课程思政案例分享（十二）| 机构“死点”的辩证思维——避免、克服和利用
课程基本信息
《机械设计基础》是一门高等学校工科有关专业（以下简称近机械类专业）必修的重要专业基础课，是近机类专业大二学生接触比较早的一门重要的专业基础课，具有较强的理论性和工程性，是多学科理论和知识的综合运用。该课程以培养面向能源设备和能源装备自动化的能源类专业人才为目标，以机构和机械系统为研究对象，以机构创新设计理论和机械零件设计知识为基础，以服务于实际应用为目的，为学生提供设备选购和运维的必要基本知识，培养学生用科学和创新相结合的思维方式来学习，使学生初步具备运用手册设计简单机械传动装置的能力，为日后从事技术革新创造条件。通过本课程的学习，为学生在今后的学习和工作中解决机械技术问题，以及学习后继课程和新的科学技术，打下一定理论基础。
案例说明
基于系列生动案例，通过有效教学培养学生具备实事求是的辨证思维能力。基于已经学习的平面连杆机构的基本形式和演化方式的知识，着重掌握机构的压力角、传动角、死点等工作特性。通过国产大飞机C919和国家举重运动员举重等生动案例，激发学生探究铰链四杆机构传动原理的兴趣，弘扬民族自豪感和家国情怀。着重强调：死点，是特点，关键在于如何避免、克服和利用，需要客观而辩证的思维，不能简单的谈优缺点。在传动时，死点是需要被避免和克服的；而在定点支撑时，死点却是恰恰可以被利用的。在传动时，针对有死点的机构，分别提出解决问题的不同方法，培养学生利用所学知识进行理论分析的能力和解决实际工程实际问题的实事求是的辩证思维能力，以及创造性设计平面连杆机构的能力。
教学目标
激发民族自豪感和国家情怀
通过国产大飞机C919及其起落架的案例，引发学生的民族自豪感、爱国情感，进而迸发出强烈的学习兴趣。中国是世界第四个有能力生产大飞机的国家，打破了强国在民用航空的垄断，强调飞机的起飞重量和着陆重量达到了数万公斤，起落架需要承担很大的载荷。而作为举重强国，中国运动员在竞技过程中，恰好是利用了死点，完成了一次次的追赶和超越，站在世界之巅。
C919大飞机起落架
C919大飞机起落架中国举重运动员 获得奥运冠军
初步掌握辩证思维的能力
发现科学现象，解决科学问题，需要科研人员具备实事求是的辩证思维能力。死点的发现，是在研究机构的传动过程中出现的，不利于传动。同学们很容易先入为主地主观认为死点是缺点。但是，对于定点固定支撑来讲，死点却是恰恰应该被加以珍惜和利用的。推而广之，在以后的科学研究和工程实际过程中，对于发现的科学现象，不应该报以主观的先入为主的态度，而是应该培养客观而辩证思维的能力。
传递运动时，克服死点； 固定支撑时，利用死点
培养理论联系实际的解决问题能力
存在死点，对于机构的传动是不利的，会出现运动不可控的情况。所以，对于存在死点的机构，有不同的解决方案。
通过增加一组机构，使得机构顺利的通过死点，避免机构运动的不可控性，直接面对问题，不留后患。
① 死点的克服方式之一：飞轮储能
缝纫机案例
② 死点的克服方式之二：并联一组机构 +错开排列
火车机车案例
让具有死点的机构，工作在非死点的工作范围，同样可以解决很多工程实际问题，简单有效。
升降机 升降舷梯
教学思想
基于系列特色案例引出与本节课相关的科学问题，让同学们思考和讨论，通过动画展示和实物演示，讲解授课知识的重点和难点，并适时总结和凝练知识体系。课后布置新案例问题的思考题、课后作业，并提供探究性任务。
在教育思想中，“状态远大于方法”
激发学生激情和学习的积极性所取得的成效远大于认真备课、上课、批改作业所取得的成效。根据艾宾浩斯记忆规律曲线，知识的遗忘规律是先快后慢，最先遗忘的往往是最难理解和晦涩的知识点，但是，引人入胜的故事和特色案例，由于激发了大脑深层次的综合思考和深度记忆，是最难遗忘的内容可以强化学生对理论知识和工程实际综合的系统掌握。
新能源中的斯特林发动机案例
教学应着眼于学生的“最近发展区"
为学生提供带有难度的内容，调动学生的积极性，发挥其潜能，超越其“最近发展区”而达到其“困难发展区”的水平，然后在此基础上进行下一个发展区的发展。引导学生将所学知识从设计的角度回归到实际应用中，有助于让学生认识到《机械设计基础》课程，既有趣又有用，既能高大上又能贴近生活，从而激发他们的求知欲望，将求知欲望转化为学习动力，培养学生深入观察的能力，完成从“现实问题”到“科学本质”的升华。
教师应该围绕“最近发展区”大做文章
通过作业本特色批改、课堂多种形式的交流和提问、课程微信群的合理利用等给学生写评语，让学生看到成功的希望，明确努力的目标，获得前进的动力，一步一步地发展自己，一点一滴地完善自己。特别是，历届学生应用本课程相关理论参加科技创新竞赛的获奖作品展示，更是能极大地激发同学们科技创新的热情和自信心。
2014年，全国大学生第七届节能减排社会实践与科技竞赛一等奖作品（采用齿轮齿条传动，对原平面铰链四杆机构的压力角和死点，进行了技术改进）
教学策略
教学设计：学生主体地位，教师主导作用
依据构建主义学习理论，强调充分发挥学生个体的主观能动性。在整个学习过程中，始终围绕学生从已掌握的知识点出发，引导学生主动思考，由学生用探究、讨论等不同方法在头脑中主动构建新的知识点，培养学生分析问题、解决问题和创造性思维的能力，教师及时总结。
大飞机C919案例提出问题，引导学生思考
教学方式：案例科学形象，易于接受理解
创设问题情境，引起注意和好奇，是激发学习动机进行有效学习的重要因素。将工程实例和生活实例“抽象化”，实现工程到理论的升华，结合理论的严谨推导，采用原理性结构的动画或图片的方式将实例呈现出来，帮助学生更好的理解教学中的重点和难点。
举重实例 人体举重的机构变化
教学模式：注重由易到难，强化教学层次
采取案例展示→问题导入→概念讲解→理论推导→问题解决→结论总结→实际应用的教学模式。从案例出发，采用由浅入深的螺旋上升模式，教学过程中知识的难度逐级增加。必要时，设置错误情境，引发学生思维的激烈碰撞。最后解决问题的理论和知识点又落回到最初的概念，激发学生的强烈共鸣。
十缸星型发动机案例 钻床夹具案例
学习氛围：轻松愉快平等，积极主动思考
古人云：“亲其师则信其道”。教师为学生创造和睦、宽松的环境，学生才会信任教师，才会向教师敞开心扉，才会乐于向教师说出真情实感，才会把教师当作朋友。在保证教学内容规范严谨的同时，运用学生们年轻化的流行语言，甚至用自己的肢体来做教具演示，拉近与学生心理上的距离，加强师生互动，打造和维护师生间平等交流、教学相融的气氛。
教师可亲自示范举重动作：正确动作、错误动作
板书设计
教学成效
本教学案例获得北京高校第十一届青年教师教学基本功比赛，工科A组三等奖、最佳教学回顾奖。
在教学实施过程中，学生也给予了好评，认为案例生动而打动内心，从中收获了知识、提升了能力、 激发了情感。
作者简介
宋玉旺，能源动力与机械工程学院副教授。2012年以来主讲《机械设计基础》大班课。曾参加北京高校第十届、第十一届青年教师教学基本功比赛，分获二等奖、三等奖和最佳教学回顾奖。作为指导教师，在全国大学生科技竞赛中累计获得国家、省部级奖励共计33项。与同事共同组织了学校近四届全国大学生机械创新设计大赛，累计获得国家级、省部级奖励77项。曾获得北京市高等教育教学成果二等奖1项；多次获得校教学优秀奖、特等奖和最美班主任等奖项。入选华北电力大学教学名师培育计划（第四期）。
致谢
感谢马克思主义学院侯丹娟副教授，为课程思政建设提供的指导和帮助。