融入“课程思政”的机械设计基础课程教学设计探讨

周琦

摘 要：《机械设计基础》课程教学中以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，结合课程本身教学特点，依托国内外机械技术发展史的挖掘思政教育元素。提出了通过历史与现实、国内与国外现状对比，激发学生学习热情和责任感、强化学生的家国情怀的课程教学设计策略;以及通过重构知识结构梳理思政元素、转变教学观念实现课程教学全过程和全方位育人的设计方法。以此为依据，阐述典型项目的教学过程设计案例，开展“课程思政”融入《机械设计基础》教学的探索与实践。

关键词：课程思政 机械设计基础 教学设计 设计案例

The Teaching Design Exploration and Practice of the Ideological and Political Education Integrating into the Fundamentals of Mechanical Design

Zhou Qi

Abstract：Xi Jinping's new socialist ideology with China's characteristics were guided in the course of mechanical design foundation， and combining with the teaching characteristics of the course itself， the article has excavated the elements of ideological and political education relying on the history of mechanical technology development both at home and abroad. Through the comparison of history and reality， and the domestic and foreign status quo， this paper puts forwarded the teaching design strategies to stimulate students' learning enthusiasm and sense of responsibility， and strengthen students' feelings of home and country. Then through reconstructing the knowledge structure， combing the ideological and political elements， changing the teaching concept to achieve the whole process of curriculum teaching and all-round education design method， the paper expounded the teaching process design cases of typical projects， then explored and practiced the integration of "curriculum thinking and administration" into the teaching of mechanical design basis.

Key words：ideological and political education， fundamentals of mechanical design， instructional design， design case

1 引言

2019年習近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调：“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。”[1]明确了思想政治教育在高校人才培养过程中的重要性，教师在专业课程的教学中实现全方位育人，围绕政治认同、家国情怀、文化素养、和职业道德修养等内容，积极主动地参与课程思政的全面推进，做到德育与智育并重。《机械设计基础》是高职机电类必修的一门专业基础课程，为培养机械设计和制造领域的高级技能型人才提供了必需的理论知识和基本技能。该课程内容的应用几乎涵盖国民经济制造类的所有领域，为推动我国经济的高速发展起到了重要的作用。《机械设计基础》课程教学过程中，一方面注重学生专业知识和应用能力的培养，另一方面结合课堂教学内容对学生开展积极健康的价值观引领;能够较好提升学生的判断、选择和创新能力，培养具有社会主义核心价值观的建设者和接班人，全面提高学生的综合素质。

从《机械设计基础》课程的教学实际出发，以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，结合课程本身的教学特点，开展融入“课程思政”的课堂教学设计探索与实践，探讨思政教育融入专业课教学的有效方法，以培养学生的专业职业能力和综合素养。

2 融入思政教育的课程教学设计策略

2.1 历史与现实对照，激发学生学习热情

在《机械设计基础》课程的教学中，通过讲解机械技术的发展史和工业技术革命等内容，通过引导学生了解国内外机械技术的发展历程和作用，体会到科学技术进步对美好生活的促进作用，激发学生的好奇心和求知欲，使之对课程学习由“要我学”转变为“我要学”[2]。具体实践时如由第一次工业革命的蒸汽机技术，联系课程知识结构中典型机构的运动和设计;第二次工业革命的电力技术，联系课程知识结构中电动机的选型设计;以自动控制为主的第三次技术革命，引出现代机械制造技术自动化对社会生产生活的积极推动作用;针对当前的第四次工业革命，结合课程向学生讲授计算机仿真、清洁能源和人工智能等高新技术，让学生熟悉现代机械产品设计的新技术和新流程。

2.2 国内与国外对比，强化学生家国情怀

众所周知，在新中国建立后的“一穷二白”现状面前，为追赶西方发达国家我国许许多多爱国科学家所付出的无私奉献，以及近些年我国在机械设计制造领域取得的举世瞩目创新成果，以上这些都是《机械设计基础》实施“课程思政”的重要素材。因此，在《机械设计基础》课程教学实践中，通过结合讲述我国自行研制的万吨液压机、五轴联动机床和先进战斗机等典型的自力更生案例，风力发电技术、高铁技术和的量子技术等典型的创新案例，以及穿插讲述美国等针对我国发动机和芯片制造技术的封锁，激励学生为了国家的强大而努力学习。同时，配合适当的教学手段将学生的个人理想与国家發展结合起来，专业能力培养与社会技术进步结合起来，更好地激发学生的学习兴趣、创新精神和爱国热情。

3 《机械设计基础》教学中课程思政融入设计

3.1 转变教学观念，开展课程育人

教师在专业课程教学过程中实施“课程思政”，首要的是转变专业教学观念，授课不仅仅是知识技能的传授，同时也要注重思想教育，实现全员育人[3]。教师在授课过程中要发挥积极主动性，由传统以培养学生专业职业能力为主，转变为专业知识技能和思政教育并行的模式;采用恰当的教学方法和手段，将育人元素融入课堂教学并与专业知识一起传输给学生，实现专业课的德育功能。

以课程中的常用机构任务单元为例，课前专业教师通过学习通课程网络平台推送学习任务，学生观看我国运-20、歼-20和相控阵雷达等国家优秀科技成果视频，激发学生的民族自豪感、家国情怀和专业热情;课中结合视频资源分析飞机起落架和雷达运动机构的机构类型，学习构件的类型及对应图形符号，在知识传授过程中潜移默化地对学生进行爱国主义教育，同时开展相关的讨论活动[3]，强化学生对典型常用机构的认知和思政教育的效果，激发学生的责任使命感;课后通过在学习通布置拓展任务开展主题讨论，突破课堂教学的难点重点，查阅典型机构相关资料，拓展学生知识面的同时培养创新意识。

3.2 重构教学内容，梳理思政元素

开展基于工作过程系统化的《机械设计基础》课程教学改革，以学生的长远发展为目标，重新分析和梳理课程知识内容结构，对课程的教学内容进行合理优化，以冲床执行机构和传动系统的常规设计流程为主线安排项目任务，挖掘与任务内容相关的思政教育元素，找准思政教育在专业教学中的切入点，采用各种方式使之巧妙地融入到课程教学，做到对学生思政教育的“润物细无声”。

以常用机构任务单元为例，引导学生完成飞机起落架的机构分析和运动简图的绘制，帮助学生熟悉机构的工作原理，针对先进飞机设计制造技术的开展爱国主义教育，激发学生的爱国热情;通过“死点”现象正确看待事物的利与弊，使学生了解矛盾的对立统一原理，能够全面看待问题，善于抓住问题的重点和主流。为提高学生解决实际生活问题的能力，从家庭常见的铝合金窗户铰链机构入手，判定机构类型、绘制机构运动简图，培养学生探究实际生产生活问题的能力和创新精神，增强学生的责任感。

4 课程思政融入教学过程的设计案例

基于工作过程系统化的《机械设计基础》课程教学，教学实施过程中注重思政元素的挖掘，将课程思政融入到课程教学活动的全过程，引导学生在专业知识技能学习的同时提升自身的爱国情怀和道德修养，实现高职机电类专业人才培养的全过程和全方位育人。

以课程中的项目任务——常用机构为例，具体阐述融入思政教育的《机械设计基础》课程教学设计。

4.1 教学设计思路

《机械设计基础》课程的常用机构作为机械的执行部分通常包括铰链四杆机构和凸轮机构两类，基于工作过程系统化的课程教学内容构建，将其作为冲床冲压机构和送料机构设计的项目任务，安排在冲床机械传动设计之前，符合机械产品设计的常规流程。该项目的主要内容包括常用机构的类型、结构、运动特点及应用等，在实际生产和生活中应用多而广泛，直接影响着学生对今后生产岗位的实践与创新。

根据课程教学要求确立本项目的知识、能力和情感等三个维度教学目标。即知识目标要求学生熟悉铰链四杆机构的类型和演化形式，凸轮机构的分类、特点及应用;能力目标要求学生能够利用杆件制作简易的铰链四杆机构、判别铰链四杆机构类型，凸轮机构则要求学生能根据给定的从动件位移曲线图，绘制平面凸轮外轮廓曲线;情感目标主要是培养学生将所学融入生活、改善生活的创新意识，以及文明操作设施设备，善于保养的维护意识。

教学实施中针对高职学生的学情特点，采用“积极教育”理念将尊重与关爱学生贯穿整个教学过程，建立平等交流、配合融洽的教学生态，为课堂教学的顺利开展奠定坚实的基础[4]。针对项目中大量静态简图来表达动态机械传动、抽象难理解的问题，优选应用实例，简图配以动画，使抽象转为直观，帮助学生理论联系实际分析、解决问题;针对本项目内容知识量大、概念多而零散的问题，结合教学目标挖掘设计以“学生为主体”的多样化教学过程，让学生做到“嘴巴说出来、脑子动起来、双手做起来”，切实提高学生的课堂参与度;针对当前产业转型升级、专业教学融入课程思政培养学生家国情怀等道德素养问题，教学设计时适当拓展延伸，尝试深入学习，理论联系实例，帮助学生夯实基础。

4.2 课堂教学设计

《机械设计基础》课程中常用机构的项目内容分为认识运动副和构件、判定平面四杆机构类型和熟悉凸轮机构的类型与运动等三个任务，共6课时。具体课堂教学设计安排如下：

任务1：认识运动副和构件（1课时）

首先，利用微课直观易懂、画面感强、整体而高效、以及形成系统认知的优势，导入机构的相关概念帮助学生形成直观认识，区别低副（转动副和移动副）、高副，以及运动副的载荷承受情况、是否容易磨损等特点;针对微课存在的闪电式记忆、容易遗忘的不足之处，辅助以flash小动画让学生仔细观察，教师总结运动副间的接触特点以加深印象。其次，以门合页、铝合金窗铰链和淋浴房移门滚轮等生活中的应用实例，让学生说出这些机构中的运动副类别、应用特点和注意事项，并拓展分享这些机构的维护保养小常识;同时在网络课程资源学习通中创设交流平台，要求学生展示生活经验，发现自我优势，培养观察能力、表达能力，融入文明操作设施设备，爱家护校的思政教育。最后，为便于课程后续内容的学习，通过PPT列出常见平面机构运动副的基本符号，让学生分批认知、积少聚多，辅助后续机构简图的读图分析。

任务2：判定平面四杆机构类型（3课时）

铰链四杆机构的组成及类型判断是本项目任务的教学重点和难点，通过常规动画展示，机构类型判定的方法简单易懂，只需简要分析讲解即可达成。但对应到生活生产实际，学生往往感到困难，学生很难通过观察发现机构实现怎样的运动规律？哪个是主动件，哪些是从动件？哪个是曲柄？哪个是摇杆？需要结合生活实例加以引导，使之能够逐步区分、判定铰链四杆机构的类型。

首先，是课前必要知识准备。要求学生掌握判定平面四杆机构类型的方法，完成相关基础知识的预习。教师由飞机起落架和雷达的实例导入四杆机构的认识学习，拓展讲解我国运-20、歼-20和相控阵雷达技术，激发学生的爱国热情。结合这两个案例分析机构中的机架、原动件和从动件，学习构件的几种类型及对应的图形符号，要求学生在表格里尝试画一画图形符号，学生从画过到熟悉，从熟悉到接受，从接受到理解的认知过程，帮助学生后续机构简图传动分析扫除心理排斥的障碍。

其次，分组制作铰链四杆机构并判定其类型。学生自由选择一组准备好的自制教具杆件，由教师指定机架杆，要求各组制作不同尺寸的铰链四杆机构，并判断其类型。任务实施过程中，学生会碰到很多的小麻烦，诸如六角螺母不好拧，羊角螺母转动碍事，螺母放松还是转不起来，机架抓不稳、转不灵，机构难以实现整周转动等问题。默契的配合成就人，骨感的现实考验人，“实践出真知”，懂不懂，会不会，做了才知道，教师巡视时给学生打气，鼓励组员积极参与机构的制作与类型判定，各组通过制作机构的展示汇报阐述遇到的困难及其解决方法，分享经验。

最后，以生活实例入手，了解并区分铰链四杆机构演化类型。含有一个移动副的四杆机构可以看作是不同类型的铰链四杆机构演化而来的，利用图表列出其演化对应关系，帮助学生形成整体概念。各演化类型的命名拗口，各教材命名法则不一致，学生难以区分。针对这一教学难点，对照滑块的运动特点整理成小口决“滑块不能动——定块机构、滑块只能摇——摇块机构、滑块只能移——滑块机构、滑块能转又能移——导杆机构”，以此简化机构名称，辅助学生迅速区分。

为提升学生对于知识点的实际应用能力，结合生活中的铝合金窗户铰链机构照片及尺寸，让学生小试牛刀绘制机构简图并判定机构类型，即学即用，检验口诀判定的可靠度，培养学生分析解决实际问题的应用能力。为化简分析难点，教师可示范将机构的运动简图绘制展示给学生。通过实例分析，帮助学生得出以下结论：（1）口诀区分法简单实用;（2）生产生活中往往是多种机构类型的综合应用。

任务3：熟悉凸轮机构的类型与运动（2课时）

该环节首先通过微课学习凸轮机构的组成、分类及应用，配合动画分析从动件“升—停—降—停”的运动循环过程，利用图表列出从动件常用运动规律的位移、速度、加速度图。对比明显，刚柔性冲击一目了然。其次，组织学生尝试绘制凸轮外轮廓曲线，传统画法利用量角器和直尺平分角度、度量位移较为繁琐且不精确，学生经常画错，不停的擦除，内心拒绝，成为了教学的难点。教学中改为利用CAD软件绘图，衔接前置课程，化繁为简，高效快捷;让学生学有所用，体验到设计的乐趣，突破教学难点。最后，凸轮机构的压力角对凸轮传力特性的影响，书中表述比较抽象难懂，教师用通俗易懂的语言，从推力靠近或远离从动件速度方向来概括表述压力角图示含义，扫除读图障碍，培养学生的概括学习能力。

4.3 教学设计反思

本项目的教学设计综合采用任务驱动法、问题导向法、分组法，配以微课、动画等现代化教学手段开展教学;教学内容理论联系实例，培养学生分析解决实际问题的能力，通过自制的机构教学模型，让学生手脑并用，促进课堂知识点的转化吸收;通过提炼小口诀帮助学生区分铰链四杆机构的演化类型，用通俗易懂的语言概括压力角对传动特性的影响，用软件绘图实现快捷设计，突破教学难点;教学过程实现了思政教育与专业教学的有机融合，培养学生的爱国热情、道德素养和民族复兴的责任意识[5]。

5 结语

《机械设计基础》课程教学中在保证专业内容的系统性和完整性的前提下，强化与“课程思政”的有效融合，在教学实践中取得了不错的教学效果，使得高职专业人才培养实施过程中既提升了学生的专业知识和技能水平，又培养了学生的家国情怀、道德修养和创新精神，大大提高了学生的综合职业素养，為国家、社会培养了德智体全面发展的中国特色社会主义事业接班人。

《机械设计基础》课程思政的实施还处于探索阶段，思政元素的挖掘还仅限于机械技术发展史，进一步深度挖掘的空间较大，课程教师也需不断加强自我修养的提升，探索更好的《机械设计基础》课程思政改革举措，努力提高思政教育的教学组织能力，将教书育人的内涵真正落实于专业人才培养的全过程。

基金项目：江苏省教育科学“十三五”规划重点课题：积极教育视域下高职专业课“课程思政”实施途径研究（课题批准文号B-b/2020/03/45）。

参考文献：

[1]教育部课题组.深入学习习近平关于教育的重要论述[M].北京：人民出版社，2019.

[2]朱丽颖，张梦迪.“新工科”背景下的课程思政建设[J].辽东学院学报（社会科学版），2020（10）：121-125.

[3]陈宇燕，吴慧芳.课程思政在高职“单片机应用技术”中的实践探索[J].轻工科技，2020（11）：179-180.

[4]孙志雄，谢海霞，钟鹏飞.理工类课程融人课程思政理念的教学探索——以《EDA技术与应用》为例[J].海南热带海洋学院学报，2020（10）：125-128.

[5]丁继斌.基于课程思政的“汽车检测与故障诊断技术”教学设计[J].教育教学论坛，2020（11）：71-73.