机械类专业教育中的思政元素挖掘与教学模式探索

方自强 易建钢 万宇杰 张 良

江汉大学智能制造学院，湖北 武汉 430056

江汉大学机械设计制造及其自动化专业教学团队围绕国家制造业的需求，立足服务武汉地方经济发展，面向湖北，辐射全国，立志培养德、智、体、美、劳全面发展，适应社会和经济发展需要，具有社会责任感、良好的职业道德、团队合作精神和较强实践能力，掌握机械设计制造及其自动化和相关学科的基础理论、专业知识与技能，能够在机械设计制造及其自动化领域从事技术开发、装备设计、生产营运管理及应用研究等工作的应用型高级人才。在上述人才培养目标中，社会责任感、职业道德、团队合作精神、实践能力的培养同基础理论、专业知识与技能的培养同等重要，因而机械类专业课教师除了需要对专业课程中的知识点进行传道授业解惑，还需要培养学生的家国情怀，要求学生将其所学知识用于社会主义事业的建设中，做到学有所思、学以致用。基于此，机械类专业课程中的思政元素挖掘与教学模式探索是江汉大学机械设计制造及其自动化专业课程教学改革的重要目标之一。

一、机械类专业课程教学中思政元素的挖掘

根据江汉大学《机械设计制造及其自动化专业人才培养方案》，机械类专业的课程教学主要包括以下四大环节：理论教学、实践教学、第二课堂以及毕业设计。表1 是机械类专业课程构成及学分分配表，但该表不包含38个通识教育课程学分。

在理论教学环节中，机械类的专业基础课与专业课程以数学、力学、制绘图、计算机、电学、材料学、结构类设计等主干课程为主。这类课程的知识点理论性较强，学科知识门槛较高，要求学生具有埋头苦读的钻研精神。因而，在上述理论课程教学中，教师可以引导学生对重难点知识进行学习、钻研、开拓，学生通过对专业知识的理解和掌握，培养钻研精神。

在机械类专业的人才培养方案中，实践教学环节主要包括专业基础课与专业课的课程设计、工程训练及专业实习等。在课程设计过程中，学生需要利用所学的专业知识，针对具体的工程机械对象，在一周或数周内开展相关方案设计、结构设计、力学校核、图纸绘制等工作。学生可独自或与其他组员一起对上述工作内容反复修改、校核，最终完成设计内容，这一精益求精的工作过程恰好体现了工匠精神。在工程训练及专业实习中，学生需亲临工作现场，在工人师傅的带领下开展机械类产品的实训、生产等实习项目，感受工匠精神。

第二课堂主要是指学生参与与机械专业相关的学科竞赛、科研创新和创业实践等。如学生参加工程训练大赛、机械创新大赛；学生参与科研项目，发表科研论文，申请专利；学生成立公司或入驻创业园，获得风险投资基金或地方创业基金。这类分数的获取必须以创新为核心和前提，可见第二课堂的开设能够培养学生的创新意识。

毕业设计旨在培养学生综合运用所学机械专业的理论、知识和技能解决实际问题的能力。在教师的指导下，学生就选定的课题进行机械设计和研究，包括设计、计算、绘图、工艺技术等，最后提交一套完整的机械图纸和一篇设计报告。毕业设计的完成过程实际上是学术修养的养成过程，其要求学生自觉付出努力，最终实现自我教育、自我充实、自我提高。

基于专业课程教学的四大环节，如图1所示，教学团队可以在理论教学环节中培养学生的钻研精神，在实践教学环节中培养学生的工匠精神，在第二课堂中培养学生的创新意识，在毕业设计中培养学生的学术修养。根据课程思政的总体思想，培养学生的爱国情怀是大学教育的重中之重，因而机械类专业学生的爱国情怀养成需要横贯图1所示的四大环节。

二、将钻研精神融入理论教学

要将钻研精神融入机械类专业课程的理论教学，可从教师课堂讲述、知识体系引导两个方面展开。

对于教师课堂讲述，本教学团队以机械工程导论理论课程教学为例，说明其教学理念。机械工程导论主要系统阐述机械工程的相关基础知识、机械设计与现代设计方法、机械制造工艺技术、机械工程技术的新发展，具体介绍机械工程人才创新能力的培养和创新型人才培训的实践方案。在课堂理论讲解中，一方面教师通过引入中国制造业所面临的技术瓶颈，如“圆珠笔芯技术瓶颈”“计算机芯片技术瓶颈”等，向学生阐述钻研精神在机械专业学习、研究、应用方面的重要性；另一方面，引入中国学者成功获得制造行业技术突破的例子，如“两弹一星”“国产商业大飞机”“载人航天器”等，向学生阐述钻研精神在中国制造先行者们对瓶颈技术攻坚克难并突破外国技术封锁的研制过程中发挥的理想信念作用。

对于知识体系引导，本教学团队以液压与气压传动理论课程教学为例，说明其教学模式。液压与气压传动课程以流体力学的理论知识为基础，同时融合了泵、缸、马达、阀以及液动和气动控制回路等工程应用类知识，兼具理论性和实践性。在课程教学中，我们通过结合工程应用实例，诸如大型压力机、数控机床的液压系统等，一方面向学生讲解液动和气动控制回路、元件、流体力学原理等知识；另一方面，通过给学生布置综合性较强的大作业，如大型压力机、数控机床的液压系统设计及分析等，让学生在学习和练习过程中逐步体验钻研精神在技术类课程学习及应用过程中的重要性，并由此培养学生的钻研精神。

图2 列出了“教师课堂讲述模式”和“知识体系引导模式”在机械类核心课程中传授学生钻研精神的应用分类情况。

三、将工匠精神融入实践教学

工匠精神是机械行业中从事设计、制造、工艺、自动化、柔性生产等相关从业者追求的行为准则和理想信念。党的十八大以来，习近平总书记多次强调要弘扬工匠精神。党的十九大报告提出要“弘扬劳模精神和工匠精神”。在机械类专业的课程模式中，实践教学环节最能体现工匠精神。本教学团队从实践教学环节入手，探索机械类学生专业课程教学中工匠精神的培养方法。

根据江汉大学《机械设计制造及其自动化专业人才培养方案》，机械类专业的实践教学环节主要包括机械制图测绘（测绘）、专业课课程设计、工程训练Ⅰ、专业认识实习、生产实习、机械装配实习、毕业实习。表2 罗列了实践教学环节中培养学生工匠精神的具体项目。

在工程训练Ⅰ、生产实习、机械装配实习等实操环节中，学生需要针对某个机械加工工件，体验车铣刨磨等机床加工方法的实际操作过程。在工人师傅的带领下，学生能够亲身感悟工匠精神，这是因为学生实操的机床刀具的每一道加工程序、走刀的刀量控制、进给速度的控制等均反馈到所加工工件的加工精度上。这一实践过程既能让学生在千篇一律的实操过程中学习加工工艺，又能让学生领悟“劳动最光荣、劳动最崇高、劳动最伟大、劳动最美丽”的道理。

在各类专业课的课程设计中，学生需要针对教师提供的课题，设计方案、论证可行性、开展理论验证、结构设计、图纸绘制、答辩等一系列逻辑严密的实践环节。在这些实践环节中，学生必须秉持“小心求证、严谨认真”的精神。教师在给学生讲解课程设计专业知识的同时，还应该引导学生注意从课程设计中体会和总结其中的工匠精神，力求设计过程的精益求精。

在上述实践环节中，教师和企业人员在讲解专业实操知识的同时，还应将爱国情怀融入其中，让学生了解所学都应为祖国的现代化建设而服务。

四、第二课堂中创新意识的培养

党的十九大报告提出，到2035年我国基本实现社会主义现代化，经济实力、科技实力将大幅提升，跻身创新型国家前列。创新意识的培养应该起步于大学。对机械类本科专业的学生来说，创新意识的养成除了理论方法的创新，还包括实训实践中的创新。在江汉大学《机械设计制造及其自动化专业人才培养方案》中，第二课堂环节的设立正是为了鼓励学生利用课余时间，将所学习的专业知识应用于与机械专业相关的学科竞赛、科研创新和创业实践，进而培养学生的创新意识。表3 罗列了第二课堂环节中培养学生创新意识的具体项目。

在机械工程学会所主办的工程训练大赛、机械创新设计大赛、机械创新创意大赛中，学生需要根据大赛组委会发布的参赛题目，在限定的范围内，进行设计方案、结构部件、机械工艺等多维度的创新，力求在大赛中脱颖而出。本专业教学团队多年长期指导学生积极参加相关赛事，并取得过全国一等奖、二等奖等优异成绩。通过总结学生学科竞赛的指导经验，本专业教学团队发现创新的思想源泉往往来自学生。在专业教师的正确指引下，学生之间的研讨往往会迸发出思维的火花，通过师生的反复讨论，思维的火花最终形成切实可行的创新方案。生生间和师生间的讨论过程实际上就是学生创新意识的培养过程，而竞赛获奖是激发学生创新意识的核心动力。

学生科研立项是江汉大学机制专业的又一特色，学生通过组队找导师，然后根据创新点撰写申请报告，在规定的研究时间内获得研究成果并结题。在科研活动中，学生的自我选题激发了他们的创新兴趣与积极性。在导师的指导和小组内的讨论中，围绕选题开展的科学研究也必须以创新为前提。项目的结题需要以制造实物样机或发表论文专利等形式来完成，这一审核制度也对项目的创新性提出了严格的要求。科研活动能够激发学生的创新意识，影响他们今后的专业工作乃至学术生涯。

五、毕业设计中学术修养的养成

学术素养是研究者在学术研究过程中所表现出来的综合素质，主要由学术意识、学术知识、学术能力和学术伦理道德组成。机械类专业学生在完成毕业设计的过程中恰好需要具备上述能力，例如针对某一机械产品的设计课题，学生要明白该设计的目的是什么，如何创新性地提出自己的观点和方案，体现学术意识和学术伦理道德。在完成设计的过程中，学生需要根据自己所拟定的方案，查找相关的文献资料，并结合自己所掌握的知识，完成整个设计过程，绘制三维结构图和二维设计图纸，这综合体现了学生的学术知识和学术能力。最后，学生需要将设计的过程，按照毕业设计的既定格式撰写毕业论文或设计说明书，所撰写的毕业论文或设计说明书应当合乎逻辑、条理清晰，以展现自己的学术能力。

下面以2018年笔者所指导的《一种对虾剥壳装置设计》毕业设计课题为例。2017 年12 月底，笔者通过向刘朝阳同学发放《毕业设计任务书》，说明课题的设计目的、所需要参考的资料，要求该同学先查阅文献资料，然后撰写文献综述、开题报告，继而拟定具有创新思维的毕业设计方案，这一过程对该学生的学术意识和学术伦理道德均提出了要求。每次见面研讨，通过核对文献、查新、反复修改设计方案，能够进一步培养该学生的学术能力。2018 年3 月，当开题报告通过后，笔者要求该学生根据所拟定的方案开始毕业设计工作。在完成毕业设计的过程中，该学生需对总体方案、综合考虑的因素、关键部件、对虾分级装置、主体受力部件等具体结构部件开展详细的设计和校核工作。这一过程要求该学生具备机械设计的基础能力，对该学生学术知识的积累和学术能力的养成起到了至关重要的作用。最后，该学生需要依据所设计的详细结构绘制二维图纸，并撰写毕业设计说明书，毕业设计说明书还需要通过文献查重。图3分别为《一种对虾剥壳装置设计》的三维结构设计方案和对应的毕业设计说明书封面。在上述毕业设计的指导过程中，教师需要从学术意识、学术知识、学术能力和学术伦理道德四个方面发挥引导作用，在潜移默化中让学生养成学术修养。

六、结语

文章通过对机械类专业课程教学的四大环节的深度挖掘，将机械类专业课程中的思政元素融入专业课程教学中，让学生在学好专业知识的同时，将所学知识运用到祖国的现代化建设中，做到学有所思、学以致用。本文主要从以下四个方面开展机械类专业课程的思政元素挖掘与教学模式探索。

1.在理论教学环节中培养学生的钻研精神。基于教师课堂讲述和知识体系引导两种模式，让学生在学习和练习中逐步体验钻研精神在技术类课程学习及应用过程中的重要性，进而培养学生的钻研精神。

2.在实践教学环节中培养学生的工匠精神。在各类专业实践中，教师在给学生讲解课程设计专业知识的同时，引导学生注意从实践环节中体会和总结其中的工匠精神，加深学生对工匠精神的认知。

3.在第二课堂中培养学生的创新意识。在第二课堂中，鼓励学生将所学的专业知识应用到与机械专业相关的学科竞赛、科研创新和创业实践中，进而激发学生的创新兴趣、培养学生的创新意识。

4.在毕业设计中培养学生的学术修养。在毕业设计的指导过程中，教师从学术意识、学术知识、学术能力和学术伦理道德四个方面对学生加以引导，让学生在毕业设计的完成过程中潜移默化地培养学术修养。