【课程思政优秀案例】《机械创新设计》课程.pdf

课程思政优秀案例：《机械创新设计》课程

一、课程简介

《机械创新设计》课程是面向机械类本科专业大三学生开设的一

门专业选修课，课程总共32学时。课程构架包括理论讲授和项目实践

两个部分。课程的主要任务是学习创新设计的理论基础、创造性思维

方法和创造原理，掌握创新设计方法，并能应用于机械创新设计的实

践活动。课程引用了丰富的创新案例，举一反三，达到融会贯通的效

果；并将思政元素融合在创新思维空间、创新案例剖析以及创新设计

实践中，引导与培养学生的专业精神、职业素养与爱国主义，融传授

知识、培养能力、价值塑造为一体。

二、案例名称

机械结构创新设计-标准件的结构创新

（一）学情分析

（1）学生已完成创新思维、创新原理与技法、方案创新和机构创

新设计内容的学习。

（2）课后的项目设计作业中，学生以小组为单位，进行了方案设

计和机构设计，部分学生小组已经完成了第一版项目设计作品的制

作，但结构设计部分的创新性不够。

1

（3）学生通过先修课程，理解与掌握了机械结构设计的概念、工

程图要求、材料性能、加工工艺等基础知识，但综合考虑这些因素的

机械结构创新设计教学与实践尚待开展。

（二）知识目标

掌握功能分析法、功能组合法、功能移植法这三种功能分析法的

特点、要素及分析设计过程。

（三）能力目标

通过团队合作，完成课程项目的结构创新设计工作。

（四）课程思政目标

体验“螺丝钉精神”，激发利用专业知识与技能服务国家、服务

社会的热情；通过“永不松动螺母”的研发案例，体会与培养工匠精

神。

（五）重点难点

重点：功能分解法、功能组合法、功能移植法的设计要素分析。

难点：将几种功能分析法综合应用到课程项目作品的创新设计

中，选择最优的结构创新设计方案。

（六）课程思政元素

（1）核心关键技术的深刻内涵、工匠精神、增强专业自信心。

（2）不墨守成规、不遵循守旧，具有强烈的创新与改革意识。

2

（七）融入方式

（1）课程知识的导入与功能分解法

首先让学生思考有哪些螺丝钉的类型，通过各类螺丝钉的应用举

例（图1），使学生体会标准件等结构件也要不断创新的意义；讲授利

用功能分解法开展结构创新设计的具体技法；讨论不同螺纹紧固件的

应用场合与作用，分析小小螺丝钉对工程和设备运行可靠性的重要

性，并引出我国在标准件研发中还存在很多“卡脖子”技术有待突

破，标准件还需要大力开展结构创新设计。

图1利用功能分解法，开展螺钉的创新设计

（2）组合创新原理与移植创新原理

播放短视频介绍“永不松动的螺母”案例（图2），即日本若林克

彦用20年时间发明了永不松动的螺母，让学生体会工程师一生只专注

做好一件事的工匠精神，并思考其中“永不松动”的原理。

3

图2若林克彦用20年时间发明了永不松动的螺母

通过小组讨论方式，分析螺母“永不松动”的原理，借鉴了哪些

现有结构工艺（楔键原理、螺母组合等）；讲解结构创新设计中的移

植创新、组合创新的原理与技法，让学生结合此螺母实例学习与深刻

体会这两类结构创新设计原理的内涵。

图3组合与移植创新原理的应用

（3）知识拓展

4

讲解滚动轴承、齿轮等标准件及其他结构件的结构创新设计；引

入我国科研人员近年刚刚突破的高铁滚动轴承技术，融入科研人员奋

力攻关的先进事迹，培养学生勇于探索创新的精神，提升学生的专业

自信心与行业自豪感；让学生分析其中结构创新设计的原理与方法，

巩固课程知识。

（4）课后作业与实践

将功能分解法、移植创新、组合创新技法运用到小组项目设计

中，改进与优化设计产品的功能与可靠性，在实践中巩固课程知识与

提升综合素质。

（八）融入效果

机械创新设计课程是在机械类专