机械基础类课程思政教学团队
负责人：郭飞
《机械原理》课程思政案例
一、课程教学目标
《机械原理》课程是机械设计制造及其自动化专业必修的一门重要的技专业核心课程，通过本课程的理论教学及实验学习，使学生具备以下能力：
课程目标1：通过学习机械原理的基本概念和基本原理，能够将其应用于机械行业装备设计、制造及工程问题的分析。
课程目标2：能够应用机械原理的基本原理，确定机构运动简图绘制的关键环节，确定机构自由度计算和轮系传动比计算的关键参数，并能对机械领域复杂工程问题进行正确表达。
课程目标3：掌握机械原理常用机构的工作原理，了解影响其设计目标和技术方案的各种因素，确定机械设计的关键环节和参数，具备解决工程问题的综合能力，并在设计中体现创新意识。
二、思政育人目标
培养学生的专业认同感、科技报国的家国情怀和使命担当，培养学生持之以恒、严谨认真的科学精神，培养学生团队协作精神、创新精神，培养学生的辩证思维能力，使学生形成正确的世界观、人生观、价值观。
三、课程思政典型教学案例设计
案例一：专业认同感、科技报国的家国情怀和使命担当
在绪论中，讲机械的应用时，通过PPT，引入机械发展史，从西汉时期发明的指南车，到东汉时期发明的用于洒水的翻车，翻车用于扬程不大的提水灌溉，或排水，或制盐，是中国各地长期广泛使用的提水工具，到现代使用的高铁、飞机、火箭等，说明各行各业都离不开机械，激发学生的专业认同感。再播放纪录片大国重器上回塔起重机、12吨装载机，展示中国工程机械已经拥有跻身世界第一梯队的实力，挑战世界级难题，实现百年梦想，从而激发学生的爱国主义情怀和专业自豪感。
同时对比国内外的机械发展现状，说明机械工业是衡量一个国家工业化程度的重要标志，也反映了一个国家的现代化水平和经济发展水平，指出与发达国家相比，我国的机械工业在很多方面还有很大的差距，通过讲述航空发动机 “卡脖子”技术难题，关键元器件仍依赖进口，培养学生刻苦钻研、迎难而上的优秀品质。实现在传授知识的同时兼顾价值引领，使学生形成正确的人生观、价值观。
案例二：用自然辩证法的观点看待问题
在讲连杆机构死点时，强调有些机械要避开死点工作，而有些机械要利用死点工作。引入工程实例，如机车车轮联动机构，两侧采用相同的曲柄滑块机构错位排列，使两个机构错开死点，保证车轮正常运转。再如飞机停放时，飞机起落架机构处于死点位置，不管受到地面多大的冲击力，起落架不会反转，可使飞机起落和停放更加可靠，还有折叠桌腿的收放机构、工件夹紧机构等也是利用死点工作的。说明事物的两面性，有利有弊，引导学生用辩证法看问题。这样的教学设计可以使学生在今后的工作中遇到新事物时，不钻牛角尖，能够全面地看待和分析问题。
机车车轮联动机构 飞机起落架机构
案例三：持之以恒的科学精
在齿轮的齿廓曲线一节中，讲到满足定传动比的齿廓曲线有渐开线、摆线、变态摆线、圆弧齿廓等，其中渐开线齿廓传动性能好，便于制造、安装、测量和互换使用，其应用最广。然后抛出问题，那么渐开线齿廓是怎样形成的？引入机械发展史，从15世纪达芬奇绘制出齿轮的草图，到1767 年瑞士科学家欧拉对渐开线发表新见解，到1837年英国的威列斯制造出渐开线齿轮，整整用了两百多年的时间。从欧拉探索渐开线到威列斯制造出渐开线齿轮，整整用了七十年的时间。得出思政元素：由此可见科学探索不是一朝一夕的事情，要持之以恒，坚持不懈！同样学习的收益也不是立竿见影的，“机械原理“这门课程图形多、理论性、系统性强，学习起来有一定难度，同学们要沉住气、耐下心学习。钱学森说过“不要失去信心，只要坚持不懈，就终会有成果的。”
达芬奇齿轮草图
案例四：严谨认真的科学精神
在课堂上讲完如何用矢量方程图解法对机构进行速度和加速度分析后，分5个小组给同学现场布置任务，通过作图法求解机构上某一点的速度和加速度。规定的时间后，每组提问1名同学，他们的答案是不一样的，让大家讨论谁的答案最准确，观察5名同学画的图，在方程和计算都正确的前提下，比例尺的选取决定了答案的准确率，比例尺过大或过小，都会影响结果的准确性，所以比例尺的选取一定要合适，1：1的比例尺，误差是最小的。通过这次讨论，引发学生们思考，也告诫学生机械绘图要精益求精，从而培养学生严谨认真的科学精神。
案例五：培养团队协作能力和创新精神
在课上讲完机构的组成原理、结构分类及结构分析后，随机分8个小组，每小组布置一个设计机构的任务，要求课下每组学生构思所要设计的机构，然后画出机构运动简图，下节课组织学生按小组在实验室进行机构的搭接、运转实验，验证所设计机构的合理性。分组完成任务培养了学生的团队协作能力，让学生认识到团队精神的重要性。设计机构的任务激发了学生的学习热情和创新精神，培养学生机构创新设计能力。机构的搭接、运转实验培养了学生工程实践能力。
课程思政实施成效及学生反馈
将思政元素融入机械原理课程后，取得了一定的成效。学生的整体成绩有一定提高，与未实施课程思政的班级相比，学生的课堂出勤率高，学习态度端正，线上线下作业完成质量提高，班级整体学习氛围愈发浓厚。
通过调查问卷的形式了解学生对该课程的学习体会，90%的学生认为通过学习”机械原理”课程，爱上机械，立志成为德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。大部分学生对融入思政元素的教学方法表示认可，觉得是很自然地融入，不是生搬硬套，达到了润物细无声的育人效果。极少数学生对于思政内容没有感觉，针对上述问题，教师可以在授课过程中加入一些视频，以生动幽默的表现形式向学生展示，逐步培养学生的学习兴趣。同时，在选择案例时可以尽量与知识点紧密结合，加深学生对知识点理解的同时激发学生的求知欲望，教师讲授时可以多结合自身的感受和理解，以此引发学生的共鸣。
《机械设计》课程思政案例
一、课程教学目标
《机械设计》是机械设计制造及自动化专业的一门核心课程，也是培养机械工程类学生具有机械设计能力的一门技术基础课程。
课程目标1：掌握通用机械零件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，具有设计一般机械的能力。
课程目标2：学会应用多种方案设计满足使用要求的机械零件，通过分析、比较，评判出最优方案。
课程目标3：对机械设计的新发展有所了解，能够了解和初步掌握现代机械设计。树立正确的设计思想，了解国家当前的有关技术经济政策，坚持可持续发展的设计思路。
二、思政育人目标
培养学生的专业认同感、科技报国的家国情怀和使命担当，培养学生科学严谨、一丝不苟的工作作风，培养学生团队协作精神、创新精神、环保意识，培养学生的辩证思维能力，使学生形成正确的世界观、人生观、价值观。
三、课程思政典型教学案例设计
案例一：专业认同感、科技报国的家国情怀和使命担当
在“绪论”一章中，讲到“机械设计课程的地位和作用”时，通过PPT，引入机械发展史。从西汉时期发明的指南车，到南宋时期发明的用于风力提水的立轴大风车，到现代使用的高铁、飞机、卫星、宇宙飞船等，说明各行各业都离不开机械，激发学生的专业认同感。再播放纪录片大国重器全球最大的履带式起重机、全球最大吨位装载机，展示中国工程机械已经拥有跻身世界第一梯队的实力，挑战极端工况，实现百年梦想，从而激发学生的爱国主义情怀和专业自豪感。
指南车 立轴大风车
全球最大的履带起重机
12吨位装载机
同时对比国内外的机械发展现状，说明机械工业是衡量一个国家工业化程度的重要标志，也反映了一个国家的现代化水平和经济发展水平，指出与发达国家相比，我国的机械工业在很多方面还有很大的差距，通过讲述航空发动机 “卡脖子”技术难题，关键元器件仍依赖进口，以及中兴事件、MatLab被禁用等案例，让学生明白，核心技术要不来也买不到，坚定自主创新理念，关键技术设备必须掌握在自己手里，才能真正发展。告诉学生只有学好专业知识，才能成为社会主义可靠的建设者和接班人，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。
案例二：科学严谨、一丝不苟的工作作风
在“螺纹连接设计”一章中，讲到“螺栓连接的失效形式”。强调螺栓虽小，但强度不够，会导致严重的事故。引入2个工程案例，引起学生的重视。2011年北京地铁4号线动物园站上行扶梯突然发生倒转，致1人死亡、30人受伤。事故的原因是由于两个固定螺栓脱落和断裂引起驱动主机偏移，链条脱落，导致扶梯逆行。2014年，宝马汽车免费召回23万余量汽车。召回的原因是，发动机运转过程中，固定螺栓有可能松脱甚至断裂，导致发动机可变气门正时机构的密封性受到影响而发生异常或失效，发动机可能因此无法启动或产生机械损坏，存在安全隐患。因此机械设计人员必须具备高度的责任心，严肃认真的工作态度，对其所承担的设计工作做到原理正确，方案先进可行，产品制造、安装、使用、维修方便、可靠。一个很小的疏忽，可能会导致严重的后果，甚至付出生命的代价。从而培养学生严谨认真的科学精神。
事故1
事故2
案例三：用唯物辩证法的观点看待问题
在“摩擦、磨损及润滑”一章中，讲到“摩擦”时，让同学们分组讨论摩擦的应用及利弊，然后每组派代表回答问题，最后教师总结：同学们说的都很对，我们的生活离不开摩擦，如走路、跑步、刹车等都要靠摩擦实现，但是摩擦会导致磨损、消耗能量、降低效率等，所以摩擦既有利又有弊，同样任何人都有优缺点，说明事物都具有两面性，要求学生用唯物辩证法的观点看待问题，既要看到好的一面又要看到不好的一面，使学生在今后的工作中遇到新事物时，不会钻牛角尖，能够全面地看待和分析问题。
利用摩擦原理工作
案例四：持之以恒的科学精神
在“齿轮传动”一章中，讲到“概述”时，引入齿轮专家的事迹。中国科学院院士王立鼎长期从事精密机械和微纳机械方面的研究，近年研制成功1级精度基准标准齿轮，居国际领先地位，其科研成果推广到若干单位。他高度的勤勉和自律，在外人看来甚至到了一种严苛的程度。王立鼎的人生信条“天才出于勤奋，务实才能成功。为了制造出高端齿轮，改变我国高端齿轮产品大量依赖进口的现状，今年40岁的曹华军已在机床及机械传动领域潜心研究了20年。这位重庆大学机械工程学院教授研发出的技术 “齿轮高速干式滚切工艺”打破了国外垄断，使我国齿轮制造向高端迈进。由此可见科学探索不是一朝一夕的事情，要持之以恒，坚持不懈！同样学习的收益也不是立竿见影的，“机械设计 “这门课程图形多、内容多、知识点多，同学们要沉住气、耐下心学习。
王立鼎 曹华军
案例五：团队协作能力
在“联轴器和离合器”一章中，由于内容比较简单，采用汇报式教学方式。提前一周老师将学生按人数随机分5小组，并对每小组布置任务，要求上课时每小组派个代表以PPT形式进行汇报，其他小组成员对其进行点评，教师最后进行总结性评价和指导。分组完成任务培养了学生的团队协作能力，让学生认识到团队精神的重要性。
小组汇报成绩=教师评价得分*80%+组间互评平均分*20%，激发了学生的习热情和竞争心理，提高学习质量。
案例六：创新精神
在“轴”一章中，讲到“轴的结构设计”时，课上随机分10个小组，每组布置一根轴系的结构设计任务，要求课下绘制出轴系结构草图。下次实验课，每个小组同学按照所设计的结构草图，进行轴系的装配实验，课后每位同学提交实验报告中要手绘一份轴系结构装配图。大部分同学在轴系装配过程发现设计的轴系有问题，在老师的指导下即时调整结构，按时完成装配任务。如齿轮有采用直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮等的，齿轮的结构有采用齿轮轴、实心式齿轮、腹板式齿轮的，轴承有采用深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承等的，轴承的润滑方式有采用脂润滑和油润滑的。通过轴系结构的装配实验，培养了学生的创新能力、团队协作能力、工程实践能力。
轴系结构装配图
案例七：环保意识
在“机械设计概述”一章中，讲到“机器设计的基本要求”时，通过PPT,将燃油汽车和新能源汽车进行对比，说明新能源汽车的优点：环保零排放和无污染；噪音小，电动机在工作的时候振动和噪音都要远低于燃油汽车。指出发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。截至2021年，中国新能源汽车产销量已经连续七年位居全球第一，成为世界新能源汽车第一大国，激发学生的爱国主义情怀。强调同学们在设计机械时不仅要考虑功能、运动和动力性能要求、工作安全可靠要求、市场需要和经济性要求、工艺性要求、标准化要求，也要考虑环保要求，降低污染、噪音，节能减排，实现机械设计可持续发展，培养学生的环保意识。
燃油汽车 电动汽车
课程思政实施成效及学生反馈
将思政元素融入机械设计课程后，教学效果有了较大提升，学生的整体成绩有一定提高，与未实施课程思政的班级相比，学生的课堂出勤率高，学习气氛浓厚，作业完成质量提高。
采用调查问卷的形式了解学生对该课程的学习体会，90%的学生认为通过学习”机械设计”课程，更加热爱祖国，热爱机械，立志成为德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。极少数学生对于思政内容没有感觉，针对上述问题，教师应将更多地工程实际案例引入课堂，更好地吸引学生的注意力，激发学习的动力与兴趣，并引导学生树立振兴机械制造业的强国志向。
《工程图学概论》课程思政案例
一、课程教学目标
《工程图学概论》是机械设计制造及自动化专业的一门专业基础课程，是一门以正投影理论为基础，研究如何绘制和阅读工程图样的课程，既有系统性、理性论又有较强的实践性。
课程目标1：掌握正投影的基本理论。
课程目标2：掌握组合体三视图的阅读与绘制、轴测图的基本画法，熟练握有关制图的国家标准及基本知识。
课程目标3：掌握机件的各种表达方法并具有基本的综合应用能力，具备一定的徒手绘图、尺规绘图的能力。
二、思政育人目标
养成自觉遵守国家标准和生产规范的习惯，培养技术实践的意识和能力；培养现代工程意识、创新设计能力和构型设计能力；培养认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风；培养透过现象看本质的求实精神。
三、课程思政典型教学案例设计
案例一：自觉遵守国家标准和生产规范，培养技术实践的意识和能力
在课程“绪论”中，讲到“图样的发展历程”时，通过PPT图片演示，引入“图样”的发展史。从秦汉时期起，我国已出现图样的史料记载，宋代李诫(仲明)所著《营造法式》一书中采用了大量的图样，包括平面图、轴测图、透视图，表达了复杂的建筑结构，如殿堂的正投影图，栌斗、华拱的斜轴测投影图等，阐明图样在工程技术人员交流和文化传承中的重要性，引领学生进入工程技术领域，激发学生的专业认同感和增强学习自信及民族自豪感。
《营造法式》 殿堂 栌斗和华拱
同时介绍了法国的工程师和数学家加斯帕·蒙日的工作，即用几何学的原理系统地总结了将空间几何形体正确绘制在平面图纸上的规律和方法，进而阐述在科学技术发展历程中，我国与西方发达国家尚存很大差距，引导学生树立正确的学习观，力争上游，只有牢牢掌握关键核心技术，实现创新驱动发展，才能勇于担当新时代的四有新人，建设和服务社会主义现代化，进而激发学生的使命感和家国情怀。
案例二：培养现代工程意识、创新设计能力和构型设计能力
在“投影基础”一章中，讲到“投影法的形成”，借助日常所见“影”的形成，阐述了古人如何利用“影子”这一习以为常自然现象，通过科学地归纳，制作出日晷用于计时，并总结出“投影”的工程概念，强调善于和敢于师法自然，自觉养成耐心细致、观察入微的习惯和工作作风，进而培养学生严谨认真的科学精神。
影子的形成 日晷
案例三：培养认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风
在“立体的视图”一章中，讲到“三视图的形成及投影规律”时，引出宋代诗人苏轼《题西林壁》中的诗句“横看成岭侧成峰，远近高低各不同。”和《大般涅槃经》中的典故“盲人摸象”，并给出庐山和盲人摸象的图片，让同学们踊跃讨论山的形状、对诗句和图片的理解。通过诗句、典故的讲解和结合同学的回答，最后总结到每个人所处的位置不同，看到的风景和摸到象的部位便也截然不同，说明事物具有两面性或多面性，要有全局意识，要坚持唯物不能唯心，多角度看问题，虚心听取别人意见，不固执已见、闭门造车，要广纳意见，善用换位思考，形成全面地看待和分析问题。
庐山 盲人摸象
案例四：培养透过现象看本质的求实精神
在“组合体及其三维建模方法”一章中，讲到“看组合体视图的方法”时，引入美国挑战者号航天飞机发射升空后解体的事迹。1986年1月28日，美国挑战者号航天飞机升空后，外部燃料舱在泄漏出的火焰的高温烧灼下结构失效，使高速飞行中的航天飞机在空气阻力的作用下于发射后的第73秒解体，机上7名宇航员全部罹难。挑战者号的残骸散落在大海上。经过调查，费曼将问题锁定在火箭助推器的O型环密封圈，该O型环为橡胶材料，具有一定膨胀性，以便在挑战者号发射时为火箭脆弱的接合处提供密封功能，防止高温气体接触燃料箱，在调查公开会议现场，费曼用一个非常简单的实验作了说明：他将连接件模型上的O型环稍作挤压后置入冰水一段时间后取出，发现从冰水里拿出的O型环材料没有恢复原形，换句话O型环密封圈在低温环境下变得僵硬失去弹性而失效，造成了空中爆炸的惨剧。
挑战者号发射升空 费曼演示冰水实验
科学研究有一种内在的诚实，科学的探索也非旦夕之功，需要厚积薄发、上下求索的精神，才能避免重大失误带来的生命和财产损失。组合体视图的表达和看图方法类似，只有不断掌握基本体的三视图和投影规律，掌握线面的投影特性，积累丰富的素材，才能在复杂的组合体读图和画图中挖掘本质，即其所包含的基本体类型，利用知识迁移解决复杂组合体的三视图绘制和补漏图线。因此，透过现象看本质,需要去粗取精,去伪存真,由表及里,由此及彼。
课程思政实施成效及学生反馈
将思政元素融入工程图学概论课程后，教学效果有了较大提升，学生的整体成绩有一定提高，与未实施课程思政的班级相比，学生的课堂出勤率高，学习气氛浓厚，作业完成质量提高。
采用调查问卷的形式了解学生对该课程的学习体会，90%的学生认为通过学习“工程图学概论”这门课程，增强了民族自豪感，使命感，培养了严谨认真的科学精神。极少数学生对于思政内容没有感觉，针对上述问题，教师应将更多地工程实际案例引入课堂，更好地吸引学生的注意力，激发学习的动力与兴趣。
