【编者按】2024年1月，学校印发“强基拓新”创新人才培养实施方案，围绕创新人才培养，推进南京、江阴两校区资源一体化，搭建育人平台，进一步构建全员、全过程、全方位的育人格局。作为“强基拓新”教育教学改革的核心，课程建设的地位与作用至关重要。为此，党委宣传部推出“金课育英才”栏目，通过对部分入选国家级一流本科课程的介绍，宣传和展示南理工在专业教育中弘扬“哈军工”精神，培养具有“强基础、重创新”特色人才的生动实践。第二期推出《用高水平金课为人才培养和教育教学双向赋能——记国家级一流课程“机械设计基础”》。
小朱同学是机械学院机械工程专业的一名大二学生。新学期伊始，他便接触到了一门专业课程——“机械设计基础”。在南理工，该课不仅是面向机械工程、武器系统与工程、机械电子、车辆工程、机器人工程等专业学生开设的核心课程，也是被教育部认定的首批“国家级一流本科课程”。
据课程负责人、江苏省教学名师范元勋教授介绍，“机械设计基础”在学生的专业课程学习中起着承先启后的桥梁作用，能够为学生后续学习打下必要的基础。他进一步介绍到，该课程主要向学生介绍机械工程领域常用的各种机构和通用零部件的类型、工作原理、工作特点、基本结构及设计和选用方法等知识。通过课程教学要求学生掌握关于常用机构的结构分析、运动分析和机械动力学方面的基本理论和基本知识，并具有初步的机构分析、设计和选用能力。在谈及该课程对于学生未来的专业发展会有哪些帮助时，范元勋表示，该门课程对于今后从事机械工程相关的设计、制造、管理等工作打下坚实的基础，能够培养学生具备“做得汽车、造得飞船、创造新机械”的基本能力和素养。
创新方法，在教改中让工程实践融入课程教学
全国高校教师教学创新大赛二等奖、江苏省教创赛特等奖获得者祖莉教授，对于如何上好讲透这门课有着自己的心得体会。她引用了苏轼《东坡志林·筒井用水鞴法》中的一句话：“凡筒井皆用机械，利之所在，人无不知”来加以说明。祖莉老师说，学生大都知道筒井机械运动的原理，然而面向地表缺水的干旱地区，却不知该如何设计汲水筒，这种面向实际问题的有边界的设计能力正是学生所缺乏的。她进一步举例道，如果要设计出驱动汽车行驶的四缸内燃机，需要融合关键部件的核心知识，将汲水筒原理迁移至此，用系统设计的方法和思维去实现设计功能。而这恰恰又是我们学生缺乏的第二种能力。假如我们能创新设计底盘，那么汽车就能成为科幻电影中的“百变金刚”。因此，培养学生具备发明创造的工程创新素养就显得尤为关键和重要了。据此，“机械设计基础”课程的教师团队进行了深入地反思，提出了“让工程实践融入课程教学”。团队为此创新了教学方法，带领学生钻研机械原理、探究机械结构和做到善于机械设计。
运用“灵机三动”的教学方法（即用项目驱动教学、用智慧跃动教学、用工程转动教学）进一步激发学生的动心、动脑和动手，成为“机械设计基础”课程教师团队创新教法的有益探索。在项目驱动教学方面，通过发布设计项目，提出问题，引导学生钻研机械原理，对课程动心。在智慧跃动教学方面，为精益机械设计，课程联合学生自主开发机构设计的智能小程序，让学生通过动脑创建小程序，反作用于教学，进一步锻炼了工程思维、数学思维、程序思维等，精益机械设计。而在工程转动教学方面，任课教师让工程机件进入课堂，通过玩转掌上飞轮、滚珠丝杠副、“指尖陀螺”等机件，让学生在边玩边学中，学习“指尖陀螺”的核心零件——轴承，以及重要知识点—动平衡，并领悟两者融合在工程机件上的机理与实际应用。另外，在课程教学的过程中，采取与行业线下对接和线上连接的方式，“走进企业”和“走进实验室”来深入拓展问题。通过微信视频实时连线实验室，由团队教师讲解科研和企业设计中遇到的问题，挑战高可靠性设计方案。组织学生走进企业，让学生能够看到机械零部件的设计制造，看到行业工程文化和发展规划等。
“‘机械设计基础’这门课注重培养学生解决复杂工程问题的综合能力和高级思维，任课教师将理论知识的学习与解决机械工程实际问题、机械创新设计和竞赛中的实际问题相结合，由此达到融会贯通、学以致用的教学效果。”校青年教师讲课竞赛一等奖获得者宋梅利副教授如是说。
同向而行，在学习中激发学生的自豪感和自信心
作为一门专业性强的基础课程，“机械设计基础”的教师团队成功地将课程思政元素融入了教学全过程。他们是如何做到的呢？教育部课程思政教学名师祖莉告诉记者，从体现中国古代智慧的经典设计到国际机械设计的最新动向，从国内关键核心零部件现状到国家振兴装备制造业的发展宏图，教师团队将价值塑造的德育与知识能力的智育有机融合。为此，他们在教学大纲和教案中规划好思政案例，不局限于展示和讲授思政案例，而是通过教学活动指引学生去学习去思索，并且在机械设计的主线上，导入各个教学模块，与教学内容同向而行。
江苏省教创赛课程思政赛道特等奖获得者梁医副教授告诉记者：该课程明确了“顶天立地、双线贯通”课程思政理念，从专业、行业、国家、国际、文化、历史等更高层次和更广维度重构内容，提升了课程的时代性和引领性。比如在讲解轮系时，引入盾构机中的行星轮系。通过介绍我国大直径盾构机在技术上已经领先世界，成功打破海外垄断，以此激发学生的自豪感和自信心。学生们坚定“敢创新、勤实践——为国铸利器”的信念和决心。学生纷纷表达“请祖国放心，未来有我”的心声。”
记者也获知，由祖莉、范元勋、梁医、宋梅利等教师负责的“机械创新综合实践”课入选了教育部课程思政示范课程。在教学中通过设置创新设计实践的环节，训练学生创新思维，培养学生严谨科学、勇于创新的优秀品质。
传承发展，在专业教育中弘扬“哈军工”精神
“机械设计基础”作为机械工程学院一门有传统、有质量、有发展的专业基础课程，其地位及作用也得到了相关专业教师与学生的日益重视，每年有近5000人选择该课程作为考研的初试与复试课程。20年来在一批批任课教师的辛勤耕耘下，课程建设也走过了一条传承与发展之路，逐渐成为南理工一门影响广泛的特色“金课”。
针对该课程的教学创新，祖莉老师荣获第二届全国高校教学创新大赛二等奖、江苏省高校教学创新大赛特等奖第一名（正高组赛道）；梁医老师荣获第三届江苏省高校教学创新大赛特等奖（课程思政赛道）；王禹林老师基于该课程面向机器人专业开展教学创新，荣获第三届江苏省高校教学创新大赛特等奖（新工科赛道），将代表学校参加第四届江苏省高校教学创新大赛“产业赛道”的角逐；潘明辉老师荣获第四届江苏省高校教学创新大赛特等奖第一名（基础课赛道），将进入全国教创赛排位赛；曹守范老师将代表学校参加第四届江苏省高校教学创新大赛“新教师赛道”的比赛。团队以“一门课”的建设，打造了卓越的教学能力。对此，课程负责人范元勋向记者感叹道：“成效的取得得益于团队教师持之以恒对教育的动心，对教学的动脑，对课程的动手。”团队近年来荣获了首批教育部课程思政名师和团队，江苏省青蓝工程优秀教学团队，江苏省工人先锋号等一系列荣誉和称号。
为浓厚机械设计与创新实践环境，团队还依托课程为学生成立了机械创新设计工作室，将教学资源从固化的书本形式，拓展为具有聚集学习效应的氛围和环境。与此同时，秉持着以赛促教的优良传统，团队依托课程，每届指导大学生机械创新设计大赛超200人，共获国家级奖10余项，省级一等奖50余项。
自力更生的创新精神是“哈军工”精神的基本内涵之一，也是贯穿《机械设计基础》课程建设与教学改革的核心要义。从一门专业基础课到跻身国家一流本科课程，教师团队矢志创新，用高水平金课为高素质人才培养和高质量教育教学双向赋能。
