课程思政融入机械类专业课程的探索

［摘 要］ 为顺应新工科发展趋势，对“机械设计”课程提出了面向多专业背景及突出首都特色的课程思政教学思路，即面向所有授课专业，达到机械设计专业知识学习效果与思政素养培养水平的相互促进和共同提升，同时面向首都社会经济发展需求，将首都优势和特色与“机械设计”课程思政教学深度融合，提高相关专业人才培养与首都建设方向的契合度。通过一些具体案例对上述教学思路进行了分析和阐述，这是对现有“机械设计”课程思政教学方法的进一步拓展、深化和完善。

［关键词］ 机械设计；课程思政；专业差异；地域特征

［基金项目］ 2022年度北京信息科技大学课程思政立项项目“面向多专业背景及突出首都特色的‘机械设计’课程思政创新与实践”（2022JGSZ02）

［作者简介］ 蒋周翔（1986—），男，湖北宜昌人，博士，北京信息科技大学机电工程学院副教授，硕士生导师，主要从事机械设计课程研究；黄小龙（1977—），男，广西梧州人，博士，北京信息科技大学机电工程学院机械工程系副主任，高级实验师，主要从事机械设计、机械原理课程研究；林夕梦（1985—），女，山东寿光人，硕士，北京信息科技大学机电工程学院思政工作岗，主要从事本科生思想政治教育研究。

［中图分类号］ G641 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）07-0129-04 ［收稿日期］ 2022-05-31

引言

2016年12月，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出，高校各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应［1］。2017年，教育部提出要打赢提高思政课质量和水平的攻坚战，要大力推动以课程思政为目标的课堂教学改革，梳理各门专业课程所蕴含的思政元素，融入课堂教学各环节。

“机械设计”是机械类专业最为核心的基础课程之一，是学生先修了“机械原理”等理论性较强的课程之后最先接触的、连接理论与工程实际的课程，具有承上启下的作用。由此可见，“机械设计”重工程、重实践的特点与课程思政提高学生综合素养的目标完美契合，具备良好的课程思政教学创新实践的客观条件。然而，在2021年5月教育部公示的700门课程思政示范课程中，“机械设计”暂未在列，这就对“机械设计”课程思政的教学研究提出了更高、更紧迫、更殷切的需求。

一、“机械设计”课程简介

“机械设计”是高等工科学校机械设计制造及其自动化等多个机械类本科专业培养学生机械设计能力和创新能力的一门主干技术基础课，是学习专业课程和从事机械产品设计的基础。该课程的主要任务是通过理论和实践教学，使学生掌握一般通用零件的设计步骤和计算方法，达到独立设计非标准机械传动装置的目的。该课程在培养高级工程技术人才的过程中，能够培养学生解决复杂工程问题的能力，以及增强学生对机械技术工作的适应能力和产品开发创新能力［2］。

具体地，通过“机械设计”课程学习，学生将具有运用标准、规范、手册、图册，以及通过图书馆、网络查阅有关技术资料的能力。在此基础上能了解一般通用零件的工作特点、应用场合等基本概念，理解所学通用机械零件的失效形式及相应的设计准则等基本知识，并掌握相应的设计原理、设计步骤和计算方法，具备通用零件设计计算的基本知识和能力。“机械设计”课程能够培养学生具有正确的设计思想，并鼓励其用于创新探索，获得解决复杂工程问题的能力。

二、“机械设计”课程思政教学现状

目前一部分学者围绕“机械设计”课程思政教学研究提出了一些具有借鉴意义的思路。例如，沈阳理工大学的尤小梅和王铁军［3］以《螺栓连接》章节为例提炼出了辩证法、团队合作精神、因果关系等思政元素。贵州理工学院的黎书文面向教材中的各大板块分别提炼了符合篇章特征的思政元素，例如“连接篇”要树立学生的标准化和法规意识，而“轴系篇”要培养学生细心观察、科学严谨的研究精神等。安徽工程大学的徐锐等人以齿轮传动相关内容为例，探讨了如何将“机械设计”课程与思政元素进行有机融合。安徽建筑大学的蒋东升以爱国情怀、工匠精神、职业素养等方面为切入点，对机械设计的基本知识点进行了思政元素挖掘。上海工程技术大学的金晓怡深入挖掘了《螺纹连接》章节的思政元素。虽然教师尝试从多个角度将课程思政内容与专业知识相结合，但仍存在一些亟须解决的问题。

（一）课程思政内容与不同专业背景的联系亟须加强

针对授课专业众多的“机械设计”课程，现有思政素材较笼统单一。授课经验表明，具有专业针对性的思政元素更能使学生产生共鸣，教学效果的提升更为显著。因此，需要对重要知识点进行多维度挖掘与提炼，使思政元素与专业特色相融合。只有以不同专业背景为导向进行深度挖掘，才能实现思政元素与专业知识的同频传输，使学生对思政内容产生亲切感和认同感，达到“润物无声”的效果。

（二）课程思政内容与首都特色的契合亟须加深

2021年4月，中共北京市委教育工作委员会、北京市教育委员会共同印发了《全面推进北京高等学校课程思政建设工作方案》，提出首都各高校要坚持以首善标准推进课程思政建设。我校为北京市属高校，且“机械设计”的所有授课专业对首都社会经济均具有重要价值，应将相关专业与首都发展之间的内在联系提炼为凸显首都特色和优势的思政案例，引导学生深刻认识到专业前景、职业规划与首都发展的同向同行。

三、“机械设计”课程思政的教学措施

（一）以不同专业背景为导向，深度挖掘思政元素

“机械设计”的主要讲授内容包含连接、传动，以及轴系零部件的设计理论和方法，其专业知识点满足绝大部分工程应用场景的典型机械系统设计需求。该课程在理论推导的基础上，总结了丰富的设计经验，以供学生学习参考，打通了从理论分析到实际应用的必经之路。因此“机械设计”课程具有极强的综合性和实践性，为课程思政强调的多元、全面、立德等育人理念提供了良好的实现条件。“机械设计”的授课专业包含机械设计制造及其自动化、机械电子工程、车辆工程、新能源科学与工程，而涵盖其核心内容的“机械设计基础”的授课专业包含机器人工程和工业设计。这些专业既各具鲜明特色与独特优势，又在通用零部件设计方法上同根同源，这种差异性和统一性为面向不同专业背景的课程思政教学研究提供了有利的客观条件。

机械设计制造及其自动化具有专业基础宽泛的特点，是所有其他机械类专业的基础。正因如此，其专业知识与其他机械类专业相比更为传统，在学生看来似乎缺少研究热点与学习兴趣。为此，应重点以家国情怀、求真务实、大国工匠这类具有使命感和责任感的主题为切入点进行思政元素的挖掘。以螺纹连接为例，可由一些新式的螺纹防松措施引申到大国工匠精神的培养上，向学生阐述即使在传统领域深耕多年，只要向前推进一小步并解决实际问题，也是很有价值的创新。此外，还可以将螺纹连接件和机器的关系视作个人与国家的关系，说明只有每颗螺丝钉连接紧密，才能保证机器正常运转，我们每个人的思想信念不动摇，守好岗位，才能让国家稳定发展，以此培养学生的家国情怀。

机械电子工程和机器人工程均为跨学科专业，是机械、仿生、电子、计算机、检测传感、自动控制等多学科交叉融合的产物，旨在培养学生的通才素质和创新能力。为此，可以在课程思政中重点围绕团队精神、创新思维、全局视野等主题展开进行。仍以螺纹连接为例，在介绍其发展历史时，可以说明螺纹是由平移和旋转这两种传统的运动叠加而成，而这种创新思维极具交叉融合的学科特点，可借此培养学生的创新思维。另外，螺纹零件型号的选择并非只受自身力学性能的约束，还要考虑该零件在整个机器中的位置和作用及其与周围机械结构是否协调。教师可以将这种全局设计观念与专业综合性相关联，并层层递进地引申至零件与机器、电子元器件与控制系统、个人与集体间的关系内涵中，培养学生的团队精神和大局观。

车辆工程专业和新能源专业的培养目标与科技发展进程和国家战略密切相关，因此，在课程思政中可以着重关注对学生求真务实品质、家国情怀、辩证思维的培养。以《轴系》章节为例，车身上每根轴的强度都决定了驾驶是否安全，可由此向学生强调在轴设计时要以客观事实为依据，不能违背职业道德。在讲述轴类型时，可将传动轴在传统燃油车和新能源轿车上的角色演变与事物发展规律进行关联，培养学生的辩证思维。与此同时，还可以进一步将车轴的演变引申至国家战略规划中，说明我国虽然在内燃机技术上并不具备领先优势，但在新能源汽车领域正在努力弯道超车，以此培养学生的爱国热情。

与上述专业相比，工业设计专业更关注对学生人文素质、艺术品位、创意表达能力的培养。为此，在课程思政环节可以重点关注如何将“机械设计”知识点与人文情怀、美育精神这类主题有机结合。仍以《轴系》章节为例，如果轴结构从视觉上不协调，则往往意味着各轴段尺寸不符合力学要求。齿轮传动也有类似的现象，若相互啮合的齿轮尺寸迥异，存在“小马拉大车”的现象，则齿数设计需要优化，否则从空间和使用寿命上都无法满足要求。教师可借由这些现象让学生在脑海中搭建美与科学之间的桥梁，加强学生的美学意识和科学素养。

（二）以契合首都特色为标准，进一步提炼思政案例

北京的红色文化和基因、革命历史和精神、历史文化和底蕴都是这座城市独有的特色与优势，这与“机械设计”专业知识蕴含的唯物主义辩证法、螺丝钉精神、团结协作、吃苦耐劳、坚持不懈等思政元素有着相同的本质和内涵。此外，北京市人民政府于2021年8月18日印发了《北京市“十四五”时期高精尖产业发展规划》的通知（以下简称《规划》），提出要打造面向未来的高精尖产业新体系，其中重要任务之一是做强“北京智造”四个特色优势产业——集成电路、智能联网汽车、智能制造与装备、绿色能源与节能环保，而“机械设计”核心内容的授课专业恰好与北京制造业整体转型升级所需的科学技术领域相契合。因此，围绕首都二字打造“机械设计”课程思政具备良好的环境基础与政策支持条件。

要深入学习北京红色革命历史和精神，增强历史文化底蕴，挖掘“机械设计”的核心内容与红色文化、红色基因之间的内在关联。例如，机械零件设计要先后经历实际需求分析、计算准则确定、材料选择、基本尺寸计算、结构设计、强度校核、图纸绘制和说明书撰写。如果校核环节不通过，则要从头开始设计，因此机械设计的过程是反复的、不断进步的，这与老一辈革命家艰苦创业、吃苦耐劳、不惧艰险等品质非常契合。另一方面，一个机器是由若干个零件共同组成的，连接件、传统件、支撑件、轴系零件及辅助零件均有自己的独特作用，缺一不可。可以借此向学生传递革命前辈的螺丝钉精神和团结协作精神，帮助他们深刻理解集体与个人的关系。此外，带传动、齿轮传动、蜗杆传动这三种典型传动方式各具优势与劣势，适用于不同应用场合。例如，带传动降低传动精度来获得更大的传动距离和更强的缓冲能力；齿轮传动冲击变大，但可以得到更高的传动精度和效率；蜗杆传动牺牲传动效率，但能用更小的空间实现更大的传动比，因此并不存在一种最优的传动方式。教师可以将这些知识点与唯物辩证思想相关联，培养学生的辩证思考能力。

与此同时，还要实时跟进并深刻解读北京市“十四五”时期的各项发展规划与政策，以及“四个中心”城市建设成果，并密切关注机械类专业的毕业生在我市的最新就业动态，从建设、发展的角度挖掘各专业与首都优势及特色间的紧密联系。例如，《规划》提出要重点布局北京经济技术开发区和昌平、房山等区，打造万亿级别的智能制造与装备产业。其中智能机器人领域聚焦在医疗健康机器人、特种机器人、协作机器人、自主移动机器人四大块，并且不仅关注整机，更是要集中力量突破包括高精密减速器和传感器在内的机器人的关键零部件技术。这对机器人专业学生在首都的就业前景释放出重大利好信号，同时表达了对机械设计制造及其自动化和机械电子专业优秀毕业生的迫切需求，而整机制造和关键零部件技术的研究均与“机械设计”课程内容密不可分，因此，未来在京的良好就业前景和丰富就业选择将有力激发学生对“机械设计”课程的学习热情。

在新能源领域，《规划》提出重点布局在昌平能源谷、房山高端制造业基地、怀柔科学城中心区等区域，大力发展大功率风力发电机组及关键部件、发电机高性能控制技术和风电场群智能运维装备。在车辆领域，《规划》要求重点布局北京经济技术开发区和顺义、房山等区，持续扩大高端整车及配套零部件制造集群规模，支持上游汽车技术研发机构开展前端研发和设计，鼓励汽车各类测试机构建设、打造世界级的智能网联汽车科技创新策源地和产业孵化基地。这些政策为新能源工程和车辆工程专业提供了良好的就业前景和丰富的就业机会，而风力发电关键部件、车辆整车及零部件技术均为“机械设计”课程重点授课的内容。教师在授课时应向学生及时传达此类利好政策，强调只有打好专业知识基础，才能在未来更好地就业。