淺議機械設計專業(yè)的思政建設

黃龍 尹來容 雷兆虹 杜榮華 （長沙理工大學汽車與機械工程學院）

大學學習階段是學生價值觀形成、性格塑造的主要階段。因此，思想政治教育對于大學生的價值引領、性格與習慣培養(yǎng)等方面具有重要意義。目前機械類專業(yè)的學生普遍需要學習馬克思主義哲學原理、毛澤東思想概論、鄧小平理論概論、思想道德修養(yǎng)、法律基礎、形勢與政策等專門開設的思想政治課。然而，由于學生對這類課程缺乏實踐認識和認同感，所以在課堂上通常處于被動接收狀態(tài)，或者把上課時間用于看其他書籍，甚至認為這類課程是可以逃的水課。這樣的課堂教學狀態(tài)與預期的價值引領、性格與習慣培養(yǎng)等思想政治教育目標相去甚遠。因此，有必要把思想政治教育融入到專業(yè)課程的課堂教學與實踐教學中，使學生了解其價值，在實踐中增強認同感。

一 機械設計專業(yè)課程中思政教育的必要性

機械設計專業(yè)課程包括“機械制圖”“機械原理”“機械設計”“機械創(chuàng)新設計”“現代設計方法”等課程，是高等工科院校機械專業(yè)開設的主干技術基礎課，也是學分較高的必修課。這些課程是學習專業(yè)課程和從事機械產品設計的必備基礎，主要介紹整臺機器機械部分設計的基本知識，重點討論一般尺寸和常用工作參數下的通用零件的設計，包括它們的工作能力設計和結構設計的基本理論與設計方法，以及技術資料、標準的應用等。傳統的機械設計專業(yè)課程教學偏重于機械理論知識的傳授，而缺乏對學生三觀引導、哲學思想教育，難以培養(yǎng)出大批具有大局觀和協作精神的高素質人才。在課堂教學結束后，學生普遍沒有把所學知識上升到哲學思想層面，不能靈活運用這方面的知識，更不能將本課程的思想方法遷移到其他課程和領域中。此外，機械設計專業(yè)課程一般包含了多個實踐環(huán)節(jié)，例如“機械制圖綜合訓練”“機械原理課程設計”“機械設計課程設計”等，這能讓學生在實踐中增強對理論的認同感，了解學習的目的和價值，培養(yǎng)團隊協作意識與良好的工作習慣，在團隊任務中發(fā)揮最大的自身價值。而專業(yè)認證中的非技術因素畢業(yè)要求，例如工程與設計、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個人與團隊、溝通、項目管理、終身學習，都離不開專業(yè)課程的思政教育，同時這些非技術因素也能為專業(yè)課程思政教育提供案例來源和啟發(fā)。因此，在機械設計專業(yè)課程中增加思政教學案例，在專業(yè)知識介紹中融入愛國精神、唯物主義、團隊協作等思想教育，是非常有必要的。

二 機械設計專業(yè)課程思政教學探索

機械設計專業(yè)知識通常都與實踐緊密結合，相對于理科專業(yè)更容易結合具體實踐和時政熱點對學生進行思政教育。通常，專業(yè)課程中的思政教育可以從兩個方面出發(fā)。第一是國家和社會層面，可以結合專業(yè)發(fā)展前沿與現狀，引入民族復興的偉大理想信念，在專業(yè)學習過程中，體現社會主義核心價值觀；第二是個人層面，可以結合專業(yè)課程中的某些具體案例以及事物發(fā)展規(guī)律，從中得到待人處事的基本原則以及學習與生活習慣的養(yǎng)成方法。

下面從價值引領與創(chuàng)新思維培養(yǎng)的目標出發(fā)，結合三個具體案例來探討在“機械原理”“機械設計”等課程中如何實施課程思政教育。

案例1：樹立正確的價值觀

本案例的意義在于，通過對機械設計發(fā)展現狀的介紹，讓同學們了解我國機械產業(yè)和制造業(yè)的發(fā)展現狀，以及現代機械產業(yè)和機械設計軟件的眾多核心技術都掌握在外國人手里的現實，認清我國與國外在高性能裝備和軟件技術方面存在的較大差距，激勵同學們刻苦學習，腳踏實地、認清差距，奮起直追，彎道超車，由此培養(yǎng)其愛國精神。

本案例的教學過程始于我國機械業(yè)的發(fā)展狀況介紹，未來機械設計學科的發(fā)展總趨勢是智能化、信息化。我國在機械領域的現狀是，很多高新技術尚未掌握，很多重大制造裝備和科研儀器都不能自主設計制造，缺乏自主創(chuàng)新能力。我國是制造大國，但仍不是制造強國，在發(fā)電設備、機床、汽車、電子制造等產品產量居世界前列，但進入世界五百強的制造業(yè)仍非常少見，并且制造裝備的關鍵元器件大多依賴進口。以機器人設計制造為例，目前我國企業(yè)對于相對簡單的機械本體設計已經基本掌握核心技術，但是更為關鍵的電機、減速器和控制系統，仍然依賴進口，尤其是高性能減速器。根據最新統計，工業(yè)機器人的成本構成中，高性能減速器在機器人系統中的成本占比為35%，其主要類型包括諧波減速器和RV 減速器。這兩種減速器主要供應商為日本企業(yè)，而我國相關企業(yè)的性能仍趕不上國際先進水平。

目前分析指出我國機械業(yè)發(fā)展相對落后的現實：國產機器人的成本始終居高不下，在市場上競爭力不強。這些實際上都涉及多學科協同發(fā)展的問題，機械行業(yè)越往上發(fā)展，就越是離不開信息技術，電子技術、神經網絡技術等的協同問題，由于在這些方面的落后，以及應用這些技術來促進機械制造業(yè)的發(fā)展和體制沒有很好地跟上，導致了我國機械產業(yè)的發(fā)展相對滯后。

通過本案例，激勵學生樹立為振興我國機械制造業(yè)的豪情壯志、遠大志向，應當時不我待，只爭朝夕；此外，要擴大專業(yè)知識面，跨學科跨專業(yè)學習，具備多學科多專業(yè)的攻克復雜難題的知識和能力。

案例2：行業(yè)軟件與國家安全

本案例的意義是讓學生正確認識我國機械行業(yè)設計與分析軟件的發(fā)展現狀以及具體功能，強化愛國主義教育和維護國家安全意識。其次，讓學生知道主流的機械設計軟件的眾多核心技術和專利目前掌握在外國人手里，我國與國外在高性能軟件技術方面差距較大。研發(fā)自主知識產權的建模和分析軟件關系到企業(yè)利潤問題，是保護國家安全的需要，從而教育學生增強保密意識，培養(yǎng)愛國精神。

本案例的教學過程如下。首先介紹主流的機械設計軟件，目前世界上主流的二維建模軟件包括AutoCAD、CAXA、中望CAD 等，主流的三維建模軟件包括SolidWorks、CATIA、Creo、UG 等，主流的 CAE 軟件包括 ANSYS、ADAMS、ABAQUS 等。而這些軟件大部分都是國外軟件。我國在二維設計軟件上有一定的積累，也占據了一定的市場份額，但是在更復雜也更有意義的三維設計與分析軟件上仍然遠遠落后，需要同學們去突破，掌握核心科技。

為什么一定要有自主知識產權的建模和分析軟件？這不僅關系到企業(yè)利潤問題，更關系到國家安全問題。國外建模軟件由于處于壟斷地位，不僅售價高昂，而且具有功能限制。另一方面，在國防核心部門，曾經出現過因為采用國外建模軟件而泄密的事故，所有設計都需要推倒重來，所有計算機都需重新更換，對我國國防建設造成了巨大的損失。因此，開發(fā)具有自主知識產權的設計與分析軟件，對國家安全具有極其重要的作用。

結合上述案例分析，設置如下提問環(huán)節(jié)：我們如何設計一個受歡迎的實用的建模軟件？不僅需要軟件工程的知識，更需要機械方面的知識。如何把常用的機械設計規(guī)范和機械系統分析技術融入計算機軟件中？如何從使用者的角度來考慮機械類軟件的功能，從而讓機械行業(yè)從業(yè)人員能夠更方便、更直觀地使用軟件？如何考慮軟件使用過程中的保密性？

通過本案例，教育學生增強保密意識，在相關行業(yè)從事設計工作時一定要從保護國家和行業(yè)安全出發(fā)，從設計上確保軟件具有高度的不可侵入性，時刻繃緊這根弦，也是作為機械技術人員的一種社會職責和擔當。

案例3：機構死點的啟發(fā)

本案例的意義在于讓學生從四桿機構死點的規(guī)避和利用中理解事物的兩面性，教育學生學會辯證地看待世界上的各類事物，對于通常意義上不好的事物，能夠找到其有利的方面，并能加以利用；而對于好的事物，也需要看到其不利影響，并盡可能加以規(guī)避。

在本案例的教學過程中，首先介紹曲柄搖桿機構的運動特點，重點說明在搖桿作為主動件時，機構運動過程中存在兩個死點，此時傳動角為零，導致機構不能順利運動。隨后，讓學生尋找生活中其它存在死點的機構，例如內燃機和縫紉機；進而引導學生思考，為什么這類存在死點的機構還能夠在生活中應用？這主要是由于采用了不同的規(guī)避死點的措施。此時，可以引入唯物辯證原理，引導學生全面地看待事物，并告知學生機構死點并不總是我們希望避免的，有時候也需要在機構中設計死點，并列舉出飛機起落架中死點應用的案例。這樣授課使得學生在今后的工作中遇到新事物時，能夠全面地看待和分析問題，實現機械的創(chuàng)新設計。

上述三個案例分別從價值引領和創(chuàng)新思維培養(yǎng)的目標出發(fā)，不僅能夠培養(yǎng)學生學習報國的精神，在價值觀上對學生進行引導，也可以使學生在課程知識學習過程中，理解一些通用的哲學原理。在機械設計相關課程教學過程中，還有很多知識點可以與思政教育相結合，例如大國重器研發(fā)過程中研發(fā)人員的奉獻精神與工匠精神，齒輪設計、軸承設計、有限元分析過程中體現的哲學思想等，都值得我們去深入探索挖掘。目前工科專業(yè)的思政課程難以實現價值引領、性格與習慣培養(yǎng)等教學目標，因此，在專業(yè)課程教學中融入思政教育顯得尤為迫切。對于機械類專業(yè)的學生，機械設計專業(yè)課程非常適合引入思政教育案例。本文在分析機械類專業(yè)課程思政現狀的基礎上，以三個具體案例的實施過程為例，探索了在“機械原理”“機械設計”中進行思政教學的方法。隨著思政教育逐步走進專業(yè)教學課堂，高校將為國家培養(yǎng)出更多全年發(fā)展的高素質人才。（通訊作者：黃龍）