思政背景下構(gòu)建機(jī)械原理高效課堂的探索與思考

（上海理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 上海 200093）

2016年12月，習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作座談會上講道：“做好高校思想政治工作，要用好課堂教學(xué)這個主渠道，思想政治理論課要堅持在改進(jìn)中加強(qiáng)，其它各門課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)。”思政教育背景下，課程教學(xué)不僅僅承載專業(yè)教育功能，而是在實現(xiàn)知識傳授與價值引領(lǐng)結(jié)合的基礎(chǔ)上，逐步構(gòu)建全方位育人大格局。

機(jī)械原理課程是機(jī)械類專業(yè)的核心課程，在現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計過程中居于前端主導(dǎo)位置，對于培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械綜合能力、創(chuàng)新能力具有重要作用。近年來，國內(nèi)高校在機(jī)械原理課程教學(xué)上圍繞著“質(zhì)量與創(chuàng)新”等主題在進(jìn)行了一系列有益探索，但主要局限于學(xué)生的專業(yè)能力培養(yǎng)。“全面育人”教育理念下，機(jī)械原理課程亟需改變“重專業(yè)，輕育人”的現(xiàn)狀，發(fā)揮專業(yè)課程的育人功能，加強(qiáng)課程思政教育。在有限的授課學(xué)時下構(gòu)建機(jī)械原理高效課堂，是提高課程專業(yè)教育和思政教育質(zhì)量、實現(xiàn)全面育人的保證。本文圍繞三全育人主題，從加強(qiáng)學(xué)生的思政素養(yǎng)和人文修養(yǎng)、注重專業(yè)理論中的“共性知識”、帶入工程實踐情境、采用問題牽引式教學(xué)模式四個方面，探討了構(gòu)建機(jī)械原理高效課堂的實踐與方法。

1 加強(qiáng)學(xué)生的思政素養(yǎng)和人文修養(yǎng)

當(dāng)前高等工程教育旨在培養(yǎng)全面發(fā)展的人，不僅要重視“制器”和專業(yè)成才，更要重視人的全面發(fā)展，不僅要重視專業(yè)培養(yǎng)，也要重視思政和人文培養(yǎng)。

探索機(jī)械原理課程思政的有效路徑以提高學(xué)生的思政素養(yǎng)。課堂教學(xué)中發(fā)掘機(jī)械原理知識的相關(guān)歷史背景，幫助學(xué)生構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)，并通過歷史背景中的人物和科研事例，潛移默化向?qū)W生傳遞一種積極向上的價值觀。例如，學(xué)習(xí)齒輪機(jī)構(gòu)時，增加齒廓曲線的研究歷史，科學(xué)家研究齒廓曲線所付出的不懈努力可以激勵學(xué)生從事本專業(yè)研究的熱情。此外，了解學(xué)生的關(guān)注熱點，課堂教學(xué)時緊密結(jié)合國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢和現(xiàn)狀例如，講課中借助“大國重器”中的經(jīng)典素材，可以激發(fā)學(xué)生的認(rèn)同感、社會責(zé)任感，培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷、使命與擔(dān)當(dāng)。課堂中也可引入歷史上由于失誤而造成的工程失敗案例，告誡學(xué)生培養(yǎng)優(yōu)秀專業(yè)素養(yǎng)的重要性。

課堂教學(xué)中加強(qiáng)人文元素以促進(jìn)學(xué)生的人文修養(yǎng)。推薦學(xué)生閱讀李約瑟的《中國科學(xué)技術(shù)史》、《世界科學(xué)技術(shù)通史》等歷史書籍，既開闊視野又提升人文素養(yǎng)。同時，幫助學(xué)生正確理解工程與社會倫理、生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系，建立正確的科學(xué)觀或工程觀。

在機(jī)械原理課堂教學(xué)中，加強(qiáng)思政元素、人文文化的融合，不但可以提高學(xué)生的思政素養(yǎng)和人文修養(yǎng)，而且可以與專業(yè)教育相輔相成，形成協(xié)同效應(yīng)。

2 注重專業(yè)理論中的“共性知識”

國內(nèi)機(jī)械原理教材知識體系通常包括機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成、機(jī)構(gòu)運動分析、機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析、常用機(jī)構(gòu)設(shè)計、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計、機(jī)械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計，其中常用機(jī)構(gòu)設(shè)計包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)和其他機(jī)構(gòu)設(shè)計。盡管各章中研究對象、內(nèi)容及具體方法各不相同，但是有一些“共性思維”貫穿其中。課堂教學(xué)中對不同研究對象進(jìn)行比較，從不同的概念描述、研究方法中抽取“共性思維”，有助于學(xué)生抓住事物本質(zhì)，建立清晰的理論體系。

例如，在“機(jī)械原理”三大機(jī)構(gòu)(連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu))里都有“壓力角”這一概念。授課過程中引導(dǎo)學(xué)生對不同機(jī)構(gòu)的“壓力角”定義進(jìn)行比較，抽取“共性”特征，才能抓住“壓力角 是輸出構(gòu)件所受到的作用力與受力點速度 兩矢量之間的夾角，反映了機(jī)構(gòu)傳力的效果”這一本質(zhì)，并深刻體會壓力角、傳動角、死點在分析機(jī)構(gòu)傳動性能時的重要性。

在“機(jī)械原理”教材中，許多不同的研究方法，可能用于不同的研究對象，但是他們都基于相同的“共性”思維。表1列舉了常用的運動倒置法、等效法、當(dāng)量法、組合法。其中運動倒置法，又稱反轉(zhuǎn)法，無論是用于連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計、凸輪輪廓曲線設(shè)計，還是周轉(zhuǎn)輪系傳動比計算，都是基于構(gòu)件之間的相對運動原理。又如進(jìn)行機(jī)構(gòu)動力學(xué)分析時，可以利用等效思想簡化力、質(zhì)量等參數(shù)計算。

最后，工程設(shè)計過程中蘊(yùn)含著系統(tǒng)論、矛盾論和辯證法等哲學(xué)思維，這些需要學(xué)生在設(shè)計過程中逐漸體會，比如凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計時基圓半徑和壓力角之間的矛盾，滾子半徑和輪廓曲率半徑之間的矛盾等。

3 帶入工程實踐情境

“機(jī)械原理”課程具有理論性、實踐性和創(chuàng)新性特點。教材大量篇幅闡述公式推導(dǎo)和計算過程，導(dǎo)致學(xué)生會計算過程但不明白工程意義。在課堂教學(xué)中帶入工程實踐情境，能增強(qiáng)感性認(rèn)識，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，開闊知識視野，培養(yǎng)學(xué)生從實際問題出發(fā)分析工程問題，培養(yǎng)工程思維。

例如，在學(xué)習(xí)周期性速度波動調(diào)節(jié)時，首先觀察沖壓機(jī)的工作過程，分析其工作原理，沖頭每沖壓一個零件，機(jī)械運轉(zhuǎn)的速度就波動一次，從而引出機(jī)械系統(tǒng)速度波動調(diào)節(jié)的必要性，再進(jìn)一步研究周期性速度波動調(diào)節(jié)的方法，推導(dǎo)飛輪計算公式。有了工程背景鋪墊，就很容易理解公式和參數(shù)的工程意義。

課堂教學(xué)帶入工程實踐情境時，往往要結(jié)合學(xué)生的專業(yè)背景，同時注重醫(yī)、工、農(nóng)等不同領(lǐng)域的工程問題，培養(yǎng)學(xué)生活學(xué)活用解決實際問題的能力。

4 采用問題牽引式教學(xué)模式

古人曾說：“學(xué)起于思，思源于疑”。學(xué)好機(jī)械原理課程也是始于獨立思考，通過獨立思考過程可以更好地培養(yǎng)學(xué)生解決工程實際問題的能力。教師在機(jī)械原理授課過程中設(shè)置一系列問題，學(xué)生沿著問題路徑逐步深入思考，既培養(yǎng)一種探究式學(xué)習(xí)模式，也培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力。

首先，機(jī)械原理課堂中問題設(shè)置要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。根據(jù)課程內(nèi)容難易程度，按照由淺入深設(shè)置問題，通過問題逐步引出課程中的概念、方法、知識點、重點、難點等，最終實現(xiàn)“機(jī)械原理知識與方法的逐步問題化”。

其次，機(jī)械原理課堂中問題設(shè)置要注重學(xué)生的工程思維能力培養(yǎng)。例如，根據(jù)工程實際問題的解決路徑設(shè)置課堂問題，首先從工程應(yīng)用分析問題，或分析功能需求，然后進(jìn)行機(jī)構(gòu)構(gòu)思-運動和性能分析，最后進(jìn)行詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計，解決工程問題。

最后，師生一問一答的課堂教學(xué)模式有助于建立良好的師生關(guān)系、融洽的教學(xué)氛圍。當(dāng)前課程思政背景下，良好的師生關(guān)系、師生相宜的課堂氣氛更容易實現(xiàn)“隨風(fēng)潛入夜，潤物細(xì)無聲”的育人效果。

5 總結(jié)

“全面育人”教育理念下，機(jī)械原理課程既要承擔(dān)專業(yè)教育，又要加強(qiáng)思政教育。在課堂教學(xué)內(nèi)涵增加但授課學(xué)時有限的情況下，對如何在機(jī)械原理教學(xué)中構(gòu)建高效課堂進(jìn)行了探索。本文討論了加強(qiáng)學(xué)生的思政素養(yǎng)和人文修養(yǎng)、注重專業(yè)理論中的“共性知識”、帶入工程實踐情境、采用問題牽引式教學(xué)模式，探索了構(gòu)建機(jī)械原理高效課堂的實踐與方法。機(jī)械原理的高效課堂模式對提高課程專業(yè)教育和思政教育的質(zhì)量，培養(yǎng)全面發(fā)展的機(jī)械專業(yè)創(chuàng)新人才具有重要的意義。