《机械原理》课程思政的教学设计

刘春辉 曹波

摘要：《机械原理》课程在机械类专业中是专业基础课程，在教学过程中教师往往注重知识点的讲授，却忽略了课程的思政育人效果。新工科背景下，工科类专业课程需要进行教学模式改革，深入挖掘思政元素，将专业内容与思政内容有机结合，实现“立德树人”的目的。以讲授“周转轮系的传动比”内容为例，介绍了在《机械原理》课程中设计思政内容的思路和具体过程，课堂实践证明，思政元素的融入，激发了学生的科技报国情怀，培养了学生爱岗敬业的精神，提升了课堂教学效果。

关键词：机械原理；课程思政；教学改革

中图分类号：G640  收稿日期：2022-08-15

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.08.039

1 前言

工科的专业课程既包含工程技术方面的基本理论，也包含工程技术的實践技能，能为培养工程技术人才起到重要作用。

在一般的理解中，工科的专业课程表面上只需要讲授知识点，而不需要“思政”。其实不然，工科的专业课程中包含的思政元素很丰富，需要专业课教师去深入挖掘。在“新工科”背景下，需要将思政融入专业课，使专业课程与思想政治理论课程协同发力，共同助力当代大学生正确人生观、价值观、世界观的形成，切实贯彻“把思想政治工作贯穿教育教学全过程”“各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”[1]。

当前，大学生的思政教育主要通过学习思想政治理论课程如《马克思主义哲学原理》等来实现。专业课由于课时少等原因，基本上只是知识点的讲授，很少涉及思政内容。即便有些教师在课堂教学过程中设计了思政元素，如果思政内容不能与课程内容很好的结合，由于学生学习的偏向性，当学生发现思政内容与考试无关时，他们往往对思政内容提不起兴趣，从而忽略掉思政内容，这种牵强的融合就无法引起学生共鸣，教学效果比较差。

“新工科”背景下，大部分课程都是专业课程，思想政治理论课程相对较少，如果仅仅依靠思想政治理论课程，很难保证育人效果[2-3]。工科类专业学生要培养的素质很多，如团结协作、沟通交流、创新、吃苦耐劳、爱岗敬业、诚实守信、家国情怀、国际视野、终身学习和环保意识等。因此，在工科的专业课程中，需要教师挖掘思政内容，并将思政内容与专业知识紧密结合、无缝衔接，同时创新教学方法，让学生对思政内容听得进去，并高度认同，从而达到全过程育人的效果[4-6]。《机械原理》课程是机械类和近机械类专业的必修课，也是学生将来学习其他专业课程的基础。因此针对《机械原理》课程开展课程思政的教学改革，找到课程思政的融入点，并将之渗入教学内容中，对培养学生“思政”素质，实现全过程育人具有重要意义。

2 机械原理课程简介

《机械原理》课程的内容包括两部分：机构学部分和机械动力学部分[7]。机构学部分由机构的结构和运动分析、各种典型机构等内容组成。机械动力学部分由机构的力分析、效率和自锁、力的平衡及速度波动的调节等内容组成。学生学习该门课程后，能够掌握机构学和机械动力学的基本理论、基本知识和基本方法，具备拟定简单系统运动方案，以及对典型机构进行分析和设计的能力。

《机械原理》课程具备理论性和实践性的特点。理论性的特点要求学生在学习过程中要充分借鉴前面学习过的《高等数学》《机械制图》《理论力学》等理论知识。实践性的特点指本课程实验较多，要求学生独立完成以巩固所学理论知识。最后学生还要独立完成课程设计，以此检验所学知识的掌握程度。

《机械原理》课程，是以机械为载体并作为教学内容，而机械与社会的关系密不可分，在教学内容中涉及大量的工程案例，通过这些工程案例挖掘思政内容，既能激起学生的学习兴趣，又能实现思政育人的目的。下面将以《机械原理》课程中“周转轮系的传动比”这一节内容为例讲述课程思政内容的融入和设计过程。

3 学生分析及策略

安徽科技学院是一所应用型本科高校，《机械原理》课程的授课对象为大二学生。对学生而言，人才培养方案中的《高等数学》《理论力学》《机械制图》等前置课程学生都已经修完，知识储备上已经具备了学习本课程的前提。但是通过访谈发现，相当一部分学生在前面课程的学习中纯粹是为了应付考试，有些同学对一些知识点的掌握似是而非，甚至对有些基本概念（机械学科中的专有名词术语）理解不清。此外，随着智能手机的普及，学生获取知识的能力大大增强，他们可以很方便地获取一些机械运动的图片、视频，甚至某些教学PPT等，部分同学认为教师讲授内容完全可以自学完成，导致他们不重视课堂教学；另外，还有个别同学上课期间通过手机聊天、浏览网页、看综艺等，完全不听教师的课堂讲授。

学生的这些特点给教师授课带来了极大的挑战，需要教师仔细考虑如何有效管理课堂、如何取舍课堂教学内容、如何讲授课堂教学内容、如何有技巧地融入思政内容。比如，需要对知识点进行深入梳理，采用合适方法将知识点贯穿在知识创新的骨架上；需要以具体教学内容为载体，采用合适方法引导学生发现问题、分析问题，增强创新意识，激发探究新知识的兴趣；可以尝试结合教师的科研方向，将科研成果融入课堂教学，以科研前沿激发学生的科技报国意识；另外，课堂互动不可或缺，充分利用设问、分组讨论等方法加强互动，最好引入“翻转课堂”等教学方式；还可引导学生利用三维绘图软件，独立制作机构的仿真动画，增强学生的参与感。

4 “周转轮系的传动比”的内容分析

在安徽科技学院机械类专业（包括车辆工程专业）2017版的人才培养方案中，《机械原理》课程所选教材是孙桓等主编、高等教育出版社出版的《机械原理（第8版）》，“周转轮系的传动比”是该教材中第11章“齿轮系及其设计”第3节的内容。

齿轮系是机械中常见的机构，在机械原理课程中所占篇幅较多，属于机械原理课程重点讲授的内容。“周转轮系的传动比”在齿轮系中属于重要的传动类型，由于其结构简单、质量小、传动比大等优点，应用范围很广，涵盖了航空航天、汽车等众多领域，所以本节内容在传动系统方案的设计中地位非常重要，但是本节内容又属于比较难理解的内容，而学生依赖性较强，独立思考能力较弱，部分学生存在“差不多就行”的思想，甚至还有部分同学对学习有畏难情绪，所以要精心设计教学策略，在讲授过程中使知识点由浅入深，还要精心设计教学案例，引导学生紧跟教师的讲解思路。

确定本节内容的教学目标为：掌握周转轮系传动比计算的基本思路；掌握周转轮系传动比的计算方法。教学重点为：周转轮系传动比计算的分析思路；周转轮系传动比的计算方法。教学难点为：转化轮系如何获得；如何分析转化轮系的传动比公式得到周转轮系的传动比。

结合以上重难点，在授课过程中要时刻观察学生掌握程度，据此调整讲解速度；要经常设问，加强与学生互动，必要时就所提问题要求学生分小组讨论；同时周转轮系的运动要通过播放动画或者实物演示，加深学生的理解。

5 “周转轮系的传动比”的思政点融入

在学习“周转轮系的传动比”之前，学生已经学会了定轴轮系传动比的计算方法，以此为前提，“周转轮系的传动比”的教学过程设计为四部分：案例导入—思考问题—分析问题—解决问题。下面结合“周转轮系的传动比”的教学过程，详细阐述课程思政点的融入。

案例导入：通过指南车、记里鼓车等装置中周转轮系的应用，引出本节课的内容，在此过程中，学生会发现我国古代优秀成果的先进性，自然而然地激发了民族自豪感，坚定了同学们的“文化自信”，同时有了进一步学习的欲望。

思考问题：首先提出问题“周转轮系传动比如何计算？”然后引导学生思考周转轮系和定轴轮系的区别，进而得出周转轮系传动比的计算思路就是“转化”，即将周转轮系转化成定轴轮系，利用已经学过的定轴轮系传动比的计算方法求周转轮系的传动比。通过学生思考发现问题解决的思路，培养学生利用已有知识解决新问题的能力，这是工科类学生很重要的工程应用素养。

分析问题：依次讲解周转轮系转化为定轴轮系的方法，分析周转轮系和转化轮系中各构件的转速关系，求解转化轮系的传动比，利用转化轮系的传动比求解周转轮系的传动比。在讲解转化轮系中各构件转速关系时，提醒学生这些转速都是相对转速，巧妙引入一些古诗词，如“两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。”“两岸青山相对出，孤帆一片日边来。”“不疑行舫动，唯看远树来。”等，同时要求学生课后自己查找相关诗句或谚语，增强学生的人文素养。

解决问题：通过2～3道例题复习周转轮系传动比计算的整个流程，巩固本节课所学内容。其中有一道经典例题—双排外啮合行星轮系，讲解完成后，调整轮系中双联齿轮中一个齿轮齿数，使之由100变为99，学生会发现周转轮系的传动比由10 000变为-100，齿数的微小改变引起了周转轮系传动比的巨大变化，此处可设计思政内容：首先利用一个谚语“差之毫厘，谬以千里”引起学生重视，然后给出生活中一些看似小小的设计失误引起的重大事故，如飞机油箱上一个螺母的设计失误引发的油箱爆炸事故等，给人民群众生命安全带来了极大损害，此时告诫学生在从事工程设计工作时，一定不能有“差不多就行”的思想，一定要“一丝不苟、精益求精”，从而保障人民群众的生命安全。而“一丝不苟、精益求精”，正是工匠精神所倡导的，此时，可以给学生讲述一些大国工匠的事例，然后结合我国从制造业大国向制造业强国的转变需要大批具有工匠精神的劳动者，鼓励同学们刻苦学习，努力成长为大国工匠一样的人，激发学生科技报国的激情，并为中国梦的实现努力奋斗。

具体授课流程和思政点融入如图1所示。

通过以上思政内容的融入，结合设问、分组讨论等授课方法，学生能参与课堂中独立思考学会本节内容的重、难点；古诗词的巧妙引入，增强了学生的人文素养；工程事故案例引导学生敬畏设计、敬畏职业，进而引导学生爱岗敬业；例题结合工程事故案例告诫了学生在设计过程中要培养“一丝不苟、精益求精”的工匠精神。

6 结语

工科类专业课程中涉及大量的工程案例，这为课程开展思政教学改革提供了大量素材，专业课教师需要在教学過程中深入挖掘，并将之融入专业课的教学过程中。本文以《机械原理》课程中“周转轮系的传动比”为例，介绍了思政内容的挖掘和融入课堂教学的过程，在教学过程起收到了不错的教学效果。在以后的教学过程中还需要挖掘其他章节内容的思政元素，以此提升学生的道德素养，培养学生的职业精神。

参考文献：

[1]习近平在全国高校思想政治工作会议上强调：把思想政治工作贯穿教育教学全过程开创我国高等教育事业发展新局面[N].人民日报，2016-12-09（1）.

[2]金晓怡，张航，杭鲁滨.“新工科”背景下《机械设计》课程思政教学建设[J].教育教学论坛，2020（10）：34-35.

[3]沈齐英，居瑞军，王腾.“新工科”背景下专业课教学中课程思政的改革与实践[J].教学研究，2019（17）：79-81.

[4]高德毅.从思政课程到课程思政：从战略高度构建高校思想政治教育课程体系[J].中国高等教育，2017（1）：43-46.

[5]高燕.课程思政：课程思政建设的关键问题与解决路径[J].中国高等教育，2017（Z3）：11-14.

[6]高德毅，宗爱东.课程思政：有效发挥课堂育人主渠道作用的必然选择[J].思想理论教育导刊，2017（1）：31-34.

[7]孙恒.机械原理[M].8版.北京：高等教育出版社，2013.

作者简介：

刘春辉，男，1983年生，副教授，研究方向为车辆系统动力学与控制。