《機(jī)械原理及零件》課程建設(shè)實(shí)踐

滕兵 張超 韓麗華 王曉瑋

【摘要】? ? 在傳統(tǒng)教學(xué)模式基礎(chǔ)上開展以學(xué)生為中心的線上線下混合式教學(xué)，通過整合慕課資源、建設(shè)微課視頻，做到課前有預(yù)習(xí)、課后有答疑，通過多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)板書相結(jié)合，做到課中強(qiáng)化理解，通過增加過程性評(píng)價(jià)手段增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和能力，并通過加強(qiáng)思政教育，實(shí)現(xiàn)正確三觀的引領(lǐng)、積極求學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成。

【關(guān)鍵詞】? ? 機(jī)械原理及零件? ? 課程建設(shè)? ? 思政? ? 線上線下混合式教學(xué)? ? 教學(xué)改革

引言：

上海工程技術(shù)大學(xué)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，要求教師的教學(xué)安排圍繞全體學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)標(biāo)這一前提進(jìn)行，在要求課程內(nèi)容便于同學(xué)開展課前預(yù)習(xí)、課中理解、課后鞏固的方針指導(dǎo)下，在上海市精品課程《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》等多項(xiàng)教學(xué)成果的支撐下，持續(xù)探索《機(jī)械原理及零件》課程線上線下混合式教學(xué)模式的課程建設(shè)，以期滿足不同層次學(xué)習(xí)者的多樣化學(xué)習(xí)需求。

一、課程特點(diǎn)與課程目標(biāo)建設(shè)

我校《機(jī)械原理及零件》課程采用楊可楨先生的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（第七版）教材，盡管教材深入淺出但課程的諸多特點(diǎn)，讓絕大多數(shù)近機(jī)類專業(yè)學(xué)生產(chǎn)生望而卻步之情。課程內(nèi)容不僅包含常用平面機(jī)構(gòu)的理論知識(shí)，還包括通用零件的設(shè)計(jì)校核等，課程中需講解的16章節(jié)內(nèi)容既無重點(diǎn)又都是重點(diǎn)，因?yàn)樵O(shè)計(jì)中任何細(xì)小的疏漏都會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)的失敗甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的安全問題。該課程與諸多先修課程關(guān)系緊密，例如平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析與理論力學(xué)關(guān)系緊密，各種通用零件的靜強(qiáng)度校核與材料力學(xué)關(guān)系緊密，要求學(xué)生應(yīng)具備較扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí);設(shè)計(jì)中涉及的公式圖表多，且設(shè)計(jì)問題無統(tǒng)一答案，更注重發(fā)展求異思維，關(guān)注設(shè)計(jì)結(jié)果的更優(yōu)性，對(duì)任課教師水平產(chǎn)生較高的要求。

《機(jī)械原理及零件》課程目標(biāo)的確立，首先應(yīng)明確課程建設(shè)首要解決“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”這一根本問題。在課堂教學(xué)中首先要融入思政教學(xué)元素，培育學(xué)生明了做人做事的道理，理解、踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀要求，樹立實(shí)現(xiàn)民族復(fù)興的觀念和責(zé)任，樹立未來職業(yè)榮譽(yù)感與使命感，通過課程中的思政教育，實(shí)現(xiàn)正確引領(lǐng)、積極求學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成;通過掌握常用機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)等基本知識(shí)，掌握通用零件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、應(yīng)用和維護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)會(huì)通用零件的選用和設(shè)計(jì)計(jì)算的一般方法和步驟，樹立正確的設(shè)計(jì)思想、初步具有查閱使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)等有關(guān)資料的能力，具有選用和分析簡單機(jī)械傳動(dòng)裝置的能力，夯實(shí)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)與技能。

二、課程思政建設(shè)

在傳統(tǒng)教學(xué)中專業(yè)教育和思政教育之間壁壘明顯，以往專業(yè)教師在授課過程中只注重專業(yè)相關(guān)知識(shí)或技能的傳授，認(rèn)為思政教育是學(xué)工教師的工作，專業(yè)課中加入思政教育是“不務(wù)正業(yè)”，所以授課中基本不涉及思想政治教育，無法將立德樹人貫徹到教學(xué)全過程中，在學(xué)生出現(xiàn)畏難、厭學(xué)等消極情緒思想時(shí)，專業(yè)教師缺乏思政教育手段，干預(yù)不足。針對(duì)以前專業(yè)課中思政教育的不足，在此次課程建設(shè)中著重強(qiáng)化課程的思政建設(shè)。

（一）加強(qiáng)教師思政素質(zhì)

課程的授課者是教師，教師除了應(yīng)該具有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)以外，還必須具備過硬的思想政治素質(zhì)，更重要的是能在授課中將專業(yè)知識(shí)與思政教育有機(jī)地融在一起，潛移默化中對(duì)學(xué)生的思想政治進(jìn)行教育，如果教師本身思想政治素質(zhì)不過硬，則在課程思政教學(xué)過程中，無法將思政要素融合在專業(yè)知識(shí)中，甚至?xí)霈F(xiàn)“低級(jí)紅”和“高級(jí)黑”現(xiàn)象[1]。

課題組教師通過組織學(xué)習(xí)黨史教育，參加區(qū)黨校、黨史研究室、史志專家開展的“紅色講堂”薦讀紅色經(jīng)典系列活動(dòng)，理解偉大建黨精神，認(rèn)識(shí)黨史重要人物和歷史事件，深刻認(rèn)識(shí)到中國共產(chǎn)黨在新民主主義革命時(shí)期完成救國大業(yè)，在社會(huì)主義革命和建設(shè)時(shí)期完成興國大業(yè)，在改革開放和社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)新時(shí)期實(shí)現(xiàn)富國大業(yè)，在中國特色社會(huì)主義新時(shí)代推進(jìn)強(qiáng)國大業(yè)，通過“紅色教育之旅”，學(xué)習(xí)參觀黨的會(huì)址、偉人故居、烈士遺址等多處紅色基地，促進(jìn)教師胸懷“兩個(gè)大局”，增強(qiáng)教師對(duì)黨的創(chuàng)新理論的“四個(gè)認(rèn)同”，傳承紅色基因，厚植愛國情懷，堅(jiān)定愛黨愛國之心、強(qiáng)化報(bào)國之志，筑牢理想信念之基，培養(yǎng)奉獻(xiàn)精神和大局意識(shí)，提高教師自身的思想政治素養(yǎng)。

（二）豐富思政教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及思政教學(xué)元素

采用多種渠道多種形式豐富專業(yè)教師的思政授課經(jīng)驗(yàn)。機(jī)械原理及零件專業(yè)教師通過每年參加“全國高等院校課程思政建設(shè)專題培訓(xùn)會(huì)”，通過觀摩外校及本校專業(yè)教師、學(xué)工教師的示范課程教學(xué)，通過組織系室內(nèi)部教學(xué)交流賽等形式，全方位、多渠道借鑒各種資源，積極向同行學(xué)習(xí)，完善思政教學(xué)案例，豐富專業(yè)教師思政教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。在院系領(lǐng)導(dǎo)和專業(yè)思政教師的大力支持，任課教師在教學(xué)、實(shí)踐中積極發(fā)掘思政要素，不斷完善教學(xué)大綱和講義內(nèi)容，豐富《機(jī)械原理及零件》課程的思政教學(xué)元素如下。

緒論

通過介紹東漢時(shí)期我國勞動(dòng)人民發(fā)明制造的“水排”、“地震儀”等當(dāng)時(shí)先進(jìn)的機(jī)械裝置，結(jié)合當(dāng)時(shí)并沒有現(xiàn)代理工科學(xué)的出現(xiàn)，說明技術(shù)在推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力等各方面進(jìn)步上是具有其獨(dú)立的、不被科學(xué)左右的貢獻(xiàn)的，今天中國的高鐵制造、5G網(wǎng)絡(luò)等很多技術(shù)在世界上處于領(lǐng)先地位，也很好的佐證這一觀點(diǎn)，鼓勵(lì)作為未來工程師的同學(xué)們?cè)诩夹g(shù)創(chuàng)新上刻苦鉆研，為中華民族的復(fù)興貢獻(xiàn)自己的澎湃之力，同時(shí)也可以從技術(shù)具有一定獨(dú)立性這一方面樹立我們的文化自信。

第一章平面機(jī)構(gòu)的自由度和速度分析

講解運(yùn)動(dòng)鏈和機(jī)構(gòu)的概念時(shí)，介紹工博會(huì)、進(jìn)博會(huì)等各種大型展會(huì)，鼓勵(lì)學(xué)生利用上海地理位置的優(yōu)勢，通過參觀各種博覽會(huì)開闊視野，豐富知識(shí)經(jīng)驗(yàn);通過播放高度自動(dòng)化的汽車生產(chǎn)線上的各種機(jī)器人手臂和上海交大高峰團(tuán)隊(duì)的并聯(lián)機(jī)器人視頻，以及“蛟龍?zhí)枴鄙系呐撏鈾C(jī)械手，在講解知識(shí)的同時(shí)，也讓同學(xué)們感受到我國科技工作者取得的成就。

第二章平面連桿機(jī)構(gòu)

介紹國外某知名企業(yè)因連桿工藝質(zhì)量問題造成的大批量召回事件，教育學(xué)生加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度，深刻理解各行業(yè)職業(yè)精神，自覺遵守各行業(yè)職業(yè)規(guī)范。

第三章凸輪機(jī)構(gòu)

介紹凸輪機(jī)構(gòu)與連桿機(jī)構(gòu)組合，可以實(shí)現(xiàn)所有需要的平面運(yùn)動(dòng)，通過三維建模軟件及虛擬樣機(jī)直觀展示凸輪-連桿組合工作曲線，鼓勵(lì)學(xué)生積極掌握先進(jìn)技術(shù)，自學(xué)各種先進(jìn)軟件，把握本專業(yè)前沿知識(shí)，培養(yǎng)不斷創(chuàng)新、勇于探索的精神。

第四章齒輪機(jī)構(gòu)

介紹三峽大壩的升船機(jī)利用齒輪齒條機(jī)構(gòu)進(jìn)行垂直升降，其中每根齒條有120米長，盡管分成26截采用拼接的方式完成，其制造難度世界范圍內(nèi)史無前例的，最終我國的中國第二重型機(jī)械集團(tuán)有限公司的技術(shù)人員在歐洲老牌制造業(yè)強(qiáng)國失敗的情況下，完美地完成國家任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感，樹立機(jī)械強(qiáng)國的遠(yuǎn)大目標(biāo)。

第五章輪系

介紹位于上海威海路和延安中路路口的“迎世博倒計(jì)時(shí)鐘”，這座倒計(jì)時(shí)鐘高5米、寬2.5米，由一組直徑0.8至2.4米的齒輪組成，是為2010年上海舉辦的世界博覽會(huì)而建造的，在中國共產(chǎn)黨的領(lǐng)導(dǎo)下，中國承辦了一系列的重大國際活動(dòng)，從百年奧運(yùn)夢到世博會(huì)、進(jìn)博會(huì)，展現(xiàn)了中國開放的姿態(tài)、大國的風(fēng)采，堅(jiān)定學(xué)生的“四個(gè)自信”，培育學(xué)生的中國夢。

第七、八章機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)和回轉(zhuǎn)件平衡

通過介紹我國第三代新型主戰(zhàn)坦克行動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，完成坦克12個(gè)輪子動(dòng)載荷匹配問題，及通過介紹中國科研工作者尋找地球、月球以及鵲橋飛行器三者之間引力動(dòng)平衡點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了長久以來人類在月球背面建立中繼通信的夢想等事跡，激發(fā)同學(xué)對(duì)學(xué)過知識(shí)的重溫?zé)崆?，鞏固已學(xué)知識(shí)。

第九章機(jī)械零件設(shè)計(jì)概論

介紹1998年德國城際特快列車出軌事件，因?yàn)楣芾砣藛T無視外界對(duì)雙層車輪使用的危險(xiǎn)提醒，以及維修工人僅采用手電筒照射目視檢查車輪，最終釀成火車脫軌事件，教育學(xué)生加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度。

第十章連接

介紹某公司鋼水包傾覆導(dǎo)致的特別重大事故，其事故起因竟然只是壓板螺栓松動(dòng)，教育學(xué)生嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)原則，樹立規(guī)范意識(shí)和安全意識(shí)。

第十一章齒輪傳動(dòng)

介紹“祝融號(hào)”月球車的主動(dòng)懸架設(shè)計(jì)及傳動(dòng)系統(tǒng)，工程師利用差動(dòng)輪系實(shí)現(xiàn)“祝融號(hào)”的蠕動(dòng)脫困策略[2]，在脫困能力上遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于美國的“勇氣號(hào)”，這也是一次技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，對(duì)樹立我們的文化自信起到支撐激勵(lì)的作用，激發(fā)同學(xué)民族科技自豪感、振興民族的使命感。

第十二章蝸桿傳動(dòng)

介紹其應(yīng)用的各種場合，如電動(dòng)伸縮門的蝸桿傳動(dòng)、分度頭中的蝸桿傳動(dòng)、射電望遠(yuǎn)鏡的調(diào)整機(jī)構(gòu)（如上海交通大學(xué)申請(qǐng)的專利“大型射電望遠(yuǎn)鏡主反射面主動(dòng)調(diào)整用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)”中，就是利用蝸輪蝸桿傳動(dòng)達(dá)到調(diào)整位姿的目的，引出我國自主研發(fā)設(shè)計(jì)制造的全球最大射電望遠(yuǎn)鏡“FAST”，通過對(duì)比“FAST”與美國阿雷西博射電望遠(yuǎn)鏡，展現(xiàn)我國“FAST”射電望遠(yuǎn)鏡的先進(jìn)性，同時(shí)介紹南仁東先生耗費(fèi)二十二年心血建造中國天眼的事跡，激發(fā)同學(xué)民族自豪感、民族振興使命感及為國奉獻(xiàn)的精神。

第十三章帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)

介紹同步帶在自動(dòng)化設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，同時(shí)對(duì)比分析帶傳動(dòng)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，鼓勵(lì)學(xué)生不拘泥于課本知識(shí)，不局限于傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，提高工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力，同時(shí)通過《開講啦》節(jié)目中的優(yōu)秀人才的事跡，進(jìn)行創(chuàng)新教育，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮自身潛能和才華，積極參加各種產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)，開闊視野豐富經(jīng)驗(yàn)。

第十四章軸

介紹大連華銳重工集團(tuán)股份有限公司的趙鈺民的先進(jìn)事跡，趙鈺民在曲軸加工中提出了重量較大曲軸整體加工時(shí)通過上浮中間部分中心支架，以抵消自重帶來下?lián)嫌绊懙慕ㄗh，并在中國首支單重最重和世界最長沖程曲軸7G80ME-C的整體加工中得以應(yīng)用，公司將其命名為“趙鈺民支撐帶加工法”，教育同學(xué)普通人在普通崗位上也可以做出卓越的貢獻(xiàn)和巨大的成就，對(duì)學(xué)習(xí)的后進(jìn)生起到激勵(lì)鼓勵(lì)的作用。

第十五、十六章滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承

著重介紹洛陽軸承研究所的發(fā)展歷史及在我國高鐵、航空航天等高精尖裝備研發(fā)中作出的重要貢獻(xiàn)，鼓勵(lì)學(xué)生在艱苦奮斗中錘煉意志品質(zhì)，切實(shí)認(rèn)識(shí)到科技興國的重要性，將個(gè)人理想與中華民族偉大復(fù)興的社會(huì)理想相結(jié)合。

只有教師的思政覺悟提高了，教學(xué)的思政元素豐富了，才能為國培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。

三、專業(yè)知識(shí)教學(xué)建設(shè)

在以學(xué)生為中心的教學(xué)要求下，根據(jù)畢業(yè)要求對(duì)課程教學(xué)方法、教學(xué)考核方式等進(jìn)行改革，同時(shí)對(duì)專業(yè)知識(shí)的教學(xué)資源進(jìn)行整合建設(shè)，皆在突出學(xué)生的主體地位，通過激發(fā)學(xué)生自主性教會(huì)學(xué)生獲取知識(shí)的能力，使學(xué)生成為解決問題的方案參與者與貢獻(xiàn)者。

（一）考核方式改革

我們對(duì)課程的評(píng)價(jià)體系做出改變，由以往單一的期末成績考核變?yōu)槿^程多元式考核，改革后考核內(nèi)容見表1。

考核細(xì)則如下：出勤，缺勤一次扣一分;缺勤3次及以上得零分;有校醫(yī)院或三級(jí)醫(yī)院開具的病假單，有輔導(dǎo)員開具的事假單不計(jì)入缺勤。完成預(yù)習(xí)并制作講解課件，完成率不足80%得零分;完成率80%-95%得5分;完成率96%-99%得8分;完成率100%得10分。作業(yè)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告，優(yōu)良率80%以上得10分，70%-79%得8分;60%-69%得6分;50%-59%得5分;49%及以下得3分;缺一次作業(yè)扣一分，缺3次及以上得零分;實(shí)驗(yàn)報(bào)告缺1次及以上得零分。翻轉(zhuǎn)課堂，結(jié)合自己做的PPT對(duì)某部分預(yù)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行講解，每位同學(xué)僅一次機(jī)會(huì)，授課教師隨機(jī)抽選講解同學(xué)，并根據(jù)講解情況予以評(píng)分（總分10分），缺勤者（病假、事假者不計(jì)）得零分;教師布置拓展思考題，同學(xué)以論文等書面形式提交，授課教師予以評(píng)分（總分10分）后，請(qǐng)同學(xué)利用翻轉(zhuǎn)課堂為大家講解。

通過考核方式的改變，刺激學(xué)生在整個(gè)課程學(xué)習(xí)過程中高度投入，增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生自主獲取知識(shí)、獨(dú)立解決問題的能力。

（二）教學(xué)資源整合建設(shè)

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，基于慕課、專屬在線課程 （SPOC）或其他在線課程的線上線下混合教學(xué)受到大家的關(guān)注，并得到了廣泛的應(yīng)用[3]，線上豐富的學(xué)習(xí)資源具有可以開闊學(xué)生視野，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生可以根據(jù)自身情況自主地安排自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃等優(yōu)點(diǎn);線下教學(xué)利于師生交流互動(dòng)，利于教師掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，利于較難知識(shí)點(diǎn)的理解等優(yōu)點(diǎn)[5]?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)及我校打造的5G高校校園網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，《機(jī)械原理及零件》課程采用線上線下混合式教學(xué)模式。

通過整合線上各種優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，例如北京航空航天大學(xué)郭衛(wèi)東團(tuán)隊(duì)的MOOC課程《機(jī)械原理》，西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)教研室的MOOC課程《機(jī)械設(shè)計(jì)》等，結(jié)合我們自己錄制的授課視頻，通過學(xué)習(xí)通、慕課網(wǎng)等線上平臺(tái)對(duì)基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)（例如構(gòu)件與零件的聯(lián)系與區(qū)別，運(yùn)動(dòng)副的定義，各種零件的失效形式等）做到同學(xué)在課前有預(yù)習(xí)，并提供學(xué)生課件模板，讓同學(xué)預(yù)習(xí)后做相應(yīng)的講解課件，并在規(guī)定時(shí)間節(jié)點(diǎn)前發(fā)到教師指定的云盤，為翻轉(zhuǎn)課堂做好準(zhǔn)備。線下授課中教師對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，采用結(jié)合問題啟發(fā)學(xué)生思考解決問題等方式互動(dòng)授課，在利用多媒體課件演示各種課程動(dòng)畫，幫助同學(xué)認(rèn)知理解機(jī)械結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)增加板書內(nèi)容，放慢速度讓同學(xué)有時(shí)間記筆記，有時(shí)間回味知識(shí)點(diǎn)，有時(shí)間對(duì)理論知識(shí)的推導(dǎo)進(jìn)行演算，力求做到學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)的同時(shí)，在課中養(yǎng)成勤于思考的習(xí)慣，培養(yǎng)善于解決基本機(jī)械設(shè)計(jì)問題的能力。課后安排任課教師輪流坐班答疑，基本做到工作日早九點(diǎn)至晚八點(diǎn)答疑時(shí)間全覆蓋，同時(shí)通過QQ、微信等即時(shí)通信軟件，對(duì)因不便線下答疑的同學(xué)開展線上答疑，結(jié)合課本習(xí)題，廣泛查閱資料，挑選典型例題進(jìn)行講解視頻錄制，通過線上平臺(tái)發(fā)布，方便有深入學(xué)習(xí)需要的同學(xué)自學(xué)。

四、結(jié)束語

為了適應(yīng)新時(shí)期的人才培養(yǎng)需求，課程建設(shè)必須從“新工科”、“金課”的建設(shè)理念出發(fā)，在高度重視課程思政建設(shè)的同時(shí)，不斷完善課程內(nèi)容，不斷改進(jìn)教學(xué)方法，通過把課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容方法和教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)有機(jī)地結(jié)合起來，不斷激發(fā)課程改革的活力，以此推動(dòng)《機(jī)械原理及零件》課程建設(shè)。

作者單位：滕兵? ? 張超? ? 韓麗華? ? 王曉瑋

上海工程技術(shù)大學(xué)

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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