課程思政融入“工業(yè)機器人”課程教學(xué)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(xué)，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(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調(diào) “要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人。”當前，如何提升學(xué)生的價值理念及人生追求是教育教學(xué)改革面臨的重要問題，而課程思政作為解決路徑之一，學(xué)校教育在培養(yǎng)學(xué)生的思想品德過程中，必須促進思想政治教育與專業(yè)課程教育在相互融合過程中的同頻共振，充分發(fā)揮課堂的育人主戰(zhàn)場作用；把培育和踐行社會主義核心價值觀作為課堂教學(xué)的目標之一，將課程思政融入教材編寫、教學(xué)設(shè)計以及實踐教學(xué)中，推進“思政課程”向“課程思政”的全方位轉(zhuǎn)換[1]。

隨著“中國制造2025”行動綱領(lǐng)提出，推進了工業(yè)機器人等諸多智能制造行業(yè)的規(guī)模升級與產(chǎn)品更新，高等教育改革實施也必須適應(yīng)新時代相關(guān)行動綱領(lǐng)的發(fā)展需求?！肮I(yè)機器人”課程作為高校機械專業(yè)的核心課程之一，主要涉及機械設(shè)計、智能制造、電子技術(shù)、傳感技術(shù)、軟件技術(shù)以及人工智能等諸多領(lǐng)域。針對“工業(yè)機器人”課程，要在教學(xué)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(xué)過程中融入工匠精神、職業(yè)素養(yǎng)、精益求精等思政元素，有意識地培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感，努力使學(xué)生成為能適應(yīng)未來發(fā)展和新型崗位需要的高素質(zhì)技能型人才。

綜上，在“工業(yè)機器人”課程教學(xué)過程中有機融入思政元素，優(yōu)化課程體系設(shè)計，對實現(xiàn)立德樹人根本任務(wù)具有重要意義。因此，文章以“工業(yè)機器人”課程為例，通過分析該門課程在思政建設(shè)中存在的難點，歸納總結(jié)課程思政元素的挖掘方向，探索該門課程思政建設(shè)的核心方法。

1 “工業(yè)機器人”課程教學(xué)研究現(xiàn)狀

1.1 國內(nèi)外“工業(yè)機器人”課程思政研究現(xiàn)狀

美國機器人課程大部分歸屬于技術(shù)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(guān)于工業(yè)機器人教學(xué)的相關(guān)文獻較少，德國職業(yè)教育相關(guān)研究大多集中在教育模式上。英國現(xiàn)行教育體系大致包括兩種：一是普通教育，二是職業(yè)教育學(xué)徒制[3]。國內(nèi)針對“工業(yè)機器人”課程的課程思政教學(xué)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(yè)機器人技術(shù)及相關(guān)理實一體化課程呈現(xiàn)出的知識覆蓋面廣、重難點分散、實訓(xùn)條件受限、傳統(tǒng)考核方式存在局限性等問題，為實現(xiàn)思政元素在授課全過程的融入和升華，提出了基于“課規(guī)”制度引導(dǎo)、項目情景創(chuàng)設(shè)、真實問題導(dǎo)向、學(xué)生內(nèi)核驅(qū)動、考評機制構(gòu)建等五維度協(xié)同育人機制的“五步走”課程思政實施策略。

經(jīng)文獻研究可知，國內(nèi)“工業(yè)機器人”課程教學(xué)相關(guān)研究集中在專業(yè)建設(shè)、課程體系構(gòu)建以及課程設(shè)置[5]方面。此外，作者在中國知網(wǎng)搜索關(guān)鍵詞“課程思政”“工業(yè)機器人課程”以及“道德教育”等，出現(xiàn)的文獻大多是與文科類課程內(nèi)容研究相關(guān)，與理工科課程思政研究相關(guān)較少，針對“工業(yè)機器人”課程的“課程思政”教學(xué)改革與實踐研究則鮮有涉及。

1.2 “工業(yè)機器人”課程思政建設(shè)現(xiàn)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(jié)合學(xué)生實際學(xué)習(xí)環(huán)境、實習(xí)單位或?qū)嶋H企業(yè)調(diào)研得到對應(yīng)的課程思政元素素材庫；二是課程知識點與思政內(nèi)容無法很好地銜接或根本沒有關(guān)聯(lián)[6]。課程思政內(nèi)容沒有規(guī)劃性、系統(tǒng)性和針對性；三是課程教學(xué)中的思想政治教育工作系統(tǒng)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(yè)機器人專業(yè)教師思政經(jīng)驗不足、缺乏教育素材或者在教學(xué)中所使用素材形式單一，從網(wǎng)絡(luò)上查找的各類素材沒有經(jīng)過充分論證，缺乏普適性、系統(tǒng)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(guān)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(nèi)容無法很好地銜接或無關(guān)聯(lián)，缺乏圍繞課程教學(xué)目標、體現(xiàn)課程特點的思政育人設(shè)計，存在課程知識與思政教育“各行其道”的現(xiàn)象。

1.2.3 課程思政資源相關(guān)建設(shè)缺乏系統(tǒng)性研究，在線學(xué)習(xí)與課程思政結(jié)合較少

在線學(xué)習(xí)與課程思政相輔相成，在充分發(fā)揮信息技術(shù)優(yōu)勢的同時也會提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)造新型學(xué)習(xí)氛圍[8]。在線上課程資源搭建過程中，應(yīng)盡可能拓寬教學(xué)空間，發(fā)揮不同學(xué)校網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢。

1.2.4 課程思政實施者缺乏將專業(yè)課程與思政內(nèi)容相融合的教學(xué)和引導(dǎo)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(xué)生的價值觀、責(zé)任感、民族自信心等多維度的內(nèi)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(nèi)容、教學(xué)形式等教學(xué)要素相結(jié)合的能力和技巧，往往是高開低走、導(dǎo)致效果微乎其微、不盡如人意。

2 “工業(yè)機器人”課程思政建設(shè)思路

2.1 建設(shè)原則

2.1.1 融合性原則

一是遵循學(xué)生現(xiàn)階段身心發(fā)展規(guī)律與工學(xué)學(xué)科教學(xué)目標，將這兩者與思想政治教育教學(xué)原則相融合，認真組織教學(xué)，促進“課程思政”[9]。二是融合目的是在教學(xué)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(yè)機器人”課程是機械專業(yè)核心課程之一，其性質(zhì)本就決定了思政教育內(nèi)涵的豐富性。因此，需在教學(xué)過程中抓住時機從不同角度切入課程思政，最終實現(xiàn)“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(fā)揮教師在思政工作中的引領(lǐng)作用，加強“工業(yè)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(lǐng)、立德樹人的任務(wù)融入“工業(yè)機器人”課程的知識教學(xué)中，防止專業(yè)知識的教學(xué)與思想政治教育之間出現(xiàn)割裂的情況。二是在課程教學(xué)過程中，教師可把學(xué)生當做課程思政進行的建設(shè)者和體驗者，避免出現(xiàn)學(xué)生只是主動學(xué)習(xí)工業(yè)機器人專業(yè)知識，而被動參與其中的課程思政建設(shè)，實現(xiàn)師生雙方在課程思政建設(shè)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(yè)機器人”課程屬于“隱性思政”課程；這就需要在“工業(yè)機器人”課程的思政教學(xué)改革過程中搭建明確的指導(dǎo)路徑，與思政元素間建立“聯(lián)合關(guān)系”，遵循明確性原則。本課程思政建設(shè)思路如圖1所示。

圖1 “工業(yè)機器人”課程思政建設(shè)思路

2.2 課程思政建設(shè)主要思路及具體措施

2.2.1 提煉思政元素，明確教學(xué)目標

根據(jù)“工業(yè)機器人”課程學(xué)情分析和相關(guān)制造企業(yè)調(diào)研結(jié)果，得出在“工業(yè)機器人”課程思政建設(shè)中，應(yīng)從職業(yè)核心素養(yǎng)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、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(yè)機器人概述與發(fā)展史的教學(xué)目標中，實施堅定學(xué)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(yè)機器人”課程教學(xué)中得到充分體現(xiàn)；在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計教學(xué)目標中，遵循機械設(shè)計、軌跡規(guī)劃基本原則，引導(dǎo)學(xué)生追求精益求精，這是職業(yè)素養(yǎng)、工匠精神的重要內(nèi)容；在工業(yè)機器人編程與應(yīng)用教學(xué)目標中，打破思維定勢，開發(fā)新應(yīng)用、新方法等，這是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的核心要素。本課程教學(xué)目標明確如下：

(1)堅持通過以師生共創(chuàng)的形式傳授知識與課程思政所發(fā)揮的價值引領(lǐng)相結(jié)合，讓參與“工業(yè)機器人”課程學(xué)習(xí)的學(xué)生能從理想信念、價值取向以及社會責(zé)任感等多方面涵養(yǎng)良好的思想道德。

(2)提煉“工業(yè)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(yè)核心素養(yǎng)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)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(yè)學(xué)生的緣事析理、明辨是非的能力。

(3)通過課程思政教學(xué)的開展，引導(dǎo)學(xué)生品德優(yōu)化、專業(yè)深化、技能強化、首崗適應(yīng)、轉(zhuǎn)崗順利、長期發(fā)展，實現(xiàn)學(xué)生職業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

2.2.2 圍繞思政元素優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容

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

(2)圍繞思政元素進行工業(yè)機器人機械設(shè)計教學(xué)。主要內(nèi)容涉及末端執(zhí)行器、手腕、機身、行走機構(gòu)的設(shè)計原理。通過教學(xué)，使學(xué)生懂得工業(yè)機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計需要遵守機械設(shè)計原則，對自己的設(shè)計方案負責(zé)，加強責(zé)任意識、職業(yè)道德的培養(yǎng)。

(3)圍繞思政元素進行工業(yè)機器人動力學(xué)系統(tǒng)分析教學(xué)。主要內(nèi)容涉及工業(yè)機器人運動學(xué)方程、運動軌跡規(guī)劃。通過教學(xué)，學(xué)生認識到軌跡規(guī)劃的重要性及其復(fù)雜度，培養(yǎng)學(xué)生不怕困難，敢于克服難題的精神，提高專業(yè)素養(yǎng)。

(4)圍繞思政元素進行工業(yè)機器人傳感系統(tǒng)、控制系統(tǒng)教學(xué)。主要內(nèi)容涉及內(nèi)部傳感器、外部傳感器、信號檢測原理。通過教學(xué)，使學(xué)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(xué)生的安全意識，在將來的生產(chǎn)實踐中做到“安全第一”。

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

(6)圍繞思政元素開展工業(yè)機器人的操作及應(yīng)用教學(xué)。主要內(nèi)容涉及工業(yè)機器人操作、應(yīng)用準則、常見應(yīng)用。通過教學(xué)，規(guī)范學(xué)生的行為，提高安全意識，培養(yǎng)學(xué)生在實踐中艱苦奮斗的勞模精神，穩(wěn)扎穩(wěn)打，不急功近利；另一方面，給學(xué)生足夠自由發(fā)揮的空間，打破思維定勢。圍繞思政元素，優(yōu)化課程內(nèi)容如圖2所示。

“工業(yè)機器人”課程依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標對專業(yè)人才培養(yǎng)的要求，以項目案例為依托，體現(xiàn)課程思政要素，通過將課程思政元素與課程章節(jié)內(nèi)容有機結(jié)合，實現(xiàn)思政育人的目的，“工業(yè)機器人”課程思政教學(xué)設(shè)計如表1所示。

2.3 建立課程思政教學(xué)資源庫

2.3.1 搜集教學(xué)案例，形成教學(xué)案例庫

在“工業(yè)機器人”課程教學(xué)和實訓(xùn)中，蘊含著求真務(wù)實的科研精神、追求精益求精的工匠精神、艱苦奮斗的職業(yè)素養(yǎng)、勇于探索的創(chuàng)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(xué)家在工業(yè)機器人發(fā)展史中的經(jīng)典故事，發(fā)揮榜樣示范作用；搜集優(yōu)秀機械設(shè)計案例以及錯誤案例，發(fā)揮其加強責(zé)任意識作用；列舉機械專業(yè)領(lǐng)域的工匠和勞模事跡，發(fā)揮其時代道德模范作用；搜集先進的機械設(shè)計思想，發(fā)揮其創(chuàng)新能力培養(yǎng)作用等[11]。

圖2 “工業(yè)機器人”課程思政建設(shè)教學(xué)內(nèi)容

2.3.2 對課堂教學(xué)效果進行實時總結(jié)反思

課程思政要從科技發(fā)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(xué)生道德水準，培養(yǎng)學(xué)生思想政治素養(yǎng)。在講工業(yè)機器人行走機構(gòu)時，首先向?qū)W生展示典型行走機構(gòu)，告訴學(xué)生這類案例特點，接著展示幾種錯誤案例，讓學(xué)生思考錯誤的原因并結(jié)合所學(xué)知識談?wù)劸唧w看法，教師對學(xué)生的觀點進行總結(jié)點評；其次，展示錯誤案例可能引發(fā)的危害，引導(dǎo)學(xué)生明白職業(yè)道德、責(zé)任意識在機械設(shè)計中的重要性；最后展現(xiàn)幾種國內(nèi)的先進工業(yè)機器人行走機構(gòu)設(shè)計，拓展學(xué)生思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

表1 “工業(yè)機器人”課程思政教學(xué)設(shè)計

2.4 創(chuàng)新課程教學(xué)方法

“工業(yè)機器人”課程融入思政元素，在教學(xué)方法與內(nèi)容上要做到多載體相融合，依托現(xiàn)代信息技術(shù)，慕課、SPOC、微課教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、微博互動、微信小程序等新的教育方式實現(xiàn)以學(xué)生為主體的“自主、探究、合作”教學(xué)結(jié)構(gòu)[12]。在實訓(xùn)項目上，采用探究式教學(xué)和小組合作教學(xué)，分別設(shè)計個人和小組任務(wù)，輔以頭腦風(fēng)暴和思維導(dǎo)圖等方法，提高學(xué)生遇到不同課程難題時的應(yīng)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(yè)機器人”課程教學(xué)方法創(chuàng)新思路

2.4.1 開展課堂教學(xué)

運用任務(wù)驅(qū)動法、小組合作探究討論法、啟發(fā)式教學(xué)法，頭腦風(fēng)暴法等相融合的形式開展課堂教學(xué)，增強師生互動，提升教學(xué)效果，不斷進行教學(xué)方法與形式上的革新[13]。任務(wù)驅(qū)動法在工科中運用廣泛，教師布置個人或小組任務(wù)，組織學(xué)生開展對任務(wù)的探究，在完成任務(wù)的過程中學(xué)習(xí)新的知識，在此過程中教師引導(dǎo)學(xué)生采取創(chuàng)新思維解決問題，培養(yǎng)學(xué)生克服功能固著的能力；可與小組討論法相結(jié)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(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神，敢于分享自己的觀點；運用啟發(fā)式教學(xué)提高學(xué)生積極性，引導(dǎo)學(xué)生思考不同案例背后的思政意義，如職業(yè)素養(yǎng)、責(zé)任意識、工匠精神等。此外，采用學(xué)生授課法，以學(xué)生為主體，運用角色轉(zhuǎn)換讓學(xué)生將課前掌握的課程知識講授給其他同學(xué)，教師進行點評與指導(dǎo)，既加深了學(xué)生的印象，也鍛煉了學(xué)生的表達能力[14]。下面以“工業(yè)機器人”課程中的一堂課為例，將教學(xué)過程中的實施環(huán)節(jié)與思政元素相融合，如表2所示。

表2 教學(xué)實施環(huán)節(jié)與思政元素融合

2.4.2 開展課外教學(xué)

課后可利用超星平臺學(xué)習(xí)拓展知識，學(xué)生可以了解更多的我國機器人發(fā)展的動態(tài)和歷史，拓展專業(yè)視野；在教師指導(dǎo)下，參加學(xué)科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等，提高學(xué)生的綜合能力、創(chuàng)新實踐能力；在課余時間可參觀實訓(xùn)基地，觀察工業(yè)機器人的應(yīng)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(xué)生的動手能力，培養(yǎng)精益求精的工匠精神；邀請知名企業(yè)工業(yè)機器人工程師進行專業(yè)講座，讓學(xué)生切實感受教學(xué)與實際操作的差別，以及成為合格技術(shù)人員的要求和不易。開展課外教學(xué)思路如圖4所示。

圖4 “工業(yè)機器人”課程課外教學(xué)思路

3 “工業(yè)機器人”課程思政調(diào)研與分析

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

圖5 對于“工業(yè)機器人”課程思政實施態(tài)度的調(diào)研

學(xué)生對于“工業(yè)機器人”課程思政融入形式的看法調(diào)研，結(jié)果如圖6所示。有62.4%的學(xué)生認為通過工業(yè)機器人前沿發(fā)展的熱點時事有助于思政元素內(nèi)化；59.3%學(xué)生認為通過教師引導(dǎo)，以情景式教學(xué)形式來吸取知識框架中的思政元素是有效措施；54.1%的學(xué)生認為以貼近日常生活實例為出發(fā)點，能引起對“工業(yè)機器人”課程思政的學(xué)習(xí)興趣。

綜上所述，通過問卷調(diào)查結(jié)果分析，將思政元素融入“工業(yè)機器人”課程教學(xué)時，可將專業(yè)前沿?zé)狳c與實際生活案例作為出發(fā)點，做到知識點的與時俱進，在教師的引導(dǎo)下運用情景式教學(xué)推動課程整體實施，實現(xiàn)理實一體化的機器人專業(yè)思政教學(xué)。

圖6 對“工業(yè)機器人”課程思政開展形式的看法

4 結(jié)語

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

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