機(jī)械類研究生機(jī)器視覺課程思政建設(shè)探索

楊羽　張春國　夏曉華

［摘 要］在我國從制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)型之際，社會緊缺高素質(zhì)多維度專業(yè)技術(shù)人才，掌握機(jī)器視覺理論技術(shù)已成為機(jī)械類研究生的核心競爭能力之一。開展機(jī)械類研究生機(jī)器視覺課程思政建設(shè)，培養(yǎng)既具備大國工匠精神又具有民族情懷的新時代復(fù)合型人才，具有重要意義。從提升教師能力、修訂教學(xué)目標(biāo)、豐富教學(xué)資源、改革教學(xué)模式等方面引入思政元素，在傳授知識的同時隱性植入素質(zhì)教育，以求實現(xiàn)德育與智育的雙豐收。

［關(guān)鍵詞］課程思政；機(jī)器視覺；機(jī)械類研究生

［中圖分類號］ G643 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）11-0112-04

引言

面向“中國制造2025”，機(jī)械類研究生的培養(yǎng)要以高層次、急需緊缺專業(yè)技術(shù)人才和創(chuàng)新型人才為重點(diǎn)，實施專業(yè)技術(shù)人才知識更新工程和先進(jìn)制造卓越工程師培養(yǎng)計劃，打造高素質(zhì)專業(yè)技術(shù)人才隊伍[1]。

人工智能是科技創(chuàng)新的關(guān)鍵領(lǐng)域，是科技強(qiáng)國戰(zhàn)略實施的核心領(lǐng)域，已成為賦能社會與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提升國家實力和國際影響力的戰(zhàn)略支撐[2]。

機(jī)器視覺作為人工智能的重要分支，很大程度上代表了人工智能的發(fā)展水平，相關(guān)行業(yè)對從事機(jī)器視覺、人工智能的人才需求量持續(xù)增加。機(jī)器視覺是國內(nèi)外高校本科生和研究生的重要專業(yè)課，具有廣泛應(yīng)用背景，對研究生的學(xué)習(xí)、研究和工作具有重要的影響[3]前言Ⅲ。

因此，在我國從制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)型之際，掌握機(jī)器視覺理論技術(shù)已成為機(jī)械類研究生的核心競爭能力之一，也能為建設(shè)制造強(qiáng)國提供有力的人才支持。

習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個根本問題。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[4]。

機(jī)器視覺課程培養(yǎng)的是高端智能制造領(lǐng)域的人才，未來可以從事無人駕駛飛機(jī)、無人駕駛汽車、移動機(jī)器人、精確制導(dǎo)及自動巡航裝置、工業(yè)自動化等方面的高精尖行業(yè)。因此，必須圍繞機(jī)械專業(yè)及機(jī)器視覺課程的特色，挖掘?qū)I(yè)知識里所蘊(yùn)藏的精神價值，在傳授專業(yè)知識的同時，潛移默化地融入愛國精神、社會責(zé)任感、傳統(tǒng)文化等思政元素，將學(xué)生培養(yǎng)成既具備大國工匠精神又具有民族情懷的新時代復(fù)合型人才，為“中國制造2025”打造高素質(zhì)人才隊伍。

一、機(jī)器視覺發(fā)展趨勢

機(jī)器視覺是一門交叉學(xué)科，涉及多個領(lǐng)域，目前已經(jīng)應(yīng)用到很多場景，比如工業(yè)自動化生產(chǎn)線、視覺導(dǎo)航、光學(xué)字符識別、機(jī)器檢驗、零售業(yè)、醫(yī)學(xué)成像、人機(jī)交互、虛擬現(xiàn)實等[3]5-6。

中國機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的一項調(diào)查結(jié)果顯示，近幾年機(jī)器視覺行業(yè)增長較快的下游應(yīng)用包括新能源、電子、物流、醫(yī)藥、印刷包裝、紡織、半導(dǎo)體、汽車及機(jī)器人等。其中，電子、新能源、機(jī)器人被視為機(jī)器視覺行業(yè)未來三年增長最快的下游應(yīng)用行業(yè)[5]序。這些行業(yè)的迅速發(fā)展，給我國工業(yè)智能化帶來廣闊的發(fā)展空間，也對復(fù)合型高層次人才提出了新的需求。因此，將機(jī)械類研究生培養(yǎng)成高素質(zhì)、多層次的科技人才是高校義不容辭的責(zé)任，機(jī)器視覺課程則是一個很好的切入點(diǎn)。

二、機(jī)器視覺課程思政意義

（一）增強(qiáng)文化自信

提高國家文化軟實力，不僅關(guān)系我國在世界文化格局中的定位，而且關(guān)系我國國際地位和國際影響力。要講好中國故事、傳播好中國聲音，向世界展現(xiàn)真實、立體、全面的中國[6]。

將專業(yè)知識相關(guān)的中國故事、傳統(tǒng)文化引入教學(xué)過程中，介紹中國在機(jī)器視覺領(lǐng)域取得的成就，特別是如今中國機(jī)器視覺行業(yè)一片繁榮，技術(shù)與市場快速發(fā)展。將知識點(diǎn)與思政內(nèi)容巧妙地融合，會在潛移默化中激發(fā)學(xué)生的愛國熱情，增強(qiáng)下一代人的文化自信，也可以更好地傳播中華文化，塑造國家形象。

（二）堅定理想信念

一個人理想信念堅定，骨頭就硬；沒有理想信念，或理想信念不堅定，精神上就會“缺鈣”，就會得“軟骨病”[7]。研究生是國家的重點(diǎn)培養(yǎng)群體，研究生教育階段處在人生的關(guān)鍵時期，思想容易受到外界的影響。理想信念是每個人的精神動力，樹立崇高的理想是研究生教育過程中的長期目標(biāo)。機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用于民用、軍用的各個行業(yè)，畢業(yè)的研究生大多會從事高新技術(shù)行業(yè)，培養(yǎng)正確價值觀、法律法規(guī)意識尤為重要，國家安全教育要從學(xué)生做起。在上課的過程中融入思政教育，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的世界觀、價值觀、人生觀，引導(dǎo)研究生堅定崇高的信念，追求遠(yuǎn)大的理想，遵守法律法規(guī)，激發(fā)研究生的學(xué)習(xí)興趣，使專業(yè)知識與理想信念協(xié)同發(fā)展。

（三）增強(qiáng)社會責(zé)任感

習(xí)近平總書記在中國共產(chǎn)主義青年團(tuán)成立100周年大會上強(qiáng)調(diào)，青春孕育無限希望，青年創(chuàng)造美好明天。新時代的中國青年，生逢其時、重任在肩，施展才干的舞臺無比廣闊，實現(xiàn)夢想的前景無比光明。實現(xiàn)中國夢是一場歷史接力賽，當(dāng)代青年要在實現(xiàn)民族復(fù)興的賽道上奮勇爭先[8]。

研究生作為引領(lǐng)時代的精英，更要有振興中華的社會責(zé)任感，致力于為中華民族而奮斗，而不能只關(guān)注自身。在專業(yè)知識的講授過程中，潤物細(xì)無聲地滲透時事熱點(diǎn)、榜樣事例，比如機(jī)器視覺領(lǐng)域為國奉獻(xiàn)的科學(xué)家及其先進(jìn)事跡，讓學(xué)生明白國家與民族的發(fā)展與每個人緊密相連，培養(yǎng)學(xué)生“位卑未敢忘憂國”的情懷，號召學(xué)生勇于承擔(dān)建設(shè)祖國的重任。

三、機(jī)器視覺課程思政建設(shè)的措施

（一）提升教師能力

1. 提高教師思政素養(yǎng)

教師是課程思政的推行者，要做好課程思政建設(shè)，就要提高教師的思政素養(yǎng)?！吧碚秊榉?，德高為師”，教師的言行都會對學(xué)生產(chǎn)生潛移默化的影響，所以教師一定要嚴(yán)格要求自己，以身作則，為人師表。任課老師雖然在專業(yè)知識方面理論深厚，但是思政理論方面可能會有所欠缺，所以教師要加強(qiáng)馬克思主義、唯物辯證法、中國特色社會主義理論體系、黨的理論、法律意識等方面的知識。要給學(xué)生一杯水，教師先要有一桶水，這樣的思政教育才有說服力，才能在潤物細(xì)無聲中塑造學(xué)生正確的世界觀、人生觀、價值觀，弘揚(yáng)優(yōu)良的學(xué)風(fēng)，樹立民族復(fù)興的遠(yuǎn)大抱負(fù)，使學(xué)生具有獨(dú)立思考的能力。

2.提高教師專業(yè)能力

開展課程思政的過程就是從專業(yè)知識中挖掘思政元素，然后在講授專業(yè)知識的同時融入思政元素，所以教師必須要對專業(yè)知識有足夠深刻的理解，才能更準(zhǔn)確地抓取到合適的思政育人切入點(diǎn)，而不是將思政元素生搬硬套。這就要求教師專業(yè)能力也要過硬，只有這樣，才能對學(xué)生起到言傳身教的作用，從而幫助學(xué)生培養(yǎng)積極認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度。因此，教師要提高自己挖掘思政元素的能力，透過專業(yè)知識凝練育人元素，教育學(xué)生樹立正確的價值觀、形成為國奉獻(xiàn)的使命感，實現(xiàn)專業(yè)知識與思政教育的雙豐收。

（二）修訂教學(xué)目標(biāo)

1. 提煉思政元素

思政教育貫穿課程中的每個環(huán)節(jié)，為了更好地在“潤物細(xì)無聲”中引領(lǐng)學(xué)生價值觀，需要梳理機(jī)器視覺課程每一個章節(jié)的專業(yè)知識點(diǎn)，挖掘提煉與專業(yè)知識相契合的思政元素，從而實現(xiàn)“隱性思政”。

2.設(shè)定教學(xué)目標(biāo)

專業(yè)知識目標(biāo)：專業(yè)知識技能仍然是課程的主體目標(biāo)，本課程要求學(xué)生掌握機(jī)器視覺的基礎(chǔ)理論、方法、關(guān)鍵技術(shù)與實用算法。

思政教育目標(biāo)：在掌握專業(yè)知識的基礎(chǔ)上，設(shè)立思政教育目標(biāo)，主要分為四大類：愛國主義情懷、大國工匠精神、法律法規(guī)意識、創(chuàng)新能力培養(yǎng)。（1）愛國主義情懷：了解國家目前面臨的問題與挑戰(zhàn)，培養(yǎng)社會責(zé)任感，樹立遠(yuǎn)大志向，融入傳統(tǒng)文化，增加民族自信。（2）大國工匠精神：能嚴(yán)謹(jǐn)?shù)赝蒲堇碚?、科學(xué)地分析現(xiàn)象，培養(yǎng)精益求精、腳踏實地、愛崗敬業(yè)的精神。（3）法律法規(guī)意識：培養(yǎng)法律素養(yǎng)、安全意識，并在學(xué)生時期強(qiáng)化保密意識，為筑牢國家保密防線打基礎(chǔ)。（4）創(chuàng)新能力培養(yǎng)：鼓勵學(xué)生參與科技競賽鍛煉自己，培養(yǎng)創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、獨(dú)立思考問題和解決問題的能力。

3.修訂教學(xué)大綱

教學(xué)大綱是教師上課的指揮棒，只有做好教學(xué)大綱這個頂層設(shè)計，才能有效開展課程思政建設(shè)。將專業(yè)知識教學(xué)目標(biāo)與思政育人目標(biāo)相融合，修訂教學(xué)大綱，形成思政教育、能力培養(yǎng)、知識傳授三位一體的教學(xué)大綱。

（三）豐富教學(xué)資源

傳統(tǒng)的教學(xué)資源基本都是基于課程教材。在新媒體時代環(huán)境下，信息的種類和獲取渠道增多，思政教學(xué)資源也有更多的選擇。在課程教材的基礎(chǔ)上，可適當(dāng)擴(kuò)充新知識，豐富教學(xué)資源。

近年來機(jī)器視覺領(lǐng)域飛速發(fā)展，中國也成為世界機(jī)器視覺發(fā)展最活躍的地區(qū)之一。因此，課程資料也應(yīng)與時俱進(jìn)，補(bǔ)充機(jī)器視覺領(lǐng)域最新的理論算法、研究熱點(diǎn)、技術(shù)應(yīng)用，特別是我國在機(jī)器視覺領(lǐng)域所取得的成就，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時建立學(xué)術(shù)自信。

隨著智能制造浪潮的興起，機(jī)器視覺領(lǐng)域的科技公司如雨后春筍般涌現(xiàn)，如商湯科技、曠視科技、依圖科技等。國內(nèi)機(jī)器視覺市場一片欣欣向榮，這讓學(xué)生懂得“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”，深刻理解科技發(fā)展對國家、社會、民生的重要影響，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)業(yè)精神。

此外，還可以介紹機(jī)器視覺領(lǐng)域的專家學(xué)者，為學(xué)生樹立學(xué)習(xí)榜樣。比如計算機(jī)視覺和圖形學(xué)世界級專家沈向洋院士辭去微軟公司全球執(zhí)行副總裁的職務(wù)，受聘清華大學(xué)。讓學(xué)生明白祖國的發(fā)展需要一代又一代的科學(xué)家接續(xù)奮斗，激勵學(xué)生奮發(fā)圖強(qiáng)、努力學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的愛國主義情懷，立志以后也成為其中一員。

同時，讓學(xué)生意識到我國目前仍然存在著一些“卡脖子”問題，比如高端光刻機(jī)、芯片、激光雷達(dá)、工業(yè)機(jī)器人核心算法、超精密拋光工藝、重型燃?xì)廨啓C(jī)等。告訴學(xué)生要想在科技戰(zhàn)場上取得勝利，就必須走獨(dú)立的科研道路，并且堅信只要堅持黨的領(lǐng)導(dǎo)，努力奮斗，問題終將被克服，兩彈一星、載人航天、探月工程、北斗導(dǎo)航、5G應(yīng)用等舉世矚目的成果就是很好的證明。

在智能制造的背景下，機(jī)器視覺將助力傳統(tǒng)制造行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，比如汽車制造、醫(yī)藥制造、電子及半導(dǎo)體等領(lǐng)域。機(jī)器視覺在軍事領(lǐng)域也愈發(fā)重要，比如識別可疑艦船、飛機(jī)軌道定位、軍事裝備缺陷檢測、間諜識別、火炮瞄準(zhǔn)、水雷排除等，機(jī)器視覺的發(fā)展會快速提升我軍作戰(zhàn)水平，對保衛(wèi)國家安全、士兵安全有重要意義[9]。在新冠肺炎疫情期間，機(jī)器視覺的需求和應(yīng)用場景進(jìn)一步擴(kuò)大，如口罩自動化生產(chǎn)線、自動化物流分揀、AI紅外體溫監(jiān)控系統(tǒng)、機(jī)器人藥品運(yùn)送、警用無人機(jī)巡視等。讓學(xué)生明白“海闊憑魚躍，天高任鳥飛”，只要學(xué)好本領(lǐng)，以后就有廣闊的用武之地，鼓勵學(xué)生關(guān)注應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實際。

（四）改革教學(xué)模式

1.課堂教學(xué)

無論是專業(yè)知識的照本宣科，還是思政教學(xué)的生搬硬套，都會導(dǎo)致課堂沉悶，學(xué)生參與度不高。因此，為了保障教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生思政素養(yǎng)，就必須調(diào)動學(xué)生的積極性，可采用“思政問題導(dǎo)向式”的教學(xué)模式，選取與本節(jié)課知識點(diǎn)相切合的思政問題，以提問的方式吸引學(xué)生的注意力，引發(fā)學(xué)生自主思考。比如，疫情期間需要智能消毒機(jī)器人在人流密集的地方噴灑消毒液，如何基于機(jī)器視覺實現(xiàn)避障功能？機(jī)器視覺在智慧城市的建設(shè)中發(fā)揮了哪些作用？引起學(xué)生對熱點(diǎn)問題的興趣，促使學(xué)生更深刻地理解理論知識與實踐應(yīng)用的關(guān)系。在課堂中，也可以借助網(wǎng)絡(luò)平臺實時提問，讓學(xué)生當(dāng)場作答，了解學(xué)生的聽課狀態(tài)和知識點(diǎn)的掌握程度。

2.課后反饋

教師根據(jù)上課時學(xué)生的作答情況，有針對性地布置課后作業(yè)，鞏固重點(diǎn)和難點(diǎn)。課后學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺與教師進(jìn)行溝通交流，教師回答學(xué)生的疑問，同時可以了解學(xué)生思想動態(tài)，在交流過程中給予及時的積極引導(dǎo)。學(xué)生也可以在網(wǎng)絡(luò)平臺針對難點(diǎn)問題、感興趣的問題進(jìn)行投票，學(xué)生反饋結(jié)果可以作為教師改進(jìn)后續(xù)教學(xué)的依據(jù)。此外，教師也可以借助網(wǎng)絡(luò)平臺，發(fā)布一些時政熱點(diǎn)問題、科技競賽、榜樣人物事跡、預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)任務(wù)，課上課下有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)全方位的教育滲透。

3.探索研究任務(wù)

除了按照教材的章節(jié)進(jìn)行教學(xué)，也可以布置探索研究任務(wù)，將學(xué)生分組，幾個人一起合作，查閱資料、討論問題、分工合作、總結(jié)匯報。讓學(xué)生體驗“發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題”的完整科研流程，鍛煉學(xué)生收集資料能力、問題思辨能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和演講表達(dá)能力。雖然只是一個小小的課題任務(wù)，但是學(xué)生在一個完整的實操演練過程中鍛煉的能力，將對以后學(xué)習(xí)、工作、人生中遇到的困難、挑戰(zhàn)都大有裨益。

4.評價體系

傳統(tǒng)的課程評價是通過最后的考試成績進(jìn)行評價，融入思政教育后，對學(xué)生的評價體系也相應(yīng)多元化。除了傳統(tǒng)的評價方式，也應(yīng)綜合考慮平時表現(xiàn)，比如課堂紀(jì)律、作業(yè)認(rèn)真程度、誠實守信、出勤率等品德素養(yǎng)指標(biāo)，以及學(xué)生的協(xié)作能力、解決問題能力、回答問題的積極程度等。通過多元化的評價體系，引導(dǎo)學(xué)生多維度全面發(fā)展。

四、結(jié)語

在智能制造的發(fā)展背景下，機(jī)器視覺成為機(jī)械類研究生的一門重要課程，各個行業(yè)對綜合性技術(shù)人員需求量越來越大。德育與智育同等重要，為了中國特色社會主義事業(yè)有合格的接班人，必須培養(yǎng)高素質(zhì)高水平的人才。因此，開展機(jī)械類研究生機(jī)器視覺課程思政建設(shè)有重要意義。本文介紹了機(jī)器視覺發(fā)展趨勢，分析了機(jī)器視覺課程思政意義，討論了機(jī)器視覺課程思政建設(shè)的具體措施。提高教師思政素養(yǎng)與專業(yè)能力，提煉思政教育元素，修訂教學(xué)目標(biāo)，借助新媒體豐富教學(xué)資源，改革教學(xué)模式與評價體系，從多方面同時入手，為“中國制造2025”打造高素質(zhì)人才隊伍。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1] 汪朝暉，范勤，蔣國璋，等.面向“中國制造2025”的機(jī)械類專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)新模式[J].教育教學(xué)論壇，2020（1）：61-63.

[2] 呂雪艷.科技強(qiáng)國視域下人工智能相關(guān)專業(yè)本科生學(xué)風(fēng)建設(shè)的路徑探索[J].高教論壇，2022（5）：76-78.

[3] 宋麗梅，朱新軍.機(jī)器視覺與機(jī)器學(xué)習(xí)：算法原理、框架應(yīng)用與代碼實現(xiàn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022.

[4] 張爍.習(xí)近平在全國高校思想政治工作會議上強(qiáng)調(diào) 把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程 開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[N].人民日報，2016-12-09（1）．

[5] 丁少華，李雄軍，周天強(qiáng).機(jī)器視覺技術(shù)與應(yīng)用實戰(zhàn)[M].北京：人民郵電出版社，2022：序.

[6] 聞言.新時代黨的宣傳思想工作的根本遵循：學(xué)習(xí)習(xí)近平《論黨的宣傳思想工作》[N].人民日報，2021-01-04（6）．

[7] “四個全面”擘宏圖：關(guān)于中國特色社會主義事業(yè)戰(zhàn)略布局[N].人民日報，2021-08-17（5）．

[8] 慶祝中國共產(chǎn)主義青年團(tuán)成立100周年大會在京隆重舉行[N].人民日報，2022-05-11（1）.

[9] 陳靜，宮黎明.機(jī)器視覺在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].遙測遙控，2022， 43（6）： 124-135.

［責(zé)任編輯：雷 艷］