基于OBE理念的實(shí)驗(yàn)課課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)

摘 要 在高校全面推進(jìn)課程思政建設(shè)的大背景下，分析實(shí)驗(yàn)課課程思政的必要性、可行性。為解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中強(qiáng)調(diào)知識(shí)運(yùn)用和能力培養(yǎng)，忽視思政教育的問題，基于OBE理念探索知識(shí)、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的實(shí)驗(yàn)課課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)。以機(jī)器人系統(tǒng)集成與應(yīng)用綜合實(shí)驗(yàn)課程為例，從課程目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)評(píng)價(jià)五個(gè)方面進(jìn)行課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明，課程教學(xué)效果明顯，可以為實(shí)驗(yàn)類課程開展課程思政教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞 實(shí)驗(yàn)課；OBE理念；課程思政；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)；機(jī)器人系統(tǒng)集成與應(yīng)用綜合實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2024）19-0-04

0 引言

2016年，習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會(huì)議上指出：“要堅(jiān)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(shí)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。”他強(qiáng)調(diào)要遵循思想政治工作規(guī)律，遵循教書育人規(guī)律，遵循學(xué)生成長規(guī)律，用好課堂教學(xué)這個(gè)主渠道，提升思想政治教育親和力和針對(duì)性，滿足學(xué)生成長發(fā)展需求和期待[1]。黨的二十大報(bào)告指出：“育人的根本在于立德。全面貫徹黨的教育方針，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人?！盵2]

基于成果導(dǎo)向的教育（Outcomes-based Educa-

tion，OBE）是工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心理念，它強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，通過教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施，使得學(xué)習(xí)成果和人才培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成。學(xué)習(xí)成果不僅指知識(shí)和能力，更強(qiáng)調(diào)學(xué)生素質(zhì)和精神層面的養(yǎng)成，如工程倫理、職業(yè)規(guī)范、可持續(xù)發(fā)展、團(tuán)隊(duì)合作等[3]。從本質(zhì)和內(nèi)涵上講，課程思政和OBE理念高度契合，都強(qiáng)調(diào)人才知識(shí)、能力和素質(zhì)全面協(xié)調(diào)發(fā)展[4]。

上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械電子工程專業(yè)作為上海市首批應(yīng)用型本科試點(diǎn)專業(yè)之一，聚焦地區(qū)智能制造和裝備制造業(yè)，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展，專業(yè)知識(shí)精、應(yīng)用能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高，能夠解決企業(yè)一線實(shí)際工程技術(shù)問題的卓越的技術(shù)應(yīng)用型人才。該專業(yè)以工程教育專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)，積極優(yōu)化人才培養(yǎng)體系，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，以實(shí)踐教學(xué)改革為突破口，緊密結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，開發(fā)了機(jī)電控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)、機(jī)器人系統(tǒng)集成與應(yīng)用綜合實(shí)驗(yàn)和設(shè)備故障診斷與調(diào)試綜合實(shí)驗(yàn)等工程性、綜合性和創(chuàng)新性強(qiáng)的實(shí)踐課程，以培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，提高其工程素養(yǎng)。

1 實(shí)驗(yàn)課課程思政的必要性、可行性

1.1 必要性分析

2020年，教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，提出發(fā)揮每一門課程的育人作用，強(qiáng)調(diào)“落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，必須將價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體、不可割裂”[5]。課程思政應(yīng)與思政課程同向同行，共同形成全課程育人的新模式。在“三全育人”大格局下，上海電機(jī)學(xué)院落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，對(duì)思政教育進(jìn)行了整體部署，實(shí)現(xiàn)課程思政全覆蓋，因此，實(shí)驗(yàn)課開展課程思政建設(shè)勢在必行。

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，團(tuán)隊(duì)合作、職業(yè)規(guī)范和道德、科學(xué)素養(yǎng)、價(jià)值觀念等素質(zhì)和精神要素往往成為解決復(fù)雜工程問題的關(guān)鍵。然而，受傳統(tǒng)教學(xué)思維影響，實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要強(qiáng)調(diào)知識(shí)的運(yùn)用和能力的培養(yǎng)，忽視了對(duì)學(xué)生的價(jià)值引領(lǐng)作用，弱化了課程的育人功能。實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠?yàn)閷W(xué)生提供一個(gè)相對(duì)真實(shí)的工程實(shí)踐環(huán)境，是學(xué)校育人和學(xué)生成才的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是校企融合的重要渠道，從適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求來看，實(shí)驗(yàn)課開展思政教育極具現(xiàn)實(shí)意義。

1.2 可行性分析

實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)形式、教學(xué)內(nèi)容和實(shí)施主體接近生產(chǎn)實(shí)際，通常蘊(yùn)含工業(yè)安全、職業(yè)規(guī)范、資源節(jié)約、工匠精神、環(huán)保意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展等一系列的思政元素，為更好地開展課程思政提供了豐富的素材[6]。在進(jìn)行理論教學(xué)時(shí)，教師站在講臺(tái)上，面對(duì)整個(gè)班級(jí)的學(xué)生進(jìn)行授課，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)則能夠拉近師生之間的距離，更適合教師針對(duì)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況加以引導(dǎo)。不同于課堂教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的場地可以是實(shí)驗(yàn)室、工程訓(xùn)練中心或者是企業(yè)工程現(xiàn)場，能夠營造一個(gè)真實(shí)的職業(yè)體驗(yàn)場景。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)形式靈活多樣，更便于通過案例教學(xué)、親身體驗(yàn)、小組討論等手段將思政教育融入專業(yè)教學(xué)，更能引起學(xué)生的情感共鳴，達(dá)到潤物無聲的育人效果。因此，實(shí)驗(yàn)課開展課程思政建設(shè)具有天然的優(yōu)勢。

本文以專業(yè)特色核心課程機(jī)器人系統(tǒng)集成與應(yīng)用綜合實(shí)驗(yàn)為例，開展課程思政教學(xué)研究，以探索實(shí)驗(yàn)類課程思政教育融入的教學(xué)理念、內(nèi)容、手段和方法，從而實(shí)現(xiàn)課程價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)的功能，落實(shí)“三全育人”總體部署。

2 實(shí)驗(yàn)課課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 課程教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)：“三位一體”人才培養(yǎng)

OBE理念強(qiáng)調(diào)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果制定課程教學(xué)目標(biāo)，課程教學(xué)目標(biāo)必須支撐專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的達(dá)成。根據(jù)地區(qū)智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展和專業(yè)人才培養(yǎng)需求，結(jié)合課程特點(diǎn)和定位，制定了機(jī)器人系統(tǒng)集成與應(yīng)用綜合實(shí)驗(yàn)“三位一體”的教學(xué)目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，如表1所示。

2.1.1 知識(shí)、能力目標(biāo)

學(xué)生需要掌握機(jī)器人系統(tǒng)集成相關(guān)專業(yè)知識(shí)，并能在此基礎(chǔ)上開展機(jī)器人示教編程、PLC編程、觸摸屏的設(shè)計(jì)和硬件接線、調(diào)試等具體實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生還需要與團(tuán)隊(duì)其他成員合作，通過與企業(yè)工程師進(jìn)行交流，了解設(shè)備使用方法，選擇、學(xué)習(xí)和使用PLC和觸摸屏編程設(shè)計(jì)軟件、萬用表、機(jī)器人等軟硬件工具以完成機(jī)器人系統(tǒng)的開發(fā)與實(shí)施，并能夠針對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和匯報(bào)。

2.1.2 課程思政目標(biāo)

在教師引導(dǎo)下，學(xué)生能夠通過開展工程實(shí)踐，樹立安全生產(chǎn)意識(shí)，逐步提升職業(yè)道德、規(guī)范和工匠精神等職業(yè)素養(yǎng)。

2.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：構(gòu)建工程素養(yǎng)培養(yǎng)的真實(shí)場景

上海電機(jī)學(xué)院作為地方應(yīng)用型本科院校，制定了卓越現(xiàn)場工程師的人才培養(yǎng)目標(biāo)，將產(chǎn)教融合作為學(xué)校重要發(fā)展戰(zhàn)略，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教學(xué)在人才培養(yǎng)中的重要作用。專業(yè)團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行機(jī)器人系統(tǒng)集成與應(yīng)用綜合實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)時(shí)，以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為核心，充分發(fā)揮企業(yè)和學(xué)校雙方優(yōu)勢，共同參與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開發(fā)和教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)。企業(yè)直接面向生產(chǎn)，能夠根據(jù)用戶需求快速開發(fā)出貼近工程實(shí)際的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。而高校專職教師能夠清楚認(rèn)知本課程在整個(gè)課程體系中的地位和作用，掌握教學(xué)規(guī)律，了解教學(xué)需求。通過校企合作，該課程將工廠中典型的機(jī)器人裝配、搬運(yùn)、分揀等應(yīng)用轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)和教學(xué)內(nèi)容，將技術(shù)研發(fā)過程轉(zhuǎn)化為教學(xué)過程，從而為學(xué)生營造一個(gè)逼真的工程實(shí)踐場景。

圖1為校企合作開發(fā)的機(jī)器人綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，采用了工程中典型的控制臺(tái)（包括HMI和PLC）+機(jī)器人+流水線的結(jié)構(gòu)形式。從實(shí)踐教學(xué)角度考慮，該平臺(tái)將控制臺(tái)直接擺在學(xué)生面前，方便學(xué)生在觀察、認(rèn)識(shí)工業(yè)對(duì)象的同時(shí)，進(jìn)行信號(hào)定義和連接。平臺(tái)在不同工位采用不同品牌的機(jī)器人，分別由一臺(tái)控制臺(tái)進(jìn)行控制，在滿足多樣化教學(xué)需求的同時(shí)，既能分組操作，又便于開展基于工業(yè)以太網(wǎng)的多組協(xié)同實(shí)踐教學(xué)。

通過構(gòu)建真實(shí)的工程實(shí)踐環(huán)境，學(xué)生在參與真實(shí)項(xiàng)目開發(fā)的過程中，更能體會(huì)作為一名工程師應(yīng)具有的職業(yè)道德、素養(yǎng)和規(guī)范，更能在項(xiàng)目開發(fā)時(shí)樹立不斷否定自我、追求卓越的精益求精的工匠精神，從而實(shí)現(xiàn)價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)“三位一體”的教學(xué)目標(biāo)。

2.3 教學(xué)方法設(shè)計(jì)：有機(jī)融入思政元素

為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入CDIO（Conceive，構(gòu)思；Design，設(shè)計(jì)；Implement，實(shí)現(xiàn)；Operate，運(yùn)作）教育理念，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法，突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位。學(xué)生通過資料查閱、構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行、總結(jié)和反思等環(huán)節(jié)，親自參與實(shí)際工程項(xiàng)目實(shí)施的整個(gè)過程，而教師充當(dāng)引導(dǎo)者和評(píng)價(jià)者的角色，如圖2所示。學(xué)生在自主探索解決問題方法的過程中，體會(huì)到自身的價(jià)值和探索的樂趣，真正實(shí)現(xiàn)從“被動(dòng)學(xué)”到“主動(dòng)學(xué)”的轉(zhuǎn)變。

實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求，查閱機(jī)器人系統(tǒng)集成相關(guān)資料，分組討論項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行分工，詳細(xì)設(shè)計(jì)機(jī)器人、PLC和觸摸屏程序，并進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，發(fā)現(xiàn)、分析和解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題，并對(duì)實(shí)驗(yàn)整個(gè)過程進(jìn)行總結(jié)和匯報(bào)。指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生的整個(gè)過程進(jìn)行引導(dǎo)，并對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行評(píng)價(jià)。

通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)，學(xué)生扮演工程師的角色，在自主開展工程實(shí)踐的過程中，逐漸建立職業(yè)道德、素養(yǎng)和規(guī)范，并在教師積極引導(dǎo)下，強(qiáng)化專業(yè)情感，培養(yǎng)精益求精的工匠精神。學(xué)生需要遵守機(jī)器人和電氣安全操作規(guī)范；在項(xiàng)目實(shí)施過程中一絲不茍、精益求精；在遇到難點(diǎn)時(shí)，不畏困難、以身作則、勇于攻關(guān)；在完成任務(wù)時(shí)，實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值滿足。

此外，該課程設(shè)置了專家授課環(huán)節(jié)：讓機(jī)器人系統(tǒng)集成與應(yīng)用領(lǐng)域的一線工程師走進(jìn)課堂，通過講授典型案例、實(shí)踐操作演示等方式，培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)、一絲不茍、精益求精、追求卓越的大國工匠精神。

2.4 教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)：重視過程性評(píng)價(jià)

基于OBE理念，針對(duì)課程目標(biāo)制定相應(yīng)的考核方法、標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)環(huán)節(jié)，以定量評(píng)價(jià)學(xué)生課程目標(biāo)和畢業(yè)要求達(dá)成情況。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力、工具使用能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和工程素養(yǎng)等主要通過項(xiàng)目的實(shí)踐過程得以體現(xiàn)，因此，需改革傳統(tǒng)的課程評(píng)價(jià)方法，強(qiáng)調(diào)過程性評(píng)價(jià)與總結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合。在機(jī)器人系統(tǒng)集成與應(yīng)用綜合實(shí)驗(yàn)課程中，課程評(píng)價(jià)包括平時(shí)成績、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績和答辯成績?nèi)糠郑謩e占總成績的50%、20%和30%。平時(shí)成績主要對(duì)學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過程中所表現(xiàn)出來的團(tuán)隊(duì)合作能力、工程素養(yǎng)和能力等進(jìn)行評(píng)價(jià)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告主要對(duì)學(xué)生的項(xiàng)目總結(jié)情況、文本規(guī)范性等進(jìn)行評(píng)價(jià)，而答辯則主要考查學(xué)生的項(xiàng)目完成度和匯報(bào)交流能力。

部分學(xué)生在實(shí)踐過程中并不思考其背后所隱含的專業(yè)知識(shí)，不注意提高項(xiàng)目完成的質(zhì)量。通過小組討論會(huì)和教師的引導(dǎo)，能夠讓學(xué)生將理論和實(shí)踐緊密聯(lián)系起來，厘清專業(yè)知識(shí)脈絡(luò)，培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神，激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)和行業(yè)的熱愛，潛移默化地實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的價(jià)值塑造。

對(duì)于圖3所示某項(xiàng)機(jī)器人綜合實(shí)驗(yàn)任務(wù)，需采用機(jī)器人將托盤上沿x和y方向均勻分布的工件逐一搬運(yùn)至流水線上。實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生往往會(huì)不假思索，直接按工件1、2、3……的順序?qū)γ總€(gè)工件逐一進(jìn)行示教，導(dǎo)致機(jī)器人操作繁雜，機(jī)器人程序冗長且不易理解和維護(hù)。經(jīng)教師引導(dǎo)、小組討論和學(xué)習(xí)反思，學(xué)生借助高級(jí)語言結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的思想，在完成機(jī)器人工具坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系定義后，利用工件間的位置關(guān)系，采用循環(huán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行機(jī)器人編程，大大提高了程序的可讀性和可擴(kuò)展性，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)工程問題的自主探索和創(chuàng)新，有助于學(xué)生樹立不斷否定自我、追求卓越的工匠精神。

3 結(jié)束語

基于OBE理念，制定“三位一體”的課程教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)中引入CDIO教育理念，通過構(gòu)建真實(shí)的工程應(yīng)用場景，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法，讓學(xué)生扮演工程師的角色參與項(xiàng)目開發(fā)的整個(gè)過程，突出了學(xué)生的主體地位，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。通過案例教學(xué)、小組討論和體驗(yàn)式教學(xué)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中自覺遵守職業(yè)道德和規(guī)范，增強(qiáng)家國情懷和責(zé)任感，樹立起精益求精的工匠精神，從而潛移默化地實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的價(jià)值塑造，有利于課程思政目標(biāo)的達(dá)成。上海電機(jī)學(xué)院機(jī)械電子工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)課課程思政教學(xué)實(shí)施以來，受到了廣大學(xué)生的歡迎，并被同行、專家認(rèn)可。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 習(xí)近平：把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程[EB/OL].（2016-12-08）[2023-11-22].http：//www.xinhuanet.com/politics/2016-12/08/c_1120082577.htm.

[2] 習(xí)近平：高舉中國特色社會(huì)主義偉大旗幟 為全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國家而團(tuán)結(jié)奮斗——在中國共產(chǎn)黨第二十次全國代表大會(huì)上的報(bào)告[R/OL].（2022-10-25）

[2023-11-21].https：//www.gov.cn/zhuanti/zggcddescqgdbdh/sybgqw.htm.

[3] 劉琦，劉書來，鄭增建.OBE理念下從課程思政到專業(yè)思政路徑探索：以食品科學(xué)與工程類專業(yè)為例[J].浙江工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2020，19（3）：318-323.

[4] 高書苑，朱科鈐，陳晶，等.OBE理念下的程序設(shè)計(jì)課程思政探索與實(shí)踐[J].中國教育技術(shù)裝備，2022（24）：98-101.

[5] 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[A/OL].（2020-06-06）[2023-11-12].https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-06/06/content_5517606.htm.

[6] 楊延清，陳建松，王飛.高校工程實(shí)踐課程思政教學(xué)探索：以“制造基礎(chǔ)實(shí)踐”課程為例[J].教育教學(xué)論壇，2023（16）：84-87.

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.19.

*項(xiàng)目來源：上海電機(jī)學(xué)院校級(jí)課程思政教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目（A1-5101-22-003-08-162）；上海電機(jī)學(xué)院產(chǎn)教融合型課程建設(shè)

項(xiàng)目“機(jī)器人系統(tǒng)集成與應(yīng)用綜合訓(xùn)練”（A1-5101-23-003-04-152）；上海電機(jī)學(xué)院二級(jí)項(xiàng)目“機(jī)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)”（A1-5101-22-003-08-162）。

作者簡介：印松，博士，講師；王廷軍，博士，教授；汪燁，副教授。