基于課程思政理念下的《工業(yè)機器人》課程實施探索

曹少泳，劉娜，黃石青

（北京理工大學珠海學院，廣東 珠海）

一 引言

制造業(yè)是立國之本，強國之基。機器人是“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，其研發(fā)、制造、應用是衡量一個國家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標志。

工業(yè)機器人是先進制造業(yè)的重要技術裝備，是衡量國家科技創(chuàng)新的重要指標，涉及的學科包括機械工程、自動化、計算機、傳感器、人工智能、電子技術等，新一代智能制造是“數(shù)字化+網絡化+智能化”的深度融合，并貫穿于產品設計、制造、服務全生命周期的各個環(huán)節(jié)，在教學過程中，讓學生對工業(yè)機器人整個生命周期有一個詳細的了解，如工業(yè)機器人的設計、制造、銷售、應用、售后、回收等，便于學生對自己未來從事工業(yè)機器人相關的職業(yè)有初步的思考。

二 課程基本情況

《工業(yè)機器人》是典型的新工科課程，具有很強的新穎性、綜合性和實踐性，面向的對象為工業(yè)自動化學院以機器人工程專業(yè)為主的大三學生，本課程自2010年開課以來，不僅承擔了校級教改、省級教改、教育部產學合作協(xié)同育人項目，而且還是“課程思政”改革試點項目和校級一流課程建設項目，形成了良好的持續(xù)改進機制，如圖1所示。

圖1 工業(yè)機器人課程建設情況

課程團隊成員由5位老師組成，其中高級職稱2人，中級2人，初級1人；5人中雙師型教師2人，博士2人。團隊致力于在專業(yè)教學中結合課程思政的教學創(chuàng)新策略與方法的研究，對現(xiàn)有課程內容案例及教學方法進行反思，結合學科歷史與現(xiàn)狀以及課程的知識點，從中挖掘思政元素，創(chuàng)新教學模式，構建“政產學研賽”五位一體的新工科課程體系，落實三位一體課程目標，深刻影響學生的發(fā)展。

三 課程思政的設計思路

圖2 工業(yè)機器人育人目標

圖3 《工業(yè)機器人》課程實施框架

根據(jù)習近平總書記在全國教育大會上強調“堅持中國特色社會主義教育發(fā)展道路培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設者和接班人”的講話精神在學校深化教育教學改革并開展一流本科專業(yè)建設、課程思政建設、一流課程建設的新形勢下[1]，《工業(yè)機器人》課程以踐行和培養(yǎng)社會主義核心價值觀、深化“四個自信”、以政治引領于專業(yè)教育中培養(yǎng)社會主義的建設者和接班人為宏觀思政目標，以理論知識和實踐能力的培養(yǎng)為基礎著力點，注重學術道德教育、創(chuàng)新思維教育與課程理論知識教學并重培養(yǎng)，并以此為原則進行思政教育教學設計和實踐，以期借助本課程平臺推進新工科人才的價值觀塑造，實現(xiàn)育人和育才相統(tǒng)一。

《工業(yè)機器人》主要內容包括工業(yè)機器人的基礎知識、工業(yè)機器人基本組成、工業(yè)機器人的控制以及檢測系統(tǒng)等方面的專業(yè)知識[2]。根據(jù)習近平總書記有關高等教育的系列講話精神，本課程引入“課程思政”理念進行工業(yè)機器人的課程教學建設，把新時代中國特色社會主義思想、愛國主義和社會主義核心價值觀等教育與專業(yè)課程教育做到協(xié)同，從而達到對學生思政教育、價值引領的目的，使學生成為新時代現(xiàn)代制造業(yè)中緊缺的高素質應用型復合型人才[2-4]，課程具體的知識、能力和價值培養(yǎng)目標具體如下：

在課程思政的實施過程中，主要關注課程本身的思政建設與其在整個專業(yè)教育中的角色：

一方面，做好課堂教學，挖掘蘊含在各個知識點背后的思政資源，采用自主思考、實踐體驗、翻轉課堂、案例分析以及項目驅動等教學方法和手段，把思政教育有機結合到課程教學過程中，讓學生通過自己的學習、思考和實踐，在學習理論知識和專業(yè)技能過程中獲得德育教育，在潛移默化中使學生獲得正確的思想觀念、價值觀點和道德規(guī)范。具體實施時首先根據(jù)本課程的教學內容選取適當知識點作為思政教育主要著力點，并根據(jù)知識點的特點采用合適的方式進行課程思政教學設計。

政治引領，凸顯德育培養(yǎng)。在課程思政的設計過程中，做好課堂教學，挖掘、加工并利用蘊含在各個知識點背后的思政資源，在傳授科學知識的同時，把思政教育有機結合到課程教學中，在潛移默化中使學生獲得正確的思想觀念、價值觀點和道德規(guī)范，實現(xiàn)與社會主義核心價值觀的共鳴。

科教協(xié)同，強化科研轉化。一是將教師與課程內容密切相關的科研成果應用于教學；二是充分利用學院的國家級工程訓練中心分中心和教師負責的各個實驗室，提高學生實驗實踐能力。

產教融合，落實知行合一。校企協(xié)作挖掘行業(yè)需求，發(fā)揮行業(yè)優(yōu)勢，優(yōu)化教學資源，激發(fā)學生志趣。同時校企支持創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，組織指導學生參加“粵嵌”“信盈達”“合泰杯”等行業(yè)平臺競賽，提升學生綜合素質和競爭力。

學科競賽，賦能教學成效。一方面教師在課堂上引導學生參加相關的學科競賽，另一方面總結、拓展競賽中與課程相關的知識點，通過學科競賽賦能教學。近兩年課程組教師指導學生參加“挑戰(zhàn)杯”“中國高校智能機器人創(chuàng)意大賽”、2020世界機器人大賽總決賽（2020WRCF）。2021全國大學生機器人ROBOCON比賽等學科競賽，共獲得獎項20余項。指導學生申報廣東省科技創(chuàng)新戰(zhàn)略專項資金“攀登計劃”項目3項、全國大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目3項。

四 主要解決的問題

引入“課程思政”理念進行工業(yè)機器人認識的課程教學建設，把習近平新時代中國特色社會主義思想、愛國主義和社會主義核心價值觀等教育與專業(yè)課程教育做到協(xié)同，從而達到對學生思政教育、價值引領的目的，使學生成為新時代智能制造業(yè)中緊缺的復合型、應用型高素質人才。

知識傳授，提升內在動力：傳統(tǒng)教學內容與模式不利于激發(fā)學生夯實專業(yè)能力，追求卓越的志趣。“五位一體”的課程體系可以充分利用學科和科研資源，激發(fā)學生追求知識的興趣，驅動學生自主學習，助力個人發(fā)展。

能力培養(yǎng)，培育工程能力：“五位一體”的課程體系可以充分調動學生的主動性，通過國家、省、校、院四級競賽體系多渠道培養(yǎng)，使學生運用知識的能力，實驗實踐能力與組織協(xié)調能力得到全面訓練，同時拓展學生創(chuàng)新潛質，增強長遠競爭力。

價值塑造，落實五位一體：“五位一體”的課程體系立足課堂，深挖課程中的思政元素，通過合理的教學內容設計，傳遞社會主義核心價值觀，向國家輸送具有家國情懷的機器人工程專業(yè)人才。

五 實施方案

挖掘思政教育元素，將新時代的思想、價值觀、職業(yè)素養(yǎng)、職業(yè)精神恰到好處地引入到工業(yè)機器人課程教學中去，正確引導學生掌握專業(yè)知識和基本技能的同時，有著正確的價值觀和優(yōu)秀的職業(yè)品質，從而達到潛移默化的育人效果。

確定專業(yè)目標。教學可以將現(xiàn)實生活某一領域機器人從無到有帶來的社會變化引入課堂，從我國現(xiàn)代工業(yè)體系、制造業(yè)改革、科學技術發(fā)展、智能制造與機器人技術等相關知識帶入專業(yè)知識學習，分析國家政策有關文件《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》《機器人產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》等精神引領學生產生專業(yè)國情感。從進口機器人ABB、庫卡與國產機器人融合的生產技術、機械結構、機械精度及工匠精神方面，傳授工業(yè)機器人相關基礎認識及引導學生確定專業(yè)學習目標。

重視安全意識。運用事物的辯證唯物主義分析工業(yè)機器人硬件安全操作項目的理論與實踐關系。展演企業(yè)產線中，安全操作典例，從中培養(yǎng)學生安全操作意識，引導學生在實踐操作中注重理論指導實踐，提高自身的安全操作意識及能力。

培養(yǎng)職業(yè)素養(yǎng)。在項目課程教學中，教學穿插一些“大國工匠”的先進事跡、工業(yè)機器人在各個領域中的應用視頻，如：現(xiàn)代汽車生產過程中，整個由工業(yè)機器人為生產主體，主導自動化生產過程；時尚文化娛樂中，巧妙運用6軸工業(yè)機器人代替主演者，把節(jié)目演繹得淋漓盡致；在典型案例中，3D動畫的仿真微妙精準地展現(xiàn)工藝流程等。在工業(yè)機器人應用過程中激發(fā)學生的編程興趣，提高自信心，認真鉆研實踐[5]。

提升專業(yè)興趣。充分利用我院工程訓練中心的機器人專業(yè)實驗室、智能制造生產線，以及機器人相關的比賽實驗室（全國大學生機器人比賽、工程實踐與創(chuàng)新能力大賽等）。通過工業(yè)機器人的教學，學生需要查找有關國家政策文件、制作趣味作品等去豐富并更新實驗室的資料與設備，同時組織訓練展現(xiàn)風采的能力及技巧，培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)及人文素養(yǎng)。

鍛煉創(chuàng)新思維。引入國防科技的發(fā)展史、制造業(yè)的變革及社會崗位人才需求的變化，展示出創(chuàng)新元素的關鍵性，提倡學生注重對創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

六 全方位、全過程德育評價

引入“目標·過程·互動·認同”（TPII）模式，學生根據(jù)老師的上課內容的知識點挖掘相關的課程思政元素，通過翻轉課堂、課程報告、短視頻等方式進行呈現(xiàn)。具體建議如下：

（1）工業(yè)機器人基礎：考核學生掌握工業(yè)機器人基礎理論知識的同時，考核學生對有關國家政策文件的解讀能力及領悟能力；通過專業(yè)理論知識的掌握程度、資料的查找情況、專業(yè)的學習規(guī)劃設計來綜合評價學生對該課程內容的學習效果。

（2）工業(yè)機器人硬件安全操作、示教、編程及仿真：重點考核學生的操作動手能力，對硬件設備、軟件仿真操作的熟悉程度，同時需要考核學生實際操作過程中的安全意識、工作效率意識、工作態(tài)度、團隊合作意識，甚至責任感、自信心等；從學生的職業(yè)素養(yǎng)和人文素養(yǎng)綜合評價[6-8]。

（3）專業(yè)思維拓展：注重考核學生創(chuàng)新設計，設計出新的小任務的能力，也要考核學生的成果展示、講解能力，以及創(chuàng)新意識、思維拓展。

七 結語

本課程實施以熱愛祖國、熱愛科學、自主學習、以人為本和團隊合作意識等為主題，進行德育滲透教學設計和實踐。采用自主思考、實踐體驗、翻轉課堂、案例分析以及項目驅動等教學方法和手段，把德育教育有機融入到課程教學過程中，讓學生通過自己的學習、思考和實踐，在學習理論知識和專業(yè)技能過程中獲得德育教育，在潛移默化中使學生獲得正確的思想觀念、價值觀點和道德規(guī)范。