機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論（雙語）課程思政教學(xué)探索與研究*

施昕昕 李宏勝

南京工程學(xué)院自動化學(xué)院 南京 211167

0 引言

2020 年5 月，教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，明確提出：把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系，全面推進(jìn)高校課程思政建設(shè)，發(fā)揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養(yǎng)質(zhì)量。全面推進(jìn)課程思政建設(shè)是落實立德樹人根本任務(wù)的戰(zhàn)略舉措，要寓價值觀引導(dǎo)于知識傳授和能力培養(yǎng)之中，努力將學(xué)生培養(yǎng)成為德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人[1]。

機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論（雙語）是南京工程學(xué)院機(jī)器人工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是該專業(yè)學(xué)生接觸的第一門與專業(yè)相關(guān)的課程。課程對激發(fā)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣、熱愛所學(xué)專業(yè)、了解后續(xù)相關(guān)課程、拓寬學(xué)生的國際視野起到了非常重要的作用。高等學(xué)校人才培養(yǎng)是育人和育才相統(tǒng)一的過程，需要深入挖掘課程內(nèi)容和教學(xué)方式中蘊(yùn)含的思想政治教育資源，科學(xué)設(shè)計課程思政教學(xué)體系，將教學(xué)目標(biāo)與思政內(nèi)容進(jìn)行融合設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)[2]。

1 機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論（雙語）課程思政的意義與特點

1.1 課程性質(zhì)與特點

機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論（雙語）是一門雙語課程，里面包含大量的專業(yè)詞匯，對剛接觸專業(yè)知識的學(xué)生來說存在一定的難度。當(dāng)今社會蓬勃發(fā)展，學(xué)生很有必要掌握本專業(yè)的一些相關(guān)英文專業(yè)詞匯，進(jìn)行國際交流，拓寬國際視野。本課程還承擔(dān)著專業(yè)導(dǎo)論的功能，因此，在講解課程時需要優(yōu)化教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使其真正熱愛所學(xué)專業(yè)，并學(xué)有所成[3]。機(jī)器人技術(shù)在不斷發(fā)展，機(jī)器人行業(yè)也是當(dāng)今重點發(fā)展的熱門領(lǐng)域，需要在教學(xué)過程中及時加入相關(guān)的新技術(shù)、新產(chǎn)品，拓寬學(xué)生的知識面，使其對行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀有清楚的了解。

該課程的總體教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生對機(jī)器人的基本概念、原理到應(yīng)用有一個簡要、概括性的了解，提升學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)相關(guān)課程的興趣，對后續(xù)專業(yè)課程起到引導(dǎo)作用，同時拓展學(xué)生的專業(yè)視野。本課程以基本概念講解為主，涉及相關(guān)知識內(nèi)容較廣，但不追求深度；課程采用雙語教學(xué)，目的是讓學(xué)生在了解專業(yè)知識的同時，加強(qiáng)其專業(yè)名詞和術(shù)語的詞匯量，強(qiáng)化其流利閱讀、理解專業(yè)文獻(xiàn)的能力和翻譯專業(yè)相關(guān)的英文文檔資料的能力。本課程在講授時盡可能采用通俗易懂的表達(dá)方式，并結(jié)合大量圖片實例和視頻資料，加深理解，提升學(xué)習(xí)興趣。課程的最后安排學(xué)生匯報環(huán)節(jié)，將所學(xué)知識結(jié)合實例進(jìn)行講解展示，一方面可以鞏固課堂內(nèi)容并進(jìn)行應(yīng)用，另一方面也可以鍛煉學(xué)生搜集整理資料并進(jìn)行表達(dá)的能力。

1.2 機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論（雙語）課程思政的意義

我國“十四五”規(guī)劃和2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要提出，要培養(yǎng)具有社會責(zé)任感和使命感的、滿足全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家新征程要求的應(yīng)用創(chuàng)新型高層次新工科專業(yè)人才[4]。機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論（雙語）是機(jī)器人工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的第一門專業(yè)課程，對學(xué)生而言，是一次對專業(yè)特點和專業(yè)知識的了解和分析過程，具有非常重要的意義。

緊密結(jié)合新工科的特點，全面落實“價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授”的思政育人理念，在課程教學(xué)過程中結(jié)合專業(yè)知識教學(xué)，將獨立思考、創(chuàng)新能力以及工程意識、工匠精神融入其中，并結(jié)合國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和中國制造，引導(dǎo)學(xué)生了解工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)自動化生產(chǎn)線及相關(guān)工程中的應(yīng)用，了解機(jī)器人行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)問題、市場與挑戰(zhàn)，強(qiáng)化科技強(qiáng)國、社會責(zé)任、愛國情懷等意識，培養(yǎng)滿足國家需求的高層次新工科專業(yè)人才。

2 教學(xué)目標(biāo)與思政內(nèi)容的融合設(shè)計

2.1 教學(xué)目標(biāo)

機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論（雙語）課程的總體教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生對機(jī)器人的基本概念、原理到應(yīng)用有一個簡要、概括性了解，提升學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)相關(guān)課程的興趣，為后續(xù)專業(yè)課程起到引導(dǎo)作用，同時拓展學(xué)生專業(yè)視野。了解工業(yè)機(jī)器人的基本概念、坐標(biāo)變換、速度靜力學(xué)、運動學(xué)算法及軌跡規(guī)劃、機(jī)器人建模以及關(guān)節(jié)控制技術(shù)、傳感器及機(jī)器視覺等。了解國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用背景與現(xiàn)狀、我國機(jī)器人市場狀況；了解工業(yè)機(jī)器人的機(jī)電結(jié)構(gòu)組成，了解國內(nèi)外常見工業(yè)機(jī)器人的分類；熟悉工業(yè)機(jī)器人的基本概念，包括自由度、關(guān)節(jié)、參考坐標(biāo)系、工作空間、關(guān)節(jié)連桿等，能進(jìn)行簡單的機(jī)器人坐標(biāo)變換計算；了解機(jī)器人正逆向運動學(xué)算法以及關(guān)節(jié)與末端速度、力的關(guān)系；了解軌跡規(guī)劃的概念、簡單的多項式軌跡規(guī)劃方法；了解工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動的類型、特點、基本原理等；了解動力學(xué)建模的概念和思路；了解機(jī)器人關(guān)節(jié)控制技術(shù)概念；了解環(huán)境感知的概念，簡介各種常用傳感器；了解圖像獲取、圖像處理的基本概念和工業(yè)機(jī)器人編程的概念及行業(yè)應(yīng)用。強(qiáng)化機(jī)器人相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)英文詞匯、短語和術(shù)語，鍛煉流利閱讀、翻譯機(jī)器人相關(guān)領(lǐng)域英文書籍、文獻(xiàn)的能力，能針對相關(guān)問題對英文資料進(jìn)行歸納總結(jié)，提升學(xué)生在專業(yè)領(lǐng)域的英文文獻(xiàn)理解和專業(yè)知識交流能力。

2.2 課程思政融合設(shè)計

課程思政不同于思政課程，思政課程是直接傳授思政內(nèi)容，而課程思政需要將思政元素融入課程內(nèi)容里，要潤物細(xì)無聲，這就需要在授課之前進(jìn)行有效的思政內(nèi)容融合設(shè)計。通過典型案例的設(shè)計與講解，將正確的理想信念、價值觀等有效地傳輸給學(xué)生。

結(jié)合機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展歷程，幫助學(xué)生了解我國制造業(yè)的快速發(fā)展，樹立為制造業(yè)技術(shù)進(jìn)步而奮斗的精神，引導(dǎo)學(xué)生將個人發(fā)展與國家發(fā)展戰(zhàn)略緊密結(jié)合。通過引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識機(jī)器人重要功能部件，了解行業(yè)發(fā)展面臨的問題和努力的方向，為今后職業(yè)規(guī)劃提前準(zhǔn)備，將學(xué)生知識學(xué)習(xí)與愛國精神、鉆研精神結(jié)合起來。引導(dǎo)學(xué)生理解國家各行業(yè)對機(jī)器人功能和應(yīng)用的需求，切實理解理論與實踐相結(jié)合的重要性[5]。了解機(jī)器智能的發(fā)展和國家制造業(yè)智能化戰(zhàn)略，幫助學(xué)生樹立為先進(jìn)制造業(yè)發(fā)展而努力的遠(yuǎn)大理想。

3 課程思政具體實施措施

3.1 課前準(zhǔn)備

課程組長需要定期組織授課教師進(jìn)行課程研討，學(xué)習(xí)課程思政的相關(guān)文件內(nèi)容和精神，真正吃透課程思政的精髓，避免浮于表面的泛泛而談。課程組教師團(tuán)隊對課程思政的認(rèn)識與理解水平直接決定課程思政的教學(xué)效果。機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論（雙語）是一流課程培育課程，利用前期線上授課的時機(jī)，豐富課程資源，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課程組在學(xué)習(xí)通上傳了大量參考資料，學(xué)生可以很方便地下載學(xué)習(xí)，還可以和教師互動。另外，要合理安排融入思政環(huán)節(jié)的學(xué)時，不能出現(xiàn)專業(yè)課授課時長不足從而影響教學(xué)質(zhì)量的情況，這些都需要在課前進(jìn)行精心設(shè)計。課程團(tuán)隊還要定期進(jìn)行課程思政專題學(xué)習(xí)，加強(qiáng)思政理論知識的學(xué)習(xí)，不斷提高教師的思政水平。

另外，還要將課程思政與專業(yè)思政結(jié)合起來，將思政內(nèi)容貫穿整個人才培養(yǎng)體系，這就需要統(tǒng)籌考慮專業(yè)課程體系中各門課程的具體情況，避免出現(xiàn)各門課程“各自為戰(zhàn)”，甚至不同課程重復(fù)使用同一思政元素的現(xiàn)象，這種重復(fù)提及的思政元素很容易引起學(xué)生的抵觸心理，無法發(fā)揮思政育人的作用。因此，需要根據(jù)人才培養(yǎng)方案中各門課程的特點和重要性，有規(guī)劃地設(shè)計課程思政元素，以專業(yè)思政的高度進(jìn)行頂層設(shè)計，從課程體系進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，才能真正發(fā)揮思政育人的作用。

3.2 課堂教學(xué)

課堂教學(xué)主要包括教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。教學(xué)內(nèi)容方面，可以結(jié)合典型案例講解，要充分結(jié)合當(dāng)前技術(shù)的最新進(jìn)展，介紹相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感和專業(yè)自豪感。適當(dāng)融入思政內(nèi)容，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感同身受，自然地吸收思政元素，要注意避免生搬硬套。

例如，在講解機(jī)器人的種類時，結(jié)合社會各行各業(yè)，介紹各種類型的機(jī)器人，包括移動機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人等，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。特別是疫情防控期間，各種機(jī)器人在不同場合發(fā)揮重要作用，比如測溫機(jī)器人、配送機(jī)器人、巡邏機(jī)器人等，改變了人們的生產(chǎn)和生活方式。介紹這些先進(jìn)的機(jī)器人，讓學(xué)生了解國家在服務(wù)行業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、航空航天等領(lǐng)域的發(fā)展水平，從而培養(yǎng)學(xué)生“中國智造引領(lǐng)世界”的自豪感。

再比如在講解人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)內(nèi)容時，介紹人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的基本概念，并結(jié)合大量實例進(jìn)行講解。通過大量實例的講解，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，幫助學(xué)生了解國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀，進(jìn)而樹立掌握專業(yè)知識和技術(shù)的信心和為國家和社會發(fā)展服務(wù)的社會責(zé)任感[6]。結(jié)合疫情防控，講解機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在分析疫情數(shù)據(jù)、人員流調(diào)等方面發(fā)揮的積極作用，采用空間聚類分析算法，掌握疫情的時空分布規(guī)律，針對不同區(qū)域不同程度采用不同的防疫措施。

使用機(jī)器學(xué)習(xí)對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，用于相關(guān)事件的預(yù)警，體現(xiàn)了機(jī)器學(xué)習(xí)算法的社會價值。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會，利用所學(xué)知識服務(wù)社會，分析問題和解決問題，真正學(xué)有所用[7]。

課程的最后一次課設(shè)定為課堂匯報環(huán)節(jié)，提前給學(xué)生布置匯報要求。學(xué)生按照要求進(jìn)行資料的搜集與整理，并制作PPT，在課堂上進(jìn)行匯報展示。通過課堂匯報環(huán)節(jié)，學(xué)生不但對自己所匯報的內(nèi)容加深理解，還能了解其他組同學(xué)匯報的內(nèi)容，拓寬了知識面。結(jié)合教師的點評，學(xué)生能更好地掌握課程的知識點，并學(xué)以致用，真正掌握相關(guān)知識。

另外，課堂匯報環(huán)節(jié)也是學(xué)生進(jìn)行展示的一次機(jī)會，通過課堂匯報環(huán)節(jié)也可以發(fā)現(xiàn)一些問題并加以解決，對PPT 的制作、內(nèi)容組織和講解、表達(dá)能力和時間掌控能力等都是一次很好的鍛煉。只有少部分學(xué)生用純英文匯報，說明學(xué)生的英文水平還有待提升，因此，很有必要結(jié)合專業(yè)英語課程，進(jìn)一步提升學(xué)生的英文水平。

3.3 教學(xué)手段

目前線上教學(xué)資源很多，要充分利用已有資源，實現(xiàn)線上線下教學(xué)相結(jié)合。借助線上教學(xué)平臺，發(fā)布相關(guān)活動和資源等，建立相關(guān)的課程群和課程思政教學(xué)體系，挖掘通用的育人元素。線下課堂上多采用小組討論的方式，讓學(xué)生自由思考和表達(dá)。充分利用多樣的教學(xué)資源，鼓勵學(xué)生深度思考，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，主動分析問題和解決問題，培養(yǎng)學(xué)生思維能力，將課程學(xué)習(xí)和思政教育相結(jié)合。

要建立相應(yīng)的考核評價機(jī)制，對于價值體系的考核，不可生搬硬套，要有相應(yīng)靈活的考核措施。注重過程性考核，考查學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所表現(xiàn)出的思想情況，要注意避免形式化。同時，要注重學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋，對于學(xué)生提出的有益意見可予以吸收改進(jìn)，對于學(xué)生存在的問題要進(jìn)行有效解決，不斷提升教師自身的學(xué)術(shù)水平和思政素質(zhì)。

4 結(jié)束語

根據(jù)高等學(xué)校課程思政的建設(shè)要求，對機(jī)器人工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論（雙語）進(jìn)行了課程思政教學(xué)探索與研究。分析了課程的性質(zhì)與特點，闡明了對該課程進(jìn)行課程思政的意義。結(jié)合教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)行課程思政內(nèi)容的融合設(shè)計，并給出課程思政具體的實施措施，從課前準(zhǔn)備、課堂教學(xué)和教學(xué)手段等方面分別闡述，并以專業(yè)思政的高度進(jìn)行頂層設(shè)計，從課程體系進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，不斷提升教師的學(xué)術(shù)水平和思政素質(zhì)，將課程學(xué)習(xí)和思政教育相結(jié)合，真正實現(xiàn)思政育人的目標(biāo)。