《水下機(jī)器人技術(shù)》專業(yè)課程對(duì)分課堂思政建設(shè)

王 芳 紀(jì)華偉 馮莉媚

([1]杭州電子科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 浙江·杭州 310018；[2]哈爾濱工程大學(xué)水下機(jī)器人技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 黑龍江·哈爾濱 150001)

2016年召開的全國高校思想政治工作會(huì)議上發(fā)表的重要講話，習(xí)近平總書記深刻回答了高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個(gè)根本問題。高等學(xué)校要將立德放在人才培養(yǎng)的首位，教育引導(dǎo)青年大學(xué)生樹立遠(yuǎn)大理想，樹立正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀，敢于有夢(mèng)、勇于追夢(mèng)、勤于圓夢(mèng)，把理想信念建立在對(duì)科學(xué)理論的理性認(rèn)同上，建立在對(duì)歷史規(guī)律的正確認(rèn)識(shí)上，建立在對(duì)基本國情的準(zhǔn)確把握上，以中國夢(mèng)激勵(lì)青春夢(mèng)，勇敢地肩負(fù)起時(shí)代賦予的光榮使命。

新時(shí)期新形勢(shì)下，高校面臨的國內(nèi)社會(huì)環(huán)境和國際環(huán)境正發(fā)生著巨大的變化，以90后為主的大學(xué)生群體思想更加開放，價(jià)值觀更加多元，這些都對(duì)高校的思想政治建設(shè)提出了新的更高要求。高校專業(yè)課教師作為傳道者，既是專業(yè)知識(shí)的傳授者，又是道德言行的引導(dǎo)者，專業(yè)課課堂不能像以前一樣只注重專業(yè)知識(shí)的傳授，還要主動(dòng)回應(yīng)大學(xué)生的價(jià)值觀疑慮與信念困惑，引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)中國特色和國際形勢(shì)，全面客觀地認(rèn)識(shí)當(dāng)代中國與世界，激勵(lì)學(xué)生把個(gè)人的專業(yè)理想追求融入到國家、民族與社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程中。高校專業(yè)課程作為“課程思政”的重要組成部分，立足學(xué)科的特殊視野，將對(duì)傳統(tǒng)高校的思政教育起到一個(gè)很好的補(bǔ)充作用，甚至在新形勢(shì)下能更加發(fā)揮課堂主渠道功能。

1 《水下機(jī)器人技術(shù)》對(duì)分思政課堂探索

《水下機(jī)器人技術(shù)》課程是海洋工程與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的一門主干專業(yè)課，該門課程涉及機(jī)械、電氣、控制、計(jì)算機(jī)、通信等交叉領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，具體包括水下機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)、能源與推進(jìn)、導(dǎo)航、控制、通信、水下聲、光、視覺探測(cè)等內(nèi)容。

通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生初步了解水下機(jī)器人技術(shù)的歷史、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，以及相關(guān)的基本理論與知識(shí)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，為學(xué)生畢業(yè)后從事水下機(jī)器人的應(yīng)用、水下機(jī)器人系統(tǒng)的開發(fā)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)工作提供初步認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，課程目標(biāo)描述如下：

課程目標(biāo)1：能運(yùn)用水下機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、能源與推進(jìn)技術(shù)、導(dǎo)航與控制技術(shù)、水下通信技術(shù)、目標(biāo)探測(cè)技術(shù)等基礎(chǔ)知識(shí)，解決復(fù)雜海洋工程問題，并結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用背景，對(duì)復(fù)雜海洋裝備技術(shù)問題進(jìn)行識(shí)別。

課程目標(biāo)2：能綜合運(yùn)用水下機(jī)器人的總體設(shè)計(jì)方法、航行性能優(yōu)化方法、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、自動(dòng)控制方法，以及軟、硬件編程技能等，實(shí)現(xiàn)水下機(jī)器人的方案設(shè)計(jì)。

課程目標(biāo)3：熟悉水下機(jī)器人技術(shù)產(chǎn)生的技術(shù)及文化背景，理解機(jī)器人技術(shù)發(fā)展與國家海洋工程技術(shù)進(jìn)步以及軍民需求之間相互影響與相互促進(jìn)關(guān)系，熟悉國內(nèi)外水下機(jī)器人技術(shù)及其產(chǎn)品的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)。

1.1 對(duì)分課堂簡(jiǎn)介

對(duì)分課堂是由復(fù)旦大學(xué)張學(xué)新教授在多年教學(xué)實(shí)踐和理論思考的基礎(chǔ)上提出的原創(chuàng)性課堂教學(xué)新模式。其核心理念是分配一半課堂時(shí)間給教師進(jìn)行講授，另一半給學(xué)生以討論的形式進(jìn)行交互式學(xué)習(xí)，如圖1所示。這里的講授不是傳統(tǒng)課堂的面面俱到式授課，主要講授每章節(jié)的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生們梳理好知識(shí)點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系，結(jié)合學(xué)生課前預(yù)習(xí)以及課后作業(yè)，從而讓學(xué)生自覺習(xí)慣形成一個(gè)自我學(xué)習(xí)與消化內(nèi)省的過程。經(jīng)過作者幾輪的教學(xué)實(shí)踐表明，對(duì)分課堂比一般傳統(tǒng)講授式課堂更能充分調(diào)動(dòng)師生雙方的積極性，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，將學(xué)習(xí)過程貫穿到課前—課中—課下，教學(xué)效果更好，為此該門課程的思政建設(shè)也在對(duì)分課堂下進(jìn)行實(shí)踐。

圖1：對(duì)分課堂基本流程

1.2 思政教學(xué)目標(biāo)

課程思政中的“思政”是廣義的含義。思政元素的挖掘可以從以下幾個(gè)方面展開：

（1）結(jié)合思政課教學(xué)內(nèi)容：馬克思主義哲學(xué)、黨的方針政策等；

（2）結(jié)合習(xí)總書記的論述：新發(fā)展理念（包括創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享）、人類命運(yùn)共同體等；四個(gè)意識(shí)（包括政治意識(shí)、大局意識(shí)、核心意識(shí)、看齊意識(shí)）；四個(gè)自信（包括道路自信、理論自信、制度自信、文化自信）；

（3）結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)：專業(yè)學(xué)科的歷史發(fā)展、人才培養(yǎng)的使命、課程的科學(xué)思維、科學(xué)精神等。

根據(jù)本校課程思政建設(shè)全面修訂教學(xué)大綱的要求，利用對(duì)分課堂的討論環(huán)節(jié)，在課上學(xué)生分組進(jìn)行了思政元素的挖掘與討論，最后經(jīng)過課程組教師團(tuán)隊(duì)的討論與總結(jié)，歸納了該門課程的幾大思政元素點(diǎn)：

從家國情懷大類：海洋強(qiáng)國意識(shí)、海權(quán)意識(shí)、走向深藍(lán)；

從文化自信大類：自主研發(fā)打破壟斷；

從道德修養(yǎng)大類：用于探索、辯證思維、創(chuàng)新思維、理論聯(lián)系實(shí)際等科學(xué)精神；

從職業(yè)素養(yǎng)大類：海洋科技工匠精神、團(tuán)隊(duì)合作精神；

其他：海洋生命共同體。

1.3 思政元素教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

教學(xué)環(huán)節(jié)主要分為理論授課與實(shí)踐授課兩部分內(nèi)容，其中理論授課占2/3總課時(shí)，實(shí)踐占1/3總課時(shí)。理論與實(shí)踐環(huán)節(jié)都進(jìn)行了思政元素融入設(shè)計(jì)。

1.3.1 理論授課

緒論那一章通過講授、提問、討論與觀看視頻等教學(xué)方法，使學(xué)生了解世界各國水下機(jī)器人的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀。通過典型的水下機(jī)器人案例，如國外的“Remus”AUV、“蛟龍”號(hào)萬米深潛技術(shù)、“海龍”號(hào)等，使學(xué)生體會(huì)全球海洋科技工作者的創(chuàng)新精神，體會(huì)人類對(duì)海洋及其未知的無止境探索。

同時(shí)，通過近半個(gè)世紀(jì)中國在水下機(jī)器人領(lǐng)域的快速發(fā)展案例介紹，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)責(zé)任感，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感，激發(fā)愛國情懷，激發(fā)作為一名海洋專業(yè)學(xué)生所肩負(fù)的責(zé)任。最后，通過對(duì)未來水下機(jī)器人的展望，使學(xué)生了解發(fā)展先進(jìn)海洋技術(shù)與裝備對(duì)海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略實(shí)施的必要性與緊迫性，培養(yǎng)學(xué)生的海洋強(qiáng)國意識(shí)。

在水下機(jī)器人結(jié)構(gòu)這一章通過講授、提問、小組討論等教學(xué)方法，使學(xué)生掌握水下機(jī)器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，各部分的結(jié)構(gòu)邏輯關(guān)系以及工作原理，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思維能力與總體與個(gè)體的邏輯關(guān)系。

在水下機(jī)器人總體設(shè)計(jì)這一章通過講授、小組討論、分組作業(yè)等方法，使學(xué)生掌握水下機(jī)器人總體設(shè)計(jì)方法與流程、AUV阻力性能與操縱性能的計(jì)算及其優(yōu)化方法。特別通過水下機(jī)器人耐壓殼的設(shè)計(jì)作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思維與辯證思維，以及多性能指標(biāo)螺旋設(shè)計(jì)優(yōu)化的設(shè)計(jì)過程。

在人工智能這一章通過講授、討論與觀看視頻等教學(xué)方法，結(jié)合當(dāng)前人工智能技術(shù)的發(fā)展，使學(xué)生理解水下機(jī)器人的自主性定義以及等級(jí)、自主性關(guān)鍵技術(shù)，體會(huì)領(lǐng)域內(nèi)大師們的創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索與創(chuàng)新的科學(xué)精神。

1.3.2 實(shí)踐環(huán)節(jié)

在實(shí)踐環(huán)節(jié)，應(yīng)用ROV和AUV兩類水下機(jī)器人進(jìn)行實(shí)踐教研活動(dòng)，探索兩種機(jī)器人在水下的不同應(yīng)用特性，及其對(duì)應(yīng)的不同技術(shù)特征。通過課后的文獻(xiàn)查閱與自學(xué)，應(yīng)用材料、能源、人工智能等學(xué)科與技術(shù)的最新發(fā)展進(jìn)展，開展ROV和AUV的概念設(shè)計(jì)。擬分組進(jìn)行ROV和AUV的下水實(shí)驗(yàn)，每組形成新概念水下機(jī)器人的實(shí)踐報(bào)告，并按完成時(shí)間先后逐組匯報(bào)。通過水下機(jī)器人的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，幫助學(xué)生建立理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)研究方法，進(jìn)一步強(qiáng)化機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)理念，以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力。

1.4 課程思政元素考核

除了本門課程專業(yè)知識(shí)與能力的考核外，需要科學(xué)有效地對(duì)專業(yè)課中的思政元素進(jìn)行考核。以學(xué)生為中心的對(duì)分課堂比較注重學(xué)生的參與過程及過程考核，包括個(gè)人發(fā)言、小組討論與總結(jié)，以及分組實(shí)踐等環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)將分別記入平時(shí)成績(jī)，這方面對(duì)分課堂比傳統(tǒng)灌輸式課堂更顯優(yōu)勢(shì)。而對(duì)于愛國情懷、科學(xué)精神等思政元素的實(shí)現(xiàn)，剛好要依賴于學(xué)生的積極參與、理解和實(shí)踐投入，為此教學(xué)考核上增加諸如海權(quán)意識(shí)、海洋強(qiáng)國意識(shí)、創(chuàng)新與嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神等考核點(diǎn)在學(xué)生參與環(huán)節(jié)的體現(xiàn)。

此外，課程中期的文獻(xiàn)總結(jié)報(bào)告以及學(xué)期期末的期末課程論文，選題明確圍繞海權(quán)意識(shí)與科學(xué)精神展開，可以是關(guān)于當(dāng)前我國水下機(jī)器人及其海洋探測(cè)領(lǐng)域的突破，也可以是反映海洋領(lǐng)域大師們科學(xué)精神的典型事跡方面，談?wù)剬?duì)自己的影響與感悟，成績(jī)按愛國情懷和科學(xué)精神這兩個(gè)課程思想政治教育目標(biāo)來評(píng)定。如果對(duì)當(dāng)前我國海洋工程領(lǐng)域的科學(xué)與技術(shù)成果有一定的深入程度或?qū)茖W(xué)精神的有相當(dāng)?shù)睦斫獬潭龋瑒t期末成績(jī)給良或優(yōu)，文獻(xiàn)綜述報(bào)告與期末課程論文占總成績(jī)的一定比例。

2 結(jié)語

專業(yè)課堂的思政建設(shè)一方面依賴于教學(xué)大綱、教學(xué)方式以及教學(xué)考核等環(huán)節(jié)的合理布局與設(shè)計(jì)，另一方面專業(yè)老師的言傳身教更加能讓學(xué)生入腦入心。高校專業(yè)課程的課時(shí)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)思想政治教育理論課時(shí)，專業(yè)課程思政更加具有針對(duì)性和落地效果，高校專業(yè)課堂的思政教育將助力高校傳統(tǒng)馬克思主義思政教育。