愛國主義教育融入工業(yè)機器人課堂教學(xué)的實踐*

李 靜 盧瑞琳 許力文

（廣西機電工業(yè)學(xué)校 廣西南寧 530023）

2017年10月18日，在十九大報告中指出，要加強思想道德建設(shè)。人民有信仰，國家有力量，民族有希望。要提高人民思想覺悟、道德水準、文明素養(yǎng)，提高全社會文明程度。廣泛開展理想信念教育，深化中國特色社會主義和中國夢宣傳教育，弘揚民族精神和時代精神，加強愛國主義、集體主義、社會主義教育，引導(dǎo)人們樹立正確的歷史觀、民族觀、國家觀、文化觀[1]。2019年11月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《新時代愛國主義教育實施綱要》，并發(fā)出通知，要求各地區(qū)各部門結(jié)合實際認真貫徹落實。

中職教育擔(dān)負著為國家輸送出高素質(zhì)的應(yīng)用型人才的重任。當(dāng)前，國際社會意識形態(tài)領(lǐng)域風(fēng)云變幻，各種社會思潮觀念激烈交鋒，如何做好“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”的教育根本問題呢？在全國高校思想政治工作會議上強調(diào)指出：“要用好課堂教學(xué)這個主渠道，思想政治理論課要堅持在改進中加強，提升思想政治教育親和力和針對性，滿足學(xué)生成長發(fā)展需求和期待，其他各門課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)?！睘檎n程教育指明了方向，教育部關(guān)于印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》的通知（教高〔2020〕3號）為教育教學(xué)改革提供了工作指導(dǎo)。

一、工業(yè)機器人編程與操作課程簡介

隨著“中國制造2025”的持續(xù)推進，在汽車、電子電器、工程機械等行業(yè)大量采用了工業(yè)機器人自動化生產(chǎn)線，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，這就需要大量的具備工業(yè)機器人基本操作、在線示教、離線編程技能，對機器人焊接、搬運、碼垛等工藝具有足夠的了解，能夠控制機器人完成上述任務(wù)的技能型人才。中職工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用專業(yè)，以培養(yǎng)具有良好職業(yè)素質(zhì)為基礎(chǔ)，專注于工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的文化基礎(chǔ)知識、專業(yè)理論和操作技能，建立了完整的課程體系，工業(yè)機器人編程與操作課程就是專業(yè)的課程之一。

1.工業(yè)機器人編程與操作課程的性質(zhì)和任務(wù)

工業(yè)機器人編程與操作是工業(yè)機器人專業(yè)方向的一門核心課程，是一門實踐性較強的綜合性課程，在工業(yè)機器人專業(yè)課程體系中占有重要地位。本課程主要學(xué)習(xí)工業(yè)機器人的I/O通信、程序數(shù)據(jù)、程序的編寫與調(diào)試等知識和技能。知識和技能不是孤立的，而是與工業(yè)機器人的一些典型工作任務(wù)（如焊接、搬運、碼垛等）進行了整合，學(xué)生在完成工作任務(wù)的過程中進行學(xué)習(xí)。通過工業(yè)機器人典型工作任務(wù)的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生熟練掌握工業(yè)機器人的操作方法，鍛煉學(xué)生的團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新意識，提高學(xué)生分析問題和解決實際問題的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，增強適應(yīng)職業(yè)變化的能力。先修課程：機械制圖與CAD、電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能、單片機應(yīng)用技術(shù)、電氣控制與PLC技術(shù)、工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)。后續(xù)課程：工業(yè)機器人集成運用技術(shù)、工業(yè)機器人技術(shù)綜合實訓(xùn)。

2.工業(yè)機器人編程與操作課程的教學(xué)目標

中職學(xué)校通過開展本門課程的模塊任務(wù)，使學(xué)生掌握工業(yè)機器人的編程和操作方法，了解工業(yè)機器人常用工藝，對機器人有一個全面、深入地認識，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識進行創(chuàng)新設(shè)計的能力，并相應(yīng)掌握一些實用的工業(yè)機器人控制及規(guī)劃和編程方法。學(xué)習(xí)完本課程后，學(xué)生應(yīng)當(dāng)能具備從事工業(yè)機器人企業(yè)生產(chǎn)第一線的生產(chǎn)與管理等相關(guān)工作的基礎(chǔ)知識和能力儲備，包括知識、能力和素養(yǎng)。知識方面有了解工業(yè)機器人常用的I/O板類、能正確理解工業(yè)機器人程序數(shù)據(jù)的存儲類型和種類、能正確理解機器人程序的架構(gòu)、掌握工業(yè)機器人程序的創(chuàng)建和調(diào)試的方法和掌握機器人數(shù)組的創(chuàng)建方法及應(yīng)用。能力方面有能熟練創(chuàng)建機器人I/O板及I/O信號、能夠正確創(chuàng)建和應(yīng)用機器人的程序數(shù)據(jù)、能較熟練創(chuàng)建和管理機器人程序、能夠編寫工業(yè)機器人焊接運動程序、能夠編寫工業(yè)機器人搬運運動程序、能夠編寫工業(yè)機器人碼垛運動程序和能夠根據(jù)工作任務(wù)合理地進行規(guī)劃和統(tǒng)籌。素養(yǎng)方面有培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際，分析問題以及解決問題的能力、培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)合作能力、樹立崗位安全意識和責(zé)任擔(dān)當(dāng)和具有對新知識、新技能的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

二、課堂教學(xué)中融入愛國主義教育的實踐

愛國主義的內(nèi)涵：愛國主義是指個人或集體對祖國的一種積極和支持的態(tài)度，揭示了個人對祖國的依存關(guān)系，是人們對自己家園以及民族和文化的歸屬感、認同感、尊嚴感與榮譽感的統(tǒng)一。集中表現(xiàn)為民族自尊心和民族自信心，為保衛(wèi)祖國和爭取祖國的獨立富強而獻身的奮斗精神。不僅體現(xiàn)在政治、法律、道德、藝術(shù)、宗教等各種意識形態(tài)和整個上層建筑之中，而且滲透到社會生活各個方面，成為影響民族和國家命運的重要因素。中職學(xué)生學(xué)習(xí)的主要場所是課堂，當(dāng)專業(yè)知識、專業(yè)技術(shù)的教學(xué)與愛國主義教育結(jié)合在一起，就可以發(fā)揮學(xué)科課堂教學(xué)的主陣地作用，通過潤物無聲式的日常教學(xué)，將愛國主義在中職學(xué)生心中扎根發(fā)芽。

中職工業(yè)機器人編程與操作課程的教學(xué)方法以項目引領(lǐng)任務(wù)驅(qū)動為主，課程的中后期，學(xué)生開始進行綜合項目的學(xué)習(xí)。以工業(yè)機器人“碼垛”的編程和操作項目為例，融入愛國主義教育的教法設(shè)計，是以我國的長城為項目的切入點，將筑長城作為教學(xué)的主線貫穿于教學(xué)全過程，教學(xué)中主要分為三步。

1.巧妙引入，將工業(yè)機器人的碼垛操作與筑長城緊密聯(lián)系

愛國主義教育的內(nèi)容主要包括國家和民族歷史教育、民族優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育和國情教育。教師首先展示雄偉壯觀的長城的圖片，介紹長城的建造目的是防止外敵入侵，并用孟嬌女哭長城的故事，說明古代中國人民修筑長城的艱辛，然后播放工業(yè)機器人砌磚的視頻，讓同學(xué)們感受工業(yè)機器人砌磚的靈活和快捷，接著設(shè)問：是否可以用工業(yè)機器人替我們修筑長城呢？同學(xué)們把長城的圖片放大，發(fā)現(xiàn)長城可以由磚砌成，于是全班同學(xué)總結(jié)出一個肯定的答案：按照砌磚的形式進行操作，工業(yè)機器人可以筑長城。最后，師生共同確定學(xué)習(xí)任務(wù)為：工業(yè)機器人筑長城。教師通過課題引入，不僅使同學(xué)們明確了任務(wù)要求，更讓學(xué)生們了解了祖國自古流傳下來的守衛(wèi)國家安全的傳統(tǒng)文化，知道了科技進步和加強國防建設(shè)的重要性，同學(xué)們的愛國熱情被調(diào)動起來，學(xué)習(xí)興趣更高了。

2.夯實專業(yè)，學(xué)好碼垛編程與操作的知識和技能

碼垛是把貨物按照一定的擺放順序與層次整齊地碼放在托盤上。工業(yè)機器人筑長城的工作任務(wù)，是利用實訓(xùn)室內(nèi)的工業(yè)機器人，將工件（代替磚塊，型號規(guī)格：600*400*250）按照砌磚的交錯擺放的形式進行碼垛操作。這個任務(wù)的重點是工業(yè)機器人筑長城操作，難點是編寫工業(yè)機器人筑長城的程序。新課教學(xué)中，教師首先補充數(shù)組指令和for指令兩個新的知識點，幫助學(xué)生認識和調(diào)用這兩個指令；然后指導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識在Robotstudio仿真軟件實訓(xùn)臺，對程序進行編寫和反復(fù)調(diào)試，直至仿真軟件能夠正確且完整地呈現(xiàn)砌磚的碼垛操作；能夠完成仿真的同學(xué)，才被允許使用ABB工業(yè)機器人做實物碼垛操作。操作必須按照安全和規(guī)范的要求進行，首先接通電源，然后創(chuàng)建DI/DO信號，第三創(chuàng)建及記錄各位置點，第四編寫程序，第五調(diào)試程序，第六自動運行程序，工業(yè)機器人能夠自動運行程序做筑長城的操作即表示工作任務(wù)的完成。

3.任務(wù)拓展，齊唱愛國歌曲強化愛國思想

教學(xué)中，總有部分小組完成任務(wù)的速度比較快，有機會進行拓展任務(wù)的學(xué)習(xí)。由于老師融入了立志為加固國防砌長城的教學(xué)思想，學(xué)生們的愛國熱情被調(diào)動起來，他們主動將拓展任務(wù)設(shè)定為：工業(yè)機器人在電子琴上彈奏歌曲《我和我的祖國》的第一和第二小節(jié)。小組成員積極行動起來，合作找來了電子琴，根據(jù)歌曲旋律，為工業(yè)機器人示教編程，在全班同學(xué)完成基本任務(wù)前，完成了拓展任務(wù)。進入驗收環(huán)節(jié)，各小組展示自己的學(xué)習(xí)成果，完成拓展任務(wù)的小組除了展示基本任務(wù)外，還展示了工業(yè)機器人彈奏《我和我的祖國》歌曲的第一和第二小節(jié)。由于機械手與人類手指的區(qū)別，工業(yè)機器人彈奏出來的聲音比較小，但是一點也不影響同學(xué)們聽到樂曲的聲音?！段液臀业淖鎳肥且皇锥炷茉?shù)膼蹏枨?，?dāng)機械手彈奏的樂曲聲響起時，全班同學(xué)屏息聆聽，優(yōu)美的旋律在安靜的實訓(xùn)室里回蕩，此時，距離下課還有2～3分鐘的時間，教師順勢問大家：我們跟著一起唱可好？全班同學(xué)積極響應(yīng)，最后在師生齊唱歌曲聲中結(jié)束了本次課的教學(xué)。

三、由課堂教學(xué)中融入愛國主義教育的實踐引發(fā)的思考

1.課堂教學(xué)中融入愛國主義教育對教師的要求

教學(xué)中融入愛國主義教育，對中職教師提出了更高的要求，包括教師本身具備愛國主義精神、教師專業(yè)知識專業(yè)技能過硬和教師具備一定的文化素養(yǎng)。首先，要求教師本身具備愛國主義精神。面對競爭激烈的國際環(huán)境，教師唯有對祖國悠久歷史、深厚文化的理解和接受，秉承愛國主義的優(yōu)良傳統(tǒng)，滿懷熱愛祖國熱忱投身于教育工作，才能高質(zhì)量地完成本職工作，才能感染和影響學(xué)生。其次，要求中職教師專業(yè)知識、專業(yè)技能過硬。中職教師需要做到熟悉完成任務(wù)所需的offs、for、while、數(shù)組指令等各類指令，熟練使用Robotstudio仿真軟件和熟練操作ABB工業(yè)機器人。中職教師需要做到不斷提升自己的專業(yè)素養(yǎng)。比如，教師搜集工業(yè)機器人的功能后，發(fā)現(xiàn)可以砌磚和彈琴，于是考慮將砌磚引入教學(xué)。此外，中職教師應(yīng)具備一定的文化素養(yǎng)，包括祖國悠久的發(fā)展歷史、燦爛的民族文化。本次教學(xué)中，教師需要對我們國家長城的用途、建造歷史了然于心。教師還需要儲備一定的音樂素養(yǎng)，如《我和我的祖國》樂曲的簡譜，幫助學(xué)生在電子琴上找到相應(yīng)的琴鍵，完成彈奏拓展任務(wù)，能夠帶領(lǐng)同學(xué)們同唱《我和我的祖國》歌曲。

2.課堂教學(xué)中融入愛國主義教育的教法設(shè)計

教學(xué)中融入愛國主義教育，教師應(yīng)進行恰當(dāng)?shù)慕谭ㄔO(shè)計。工業(yè)機器人碼垛實訓(xùn)項目的教法設(shè)計，具體的組織形式是，將班級成員分成小組，一般為4人/組，組內(nèi)設(shè)置組長負責(zé)制；學(xué)習(xí)設(shè)備的分配為仿真訓(xùn)練每人一臺電腦、實操部分每4人一個工業(yè)機器人操作站。通常情況下，以“工業(yè)機器人整齊堆放水泥包”為任務(wù)展開教學(xué)，教法設(shè)計分為課前、課中和課后。課前，學(xué)生了解生產(chǎn)中堆放水泥的要求和實施辦法；課中，圍繞由傳輸帶、工業(yè)機器人和托盤組成的硬件設(shè)備，傳輸帶將水泥包輸送到指定位置，工業(yè)機器人感知水泥包到位，機械手將水泥包按照技術(shù)要求整齊堆放在托盤上，完成基本任務(wù)的同學(xué)可以進行復(fù)雜材料堆放任務(wù)的拓展學(xué)習(xí)；課后，學(xué)生整理完成工作頁的各項作業(yè)任務(wù)，寫出本次項目學(xué)習(xí)的總結(jié)。

在課堂教學(xué)中滲透愛國主義教育后，教法設(shè)計更改為：課前，學(xué)生了解“中國萬里長城”的作用、建造起源，以及不同歷史時期的建造方法；課中，注重抓住長城的建造目的“防止外敵入侵”的國防作用，引導(dǎo)學(xué)生從認識國家快速發(fā)展過程中面臨的安全要求出發(fā)，加強國家建設(shè)的重要性為落腳點，激發(fā)學(xué)生為建設(shè)祖國努力學(xué)好技術(shù)的民族精神和愛國熱情。專業(yè)教學(xué)中，主要幫助學(xué)生理解數(shù)組和指令的概念，掌握應(yīng)用所學(xué)知識編寫程序的方法，實現(xiàn)工業(yè)機器人砌磚式碼垛的功能要求。拓展任務(wù)選擇彈奏愛國歌曲，編程的難度不大，主要是彈琴的琴鍵位置不斷變化，示教編程需要一些時間，所以只彈奏2個小節(jié)。展示環(huán)節(jié)，工業(yè)機器人彈奏出來的聲音比較小，需要提醒全班同學(xué)安靜地聽，備課環(huán)節(jié)準備好《我和我的祖國》歌曲的視頻，待工業(yè)機器人彈奏完成的時候播放視頻，迎合學(xué)生完成任務(wù)時的喜悅和輕松的心情，帶領(lǐng)全班齊唱《我和我的祖國》歌曲，進一步激發(fā)學(xué)生的愛國熱情，將愛國教育推向高潮。隨著下課鈴聲響起，教師宣布“下課”，結(jié)束本次課教學(xué)。在碼垛編程與操作內(nèi)容中，融入愛國主義教育的教法設(shè)計，首先，教師對工業(yè)機器人碼垛編程和操作技術(shù)嫻熟，做到了立足教材；其次，教師關(guān)注工業(yè)機器人應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的情況，了解工業(yè)機器人已經(jīng)應(yīng)用于建筑工程領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，尤其具備的砌磚功能，引入長城元素，才能將原來的堆放水泥，變?yōu)橹L城。

“愛國主義是具體的，不是抽象的；是生動的，不是空泛的。”本次課的教法設(shè)計，以工業(yè)機器人碼垛的編程與操作為基礎(chǔ)，以世界文化遺產(chǎn)、中國古代第一軍事工程——長城為素材，專業(yè)教學(xué)中有效融入了愛國主義教育，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，順利突破了教學(xué)難點、有效突出教學(xué)重點，成功實現(xiàn)了知識傳授、價值塑造和能力培養(yǎng)的多元統(tǒng)一[3]。