《機(jī)械原理》課程思政的教學(xué)設(shè)計(jì)

劉春輝 曹波

摘要：《機(jī)械原理》課程在機(jī)械類專業(yè)中是專業(yè)基礎(chǔ)課程，在教學(xué)過程中教師往往注重知識(shí)點(diǎn)的講授，卻忽略了課程的思政育人效果。新工科背景下，工科類專業(yè)課程需要進(jìn)行教學(xué)模式改革，深入挖掘思政元素，將專業(yè)內(nèi)容與思政內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)“立德樹人”的目的。以講授“周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比”內(nèi)容為例，介紹了在《機(jī)械原理》課程中設(shè)計(jì)思政內(nèi)容的思路和具體過程，課堂實(shí)踐證明，思政元素的融入，激發(fā)了學(xué)生的科技報(bào)國(guó)情懷，培養(yǎng)了學(xué)生愛崗敬業(yè)的精神，提升了課堂教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)械原理；課程思政；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G640? 收稿日期：2022-08-15

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.08.039

1 前言

工科的專業(yè)課程既包含工程技術(shù)方面的基本理論，也包含工程技術(shù)的實(shí)踐技能，能為培養(yǎng)工程技術(shù)人才起到重要作用。

在一般的理解中，工科的專業(yè)課程表面上只需要講授知識(shí)點(diǎn)，而不需要“思政”。其實(shí)不然，工科的專業(yè)課程中包含的思政元素很豐富，需要專業(yè)課教師去深入挖掘。在“新工科”背景下，需要將思政融入專業(yè)課，使專業(yè)課程與思想政治理論課程協(xié)同發(fā)力，共同助力當(dāng)代大學(xué)生正確人生觀、價(jià)值觀、世界觀的形成，切實(shí)貫徹“把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程”“各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)”[1]。

當(dāng)前，大學(xué)生的思政教育主要通過學(xué)習(xí)思想政治理論課程如《馬克思主義哲學(xué)原理》等來實(shí)現(xiàn)。專業(yè)課由于課時(shí)少等原因，基本上只是知識(shí)點(diǎn)的講授，很少涉及思政內(nèi)容。即便有些教師在課堂教學(xué)過程中設(shè)計(jì)了思政元素，如果思政內(nèi)容不能與課程內(nèi)容很好的結(jié)合，由于學(xué)生學(xué)習(xí)的偏向性，當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)思政內(nèi)容與考試無關(guān)時(shí)，他們往往對(duì)思政內(nèi)容提不起興趣，從而忽略掉思政內(nèi)容，這種牽強(qiáng)的融合就無法引起學(xué)生共鳴，教學(xué)效果比較差。

“新工科”背景下，大部分課程都是專業(yè)課程，思想政治理論課程相對(duì)較少，如果僅僅依靠思想政治理論課程，很難保證育人效果[2-3]。工科類專業(yè)學(xué)生要培養(yǎng)的素質(zhì)很多，如團(tuán)結(jié)協(xié)作、溝通交流、創(chuàng)新、吃苦耐勞、愛崗敬業(yè)、誠(chéng)實(shí)守信、家國(guó)情懷、國(guó)際視野、終身學(xué)習(xí)和環(huán)保意識(shí)等。因此，在工科的專業(yè)課程中，需要教師挖掘思政內(nèi)容，并將思政內(nèi)容與專業(yè)知識(shí)緊密結(jié)合、無縫銜接，同時(shí)創(chuàng)新教學(xué)方法，讓學(xué)生對(duì)思政內(nèi)容聽得進(jìn)去，并高度認(rèn)同，從而達(dá)到全過程育人的效果[4-6]?！稒C(jī)械原理》課程是機(jī)械類和近機(jī)械類專業(yè)的必修課，也是學(xué)生將來學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程的基礎(chǔ)。因此針對(duì)《機(jī)械原理》課程開展課程思政的教學(xué)改革，找到課程思政的融入點(diǎn)，并將之滲入教學(xué)內(nèi)容中，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生“思政”素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)全過程育人具有重要意義。

2 機(jī)械原理課程簡(jiǎn)介

《機(jī)械原理》課程的內(nèi)容包括兩部分：機(jī)構(gòu)學(xué)部分和機(jī)械動(dòng)力學(xué)部分[7]。機(jī)構(gòu)學(xué)部分由機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析、各種典型機(jī)構(gòu)等內(nèi)容組成。機(jī)械動(dòng)力學(xué)部分由機(jī)構(gòu)的力分析、效率和自鎖、力的平衡及速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)等內(nèi)容組成。學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程后，能夠掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動(dòng)力學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本方法，具備擬定簡(jiǎn)單系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案，以及對(duì)典型機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)的能力。

《機(jī)械原理》課程具備理論性和實(shí)踐性的特點(diǎn)。理論性的特點(diǎn)要求學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中要充分借鑒前面學(xué)習(xí)過的《高等數(shù)學(xué)》《機(jī)械制圖》《理論力學(xué)》等理論知識(shí)。實(shí)踐性的特點(diǎn)指本課程實(shí)驗(yàn)較多，要求學(xué)生獨(dú)立完成以鞏固所學(xué)理論知識(shí)。最后學(xué)生還要獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)，以此檢驗(yàn)所學(xué)知識(shí)的掌握程度。

《機(jī)械原理》課程，是以機(jī)械為載體并作為教學(xué)內(nèi)容，而機(jī)械與社會(huì)的關(guān)系密不可分，在教學(xué)內(nèi)容中涉及大量的工程案例，通過這些工程案例挖掘思政內(nèi)容，既能激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能實(shí)現(xiàn)思政育人的目的。下面將以《機(jī)械原理》課程中“周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比”這一節(jié)內(nèi)容為例講述課程思政內(nèi)容的融入和設(shè)計(jì)過程。

3 學(xué)生分析及策略

安徽科技學(xué)院是一所應(yīng)用型本科高校，《機(jī)械原理》課程的授課對(duì)象為大二學(xué)生。對(duì)學(xué)生而言，人才培養(yǎng)方案中的《高等數(shù)學(xué)》《理論力學(xué)》《機(jī)械制圖》等前置課程學(xué)生都已經(jīng)修完，知識(shí)儲(chǔ)備上已經(jīng)具備了學(xué)習(xí)本課程的前提。但是通過訪談發(fā)現(xiàn)，相當(dāng)一部分學(xué)生在前面課程的學(xué)習(xí)中純粹是為了應(yīng)付考試，有些同學(xué)對(duì)一些知識(shí)點(diǎn)的掌握似是而非，甚至對(duì)有些基本概念（機(jī)械學(xué)科中的專有名詞術(shù)語）理解不清。此外，隨著智能手機(jī)的普及，學(xué)生獲取知識(shí)的能力大大增強(qiáng)，他們可以很方便地獲取一些機(jī)械運(yùn)動(dòng)的圖片、視頻，甚至某些教學(xué)PPT等，部分同學(xué)認(rèn)為教師講授內(nèi)容完全可以自學(xué)完成，導(dǎo)致他們不重視課堂教學(xué)；另外，還有個(gè)別同學(xué)上課期間通過手機(jī)聊天、瀏覽網(wǎng)頁(yè)、看綜藝等，完全不聽教師的課堂講授。

學(xué)生的這些特點(diǎn)給教師授課帶來了極大的挑戰(zhàn)，需要教師仔細(xì)考慮如何有效管理課堂、如何取舍課堂教學(xué)內(nèi)容、如何講授課堂教學(xué)內(nèi)容、如何有技巧地融入思政內(nèi)容。比如，需要對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深入梳理，采用合適方法將知識(shí)點(diǎn)貫穿在知識(shí)創(chuàng)新的骨架上；需要以具體教學(xué)內(nèi)容為載體，采用合適方法引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，激發(fā)探究新知識(shí)的興趣；可以嘗試結(jié)合教師的科研方向，將科研成果融入課堂教學(xué)，以科研前沿激發(fā)學(xué)生的科技報(bào)國(guó)意識(shí)；另外，課堂互動(dòng)不可或缺，充分利用設(shè)問、分組討論等方法加強(qiáng)互動(dòng)，最好引入“翻轉(zhuǎn)課堂”等教學(xué)方式；還可引導(dǎo)學(xué)生利用三維繪圖軟件，獨(dú)立制作機(jī)構(gòu)的仿真動(dòng)畫，增強(qiáng)學(xué)生的參與感。

4 “周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比”的內(nèi)容分析

在安徽科技學(xué)院機(jī)械類專業(yè)（包括車輛工程專業(yè)）2017版的人才培養(yǎng)方案中，《機(jī)械原理》課程所選教材是孫桓等主編、高等教育出版社出版的《機(jī)械原理（第8版）》，“周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比”是該教材中第11章“齒輪系及其設(shè)計(jì)”第3節(jié)的內(nèi)容。

齒輪系是機(jī)械中常見的機(jī)構(gòu)，在機(jī)械原理課程中所占篇幅較多，屬于機(jī)械原理課程重點(diǎn)講授的內(nèi)容?！爸苻D(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比”在齒輪系中屬于重要的傳動(dòng)類型，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、傳動(dòng)比大等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍很廣，涵蓋了航空航天、汽車等眾多領(lǐng)域，所以本節(jié)內(nèi)容在傳動(dòng)系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)中地位非常重要，但是本節(jié)內(nèi)容又屬于比較難理解的內(nèi)容，而學(xué)生依賴性較強(qiáng)，獨(dú)立思考能力較弱，部分學(xué)生存在“差不多就行”的思想，甚至還有部分同學(xué)對(duì)學(xué)習(xí)有畏難情緒，所以要精心設(shè)計(jì)教學(xué)策略，在講授過程中使知識(shí)點(diǎn)由淺入深，還要精心設(shè)計(jì)教學(xué)案例，引導(dǎo)學(xué)生緊跟教師的講解思路。

確定本節(jié)內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)為：掌握周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算的基本思路；掌握周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法。教學(xué)重點(diǎn)為：周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算的分析思路；周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法。教學(xué)難點(diǎn)為：轉(zhuǎn)化輪系如何獲得；如何分析轉(zhuǎn)化輪系的傳動(dòng)比公式得到周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比。

結(jié)合以上重難點(diǎn)，在授課過程中要時(shí)刻觀察學(xué)生掌握程度，據(jù)此調(diào)整講解速度；要經(jīng)常設(shè)問，加強(qiáng)與學(xué)生互動(dòng)，必要時(shí)就所提問題要求學(xué)生分小組討論；同時(shí)周轉(zhuǎn)輪系的運(yùn)動(dòng)要通過播放動(dòng)畫或者實(shí)物演示，加深學(xué)生的理解。

5 “周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比”的思政點(diǎn)融入

在學(xué)習(xí)“周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比”之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)會(huì)了定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法，以此為前提，“周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比”的教學(xué)過程設(shè)計(jì)為四部分：案例導(dǎo)入—思考問題—分析問題—解決問題。下面結(jié)合“周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比”的教學(xué)過程，詳細(xì)闡述課程思政點(diǎn)的融入。

案例導(dǎo)入：通過指南車、記里鼓車等裝置中周轉(zhuǎn)輪系的應(yīng)用，引出本節(jié)課的內(nèi)容，在此過程中，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)我國(guó)古代優(yōu)秀成果的先進(jìn)性，自然而然地激發(fā)了民族自豪感，堅(jiān)定了同學(xué)們的“文化自信”，同時(shí)有了進(jìn)一步學(xué)習(xí)的欲望。

思考問題：首先提出問題“周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比如何計(jì)算？”然后引導(dǎo)學(xué)生思考周轉(zhuǎn)輪系和定軸輪系的區(qū)別，進(jìn)而得出周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算思路就是“轉(zhuǎn)化”，即將周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成定軸輪系，利用已經(jīng)學(xué)過的定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算方法求周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比。通過學(xué)生思考發(fā)現(xiàn)問題解決的思路，培養(yǎng)學(xué)生利用已有知識(shí)解決新問題的能力，這是工科類學(xué)生很重要的工程應(yīng)用素養(yǎng)。

分析問題：依次講解周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪系的方法，分析周轉(zhuǎn)輪系和轉(zhuǎn)化輪系中各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速關(guān)系，求解轉(zhuǎn)化輪系的傳動(dòng)比，利用轉(zhuǎn)化輪系的傳動(dòng)比求解周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比。在講解轉(zhuǎn)化輪系中各構(gòu)件轉(zhuǎn)速關(guān)系時(shí)，提醒學(xué)生這些轉(zhuǎn)速都是相對(duì)轉(zhuǎn)速，巧妙引入一些古詩(shī)詞，如“兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山?！薄皟砂肚嗌较鄬?duì)出，孤帆一片日邊來?！薄安灰尚恤硠?dòng)，唯看遠(yuǎn)樹來?！钡?，同時(shí)要求學(xué)生課后自己查找相關(guān)詩(shī)句或諺語，增強(qiáng)學(xué)生的人文素養(yǎng)。

解決問題：通過2～3道例題復(fù)習(xí)周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算的整個(gè)流程，鞏固本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容。其中有一道經(jīng)典例題—雙排外嚙合行星輪系，講解完成后，調(diào)整輪系中雙聯(lián)齒輪中一個(gè)齒輪齒數(shù)，使之由100變?yōu)?9，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比由10 000變?yōu)?100，齒數(shù)的微小改變引起了周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的巨大變化，此處可設(shè)計(jì)思政內(nèi)容：首先利用一個(gè)諺語“差之毫厘，謬以千里”引起學(xué)生重視，然后給出生活中一些看似小小的設(shè)計(jì)失誤引起的重大事故，如飛機(jī)油箱上一個(gè)螺母的設(shè)計(jì)失誤引發(fā)的油箱爆炸事故等，給人民群眾生命安全帶來了極大損害，此時(shí)告誡學(xué)生在從事工程設(shè)計(jì)工作時(shí)，一定不能有“差不多就行”的思想，一定要“一絲不茍、精益求精”，從而保障人民群眾的生命安全。而“一絲不茍、精益求精”，正是工匠精神所倡導(dǎo)的，此時(shí)，可以給學(xué)生講述一些大國(guó)工匠的事例，然后結(jié)合我國(guó)從制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變需要大批具有工匠精神的勞動(dòng)者，鼓勵(lì)同學(xué)們刻苦學(xué)習(xí)，努力成長(zhǎng)為大國(guó)工匠一樣的人，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的激情，并為中國(guó)夢(mèng)的實(shí)現(xiàn)努力奮斗。

具體授課流程和思政點(diǎn)融入如圖1所示。

通過以上思政內(nèi)容的融入，結(jié)合設(shè)問、分組討論等授課方法，學(xué)生能參與課堂中獨(dú)立思考學(xué)會(huì)本節(jié)內(nèi)容的重、難點(diǎn)；古詩(shī)詞的巧妙引入，增強(qiáng)了學(xué)生的人文素養(yǎng)；工程事故案例引導(dǎo)學(xué)生敬畏設(shè)計(jì)、敬畏職業(yè)，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生愛崗敬業(yè)；例題結(jié)合工程事故案例告誡了學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中要培養(yǎng)“一絲不茍、精益求精”的工匠精神。

6 結(jié)語

工科類專業(yè)課程中涉及大量的工程案例，這為課程開展思政教學(xué)改革提供了大量素材，專業(yè)課教師需要在教學(xué)過程中深入挖掘，并將之融入專業(yè)課的教學(xué)過程中。本文以《機(jī)械原理》課程中“周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比”為例，介紹了思政內(nèi)容的挖掘和融入課堂教學(xué)的過程，在教學(xué)過程起收到了不錯(cuò)的教學(xué)效果。在以后的教學(xué)過程中還需要挖掘其他章節(jié)內(nèi)容的思政元素，以此提升學(xué)生的道德素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)精神。

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[7]孫恒.機(jī)械原理[M].8版.北京：高等教育出版社，2013.

作者簡(jiǎn)介：

劉春輝，男，1983年生，副教授，研究方向?yàn)檐囕v系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與控制。