對智能制造工程專業(yè)《人機交互技術(shù)》思政融入式教學(xué)的探索

徐振龍

（杭州電子科技大學(xué)，浙江 杭州 310018）

1 問題的提出

2016年12月7日～8日，全國高校思想政治工作會議召開。習(xí)近平總書記指出“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，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面?！遍_展課程思政融入式教學(xué)是貫徹落實習(xí)總書記重要講話精神、改革創(chuàng)新新時代思政課的重要舉措。

隨著世界工業(yè)科技的快速發(fā)展，我國高校工程教育面臨新機遇新挑戰(zhàn)，為了助力“中國制造2025”國家戰(zhàn)略、為我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級儲備高科技人才、提升我國制造業(yè)的國際競爭力，教育部提出了“新工科”建設(shè)，開展工程教育改革。隨即國內(nèi)高校相繼成立智能制造工程專業(yè)，強調(diào)信息技術(shù)與制造業(yè)的融合，智能化是其典型特點之一。為了實現(xiàn)人與智能制造系統(tǒng)的協(xié)同共生，人機交互技術(shù)的學(xué)習(xí)尤為關(guān)鍵。

為緊跟新時代高校課程思政的步伐，深入領(lǐng)悟黨的創(chuàng)新思想，結(jié)合新時代高校思想政治改革的最新目標(biāo)，著眼于“新工科”和智能制造專業(yè)教育建設(shè)，本文以杭州電子科技大學(xué)機械工程學(xué)院智能制造工程專業(yè)《人機交互技術(shù)》課程為載體，探討如何將專業(yè)課程與思政課程融為一體、相輔相成，培養(yǎng)新時期思想進(jìn)步、技術(shù)過硬的新型人才。

2 智能制造工程與《人機交互技術(shù)》

2.1 “新工科”專業(yè)之智能制造工程

為應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，推動創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，自2017年2月以來，教育部積極推進(jìn)新工科建設(shè)，并發(fā)布了《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》、《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計劃》等一系列通知文件。相對于傳統(tǒng)工科，“新工科”更強調(diào)學(xué)科的實用性、交叉性與綜合性，旨在培養(yǎng)能夠綜合運用多學(xué)科交叉融合知識、實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型人才。

為踐行“新工科”建設(shè)、改革創(chuàng)新工程教育，我校設(shè)立了智能制造工程專業(yè)。該專業(yè)面向國家和地方智能制造產(chǎn)業(yè)前沿，培養(yǎng)掌握機械、電子、計算機、管理等多學(xué)科交叉理論知識，擁有較強的解決智能制造領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的能力，勝任智能制造系統(tǒng)設(shè)計、制造、管理等工作的高素質(zhì)復(fù)合型人才。其中，畢業(yè)要求之一為能夠針對智能制造復(fù)雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具、信息技術(shù)工具和人工智能工具，包括對智能制造復(fù)雜工程問題的預(yù)測與模擬，并能夠理解其局限性。為了達(dá)到這一畢業(yè)要求，需要學(xué)習(xí)如何設(shè)計、評估、實現(xiàn)人與計算機系統(tǒng)的信息交互。因此，《人機交互技術(shù)》是智能制造工程專業(yè)的核心課程之一，教學(xué)質(zhì)量將直接影響學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。

2.2 課程目標(biāo)與主要內(nèi)容

作為一個在信息時代興起的學(xué)科，人機交互是廣受關(guān)注的交叉學(xué)科領(lǐng)域，涉及了計算機科學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)、社會學(xué)、人機工程學(xué)等多個研究和應(yīng)用領(lǐng)域，是對人類使用的交互式計算機系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計、評估和實現(xiàn)，并對其所涉及的主要現(xiàn)象進(jìn)行研究的學(xué)科，尤其在智能時代要研究人與機器人之間通過視覺、聽覺、觸覺和嗅覺等實現(xiàn)多模態(tài)信息智能交互功能。顯然，這是一門交叉性、前沿性、綜合性很強的學(xué)科，教學(xué)內(nèi)容安排上要注重理論和應(yīng)用結(jié)合，突出融知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育于一體，同時體現(xiàn)人機交互技術(shù)的最新研究、應(yīng)用情況。通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握人機交互技術(shù)所涉及的基本理論、基礎(chǔ)知識和基本技能，具備綜合運用所學(xué)知識開展人機交互系統(tǒng)設(shè)計的能力，具備機械設(shè)計工程師的基本專業(yè)素質(zhì)。

隨著信息化浪潮的迅猛推進(jìn)，人與計算機系統(tǒng)的關(guān)系日益密切，人機交互技術(shù)在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、科教文娛等領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用，并朝著更加自然化、智能化、高科技化的方向發(fā)展。如今，人機交互在智能家居（智能開關(guān)、智能插座等）、智能機器人、智能汽車（無人駕駛、疲勞識別、人臉識別等）、AI虛擬現(xiàn)實等方面得到了廣泛應(yīng)用，具有廣闊的發(fā)展前景。蘋果公司、華為、科大訊飛、Google、百度等公司將計算機技術(shù)與人工智能技術(shù)充分結(jié)合，已經(jīng)成為人機交互技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍者。

3 課程教學(xué)現(xiàn)狀與不足

課程思政是高校思政教育的新途徑。它是指以構(gòu)建全員、全程、全課程育人格局的形式將各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)，把“立德樹人”作為教育的根本任務(wù)的一種綜合教育理念?！度藱C交互技術(shù)》是機械工程學(xué)院面向智能制造工程專業(yè)新開設(shè)的一門課程，有別于計算機類專業(yè)，該課程的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置和教學(xué)方式方法還有待完善。

（1）缺少課程思政相關(guān)內(nèi)容。目前任課教師著重講授人機交互所涉及的基本知識和相關(guān)技術(shù)，忽略了課程思政內(nèi)容的融入。期末采取閉卷考試方式，考核學(xué)生對課堂講授知識的掌握程度，無法考察學(xué)生的思政水平。在學(xué)校已設(shè)置的思政課程之外，學(xué)生在學(xué)習(xí)生活中只能零散地接觸一些思政元素，甚至有些思政內(nèi)容過于理論化、空洞化，容易讓學(xué)生產(chǎn)生距離感。因此，在《人機交互技術(shù)》專業(yè)課教學(xué)中，教師將思政內(nèi)容與專業(yè)知識相融合，讓學(xué)生在具體實例中學(xué)習(xí)領(lǐng)悟思政，顯得尤為重要。

（2）《人機交互技術(shù)》課程學(xué)時短，導(dǎo)致授課內(nèi)容有限，教學(xué)內(nèi)容不夠深入。由于面向非計算機專業(yè)背景的學(xué)生，該課程涉及的大量計算機專業(yè)知識需要普及和講解，沒有足夠課時進(jìn)行實驗操作和編程實踐，從而表現(xiàn)為理論性強、實踐性弱。

（3）缺乏貼合機械專業(yè)背景的《人機交互技術(shù)》教材。據(jù)了解，現(xiàn)階段國內(nèi)教學(xué)資料主要面向計算機專業(yè)學(xué)生，尚沒有與機械背景、智能制造工程專業(yè)掛鉤的教材，這使得機械專業(yè)背景的教師和學(xué)生都更加吃力，在知識的教與學(xué)上難以達(dá)到最優(yōu)效果。

（4）教師與課程相關(guān)的教學(xué)經(jīng)驗不足。機械工程學(xué)院首次開設(shè)《人機交互技術(shù)》課程，教師缺乏與課程有關(guān)的教學(xué)經(jīng)驗，在課程內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方式方法上有待改進(jìn)。

由此可見，為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，對《人機交互技術(shù)》進(jìn)行教學(xué)改革，并將課程思政融入其中勢在必行，這不僅是響應(yīng)習(xí)近平總書記號召、與時俱進(jìn)、提高師生綜合素質(zhì)的必要手段，也是在中國宏偉發(fā)展浪潮進(jìn)程中培養(yǎng)又紅又專、德才兼?zhèn)?、全面發(fā)展的中國特色社會主義合格建設(shè)者和可靠接班人的重要措施。

4 教學(xué)改革措施

為了提高《人機交互技術(shù)》課程教學(xué)效果，針對本門課程的教學(xué)特點、現(xiàn)狀和不足，提出以下幾個方面措施和建議：

4.1 加強思想建設(shè)，使學(xué)生深刻理解黨的創(chuàng)新理論

教師加強自身建設(shè)，以身作則，充分發(fā)揮立德樹人作用。教師在教授專業(yè)知識的同時，尋找適合的切入點，融入思政內(nèi)容，寓思于教、思教結(jié)合，將知識點講解與國家大事掛鉤，培養(yǎng)學(xué)生愛國情懷，樹立主人翁意識，培養(yǎng)保護(hù)國家安全的責(zé)任感。例如在教授智能交互技術(shù)與應(yīng)用時，可引入民族企業(yè)華為公司因5G技術(shù)超越美國而被美國不正當(dāng)打壓的事件，通過共情式啟發(fā)與引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的政治意識、大局意識、核心意識、看齊意識。讓學(xué)生以主人翁的姿態(tài)去理解和看待事件，拔高思想境界，激發(fā)斗志和信心，通過不懈努力為國家芯片國產(chǎn)化事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

4.2 加強課程創(chuàng)新，注重興趣引導(dǎo)，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性

相較于傳統(tǒng)工科專業(yè)課程，《人機交互技術(shù)》作為新興交叉學(xué)科，應(yīng)順應(yīng)時代發(fā)展，將傳統(tǒng)的線下教學(xué)和現(xiàn)代線上多媒體教學(xué)相結(jié)合，尤其在新型冠狀肺炎大流行零星局部爆發(fā)的狀況下，鼓勵網(wǎng)上教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)課件分享、制作知識普及小視頻等，以拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)時間和空間的維度。同時，創(chuàng)新傳統(tǒng)線下教學(xué)模式，例如翻轉(zhuǎn)課堂、辯論賽、情景模擬短劇等體驗式、沉浸式的新教學(xué)模式，讓學(xué)生以主角的身份參與到教學(xué)活動中，激發(fā)興趣，發(fā)揮其主觀能動性，從而使教學(xué)達(dá)到最佳效果；將人機交互設(shè)備帶入課堂，比如AR/VR眼鏡、力反饋觸覺手套等，相比于視頻課件，學(xué)生對實際操作和親身體驗更感興趣，也能夠加深對相關(guān)知識的理解；適當(dāng)增加實驗課時，指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計人機交互界面，親身體驗“人”“機”交互的過程；加強課外實踐，讓學(xué)生走到科技型企業(yè)中去實習(xí)，實踐得真知；增加校企合作，讓企業(yè)工程師到學(xué)校中來授課，共同培養(yǎng)出技術(shù)過硬、品行端正、動手能力強的全能型人才。

4.3 完善教材，提高教學(xué)效率

智能制造工程專業(yè)的設(shè)立符合國家發(fā)展需求，有助于推動高端制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，助力“中國制造2025”。因此，建議教育部推出適用于“智能制造工程”專業(yè)背景的教材，同時鼓勵專業(yè)教師根據(jù)專業(yè)知識和工程實踐經(jīng)驗撰寫出版貼合新時代專業(yè)需求、具有實用性的教學(xué)資料。教材中應(yīng)詳盡闡述課程所涉及的基礎(chǔ)知識和技術(shù)，并結(jié)合視頻、圖片、表格等形式予以表達(dá)，這樣不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、求知欲，還能最大限度地減少科普性講解時間，使有限的課時得到最優(yōu)、最廣、最大限度地利用，用更豐富的教學(xué)內(nèi)容填充每一分鐘，避免花大量時間生硬地講解概念性的基礎(chǔ)知識。

4.4 設(shè)置獎勵機制，完善考核標(biāo)準(zhǔn)

考核內(nèi)容除了課程結(jié)業(yè)考試、平時作業(yè)和課堂出勤之外，還可在課堂作業(yè)、實驗操作和課堂發(fā)言等環(huán)節(jié)中引入加分機制。例如課堂作業(yè)內(nèi)容設(shè)置為閱讀人機交互技術(shù)最新研究論文并發(fā)表演講，根據(jù)完成度打分；實驗課設(shè)置為人機交互系統(tǒng)設(shè)計，包括交互設(shè)備的選用和組裝、交互軟件開發(fā)等，根據(jù)實驗完成度打分；平時分80起步，每次發(fā)言加2分，每次課最多加一次分等。這些舉措有助于提高學(xué)生課堂參與度，活躍學(xué)習(xí)氛圍，提高教學(xué)質(zhì)量。

5 結(jié)語

綜上所述，在智能制造工程專業(yè)《人機交互技術(shù)》課程中滲入思政元素是對黨和政府理想信念教育的認(rèn)同和維護(hù)，是對學(xué)生愛國主義教育、中國夢教育的重要方法，是對中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、革命文化和社會主義先進(jìn)文化輸出的有效途徑。采取本文提出的相關(guān)措施和建議，可提高教師的職業(yè)素養(yǎng)，加快學(xué)校在高校工程教育教學(xué)改革中前進(jìn)的步伐，為提高學(xué)生的政治認(rèn)同度、家國情懷、文化自信和道德修養(yǎng)打下堅實的基礎(chǔ)，可為我國高等院校理工科專業(yè)的教學(xué)發(fā)展和進(jìn)步提供一定的參考。