一、课程教学目标
1.知识传授目标：熟悉握机械传动、机械连接和轴系零部件的基本知识与设计方法，并应用于无机非金属材料工程领域的复杂工程问题的论证、辨别和评价。能够根据机械设计的基础知识，判断复杂工程问题解决方案的关键制约参数。
2.能力培养目标：运用机械传动的基本理论，识别和判断关键运动本质，分析机械传动的特征，参考机械设计手册，按照需求进行传动设计。
3.能力培养目标：基于机械零件的基础知识，按照标准，正确设计及选用相关零件，并达到进行装配。
二、思政育人目标
强化学生工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。能站在环境保护和可持续发展的角度思考机械设计过程中的经济性。
三、课程思政典型教学案例设计
本课程从机械设计准则、机械发展史和大国重器等角度开展课程思政，培养学生的人格修养、科学思维、工匠精神和家国情怀。以学科热点为切入点，与专业有机结合，以求达到“润物细无声”的思政效果。
案例一：树立正确价值观
教学内容：绪论
案例意义：
通过对机械设计发展现状的介绍，让同学们了解我国机械产业和制造业的发展现状，以及现代机械产业和机械设计软件的众多核心技术都掌握在国外企业手里的现实，认清我国与发达国家在高性能装备和软件技术方面存在的较大差距，激励同学们刻苦学习，脚踏实地、认清差距，奋起直追，弯道超车，由此培养其爱国精神。
教学过程：
1.介绍我国机械业的发展状况：未来机械设计学科的发展总趋势是全球化、信息化、绿色化、知识化。我国在机械领域的现状是，很多高新技术尚未掌握，很多重大制造装备和科研仪器都不能自主设计制造，缺乏自主创新能力。我国是制造大国，但还不是制造强国，发电设备、机床、汽车、电子制造等产品产量居世界前列，但进入世界五百强的制造业仍非常少见，并且关键元器件大多依赖进口。以机器人设计制造为例，我国对于相对简单的机械本体设计已经基本掌握核心技术，但是最关键的电机、减速器和控制系统，仍然依赖进口，尤其是高性能减速器。根据最新统计，工业机器人的成本构成中，高性能减速器的成本占比为35%,主要类型包括谐波减速器和RV减速器。这两种减速器主要供应商为日本企业，而我国相关企业的性能仍赶不上国际先进水平。
2.分析指出我国机械业发展相对落后的现实：国产机器人的成本始终居高不下，在市场上竞争力不强。这些都涉及多学科协同发展的问题，机械行业越往上发展，就越是离不开信息技术、电子技术、神经网络技术等的协同发展，由于在这些方面的落后，以及应用这些技术来促进机械制造业的发展和体制没有很好地跟上，我国机械产业的发展相对滞后。
总结强调：对学生寄予的期望：希望同学们树立振兴我国机械制造业的豪情壮志、远大志向，要时不我待，只争朝夕；要扩大专业知识面，跨学科跨专业学习，具备攻克多学科多专业复杂难题的知识和能力。
案例二：行业软件与国家安全
教学内容：零件设计
案例意义：
1.让学生正确认识我国机械行业设计与分析软件的发展现状以及具体功能，强化爱国主义教育和国家安全意识。
2.让学生知道主流的机械设计软件的众多核心技术和专利目前掌握在国外企业手里，我国与国外在高性能软件技术方面差距较大。
3.研发自主知识产权的建模和分析软件关系到企业利润问题，是保护国家安全的需要。教育学生增强保密意识，培养爱国精神。
教学过程：
介绍主流的机械设计软件：目前世界上主流的二维建模软件包括 AutoCAD、CAXA、中望CAD等，主流的三维建模软件包括SolidWorks、CATIA、Creo、UG等，主流的CAE软件包括ANSYS、ADAMS、ABAQUS等。这些软件大部分都是国外软件。我国在二维设计软件上有一定的积累，也占据了一定的市场份额，但是在更复杂也更有意义的三维设计软件上仍然远远落后，需要同学们去突破，掌握核心科技。
为什么一定要有自主知识产权的建模和分析软件？这不仅关系到企业利润问题，更关系到国家安全问题。国外建模软件由于处于垄断地位，不仅售价高昂，而且具有功能限制。另一方面，在国防核心部门，曾经出现过因为采用国外建模软件而泄密的事故，所有设计都需要推倒重来，所有计算机都需重新更换，对我国国防建设造成了巨大的损失。
总结强调：任何软件都存在安全问题，设计时一定要从保护国家和行业安全出发，从设计上确保软件具有高度的不可侵入性。时刻绷紧这根弦，也是将来大家作为机械技术人员的一种社会职责和担当。
案例三：蕴含在齿轮设计中的哲理
教学内容：齿轮传动
案例意义：
通过对齿轮设计思维方法的介绍，引申拓展到学生的内修外行上，引导学生努力克服自身的缺点，追求德智体全面发展。
教学过程：
1.介绍齿轮设计的思路方法：在齿轮设计中，需要考虑具体的齿面硬度、齿轮的安装形式（开式或闭式），以及其他具体条件，来判断齿轮的主要失效形式，从而选择具体设计准则。其基本思想是根据具体设计参数和应用场所找到齿轮的最薄弱环节，然后针对最薄弱环节进行分析。这个设计过程蕴含了朴素的哲学道理。不管是机器还是人，都需要全面发展，某些方面的重要缺陷，可能会导致严重的后果。对于机器，可能达不到预期的寿命。这里蕴含了“全面系统”的思想。
2.延伸拓展：对于人，又何尝不是一样的道理呢？如果人一旦在某些方面犯了大错，轻则会毁掉自己的人生，重则严重危害社会。
总结强调：同学们应经常“照照镜子，洗洗澡”，经常按照社会主义核心价值观的要求，开展批评和自我批评，及时反省自己，发现思想意志方面的薄弱点，并及时做出改正，追求德智体美劳全面发展。正如毛泽东曾经讲过的：“扫帚不到，灰尘照例不会自己跑掉。
案例四：学习老一辈专家的工匠精神
教学内容：平面机构
案例意义：
通过介绍我国机构学领域的研究现状、主要学校和学者分布及其填补多项国际空白的影响力，强化爱国主义教育，激励学生刻苦学习，向大师学习，为我国机械制造业发展振兴做出贡献。
教学过程：
介绍我国机械领域大师们的辉煌：在机械学科中，有很多行业大师值得大家学习。例如，燕山大学的黄真教授，是我国最早从事并联机器人研究的学者，在国际上也是最早的几位知名学者之一。他在学术上的突出贡献主要表现在三个方面：建立了并联机器人机构学系统理论；解决了国际上持续争论了150年的统一通用的自由度原理与公式；首创并联机构的通用综合原理。大家都知道，机构的综合和分析是机构理论中的两个基本部分。平面机构的综合和分析相对简单，空间并联机构的综合和分析异常复杂，而黄真教授团队解决了这个问题。2010年黄真获得国际机械工程IFToMM组织授予的“卓越成就奖”，是该奖开奖来第一次授予华人。黄真为我国机构学的发展做出了极大贡献。
黄真团队成功将并联机构学理论直接应用于国家高技术的多个方面，取得许多成果，包括亚洲最大的上海65米射电望远镜，和贵州500米口径FAST射电望远镜的研制工作。其机械系统的核心部件馈源舱就是依据6自由度并联机器人机构学理论所建造的。
总结强调：第一，中国的老一辈机械专家十年如一日，牺牲假期，全身心扑在工作上，一次又一次地进行分析和试验，最终为我国机械行业发展做出了巨大贡献。在他们身上彰显了强烈的社会责任担当和历史使命感，是工匠精神的生动体现。第二，大家一定要以这些大师为榜样，学习发扬他们精益求精的工匠精神，继承他们敢于为国担当的家国情怀。
案例五：培养学生设计的大局观意识
教学内容：机器的组成
案例意义：
讲解机器的组成知识，使学生树立大局观意识，懂得不论设计什么都要充分考虑社会、安全、文化、环境等因素，培养学生的综合素养和能力。
教学过程：
案例引入背景：作为机械设计师，在设计机器的过程中需要从使用者的角度出发，以人为本，理解人、机、环境三大要素之间的关系。
具体讲授过程：人们为了满足生产及生活的需要，设计和制造了类型繁多、功能各异的机器。但是，在蒸汽机出现以后，机器才具有了完整的形态。一台简单的机器应包含三个基本部分：原动部分，驱动整部机器完成预定功能；执行部分，用来直接完成预定功能或者动作；传动部分，将原动机的运动形式、运动及动力参数转变为执行部分所需要的运动形式、运动及动力参数。随着机器功能越来越复杂，人们对机器的要求也越来越高，所以机器除了以上三个部分外，还会不同程度地增加其他部分。
总结强调：安全、健康、环保、舒适的理念进入并体现在各类的工程设计里，已经成为工程技术人员的共识。工程技术人员要树立大局观意识，设计时要充分考虑健康、安全、环保、经济和社会效益等因素。作为一名机械工程设计师，不能局限于本专业的知识学习，还要懂声、光、电、控制等，并了解解剖学、生理学、人体测量学、卫生学、心理学等学科知识。
案例六：标准对于做人做事的启示
教学内容：机械制图
案例意义：介绍工程制图必须严格遵守国家标准的意义，进而由标准引申到国家法律法规对于规范约束人们行为、协调各种社会关系、稳定社会秩序、促进社会有序发展的重要作用和积极意义，引导学生牢固树立法律意识并自觉遵守。
教学过程：
1.问题导入：我们常会在日常生活中接触的商品上发现上面写有执行某某标准的字样，那么这个到底是什么意思呢？其实这就是“标准化”在我们身边的体现。我们接触的商品几乎都是有标准的，如，家中电表箱人户电源线有三根，颜色分别为红色（火线）、蓝色（零线）和黄绿相间（地线），并且每根线都比较粗。这是因为针对商品房用电安装有明确的执行标准，即《住宅建筑电气设计规范》。再如，筷子是我们日常生活中必备的餐具，假设我有一套生产设备，如果自行生产一次性筷子，但是，很遗憾，我生产的筷子永远不会被摆在大超市的货架上，而原因很简单，我生产的筷子未通过国家标准检测。
2.讲授过程：标准是市场竞争的制高点，“得标准者得天下”。可以说，标准决定着市场控制权。从这个意义上来看，谁的技术成为标准，谁制定的标准为世界所认同，谁就会获得巨大的市场和经济利益。同样，在工程技术领域中标准也非常重要。画法几何与机械制图是一门用图样来确切表示机械的结构形状、尺寸大小、工作原理和技术要求的学科，图样由图形、符号、文字和数字等组成，是表达设计意图、制造要求以及交流经验的技术文件，常被称为工程界的技术语言。因此，在设计和绘制机械图样时必须严格遵守相关的国家标准，而这也是本课程特别强调规范性、标准性的原因。
总结强调：
大家对国家标准要产生敬畏之心，养成喜欢查标准、用标准以及按标准做事的习惯。同样，大家也应遵守法律法规和学校的各项规章制度。
案例七：为我国古人的互换性生产奇迹点赞
教学内容：零件：互换性
案例意义：让学生从秦始皇陵兵马俑坑出土的四万多件兵器事件中体会，我国古代应用互换性生产的历史很早，是一个了不起的奇迹。在点赞我国古代劳动人民聪明智慧的同时，激发学生的爱国热情和实现中华民族伟大复兴的使命感。
教学过程：
1.问题导入：今天我们讲互换性概述，先与大家交流几个问题：什么是互换性？互换性有什么好处？如何保证互换性？请学生回答，或者在教材中找到答案并标记。其实，互换性非常重要，因为互换性，我国古代劳动人民创造了无数奇迹！
2.介绍兵马俑：我国研究人员通过对秦始皇陵兵马俑坑出土的四万多件兵器进行研究发现，秦军使用的弓弩机（远射程弓箭）制作精良，一致性好，弓弩机的零部件是可以互换的。从出土的大量青铜镞（箭）实测结果看，一批镞的形状和尺寸差别很小。因此，箭和弓弩机都是标准的，具有互换性。互换性生产有利于弓弩机的大批量生产，来自不同兵器作坊的同一型号零部件可以不经过挑选或修配就能进行组装；某个零件坏了，还可以快速更换而不影响使用。这样就方便了生产、使用和维修。
总结强调：
弓弩机的制造，就是互换性的产物，互换性使批量生产成为可能，也使替代件成为可能，同时还可以降低成本，既具有工业意义，也具有经济意义，还具有战略意义。
案例八：强制性国家标准必须遵守：遵纪守法教育
教学内容：标准与标准化
案例意义：教育学生要遵纪守法，有职业道德，让他们懂得违反强制性国家标准后果很严重，以此强化学生的法律意识，培养他们遵纪守法的职业道德素养。
教学过程：
1.问题导入：在讲标准与标准化之前，我们先讨论什么是标准？什么是强制性标准？强制性标准和推荐性标准有何区别？如果明知故犯，将分别带来什么严重后果？请学生回答，或者在教材中找到答案并标记（学生讨论过程略）。大家的讨论基本上能在正确的方向进行，值得肯定。
2.介绍标准的内涵及作用：标准是指为了在一定的范围内获得最佳秩序，经有关方面协商一致，对重复性事物和概念通过科学的简化、优选后做出的统一规定，并将其制成规范性文件，通过主管机构批准发布，作为共同遵守的准则和依据。
在我国，国家标准可分为强制性标准（代号GB)和推荐性标准（代号GB/T)两类。强制性标准是指涉及人身安全、财产安全、人体健康方面的标准，如电器产品、医药、食品卫生、生物产品等标准。若不遵守，造成严重后果的将追究刑事责任。
3.介绍长春长生疫苗事件：据报道，2017年11月，长春长生生物科技有限公司生产）的25万多支百白破疫苗效价指标不符合国家标准规定，被要求立即停止生产不合格产品。2018年7月15日，国家药监局检查组对其生产现场进行飞行检查发现，该企业在冻干人用狂犬病疫苗生产过程中存在记录造假等严重违反《药品生产质量管理规范》的行为。此事件引起了社会的广泛关注，2018年7月22日，李克强总理做出批示：此次疫苗事件突破人的道德底线，不论涉及哪些企业、哪些人都坚决严惩不贷、绝不姑息。
总结强调：
（1）长春长生疫苗事件，就是违反国家强制性标准的行为导致的，性质非常恶劣，使人民的生命安全受到损害。标准，对于生产质量的保证是根本性的，必须严格执行，不得为了一己之利，存侥幸心理，置标准与国法于不顾。我们在学习生活之中，要养成遵纪守法的良好习惯，在将来的职业生涯中要遵守职业道德、职业规范，遵守生产标准和国家法律法规。
案例九：国之重器－民族自尊心的培养
教学内容：绪论
案例意义：介绍机械工业的重要作用，展示改革开放以来国之重器图片，使学生了解机械行业的现状，增强爱国情感和民族自豪感，并意识到自己在实现民族复兴这一伟大理想中所承担的责任。
教学过程：
1.问题导入：作为机械类专业的学生，在今后的学习和工作中一定会遇到很多关于机械设计和使用方面的问题。实际上，机械原理是机械类各专业必修的一门专业基础课。前，世界各国的竞争主要表现为综合国力的竞争。要想提高综合国力，就要实现生产的械化、自动化，而这需要制造出大量的、种类繁多的、质量优良的机械，为各行业高速目展创造有利条件。
2.课堂讲授过程：
（1）介绍学科现状：目前，世界正经历着一场新的技术革命，新概念、新理论、新方、新工艺不断涌现。同样，机械学科的发展也很迅猛，正在向高速、重载、高精度、高率、低噪声方向发展。同时，它的应用领域不断扩大，可上天，可入地，可下海，甚至以钻入人体内。现在，我国的航天技术处于世界领先地位，而机械就发挥了重要作用，不可没！
（2）国之重器：下面我们一起来看一下“神舟”飞天、“蛟龙”入海、“天眼”探空、墨子”传信、“天宫”合体等国之重器。（结合图片和视频进行讲解，具体内容略）中国已经成为全球创新速度最快的国家之一，让我们体会到这个时代的伟大。自改革开放以来，中国人以敢闯敢干的勇气和自我革新的担当，闯出了一条新路、好路，展现出迈向世界、引领未来的大国气象。
总结强调：为了满足各行各业和广大民众日益增长的新需求，需要制造出越来越多的新产品。因此，现代机械工业对创造性人才的渴求与日俱增，而机械原理课程对培养机械方面的创新人才起着不可或缺的重要作用。
案例十：由一颗螺丝钉了解制造业中的工匠精神
教学内容：提高螺纹连接强度的措施
案例意义：
让学生明白工匠精神是新时代的需要，也是文化的传承。现在，我国正处于从工业大国向工业强国迈进的关键时期，培育和弘扬严谨认真、精益求精、追求完美的工匠精神，对于建设工业强国具有重要意义。同时，应指导学生用这种精神对待自己的学习。
教学过程：
1.案例引入：在新的历史时期，目前的目标是从“中国制造”到“中国创造”，再到“中国智造”，最后落实“中国质造”。对于制造业来说，不论如何创新和智能化发展，最后一定是质量为王，没有捷径！党的十九大报告明确提出，应建设知识型、技能型、创新型劳动者大军，弘扬劳模精神和工匠精神，营造劳动光荣的社会风尚和精益求精的敬业风气。工匠精神蕴含着一种精益求精的精神品质，是指对自己的工作或产品精雕细琢并达到极致的精神理念，是一种情怀、一种执着、一份坚守和一份责任。
2.讲授过程：在通用机械中，连接件占零件数的20%至50%.如，波音747飞机大约有250万个紧固连接件，而其中多为螺纹连接件。值得重视的是，一些重要机器设备中由于起关键作用的螺纹连接件失效而造成严重后果的事例并不罕见。螺纹连接件的设计涉及很多标准，小小的一个螺丝钉从设计、准确测量与加工，到数量庞大的装配过程，无不需要严谨认真、精益求精的工匠精神。
所谓“工匠精神”就是指良好的敬业精神，对每件产品、每道工序都凝神聚力，精益求精，追求极致。说到工匠精神，就不得不提日本一家只有45个人的小公司。很多科技水平非常发达的国家都要向这家小公司订购小小的螺母。这家日本公司叫哈德洛克工业株式会社，他们生产的螺母号称“永不松动”。林克彦花了20年时间发明了哈德洛克螺母。哈德洛克工业株式会社认为，公司多年积累的独特技术和诀窍，对不同的尺寸和材质有不同的对应偏芯量，这是哈德洛克螺母无法被模仿的关键所在。这也是在明确地告诉模仿者，小小的螺母看似不起眼，但即使把图纸给你，它的加工技术和各种参数配合也并不是一般工人能实现的，只有真正的专家级的工匠才能做到。
总结强调：
我们工程技术人员要有强烈的忧患意识、危机意识，因为与德国、瑞士、日本企业相比，中国制造业水平总体上有待提高。无论是制造高端产品，还是生产日常生活用品，我们都有许多学习的空间。
四、课程思政实施成效及学生反馈
课程思政是高校老师立德树人、为我国培养合格的社会主义人才的重要途径，《机械设计基础》课程思政示范课程结合课程思政成立教学团队、更新教学大纲、形成优秀教学案例对专业课课程思政教学推动起到重要作用，思政教育需要与授课内容进行“无形”融合，才能起到“育人细无声”的良好效果。将课程思政融入教学不仅可以提高教学方法上的改进，而且能够通过丰富教学内容提高学生课堂上认真听课的热情，并且提高学生的思想政治水平。
通过问卷调查与辅导员反馈，学生表示本课程结合实际，能反映本学科的知识体系与发展，良好引导了学生在科研报国、严于律己、经济效益、可持续发展等方面的深刻思考。同时，良好激发了学生在课外学习的兴趣。
通过《机械设计基础》授课内容的改革与“课程思政”元素的融入，使学生更好的掌握专业基础知识、机械原理和机械设计方法，同时培养了学生的爱国主义情怀，使学生具备健全的人格品质、正确的价值取向、团队协作意识、奉献精神和集体观念。培养学生有规划、会学习的能力；逐步形成客观、公平、公正评价实物的素养。
