課程思政融入“工業機器人”課程教學的改革與探索

薛俊祥，陳林濤，藍 瑩，朱衡紳，陳 帥

(廣西師范大學，廣西 桂林 541004)

0 引言

課程思政作為思政教育的一種新型綜合性理念，近年逐漸成為高校教育改革與探索的熱點[1-3]。習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調 “要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人?！碑斍?，如何提升學生的價值理念及人生追求是教育教學改革面臨的重要問題，而課程思政作為解決路徑之一，學校教育在培養學生的思想品德過程中，必須促進思想政治教育與專業課程教育在相互融合過程中的同頻共振，充分發揮課堂的育人主戰場作用；把培育和踐行社會主義核心價值觀作為課堂教學的目標之一，將課程思政融入教材編寫、教學設計以及實踐教學中，推進“思政課程”向“課程思政”的全方位轉換[1]。

隨著“中國制造2025”行動綱領提出，推進了工業機器人等諸多智能制造行業的規模升級與產品更新，高等教育改革實施也必須適應新時代相關行動綱領的發展需求?！肮I機器人”課程作為高校機械專業的核心課程之一，主要涉及機械設計、智能制造、電子技術、傳感技術、軟件技術以及人工智能等諸多領域。針對“工業機器人”課程，要在教學過程中通過將顯性教育與隱性教育有機融合，深度挖掘課程中的思政元素，適時在教學過程中融入工匠精神、職業素養、精益求精等思政元素，有意識地培養學生的民族自豪感，努力使學生成為能適應未來發展和新型崗位需要的高素質技能型人才。

綜上，在“工業機器人”課程教學過程中有機融入思政元素，優化課程體系設計，對實現立德樹人根本任務具有重要意義。因此，文章以“工業機器人”課程為例，通過分析該門課程在思政建設中存在的難點，歸納總結課程思政元素的挖掘方向，探索該門課程思政建設的核心方法。

1 “工業機器人”課程教學研究現狀

1.1 國內外“工業機器人”課程思政研究現狀

美國機器人課程大部分歸屬于技術教育課程體系，該課程體系從國家到各個州均有明確的機器人教育課程要求[2]。德國關于工業機器人教學的相關文獻較少，德國職業教育相關研究大多集中在教育模式上。英國現行教育體系大致包括兩種：一是普通教育，二是職業教育學徒制[3]。國內針對“工業機器人”課程的課程思政教學改革與實踐研究相對較少，王羅俊等人[4]針對高職院校工業機器人技術及相關理實一體化課程呈現出的知識覆蓋面廣、重難點分散、實訓條件受限、傳統考核方式存在局限性等問題，為實現思政元素在授課全過程的融入和升華，提出了基于“課規”制度引導、項目情景創設、真實問題導向、學生內核驅動、考評機制構建等五維度協同育人機制的“五步走”課程思政實施策略。

經文獻研究可知，國內“工業機器人”課程教學相關研究集中在專業建設、課程體系構建以及課程設置[5]方面。此外，作者在中國知網搜索關鍵詞“課程思政”“工業機器人課程”以及“道德教育”等，出現的文獻大多是與文科類課程內容研究相關，與理工科課程思政研究相關較少，針對“工業機器人”課程的“課程思政”教學改革與實踐研究則鮮有涉及。

1.2 “工業機器人”課程思政建設現存的不足

1.2.1 課程思政元素挖掘深度不夠

課程授課中思政元素還有待挖掘：一是沒有結合學生實際學習環境、實習單位或實際企業調研得到對應的課程思政元素素材庫；二是課程知識點與思政內容無法很好地銜接或根本沒有關聯[6]。課程思政內容沒有規劃性、系統性和針對性；三是課程教學中的思想政治教育工作系統性不強、隨意性比較大，整體感染力較弱。

1.2.2 課程思政融入教材形式單一、素材匱乏

大部分工業機器人專業教師思政經驗不足、缺乏教育素材或者在教學中所使用素材形式單一，從網絡上查找的各類素材沒有經過充分論證，缺乏普適性、系統性與邏輯性，不利于思想政治育人目標的達成[7]。思政素材豐富性、適切性和教育性關乎思政育人效果的高低。課程思政作為一種新形式，課程知識點與思政內容無法很好地銜接或無關聯，缺乏圍繞課程教學目標、體現課程特點的思政育人設計，存在課程知識與思政教育“各行其道”的現象。

1.2.3 課程思政資源相關建設缺乏系統性研究，在線學習與課程思政結合較少

在線學習與課程思政相輔相成，在充分發揮信息技術優勢的同時也會提高學習者的學習熱情和創造新型學習氛圍[8]。在線上課程資源搭建過程中，應盡可能拓寬教學空間，發揮不同學校網絡資源優勢。

1.2.4 課程思政實施者缺乏將專業課程與思政內容相融合的教學和引導技巧

一些教師本身雖然具備一定知識水平和能力，但是忽視學生的價值觀、責任感、民族自信心等多維度的內在雕琢，眼光局限于對知識本身的探究和深挖。少部分教師雖然注意到了這點，但是本身缺少將課程思政與課程內容、教學形式等教學要素相結合的能力和技巧，往往是高開低走、導致效果微乎其微、不盡如人意。

2 “工業機器人”課程思政建設思路

2.1 建設原則

2.1.1 融合性原則

一是遵循學生現階段身心發展規律與工學學科教學目標，將這兩者與思想政治教育教學原則相融合，認真組織教學，促進“課程思政”[9]。二是融合目的是在教學過程中將思政元素融入課程體系框架與知識要點，由于“工業機器人”課程是機械專業核心課程之一，其性質本就決定了思政教育內涵的豐富性。因此，需在教學過程中抓住時機從不同角度切入課程思政，最終實現“課程承載思政，思政元素寓于課程”。

2.1.2 師生共建原則

一是要發揮教師在思政工作中的引領作用，加強“工業機器人”課程專任教師與思想政治課程教師間的交流合作，更新、擴充專任教師思政“知識庫”，將價值引領、立德樹人的任務融入“工業機器人”課程的知識教學中，防止專業知識的教學與思想政治教育之間出現割裂的情況。二是在課程教學過程中，教師可把學生當做課程思政進行的建設者和體驗者，避免出現學生只是主動學習工業機器人專業知識，而被動參與其中的課程思政建設，實現師生雙方在課程思政建設中的思維、行為、情感以及認知的共同參與。

2.1.3 明確性原則

“工業機器人”課程屬于“隱性思政”課程；這就需要在“工業機器人”課程的思政教學改革過程中搭建明確的指導路徑，與思政元素間建立“聯合關系”，遵循明確性原則。本課程思政建設思路如圖1所示。

圖1 “工業機器人”課程思政建設思路

2.2 課程思政建設主要思路及具體措施

2.2.1 提煉思政元素，明確教學目標

根據“工業機器人”課程學情分析和相關制造企業調研結果，得出在“工業機器人”課程思政建設中，應從職業核心素養、創新創業、工匠精神、社會主義核心價值觀四方面進行課程思政元素挖掘[10]。如在工業機器人概述與發展史的教學目標中，實施堅定學生科教興國的思政信念教育，使社會主義核心價值觀在“工業機器人”課程教學中得到充分體現；在機械結構設計教學目標中，遵循機械設計、軌跡規劃基本原則，引導學生追求精益求精，這是職業素養、工匠精神的重要內容；在工業機器人編程與應用教學目標中，打破思維定勢，開發新應用、新方法等，這是創新創業教育的核心要素。本課程教學目標明確如下：

(1)堅持通過以師生共創的形式傳授知識與課程思政所發揮的價值引領相結合，讓參與“工業機器人”課程學習的學生能從理想信念、價值取向以及社會責任感等多方面涵養良好的思想道德。

(2)提煉“工業機器人”課程資料中蘊含的思政元素和核心價值范式，融入職業核心素養、創新創業精神、工匠和勞模精神、社會主義核心價值觀，進而提高機械專業學生的緣事析理、明辨是非的能力。

(3)通過課程思政教學的開展，引導學生品德優化、專業深化、技能強化、首崗適應、轉崗順利、長期發展，實現學生職業可持續發展。

2.2.2 圍繞思政元素優化課程教學內容

(1)圍繞思政元素進行工業機器人概念認識教學。主要內容涉及國內外工業機器人發展史、基本分類等。通過教學，使學生懂得我國智能制造業的發展趨勢、工業機器人獲得成就、工業機器人對于各行各業的重要性，幫助學生樹立科技自信、專業自信，加強學生對所學專業的了解，明確未來發展方向。

(2)圍繞思政元素進行工業機器人機械設計教學。主要內容涉及末端執行器、手腕、機身、行走機構的設計原理。通過教學，使學生懂得工業機器人結構設計需要遵守機械設計原則，對自己的設計方案負責，加強責任意識、職業道德的培養。

(3)圍繞思政元素進行工業機器人動力學系統分析教學。主要內容涉及工業機器人運動學方程、運動軌跡規劃。通過教學，學生認識到軌跡規劃的重要性及其復雜度，培養學生不怕困難，敢于克服難題的精神，提高專業素養。

(4)圍繞思政元素進行工業機器人傳感系統、控制系統教學。主要內容涉及內部傳感器、外部傳感器、信號檢測原理。通過教學，使學生懂得需要合理選擇傳感器、認真對待傳感器的校準，加強學生的安全意識，在將來的生產實踐中做到“安全第一”。

(5)圍繞思政元素進行工業機器人離線編程與仿真教學。主要內容涉及工業機器人編程、示教器基本操作、Robot Studio軟件仿真。通過教學，使學生在工作中有團隊協助與責任擔當意識。

(6)圍繞思政元素開展工業機器人的操作及應用教學。主要內容涉及工業機器人操作、應用準則、常見應用。通過教學，規范學生的行為，提高安全意識，培養學生在實踐中艱苦奮斗的勞模精神，穩扎穩打，不急功近利；另一方面，給學生足夠自由發揮的空間，打破思維定勢。圍繞思政元素，優化課程內容如圖2所示。

“工業機器人”課程依據專業培養目標對專業人才培養的要求，以項目案例為依托，體現課程思政要素，通過將課程思政元素與課程章節內容有機結合，實現思政育人的目的，“工業機器人”課程思政教學設計如表1所示。

2.3 建立課程思政教學資源庫

2.3.1 搜集教學案例，形成教學案例庫

在“工業機器人”課程教學和實訓中，蘊含著求真務實的科研精神、追求精益求精的工匠精神、艱苦奮斗的職業素養、勇于探索的創新精神以及全方面的安全教育，它們都是課程思政的重要元素。如搜集我國科學家在工業機器人發展史中的經典故事，發揮榜樣示范作用；搜集優秀機械設計案例以及錯誤案例，發揮其加強責任意識作用；列舉機械專業領域的工匠和勞模事跡，發揮其時代道德模范作用；搜集先進的機械設計思想，發揮其創新能力培養作用等[11]。

圖2 “工業機器人”課程思政建設教學內容

2.3.2 對課堂教學效果進行實時總結反思

課程思政要從科技發展史、典型案例、先進思想中汲取精華，把人文精神與科研精神相融合，提高學生道德水準，培養學生思想政治素養。在講工業機器人行走機構時，首先向學生展示典型行走機構，告訴學生這類案例特點，接著展示幾種錯誤案例，讓學生思考錯誤的原因并結合所學知識談談具體看法，教師對學生的觀點進行總結點評；其次，展示錯誤案例可能引發的危害，引導學生明白職業道德、責任意識在機械設計中的重要性；最后展現幾種國內的先進工業機器人行走機構設計，拓展學生思維，培養創新能力。

表1 “工業機器人”課程思政教學設計

2.4 創新課程教學方法

“工業機器人”課程融入思政元素，在教學方法與內容上要做到多載體相融合，依托現代信息技術，慕課、SPOC、微課教學、翻轉課堂、微博互動、微信小程序等新的教育方式實現以學生為主體的“自主、探究、合作”教學結構[12]。在實訓項目上，采用探究式教學和小組合作教學，分別設計個人和小組任務，輔以頭腦風暴和思維導圖等方法，提高學生遇到不同課程難題時的應變能力與巧妙使用多種解題方法的能力(如圖3所示)。

圖3 “工業機器人”課程教學方法創新思路

2.4.1 開展課堂教學

運用任務驅動法、小組合作探究討論法、啟發式教學法，頭腦風暴法等相融合的形式開展課堂教學，增強師生互動，提升教學效果，不斷進行教學方法與形式上的革新[13]。任務驅動法在工科中運用廣泛，教師布置個人或小組任務，組織學生開展對任務的探究，在完成任務的過程中學習新的知識，在此過程中教師引導學生采取創新思維解決問題，培養學生克服功能固著的能力；可與小組討論法相結合，小組成員共同探究一個案例，上臺交流分享并由教師點評，培養學生的團隊合作精神，敢于分享自己的觀點；運用啟發式教學提高學生積極性，引導學生思考不同案例背后的思政意義，如職業素養、責任意識、工匠精神等。此外，采用學生授課法，以學生為主體，運用角色轉換讓學生將課前掌握的課程知識講授給其他同學，教師進行點評與指導，既加深了學生的印象，也鍛煉了學生的表達能力[14]。下面以“工業機器人”課程中的一堂課為例，將教學過程中的實施環節與思政元素相融合，如表2所示。

表2 教學實施環節與思政元素融合

2.4.2 開展課外教學

課后可利用超星平臺學習拓展知識，學生可以了解更多的我國機器人發展的動態和歷史，拓展專業視野；在教師指導下，參加學科競賽、創新創業項目等，提高學生的綜合能力、創新實踐能力；在課余時間可參觀實訓基地，觀察工業機器人的應用演示，動手組裝機器人模型，進行簡單的運動控制，進一步提高學生的動手能力，培養精益求精的工匠精神；邀請知名企業工業機器人工程師進行專業講座，讓學生切實感受教學與實際操作的差別，以及成為合格技術人員的要求和不易。開展課外教學思路如圖4所示。

圖4 “工業機器人”課程課外教學思路

3 “工業機器人”課程思政調研與分析

為提高“工業機器人”課程思政教學研究的成效性與可信度，通過定制化問卷設計展開實況調查，調查對象涉及廣西師范大學職業技術師范學院機械專業180名學生，形式采用“問卷星”網上填寫進行調查。對于思政元素融入“工業機器人”課程學生的態度分析，如圖5所示。有53.3%的學生對課程教學融入思政元素表示贊同且較為感興趣，31.1%的學生保持中立態度表示興趣一般，只有15.6%的學生對“工業機器人”課程思政不感興趣。

圖5 對于“工業機器人”課程思政實施態度的調研

學生對于“工業機器人”課程思政融入形式的看法調研，結果如圖6所示。有62.4%的學生認為通過工業機器人前沿發展的熱點時事有助于思政元素內化；59.3%學生認為通過教師引導，以情景式教學形式來吸取知識框架中的思政元素是有效措施；54.1%的學生認為以貼近日常生活實例為出發點，能引起對“工業機器人”課程思政的學習興趣。

綜上所述，通過問卷調查結果分析，將思政元素融入“工業機器人”課程教學時，可將專業前沿熱點與實際生活案例作為出發點，做到知識點的與時俱進，在教師的引導下運用情景式教學推動課程整體實施，實現理實一體化的機器人專業思政教學。

圖6 對“工業機器人”課程思政開展形式的看法

4 結語

探索實施“工業機器人”課程思政的有效途徑，使課堂教學中的文工德融合，既能保證知識傳授在課堂教學中的主體地位，不喧賓奪主；又能形成文化與工學課程的無縫對接，不牽強附會；還能實現價值引領的水到渠成，不生搬硬套。探索培養文工兼通人才的有效方式，將傳統文化融入課程，讓學生把邏輯思維和形象思維結合起來，能幫助他們在認識上跨越人文科學與工學機理科學的知識鴻溝。

專業課都有自己完善的知識體系和結構，在融入思想政治教育內容時，不能改變原有專業課程教學大綱。需明確專業課主要還是教授專業知識為主，要注意尊重科學知識基本規律，不能把專業知識講成是思想政治理論“推導”出來的，要堅持講清楚科學事實；要做到深入挖掘提煉專業課程中蘊含的思政元素，教師不僅需對專業課知識熟練掌握，還需在思想政治理論指導下，緊密聯系社會實際、緊密結合學生需求，在講解完專業課知識點后，把專業知識與社會實際和學生需求聯系起來，真正做到融會貫通，實現“潤物細無聲”的育人效果。