浅议机械设计专业的思政建设

黄龙 尹来容 雷兆虹 杜荣华 （长沙理工大学汽车与机械工程学院）

大学学习阶段是学生价值观形成、性格塑造的主要阶段。因此，思想政治教育对于大学生的价值引领、性格与习惯培养等方面具有重要意义。目前机械类专业的学生普遍需要学习马克思主义哲学原理、毛泽东思想概论、邓小平理论概论、思想道德修养、法律基础、形势与政策等专门开设的思想政治课。然而，由于学生对这类课程缺乏实践认识和认同感，所以在课堂上通常处于被动接收状态，或者把上课时间用于看其他书籍，甚至认为这类课程是可以逃的水课。这样的课堂教学状态与预期的价值引领、性格与习惯培养等思想政治教育目标相去甚远。因此，有必要把思想政治教育融入到专业课程的课堂教学与实践教学中，使学生了解其价值，在实践中增强认同感。

一 机械设计专业课程中思政教育的必要性

机械设计专业课程包括“机械制图”“机械原理”“机械设计”“机械创新设计”“现代设计方法”等课程，是高等工科院校机械专业开设的主干技术基础课，也是学分较高的必修课。这些课程是学习专业课程和从事机械产品设计的必备基础，主要介绍整台机器机械部分设计的基本知识，重点讨论一般尺寸和常用工作参数下的通用零件的设计，包括它们的工作能力设计和结构设计的基本理论与设计方法，以及技术资料、标准的应用等。传统的机械设计专业课程教学偏重于机械理论知识的传授，而缺乏对学生三观引导、哲学思想教育，难以培养出大批具有大局观和协作精神的高素质人才。在课堂教学结束后，学生普遍没有把所学知识上升到哲学思想层面，不能灵活运用这方面的知识，更不能将本课程的思想方法迁移到其他课程和领域中。此外，机械设计专业课程一般包含了多个实践环节，例如“机械制图综合训练”“机械原理课程设计”“机械设计课程设计”等，这能让学生在实践中增强对理论的认同感，了解学习的目的和价值，培养团队协作意识与良好的工作习惯，在团队任务中发挥最大的自身价值。而专业认证中的非技术因素毕业要求，例如工程与设计、环境与可持续发展、职业规范、个人与团队、沟通、项目管理、终身学习，都离不开专业课程的思政教育，同时这些非技术因素也能为专业课程思政教育提供案例来源和启发。因此，在机械设计专业课程中增加思政教学案例，在专业知识介绍中融入爱国精神、唯物主义、团队协作等思想教育，是非常有必要的。

二 机械设计专业课程思政教学探索

机械设计专业知识通常都与实践紧密结合，相对于理科专业更容易结合具体实践和时政热点对学生进行思政教育。通常，专业课程中的思政教育可以从两个方面出发。第一是国家和社会层面，可以结合专业发展前沿与现状，引入民族复兴的伟大理想信念，在专业学习过程中，体现社会主义核心价值观；第二是个人层面，可以结合专业课程中的某些具体案例以及事物发展规律，从中得到待人处事的基本原则以及学习与生活习惯的养成方法。

下面从价值引领与创新思维培养的目标出发，结合三个具体案例来探讨在“机械原理”“机械设计”等课程中如何实施课程思政教育。

案例1：树立正确的价值观

本案例的意义在于，通过对机械设计发展现状的介绍，让同学们了解我国机械产业和制造业的发展现状，以及现代机械产业和机械设计软件的众多核心技术都掌握在外国人手里的现实，认清我国与国外在高性能装备和软件技术方面存在的较大差距，激励同学们刻苦学习，脚踏实地、认清差距，奋起直追，弯道超车，由此培养其爱国精神。

本案例的教学过程始于我国机械业的发展状况介绍，未来机械设计学科的发展总趋势是智能化、信息化。我国在机械领域的现状是，很多高新技术尚未掌握，很多重大制造装备和科研仪器都不能自主设计制造，缺乏自主创新能力。我国是制造大国，但仍不是制造强国，在发电设备、机床、汽车、电子制造等产品产量居世界前列，但进入世界五百强的制造业仍非常少见，并且制造装备的关键元器件大多依赖进口。以机器人设计制造为例，目前我国企业对于相对简单的机械本体设计已经基本掌握核心技术，但是更为关键的电机、减速器和控制系统，仍然依赖进口，尤其是高性能减速器。根据最新统计，工业机器人的成本构成中，高性能减速器在机器人系统中的成本占比为35%，其主要类型包括谐波减速器和RV 减速器。这两种减速器主要供应商为日本企业，而我国相关企业的性能仍赶不上国际先进水平。

目前分析指出我国机械业发展相对落后的现实：国产机器人的成本始终居高不下，在市场上竞争力不强。这些实际上都涉及多学科协同发展的问题，机械行业越往上发展，就越是离不开信息技术，电子技术、神经网络技术等的协同问题，由于在这些方面的落后，以及应用这些技术来促进机械制造业的发展和体制没有很好地跟上，导致了我国机械产业的发展相对滞后。

通过本案例，激励学生树立为振兴我国机械制造业的豪情壮志、远大志向，应当时不我待，只争朝夕；此外，要扩大专业知识面，跨学科跨专业学习，具备多学科多专业的攻克复杂难题的知识和能力。

案例2：行业软件与国家安全

本案例的意义是让学生正确认识我国机械行业设计与分析软件的发展现状以及具体功能，强化爱国主义教育和维护国家安全意识。其次，让学生知道主流的机械设计软件的众多核心技术和专利目前掌握在外国人手里，我国与国外在高性能软件技术方面差距较大。研发自主知识产权的建模和分析软件关系到企业利润问题，是保护国家安全的需要，从而教育学生增强保密意识，培养爱国精神。

本案例的教学过程如下。首先介绍主流的机械设计软件，目前世界上主流的二维建模软件包括AutoCAD、CAXA、中望CAD 等，主流的三维建模软件包括SolidWorks、CATIA、Creo、UG 等，主流的 CAE 软件包括 ANSYS、ADAMS、ABAQUS 等。而这些软件大部分都是国外软件。我国在二维设计软件上有一定的积累，也占据了一定的市场份额，但是在更复杂也更有意义的三维设计与分析软件上仍然远远落后，需要同学们去突破，掌握核心科技。

为什么一定要有自主知识产权的建模和分析软件？这不仅关系到企业利润问题，更关系到国家安全问题。国外建模软件由于处于垄断地位，不仅售价高昂，而且具有功能限制。另一方面，在国防核心部门，曾经出现过因为采用国外建模软件而泄密的事故，所有设计都需要推倒重来，所有计算机都需重新更换，对我国国防建设造成了巨大的损失。因此，开发具有自主知识产权的设计与分析软件，对国家安全具有极其重要的作用。

结合上述案例分析，设置如下提问环节：我们如何设计一个受欢迎的实用的建模软件？不仅需要软件工程的知识，更需要机械方面的知识。如何把常用的机械设计规范和机械系统分析技术融入计算机软件中？如何从使用者的角度来考虑机械类软件的功能，从而让机械行业从业人员能够更方便、更直观地使用软件？如何考虑软件使用过程中的保密性？

通过本案例，教育学生增强保密意识，在相关行业从事设计工作时一定要从保护国家和行业安全出发，从设计上确保软件具有高度的不可侵入性，时刻绷紧这根弦，也是作为机械技术人员的一种社会职责和担当。

案例3：机构死点的启发

本案例的意义在于让学生从四杆机构死点的规避和利用中理解事物的两面性，教育学生学会辩证地看待世界上的各类事物，对于通常意义上不好的事物，能够找到其有利的方面，并能加以利用；而对于好的事物，也需要看到其不利影响，并尽可能加以规避。

在本案例的教学过程中，首先介绍曲柄摇杆机构的运动特点，重点说明在摇杆作为主动件时，机构运动过程中存在两个死点，此时传动角为零，导致机构不能顺利运动。随后，让学生寻找生活中其它存在死点的机构，例如内燃机和缝纫机；进而引导学生思考，为什么这类存在死点的机构还能够在生活中应用？这主要是由于采用了不同的规避死点的措施。此时，可以引入唯物辩证原理，引导学生全面地看待事物，并告知学生机构死点并不总是我们希望避免的，有时候也需要在机构中设计死点，并列举出飞机起落架中死点应用的案例。这样授课使得学生在今后的工作中遇到新事物时，能够全面地看待和分析问题，实现机械的创新设计。

上述三个案例分别从价值引领和创新思维培养的目标出发，不仅能够培养学生学习报国的精神，在价值观上对学生进行引导，也可以使学生在课程知识学习过程中，理解一些通用的哲学原理。在机械设计相关课程教学过程中，还有很多知识点可以与思政教育相结合，例如大国重器研发过程中研发人员的奉献精神与工匠精神，齿轮设计、轴承设计、有限元分析过程中体现的哲学思想等，都值得我们去深入探索挖掘。目前工科专业的思政课程难以实现价值引领、性格与习惯培养等教学目标，因此，在专业课程教学中融入思政教育显得尤为迫切。对于机械类专业的学生，机械设计专业课程非常适合引入思政教育案例。本文在分析机械类专业课程思政现状的基础上，以三个具体案例的实施过程为例，探索了在“机械原理”“机械设计”中进行思政教学的方法。随着思政教育逐步走进专业教学课堂，高校将为国家培养出更多全年发展的高素质人才。（通讯作者：黄龙）