本文分享了國家級課程思政示範課程《機械原理》，供各位老師學習借鑑。

1、課程和案例的基本情況

課程名稱：機械原理

授課物件：機械類專業大二本科生

課程性質：專業核心必修課

課程簡介：

機械原理是機械類專業必修課，以機構設計和分析為主線，培養學生具有一定的機械系統運動方案創新設計能力，教學內容涵蓋機構組成理論、運動學、動力學及各種常用機構的設計方法等機構和機器的共性問題，具有較強的綜合性和工程實踐性，在學生整個學習過程中起著承上啟下和培養學生創新思維、綜合設計能力及工程實踐能力的重要作用。

結合我校人才培養定位及機械類專業特色，機械原理課程不斷強化以學生為中心的頂層設計和教學實施，針對課程重點難點，精心設計課堂學習、研究性學習、實驗學習和綜合性課程實踐等教學環節，透過科教融合、資源建設、教學模式改革、課賽結合等，從不同維度提升課程的高階性、創新性和挑戰度，培養學生的創新意識、辯證思維、現代工具應用能力、綜合設計能力和解決複雜工程問題能力，並透過學生形成性考核評價和課程質量評價促進課程持續改進。與此同時，深入挖掘課程育人功能，提出“四融合一示範”課程思政建設思路，將教書育人貫穿於課程教學及實踐活動全過程，強化學生在智慧製造強國戰略中的責任意識和使命擔當，實現價值塑造、知識傳授和能力培養同向同行。

歷經多年，機械原理課程建設取得成效，2003年獲評北京市精品課程，2015年透過評北京交通大學優質課程驗收，2020年獲評國家級線下一流本科課程，同年獲評北京交通大學教書育人“最美課堂”和課程思政示範課，課程團隊於2018年獲評北京交通大學“三育人”先進集體，2020年獲評北京交通大學課程思政優秀教學團隊。

案例簡介：

機構結構分析是機構運動分析、力分析和機構設計的基礎，是機械系統方案設計和機構創新設計的重要環節。本案例的教學內容為“機構自由度的計算”，是機構結構分析一章的重點，具體包括“機構具有確定運動的條件、機構自由度的計算和計算平面機構自由度時應注意的事項”，機構自由度計算結果正確與否，直接影響機構運動的可能性和確定性判斷，進而影響機構設計方案可行性的評價。

本講的學習目標：

知識傳授：①理解平面機構自由度計算公式及其內涵；②準確識別並正確處理機構中的複合鉸鏈、區域性自由度和虛約束；③正確運用自由度計算公式計算機構的自由度，並判斷其是否具有確定的運動。

能力培養：應用所學分析機構設計方案的可行性，並從工程角度對方案優劣進行評價。

價值塑造：①學自由度計算公式探索歷史，增長知識見識，體會科學精神，認識事物發展一般規律；②從自由度計算應注意事項中學習辯證思維方法，樹立正確的人生觀和價值觀；③逐步建立分析解決工程問題的全域性觀、講求實效的工程觀，培養嚴謹認真、精益求精的工匠精神。

2、案例蘊含的思政元素分析

（一）機械原理課程思政建設總體思路

機械原理是機械類專業的核心課，兼具理論系統性和邏輯性及工程實踐性，基於課程特點，深挖課程蘊含的思政元素，確定課程育人目標，提出具有機械（ME）特色的“四融合一示範”（4Merge1Example）課程思政建設思路，透過教學內容、環節、方法及模式的合理設計，將課程教學與學生理想信念、愛國情懷、知識見識、奮鬥精神及綜合素質、職業素養及行為習慣培養相融合，以及教師以身作則、行為示範，實現價值塑造、知識傳授和能力培養同向同行，做人做事齊頭並進（圖1）。

圖1 機械原理課程思政育人目標及建設思路與舉措

（二）“機構自由度的計算”案例中蘊含的思政元素分析

本案例依託“機構結構分析”一章的重點內容“機構自由度的計算”，將其中蘊含的“科學精神、辯證思維方法、工程觀、全域性觀、工匠精神和責任意識”等思政元素與課程內容及教學活動相融合，發揮課堂教學在育人中的主渠道、主戰場作用。

1。 科學精神、使命擔當。

（1）在智慧製造強國戰略中，製造裝備的創新離不開機械創新，機構創新是機械創新的重要組成，方案可行性評價是機構創新的關鍵步驟，機構自由度計算是方案可行性評價的基礎。透過科教融合案例，介紹課程學習與國家裝備製造業創新發展的關係，可使學生明確學習目標，激發其學習積極性和在智造強國戰略中的責任意識。

（2）自由度計算公式150年的發展，飽含著中外學者鍥而不捨、追求真理的科學精神及對自由度問題認識不斷積累、漸進和飛躍的歷程，揭示了事物發展的一般規律，特別是可透過中國學者在其中的貢獻和精神品質，增強學生的民族自豪感、探索未知、追求真理的責任感和使命感。

2。辯證思維方法

機構中的複合鉸鏈其實是觀察視角的問題，區域性自由度和虛約束則是與工程實際密切相關，解決以上問題時，需要採用轉換視角、動態觀察，抓主要矛盾等分析問題、解決問題的辯證思維方法，同時，透過對區域性自由度工程意義的認識，引導學生理解區域性改變，整體提升的人生哲理，激發其自我提升的意識。

3。工程觀、全域性觀與工匠精神

透過工程案例，引導學生理解虛約束的工程意義和設計原則，逐步建立注重實效、具體問題具體分析的工程觀；透過設定問題情境，給學生提供解決問題的機會，循序漸進地培養其在設計中的全域性意識及嚴謹認真、精益求精的工匠精神；透過設定進階型課後作業，引導學生主動實踐，努力提升自我，不斷積累經驗，成為國家未來合格的建設者。

3、案例教學整體設計

（一）教學設計

結合教學內容，分別採用專題嵌入式、因勢利導式和潛移默化式三種方式在教學活動中融入課程思政（圖2）。

圖2 案例思政教學設計

1。專題嵌入式

課程匯入。透過影片、例項直接點明機構創新設計對智慧製造強國戰略的重要性及方案可行性評價的必要性，激發學生學習熱情和責任意識。

自由度計算公式的探索歷程。透過時間軸和人物線，闡明事物發展的一般規律和學者們不斷探索的科學精神及中國學者的精神品質。

2。因勢利導式

自由度計算應注意事項和課堂討論部分，透過設定問題，啟發學生與教師共同探究問題的本質，因勢利導地培養學生分析問題、解決問題的辯證思維方法、設計中的全域性意識及嚴謹認真、精益求精的工匠精神和正確的人生觀和價值觀。

3。潛移默化式

機構自由度的計算和課後作業部分，將認識方法的侷限性及合理選擇、主動學習及探究精神和能力培養融入教學和完成具有挑戰度作業的學習過程中，在潛移默化中培養學生良好習慣、提升學生綜合素質。

（二）教學實踐

本講綜合運用啟發式和案例式相結合的教學方法，透過布障法設定問題，輔以機構動畫，引導並啟發學生從機構自由度計算過程中產生的錯誤入手，分析計算結果與機構實際自由度不符的原因，引出複合鉸鏈、區域性自由度和虛約束等概念，進而引導學生得出解決問題的辦法，培養學生分析問題解決問題的辯證思維；透過設定問題情境，引導學生對工程案例進行分析，進而正確理解區域性自由度和虛約束的工程意義，積累正確運用虛約束的知識和經驗，在準確識別、正確計算機構自由度的基礎上，逐步建立設計中的工程觀和全域性觀，透過問題牽引，培養學生的探究精神和理論聯絡實際、具體問題具體分析的設計觀。

表1 教學內容、過程及設計

（三）教學反思

本講是機械原理課程第二章“機構的結構分析”的第2講，目標是使學生能夠正確計算機構的自由度，並判斷機構是否具有確定的運動，進而對機構運動方案的合理性進行初步評價。教學設計符合學生知識水平和認知規律，以影片開場吸引學生注意力，以機構方案評價中的自由度計算為主線，透過圖片、動畫、案例、提問、參與式學習等展開教學內容，學生積極投入，教學效果良好，較好地完成了知識傳授。

透過專題嵌入式、因勢利導式和潛移默化式，較為自然地將事物發展規律、辯證思維方式、設計中的工程觀、科學精神、工匠精神等思政元素融入專業知識的教學中，有效激發了學生的學習熱情和責任意識，提升了學生分析問題解決問題能力。

為了使課程思政的開展更自然，使融了思政鹽的湯更有味道，需要進一步挖掘具有交通特色的思政新元素，持續更新思政案例，精細課程思政教學設計和創新課程育人途徑。