“课程思政”理念下机械设计基础课程设计新模式的探索和实践

张佃平 高广娣

摘要：在传统教学过程中，机械设计基础课程设计存在题目单一、设计内容程序化等问题，导致设计过程对学生主动应用知识的能力锻炼不足、学生不能创造性地进行机械产品设计。文章尝试对机械设计基础课程设计题目进行改革，突破传统的题目设计要求，围绕生活和工业中的实际需求对题目进行凝练，对设计内容进行全方位、多角度的优化，并在整个设计过程中融入思想政治教育元素，使学生在系统地完成选题、根据设计需求提出设计方案、应用所学知识对机械结构和零部件进行设计计算等方面的能力得到提升，较好地锻炼了其解决实际问题的能力、创新设计的能力，同时，培养了学生的工匠精神和专业素养。

关键词：机械设计基础;课程设计;课程思政

机械设计基础是高等工科院校机械类专业必修的技术基础课程，而机械设计基础课程设计是其重要的实践教学环节，是学生首次综合运用前期所学课程的理论知识来解决工程实际问题的实践训练，也是对学生的设计能力锻炼和培养的重要途径。但是，目前大多数高校机械设计基础课程设计存在的问题使其不能很好地锻炼学生的专业知识应用能力、解决实际问题和创新设计能力。目前我国正在进行创新性国家建设，同时，习近平总书记在全国高校思想政治工作座谈会上讲道：“做好高校思想政治工作，要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，其它各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。”为了使学生在以后的工作中能够更好地适应社会发展的要求，并能够系统地得到专业素养训练、具有工匠精神，作者通过对机械设计基础课程设计题目进行改革、对设计过程和内容进行优化、同时将“课程思政”元素融入教学过程中等一系列实践，收到了较好的效果。

一、机械设计基础课程设计现状及问题

下面对我国高校机械设计基础课程设计教学过程的一般做法进行分析，结合作者在教学过程中的实践，探寻机械设计基础课程设计中存在的不足，并提出一些共性的问题。

（一）机械设计基础课程设计现状

机械设计基础课程设计目前一般选择通用的机械传动装置作为设计题目。例如：带、链、齿轮传动装置等，尤以齿轮减速器居多，因为它的设计内容基本上涵盖了机械设计基础课程中理论部分学习的主要内容。设计时间一般在理论课程结束后集中3周的时间进行，最终提交的设计成果大多为手工绘制的图纸和手写的设计计算说明书。

（二）机械设计基础课程设计存在的问题

通过以上的现状分析发现，随着时代的发展和技术的进步，传统的机械设计基础课程设计运作方式已显现出与当前社会发展要求的不适应性。主要表现在：

1.设计题目单一、陈旧

目前大多数高校采用的设计题目为减速器，从设计对象来看较好地涵盖了机械设计基础课程的教学内容。但是从锻炼学生运用知识和培养创新能力方面来看，并没有起到很好的作用。由于设计题目的典型性、重复性，使得网络资源极其丰富详尽。另外，在设计初期，学生对设计进度把控不清、对在规定的时间内完成设计任务缺乏信心，大多数学生会选择从网上下载类似的设计题目模版进行仿照设计。这种方式虽然能够完成课程设计的任务，也能够对机械设计基础有基本的了解和认识，并且对基本的设计计算能力、查阅手册图表的能力也进行了锻炼，但是，在整个设计过程中学生始终没有机会融入自己的设计思路和创新想法。

2.设计内容过于程序化，不利于培养学生的创新能力

学生在设计的过程中根据教师给定的设计参数进行程序化的选型和设计计算，只是掌握了机械设计基础的一般程序，并不能创新性地进行机械产品的方案设计和优化。从某种意义上讲，程序化的课程设计内容，很容易使学生形成思维定式，不利于培养学生的创造性思维，体现不出对学生创新能力的培养。

3.缺乏设计的系统性

由于机械设计基础课程设计的题目一般是给定的，学生无须进行方案的设计和选定，这导致机械设计基础课程设计不能很好地使学生对机械原理部分知识进行运用。从设计机械的一般程序来说，机械设计基础课程设计主要是针对机械的技术设计阶段（结构和零部件）进行相关的工作。并且机械设计基础课程设计是对《机械制图》《工程力学》和《互换性与技术测量》等先修课程结合工程实际的综合应用，由于学生缺乏对先修课程知识内容的系统性认识，在设计过程中存在较多问题，比如：不能很好地应用材料力学知识对复合外力作用下的轴进行精确强度校校;在零件工作图上，不能正确应用工程制图基本知识绘制零件的形状，结合工程实际的公差标注掌握得较差.尤其是轴零件圈中几何公差和齿轮零件图中各项齿轮公差的标注更为欠缺。

1.学生学习兴趣缺乏和课租设计主动性不足

由于机械设计基础课程设计题目单一没有新意.加上涉及的内容较多，并要求学生对涉及运用到设计计算的专业知识具有深刻的理解与掌握，加之机械设计基础理论知识点较多，学习难度较大，所以学生往往对课程设计兴趣不是很高，从而导致了学生投身课程设计的主动性不足。在课程设计指导过程中常常需要教师不停地督促，学生才能将设计工作向前推进，导致课程设计工作進展缓慢，形成“前松后紧”的状况。

5.课程设计对现代设计方法和手段的应用缺失

学生手工绘图和手写设计说明书从一定程度上锻炼了学生的绘图能力，避免了学生对设计成果的拷贝，但是这一做法严重影响了现代设计方法和手段在课程设计过程中的应用，也没有体现出课程设计对学生设计能力和应用先进的设计方法与手段的能力的培养锻炼，仅仅停留在对所学专业知识的应用层面，这与社会需求严重脱节。

6.课程设计进度安排不合理

大多数高校一般将机械设计基础课程设计安排在机械设计基础理论课程结束以后集中进行，从教学组织来看这样有利于课程设计的开展。但是也存在一些问题。机械设计基础课程本身课时量相对较大，课程结束后安排课程设计，就会使得课程设计紧接在期末考试周前，学生复习各门课程的考试必然影响到设计的专心性并使得设计时间无法保证。

二、改进思路

改革的总体的思路是，打破原有的理论课程结束后集中进行课程设计的时间安排，结合科研和生活实际，与传统设计题目相结合，建构符合机械设计基础课程设计考查要求的设计题目，实行自由组队和教师部分调整的人员组合方式，采取学生参与的过程监控和评价机制，构建一种新型的全过程、递进式培养新模式，切实增强高校大学生的创业意识、创新精神和创造能力。

同时，在开展设计过程的各个环节，巧妙融入思想政治元素，实现教育价值的理性回归，将育人功能“润物无声”地融入机械设计基础课程设计教学的全过程。

三、具体措施

依据前述的改进思路，为了使机械设计基础课程设计取得较好的效果，采取了以下具体的措施：

（一）新题目和传统题目相结合

针对学生人数、学生的专业情况和个人兴趣等.每年提供一些创新性的设计曩目供三分之一左右的学生进行选择。所提供的新题目应来源于科研和生活，以满足需求为设计目的.且参考资料有限。也可以通过优选一些来自三线建设并在新时代重新焕发活力且具有很强市场竞争力的企业的相关题目。学生在查阅赍料以及和企业的沟通过程中通过了解企业艰苦创业、自力更生、不懈拼搏、励精图治的发展和变革历程，从中受到深刻地激励，激发学生对专业的热爱以及工业报国的雄心。相比于传统的设计题目，参与新题目设计的学生必须要充分了解所设计机械的各项功能要求，由功能要求提出设计方案，然后才能进行相应的设计计算，设计说明书和图纸要求电子版、纸质版同时提交，以锻炼学生运用计算机软件的能力。通过新题目的设计，充分锻炼了学生以需求为目标的机械产品设计能力。

（二）提前布置设计任务

为了使学生提前熟悉设计任务，尽早找出设计中可能存在的问题，教师在机械设计基础绪论课就布置任务，学生可以提前对设计任务进行问题梳理和解决，并且针对存在的自己或者是同学问不能解决的问题随时由教师进行答疑。待理论课程结束后，对学生进行集中，主要针对设计任务进行设计计算和图纸绘制。通过这一举措，使学生有足够的时间进行问题梳理、资料查阅和实地调研，在一定程度上改变了课程设计进度安排不合理的问题，同时，培养学生成为有规划、会学习的勤学青年。

（三）合理进行人员分组

首先将学生分成新题目设计和传统题目设计两大类。对进行新题目设计的选题采取自愿报名和教师引导的方式。选题前一般会对设计题目的背景、所需要的专业知识和能力、设计难度等进行说明，使学生对设计题目有充分的了解，对设计结果具备一定的预期。从近几年的选题人员情况来看，选择新题目的学生一般是对机械专业学习兴趣比较浓厚、专业知识比较扎实和动手能力比较强的同学。对于选择传统题目的人员采取自愿分组，同时根据分组情况，结合学生的学习成绩、学生干部反馈信息进行人员的适当调整，所遵循的基本原则是保证每组学生专业知识和能力能够相互补充，以保证课程设计能够正常完成。

（四）加强指导过程中师生的沟通

对设计过程和内容进行优化组合，强调前修专业知识的重要性，通过师生、学生间的理论知识的充分探讨，提高理论水平，夯实理论基础。使学生基于理论基础对设计题目进行分析和讨论，提出设计问题、相互指正错误，直到问题解决，同时严格要求设计计算过程，逐步使学生得到实践能力锻炼的同时，培养学生认真负责的工匠精神和失之毫厘谬以千里的专业意识。师生、学生间设计过程中的深度讨论交流，使学生认识到团结协作、共同进步的重要性;养成学生发扬中华民族团结奋进优良传统的习惯。

（五）学生和教师评价相结合

学生集中进行课程设计阶段实行组长和班长两级考勤、平时表现记录作为学生的部分平时成绩，与教师平时成绩分别占比后作为学生的平时成绩。对学生的设计成果采取答辩的方式进行考核，评委由教师和学生组成，分别进行打分后将学生和教师打分按不同比例作为答辩成绩。最后将答辩成绩和平时成绩按不同比例给出学生课程设计成绩。通过这种评价模式，使学生逐步形成客观、公平、公正评价事物的素养，成为新时代有担当、会生活的务实青年。

四、总结

通过增加以需求为导向的《机械设计基础》课程设计题目、提前进行设计任务布置、人员优化组合、加强师生交流以及学生参与设计过程监督和考核等改革、探索和实践，可以较好地鍛炼学生从设计需求中提出设计方案，主动地发现问题和寻找解决问题的方法，并完成系统化的机械设计过程：从方案选择、比对、优选，到机构选型和尺寸设计，再到传动系统零部件的设计计算，并将手工绘图、撰写说明书与现代设计方法和先进手段有机结合，有效、科学、循序渐进地培养了学生的工匠精神和专业素养，同时锻炼了学生团队协作、组织与评价能力。让学生在潜移默化中发扬中华民族团结奋进的优良传统。在了解我国优秀设计案例的过程中，增强民族自豪感、爱国意识，并能够认识到我国人民的需求及发展中的不足，从而激发学生为人民、为国家、为中国特色社会主义和中华民族伟大复兴而学习的热情和抱负以及作为应用型人才后备军的理工类大学生的责任与担当，强化了新时代大学生的专业意识和使命意识。