为设计、生产、建设、服务和管理第一线服务的具有较强创新能力的高素质技术技能人才[5～7]。

将思政元素融入《机械设计基础》课程，可以在讲授专业知识的同时，增加安全可靠、责任担当、诚实守信等工程伦理意识以及爱岗敬业、服务社会等相关人文知识，从而激发学生热爱国家、热爱专业、服务社会的情怀，培养学生的创新意识和科学素养，并使其树立远大的人生理想，践行社会主义核心价值观[8]。

3 《机械设计基础》课程中的思政元素

3.1 国家认同、责任担当

《机械设计基础》作为机械大类的专业基础课，不可避免的要讲到机械工业的发展史。中国的机械工程技术历史悠久、成绩辉煌，对中国物质文化和经济社会发展起到了极大地促进作用，也对世界技术文明的进步做出了重要贡献[9]。比如采用连杆机构的候风地动仪，配有连杆、凸轮、齿轮减速装置的记里鼓车，含有齿轮传动、自动离合装置的指南车等，都是经典的机械装置，引领着世界科技的前沿。然而近现代以来，由于闭关锁国、列强压迫等原因，中国错失工业革命的浪潮，机械工业发展严重滞后。新中国成立以来，我国奋发图强，奋力追赶，虽取得了瞩目的成就，但与西方发达国家仍有一定的差距。中国机械工业的发展史，是一部艰辛的血泪史，尤其是当前中兴、华为、大疆等国内一系列高新技术产业被制裁，再次激起了我国奋发图强、自力更生的决心。通过机械工业发展史的讲解，尤其是古代辉煌成就与当前困难处境的对比，可以极大地激发学生的国家认同感，以及在当前百年未有之大变局中的责任感、使命感与担当意识[10]。

3.2 统筹兼顾、大局意识

机械产品设计涉及各方面的因素，有些因素甚至是矛盾冲突的，作为设计人员，必须具有大局意识，学会统筹兼顾。比如，机械产品的设计一般需要满足使用要求、安全要求、外观要求、经济要求等，具体来说要求在满足预期功能的前提下，性能好、效率高、成本低，在预定使用期限内安全可靠，操作方便、维修简单和造型美观。然而这些要求往往是冲突的，为了安全性考虑，机械结构设计时一般会取较大的安全系数，从而导致机械结构变得粗大笨、臃肿不堪，影响外观要求。为了满足经济性要求，往往会采用简单的设计、价格较低的材料、较为简单的加工工艺，而这又势必影响机械产品的外观、安全、使用体验等要求。具体到设计参数的选取上，同样如此。在凸轮轮廓曲线设计时，为了减小滚子与凸轮之间的接触应力和安装方便，应取较大的滚子半径；但滚子半径的增大，会使得凸轮机构结构尺寸变大，同时影响凸轮的实际轮廓。在进行斜齿轮结构设计时，为了保证运行平稳，受力良好，提高斜齿轮承载能力，减小振动与冲击，应该取较大的螺旋角；然而，较大的螺旋角会产生大的轴向力，使得轴系运转时向一侧窜动。在进行带传动设计时，取大的中心距有利于增大包角，提高带传动的承载能力；但大的中心距会造成结构不紧凑，在载荷变化或高速运转时引起带的抖动，从而降低带传动的工作能力；若取的中心距过小，虽然结构紧凑，但会使得带的应力循环次数增加，使带容易发生疲劳破坏，同时使小带轮包角减小，同样会降低带的工作能力。

在机械产品的设计过程中，类似的冲突是很常见的，作为设计人员，必须要学会根据设计要求，分析权衡利弊，统筹兼顾，在满足使用要求和安全的前提下，合理取舍，尽可能达到理想的设计效果。而这些，正是课程思政最好的融入点，通过具体的工程实例启之以大道，育人于无声。

3.3 团结协作、互惠共赢

一个复杂的机械产品是由一系列零部件构成的，相互团结协作，共同完成预期的功能。单个齿轮的传力和传动能力及效果是有限的，但多个齿轮组成的轮系却可以实现大的传动比、远距离传动、变速、换向等一系列功能，达到“1+1”远远大于2的效果。而齿轮要想正常运转，没有轴的支撑是无法实现的，同样，轴的高速高精度运转需要轴承来支撑保证，轴系要想正常工作，需要轴、轴承、齿轮、密封原件、定位原件等的相互配合、团结协作。机械系统如此，一个集体又何尝不是如此。

在轮系、轴系、机械系统等相关内容的讲解中，要让学生明白，无论是在学校还是以后走出社会进入工作岗位，抑或在家庭中，唯有具有团结协作的精神，方能使这个大系统正常、高效运转，最终达到互惠共赢的效果[11]。

3.4 一丝不苟、精益求精

作为一名工程技术人员，一丝不苟、精益求精是最重要的工作态度也是攻坚克难最有效的利器。无论是机构运动简图的绘制，凸轮轮廓曲线的设计，减速器的测绘，还是齿轮几何参数的计算，轴系零部件几何参数的确定，抑或机构搭接、齿轮范成实验都要求具有严谨的态度，精益求精的意识。在相关课程内容的授课中，要让学生明白，唯有精益求精，才能设计出优秀的产品。当前，可以设计制造出数控机床、减速器、马达、发动机等一系列高端产品，虽然可以达到国外相似的功能，但在精度上还有很长的路要走，导致一颗小小的螺丝钉都要从国外进口。作为一名机械设计人员，要有责任、有义务去攻坚克难，填补一项项空白，而一丝不苟、精益求精的精神是实现这一切的前提。

3.5 不断探索、勇于创新

不断探索、勇于创新，是作为一名设计人员最难得的品质。设计循规蹈矩，创意千变万化。机械设计是一门严谨性较强的课程，工程应用积攒了丰富的经验，《机械设计基础》课程的学习过程，就是在学习经验、标准、规范的过程。书中规定了齿轮如何设计，带传动、链传动如何设计，连杆应该应用在哪里，凸轮又该应用在哪里，这无形中似乎限制了学生的想象力和创新思维。然而实际上，在不变中蕴含着变，无论机械产品多么复杂，都可以拆解为最简单的机构(平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇运动机构等)、机械传动(带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、轮系、螺旋传动)、通用零部件(传动零件、连接零件和轴系零部件)。甚至是最普通的铰链四杆机构，将工作机构连接在不同的杆件上，都会得到不同的运动功能。看似简单的结构，只要敢想敢创，会演化为异彩纷呈的产品。

作为专业课教师，尤其是课程思政教师，在讲解每一个知识点时，都应该进行巧妙的教学设计，让学生时时刻刻感受到不变中的变，感受机械设计的魅力，感受机械工程领域的先驱者不畏困难和挫折的勇气， 坚持不懈的探索精神；不安于现状、不因循守旧、勇于和善于独辟蹊径、立异标新的思维方式。同时，通过具体的创新性设计问题，激发学生的好奇心和想象力，使学生学会善于发现和提出问题，能依据特定情境和具体条件， 选择制订合理的解决方案；具有解决问题的兴趣和热情，具有在复杂环境中行动的能力；具有能够打破传统思维模式，不断适应环境的变化，创造性提出问题解决方案；采用新方法解决新问题的意识。

4 结语

《机械设计基础》是一门集理论、经验、规范、操作为一体的综合性课程，知识内容庞杂，所蕴含的课程思政元素众多，除以上元素外，还有国际视野、人文积淀、人文情怀、审美情趣、乐学善学、勤于反思、自我管理、技术应用等一系列与课程内容相关的思政元素可供挖掘。即使同一个知识点，从不同的角度解读，也会挖掘出不同的思政元素。教师要重新梳理授课内容，深挖课程内容所蕴含的思政元素，革新教学方法，实现思政元素与课程的有机融合，发挥教学过程中的思想政治教育功能，在传道授业解惑中引人以大道、启人以大智。通过思想政治教育与知识体系教育的有机统一，构建协同育人机制，提升学校人才培养能力与效果。