《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程思政元素的探索與挖掘

郭宗祥

(陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，陜西 西安 710300)

1 引言

課程思政是新時(shí)代高校思想政治教育發(fā)展的趨勢(shì)，對(duì)培養(yǎng)社會(huì)主義建設(shè)者和接班人具有重要意義。在高校專業(yè)課中實(shí)施課程思政建設(shè)，是高等教育實(shí)現(xiàn)全員全程全方位育人的重要組成部分[1]。專業(yè)課在學(xué)生品德的教育上具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可以以專業(yè)知識(shí)的講授為載體，潛移默化地對(duì)學(xué)生產(chǎn)生影響，使學(xué)生樹(shù)立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，培養(yǎng)學(xué)生努力奮斗和愛(ài)崗敬業(yè)的科學(xué)精神，達(dá)到育人的目的[2]。

2 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程開(kāi)展課程思政的意義

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程是裝備制造大類的一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程[3]。課程以培養(yǎng)學(xué)生崗位適應(yīng)能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，遵循“理實(shí)結(jié)合、應(yīng)用創(chuàng)新”的課程設(shè)計(jì)理念，以常用機(jī)構(gòu)及通用零部件的結(jié)構(gòu)認(rèn)知、工作原理分析、設(shè)計(jì)及應(yīng)用為主線，主要介紹常用機(jī)構(gòu)(平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等)、常用機(jī)械傳動(dòng)(帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、輪系、螺旋傳動(dòng))和通用零部件(傳動(dòng)零件、連接零件和軸系零部件等)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、選用及設(shè)計(jì)[4]。

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程是從事裝備制造類技術(shù)(機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、機(jī)械制造與自動(dòng)化、數(shù)控技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、模具設(shè)計(jì)與制造、機(jī)械產(chǎn)品檢測(cè)檢驗(yàn)技術(shù)等專業(yè))及相關(guān)行業(yè)人員必修的一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課程。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)者掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本理論和方法，掌握機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的核心技能，培養(yǎng)機(jī)械制造領(lǐng)域主動(dòng)適應(yīng)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，為設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)和管理第一線服務(wù)的具有較強(qiáng)創(chuàng)新能力的高素質(zhì)技術(shù)技能人才[5～7]。

將思政元素融入《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程，可以在講授專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，增加安全可靠、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、誠(chéng)實(shí)守信等工程倫理意識(shí)以及愛(ài)崗敬業(yè)、服務(wù)社會(huì)等相關(guān)人文知識(shí)，從而激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)國(guó)家、熱愛(ài)專業(yè)、服務(wù)社會(huì)的情懷，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)素養(yǎng)，并使其樹(shù)立遠(yuǎn)大的人生理想，踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀[8]。

3 《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程中的思政元素

3.1 國(guó)家認(rèn)同、責(zé)任擔(dān)當(dāng)

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》作為機(jī)械大類的專業(yè)基礎(chǔ)課，不可避免的要講到機(jī)械工業(yè)的發(fā)展史。中國(guó)的機(jī)械工程技術(shù)歷史悠久、成績(jī)輝煌，對(duì)中國(guó)物質(zhì)文化和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展起到了極大地促進(jìn)作用，也對(duì)世界技術(shù)文明的進(jìn)步做出了重要貢獻(xiàn)[9]。比如采用連桿機(jī)構(gòu)的候風(fēng)地動(dòng)儀，配有連桿、凸輪、齒輪減速裝置的記里鼓車，含有齒輪傳動(dòng)、自動(dòng)離合裝置的指南車等，都是經(jīng)典的機(jī)械裝置，引領(lǐng)著世界科技的前沿。然而近現(xiàn)代以來(lái)，由于閉關(guān)鎖國(guó)、列強(qiáng)壓迫等原因，中國(guó)錯(cuò)失工業(yè)革命的浪潮，機(jī)械工業(yè)發(fā)展嚴(yán)重滯后。新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)奮發(fā)圖強(qiáng)，奮力追趕，雖取得了矚目的成就，但與西方發(fā)達(dá)國(guó)家仍有一定的差距。中國(guó)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展史，是一部艱辛的血淚史，尤其是當(dāng)前中興、華為、大疆等國(guó)內(nèi)一系列高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)被制裁，再次激起了我國(guó)奮發(fā)圖強(qiáng)、自力更生的決心。通過(guò)機(jī)械工業(yè)發(fā)展史的講解，尤其是古代輝煌成就與當(dāng)前困難處境的對(duì)比，可以極大地激發(fā)學(xué)生的國(guó)家認(rèn)同感，以及在當(dāng)前百年未有之大變局中的責(zé)任感、使命感與擔(dān)當(dāng)意識(shí)[10]。

3.2 統(tǒng)籌兼顧、大局意識(shí)

機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)涉及各方面的因素，有些因素甚至是矛盾沖突的，作為設(shè)計(jì)人員，必須具有大局意識(shí)，學(xué)會(huì)統(tǒng)籌兼顧。比如，機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)一般需要滿足使用要求、安全要求、外觀要求、經(jīng)濟(jì)要求等，具體來(lái)說(shuō)要求在滿足預(yù)期功能的前提下，性能好、效率高、成本低，在預(yù)定使用期限內(nèi)安全可靠，操作方便、維修簡(jiǎn)單和造型美觀。然而這些要求往往是沖突的，為了安全性考慮，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一般會(huì)取較大的安全系數(shù)，從而導(dǎo)致機(jī)械結(jié)構(gòu)變得粗大笨、臃腫不堪，影響外觀要求。為了滿足經(jīng)濟(jì)性要求，往往會(huì)采用簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)、價(jià)格較低的材料、較為簡(jiǎn)單的加工工藝，而這又勢(shì)必影響機(jī)械產(chǎn)品的外觀、安全、使用體驗(yàn)等要求。具體到設(shè)計(jì)參數(shù)的選取上，同樣如此。在凸輪輪廓曲線設(shè)計(jì)時(shí)，為了減小滾子與凸輪之間的接觸應(yīng)力和安裝方便，應(yīng)取較大的滾子半徑；但滾子半徑的增大，會(huì)使得凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)尺寸變大，同時(shí)影響凸輪的實(shí)際輪廓。在進(jìn)行斜齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證運(yùn)行平穩(wěn)，受力良好，提高斜齒輪承載能力，減小振動(dòng)與沖擊，應(yīng)該取較大的螺旋角；然而，較大的螺旋角會(huì)產(chǎn)生大的軸向力，使得軸系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)向一側(cè)竄動(dòng)。在進(jìn)行帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，取大的中心距有利于增大包角，提高帶傳動(dòng)的承載能力；但大的中心距會(huì)造成結(jié)構(gòu)不緊湊，在載荷變化或高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)引起帶的抖動(dòng)，從而降低帶傳動(dòng)的工作能力；若取的中心距過(guò)小，雖然結(jié)構(gòu)緊湊，但會(huì)使得帶的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增加，使帶容易發(fā)生疲勞破壞，同時(shí)使小帶輪包角減小，同樣會(huì)降低帶的工作能力。

在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中，類似的沖突是很常見(jiàn)的，作為設(shè)計(jì)人員，必須要學(xué)會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，分析權(quán)衡利弊，統(tǒng)籌兼顧，在滿足使用要求和安全的前提下，合理取舍，盡可能達(dá)到理想的設(shè)計(jì)效果。而這些，正是課程思政最好的融入點(diǎn)，通過(guò)具體的工程實(shí)例啟之以大道，育人于無(wú)聲。

3.3 團(tuán)結(jié)協(xié)作、互惠共贏

一個(gè)復(fù)雜的機(jī)械產(chǎn)品是由一系列零部件構(gòu)成的，相互團(tuán)結(jié)協(xié)作，共同完成預(yù)期的功能。單個(gè)齒輪的傳力和傳動(dòng)能力及效果是有限的，但多個(gè)齒輪組成的輪系卻可以實(shí)現(xiàn)大的傳動(dòng)比、遠(yuǎn)距離傳動(dòng)、變速、換向等一系列功能，達(dá)到“1+1”遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于2的效果。而齒輪要想正常運(yùn)轉(zhuǎn)，沒(méi)有軸的支撐是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，同樣，軸的高速高精度運(yùn)轉(zhuǎn)需要軸承來(lái)支撐保證，軸系要想正常工作，需要軸、軸承、齒輪、密封原件、定位原件等的相互配合、團(tuán)結(jié)協(xié)作。機(jī)械系統(tǒng)如此，一個(gè)集體又何嘗不是如此。

在輪系、軸系、機(jī)械系統(tǒng)等相關(guān)內(nèi)容的講解中，要讓學(xué)生明白，無(wú)論是在學(xué)校還是以后走出社會(huì)進(jìn)入工作崗位，抑或在家庭中，唯有具有團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，方能使這個(gè)大系統(tǒng)正常、高效運(yùn)轉(zhuǎn)，最終達(dá)到互惠共贏的效果[11]。

3.4 一絲不茍、精益求精

作為一名工程技術(shù)人員，一絲不茍、精益求精是最重要的工作態(tài)度也是攻堅(jiān)克難最有效的利器。無(wú)論是機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制，凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)，減速器的測(cè)繪，還是齒輪幾何參數(shù)的計(jì)算，軸系零部件幾何參數(shù)的確定，抑或機(jī)構(gòu)搭接、齒輪范成實(shí)驗(yàn)都要求具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，精益求精的意識(shí)。在相關(guān)課程內(nèi)容的授課中，要讓學(xué)生明白，唯有精益求精，才能設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的產(chǎn)品。當(dāng)前，可以設(shè)計(jì)制造出數(shù)控機(jī)床、減速器、馬達(dá)、發(fā)動(dòng)機(jī)等一系列高端產(chǎn)品，雖然可以達(dá)到國(guó)外相似的功能，但在精度上還有很長(zhǎng)的路要走，導(dǎo)致一顆小小的螺絲釘都要從國(guó)外進(jìn)口。作為一名機(jī)械設(shè)計(jì)人員，要有責(zé)任、有義務(wù)去攻堅(jiān)克難，填補(bǔ)一項(xiàng)項(xiàng)空白，而一絲不茍、精益求精的精神是實(shí)現(xiàn)這一切的前提。

3.5 不斷探索、勇于創(chuàng)新

不斷探索、勇于創(chuàng)新，是作為一名設(shè)計(jì)人員最難得的品質(zhì)。設(shè)計(jì)循規(guī)蹈矩，創(chuàng)意千變?nèi)f化。機(jī)械設(shè)計(jì)是一門(mén)嚴(yán)謹(jǐn)性較強(qiáng)的課程，工程應(yīng)用積攢了豐富的經(jīng)驗(yàn)，《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程的學(xué)習(xí)過(guò)程，就是在學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的過(guò)程。書(shū)中規(guī)定了齒輪如何設(shè)計(jì)，帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)如何設(shè)計(jì)，連桿應(yīng)該應(yīng)用在哪里，凸輪又該應(yīng)用在哪里，這無(wú)形中似乎限制了學(xué)生的想象力和創(chuàng)新思維。然而實(shí)際上，在不變中蘊(yùn)含著變，無(wú)論機(jī)械產(chǎn)品多么復(fù)雜，都可以拆解為最簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)(平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等)、機(jī)械傳動(dòng)(帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、輪系、螺旋傳動(dòng))、通用零部件(傳動(dòng)零件、連接零件和軸系零部件)。甚至是最普通的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，將工作機(jī)構(gòu)連接在不同的桿件上，都會(huì)得到不同的運(yùn)動(dòng)功能?？此坪?jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，只要敢想敢創(chuàng)，會(huì)演化為異彩紛呈的產(chǎn)品。

作為專業(yè)課教師，尤其是課程思政教師，在講解每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，都應(yīng)該進(jìn)行巧妙的教學(xué)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生時(shí)時(shí)刻刻感受到不變中的變，感受機(jī)械設(shè)計(jì)的魅力，感受機(jī)械工程領(lǐng)域的先驅(qū)者不畏困難和挫折的勇氣， 堅(jiān)持不懈的探索精神；不安于現(xiàn)狀、不因循守舊、勇于和善于獨(dú)辟蹊徑、立異標(biāo)新的思維方式。同時(shí)，通過(guò)具體的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的好奇心和想象力，使學(xué)生學(xué)會(huì)善于發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題，能依據(jù)特定情境和具體條件， 選擇制訂合理的解決方案；具有解決問(wèn)題的興趣和熱情，具有在復(fù)雜環(huán)境中行動(dòng)的能力；具有能夠打破傳統(tǒng)思維模式，不斷適應(yīng)環(huán)境的變化，創(chuàng)造性提出問(wèn)題解決方案；采用新方法解決新問(wèn)題的意識(shí)。

4 結(jié)語(yǔ)

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是一門(mén)集理論、經(jīng)驗(yàn)、規(guī)范、操作為一體的綜合性課程，知識(shí)內(nèi)容龐雜，所蘊(yùn)含的課程思政元素眾多，除以上元素外，還有國(guó)際視野、人文積淀、人文情懷、審美情趣、樂(lè)學(xué)善學(xué)、勤于反思、自我管理、技術(shù)應(yīng)用等一系列與課程內(nèi)容相關(guān)的思政元素可供挖掘。即使同一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，從不同的角度解讀，也會(huì)挖掘出不同的思政元素。教師要重新梳理授課內(nèi)容，深挖課程內(nèi)容所蘊(yùn)含的思政元素，革新教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)思政元素與課程的有機(jī)融合，發(fā)揮教學(xué)過(guò)程中的思想政治教育功能，在傳道授業(yè)解惑中引人以大道、啟人以大智。通過(guò)思想政治教育與知識(shí)體系教育的有機(jī)統(tǒng)一，構(gòu)建協(xié)同育人機(jī)制，提升學(xué)校人才培養(yǎng)能力與效果。