“三全育人”視域下機器人操作系統課程實踐教學與探索

摘"要：為更好地實現新時代下的育人要求，通過實踐積累，在機器人操作系統課程教學中以學生為中心，構建“三全育人”模式，強調學生的全面發(fā)展。在課程教學中構建“預、學、訓、賽、創(chuàng)”五位一體的育人模式，并深度融入課程思政的教學方法和手段，闡述課程思政建設中使用的辦法，梳理機器人理論蘊含的課程思政元素，并進行思政教育教學實踐，實現預期目標，達到良好的教學效果。利用在線教學平臺，開展線上線下混合式教學，創(chuàng)新教學方法。建立課程思政評價體系，讓學生參與到評價過程中來。為自動化類專業(yè)課程中融入思政教學提供思路。

關鍵詞：課程思政；教學模式；專業(yè)基礎課；立德樹人；實踐課程

中圖分類號：G642"""文獻標志碼：A"""""文章編號：2096-000X（2025）S1-0034-05

Abstract：Inordertobetterrealizetherequirementsofhumaneducationinthenewera，throughtheaccumulationofpractice，webuildastudent-centeredand\"three-wholeeducation\"modelintheteachingofRobotOperatingSystemcourse.Inordertoemphasizethecomprehensivedevelopmentofstudents，inthecourseteaching，webuildafive-in-onenurturingmodeof\"pre-study，study，training，competitionandcreation\"，anddeeplyintegratetheteachingmethodsandmeansofcourseideologyandpolitics.Weexpoundthemethodsusedintheconstructionofcourseideologyandpolitics，sortouttheelementsofcourseideologyandpoliticsembeddedinthetheoryofrobotics，andcarryoutthepracticeofideologyandpoliticseducationandteaching，whichrealizestheexpectedgoalandachievesagoodteachingeffect.Weutilizetheonlineteachingplatform，carryoutonlineandofflinehybridteaching，andinnovateteachingmethods.Weestablishtheevaluationsystemofcurriculumideologyandpoliticsandletstudentsparticipateintheevaluationprocess.Thisstudyprovidesawaytointegrateideologicalandpoliticalteachingintotheprofessionalcoursesofautomation.

Keywords：curriculumideologyandpolitics;teachingmode;specializedbasiccourses;lifelonglearning;practicalcourses

2020年5月，《教育部等八部門關于加快構建高校思想政治工作體系的意見》中指出，以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，以立德樹人為根本，以理想信念教育為核心，以培育和踐行社會主義核心價值觀為主線，以建立完善全員、全程、全方位育人體制機制為關鍵，全面提升高校思想政治工作質量。健全立德樹人體制機制，將立德樹人理念貫穿課程教育始終，融入課程理論知識、實踐教育、社會實踐等各環(huán)節(jié)。

2021年，韶關學院自動化專業(yè)被列為廣東省一流專業(yè)建設點。加快推進一流專業(yè)建設，通過思政融入推進自動化專業(yè)教育改革，是韶關學院自動化專業(yè)發(fā)展的重要課題。課程思政是人才培養(yǎng)和專業(yè)建設的基本要素和核心內容。自動化系開設的人工智能基礎與實踐課程入選了2021年廣東省省級思政示范項目。堅持把立德樹人理念貫穿課程教育始終、將課程思政融入課程，推進建設自動化專業(yè)的重要手段及方法，結合自動化專業(yè)的核心內容，遵循“科學整合、突出專業(yè)特色、打造一流”的建設思路，本文對韶關學院自動化專業(yè)機器人操作系統課程思政研究及深度融入課程建設進行了思考、探索和實踐。

一"課程現狀分析

近年來，隨著機器人技術的發(fā)展，已經在控制方法、AI算法、機器人產業(yè)等方面迎來了巨大的變革。機器人技術的發(fā)展使得工業(yè)生產過程更加自動化、高效化，提高了生產效率和質量，對于工業(yè)革命起到了重要的推動作用。

（一）"課程內容較新，體系尚未健全

隨著機器人技術的不斷發(fā)展、機器人系統的復雜度不斷上升，其開發(fā)難度也極速增加。為了降低機器人開發(fā)難度，使用了斯坦福大學與WillowGarage公司開發(fā)的開源軟件開發(fā)平臺——ROS。ROS是機器人操作系統（RobotOperatingSystem）的縮寫，使用ROS平臺，可以加強機器人開發(fā)過程中的代碼復用率和模塊化。ROS作為智能機器人最基礎的技術，已經成為該領域核心課程。

近幾年機器人技術飛速發(fā)展，但機器人操作系統仍處于起步階段。放眼國內外，機器人操作系統課程在2014年之后才逐步在高校開設，起初只在研究生教育階段開設。隨著機器人產業(yè)極速發(fā)展，機器人操作系統成為了機器人工程專業(yè)甚至控制類專業(yè)的主干專業(yè)課程，課程體系也在逐步完善中。

（二）"教師對課程思政元素的挖掘和運用能力不足

由于機器人操作系統課程屬于新興課程，大部分學校上課的教師是一些剛畢業(yè)的青年博士，在教學過程中可能過于注重理論知識的傳授，而忽視了思政教育的重要性。青年博士可能在理論方面獲得了豐富的知識，但在將理論知識與思政元素結合過程中，可能會感到有些吃力。上課時并沒有完全挖掘課程中內在的課程思政元素，經常有教師熱衷于“拿來主義”“照本宣科”，甚至為了完成思政任務而設置思政內容，將思政內容進行簡單呈現。部分教師對思政建設認識不足，思政元素挖掘能力薄弱。

（三）"課程思政實施路徑有限

課堂教學是育人的主賽道，是課程思政育人必須要實現的要求，但是思政育人路徑不能僅僅局限于課堂教學。學生在開展實踐教學，第二課堂教學過程中，作為專業(yè)教師，需要及時引導學生、關注學生的狀態(tài)。盡可能聯合其他老師、輔導員參與學生學習、實習、實踐的全過程，實現全方位育人的目的。

二"機器人操作系統課程思政建設的必要性

為了推動韶關學院自動化一流專業(yè)課程的思政改革，韶關學院自動化教學團隊的教師以立德樹人為根本任務，組織機器人課程團隊積極探索，通過機器人操作系統課程建設推動自動化類學科和課程思政的有機結合，培養(yǎng)學生樹立大國工匠精神和科技報國的情懷和擔當，增強建設制造強國的責任感和使命感。同時，教師在長期教學、科研中深入交流，積極合作，通過思政建設可以引導學生樹立正確的價值觀和世界觀，培養(yǎng)學生的社會責任感和使命感，使他們在未來的工作中能夠積極參與社會發(fā)展，為社會和韶關地區(qū)區(qū)域發(fā)展做出貢獻。

（一）"深挖課程思政元素提升育人實效

教育部2020年5月印發(fā)的《高等學校課程思政建設指導綱要》中提出：把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系，全面推進高校課程思政建設。立德樹人成效是檢驗高校一切工作的根本標準。這就要求廣大教師切實貫徹落實“三全育人”全面實施課程思政建設，將培養(yǎng)道德品質、傳授專業(yè)知識、提高技術能力切實結合起來，不能搞”兩張皮”。就是要寓價值觀引導于知識傳授和能力培養(yǎng)之中。結合機器人操作系統課程，深挖課程中隱含的思政教育內容，歸納出以下幾方面思政元素：民族自信、精益求精的工匠精神、理論與實踐相結合學習專業(yè)知識。

結合機器人的發(fā)展現狀融入民族自信。

我國機器人技術起步較晚，關鍵技術與西方發(fā)達國家存在著一定的差距，隨著人工智能和機器學習的快速發(fā)展，我國無論是在機器人技術層面還是機器人產業(yè)方面都得到了空前的發(fā)展。很多領域達到了世界領先水平。如廣東天太機器人有限公司自主研發(fā)的“智巧”中空關節(jié)，采用高精度雙編碼器，實現了全閉環(huán)精準控制，一體化設計精密度更高，性能更強大，摩擦抱閘式制動，讓啟動更快速、安全，達到了全球領先水平。老師上課過程中通過對機器人領域學術前沿和重要案例的介紹。培養(yǎng)學生對機器人領域的專業(yè)認同感以及歷史使命感。了解我們國家的制造業(yè)在世界多極化發(fā)展中的格局的位置，激勵學生建設制造業(yè)強國的決心和毅力。

作為一門實踐性很強的嶄新課程，課程實踐環(huán)節(jié)中實踐平臺建設目前還不夠完善，學生在實踐過程中利用先有的設備，深度參與到實踐項目中，從項目的設定、實踐系統搭建，任務目標完成等方面，融入工匠精神，注重實踐能力的同時，結合項目工藝、行業(yè)標準，讓學生充分參與，理論聯系實際，體驗實踐過程，盡最大努力，讓學生在實踐過程中自然領悟工匠精神。在項目開展過程中，教師需要及時關注學生，鼓勵學生在不同的階段提出新的觀點和方法，注重學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。教師和學生需要形成良好的互動機制，提高學生的實踐能力、團隊合作等綜合的科學素養(yǎng)。為學生設定自己未來職業(yè)目標奠定良好的基礎。

（二）"以學生為中心，構建“三全育人”模式

“三全育人”模式是以學生為中心，全面培養(yǎng)學生的智能、體能和品德的教育模式。如圖1所示，該模式注重學生的全面發(fā)展，強調培養(yǎng)學生的綜合素質和能力，以提升學生在知識、技能、態(tài)度和價值觀等方面的水平。通過有效無縫銜接第一課堂和第二課堂，該模式以項目、機器人學科競賽、創(chuàng)新項目等為紐帶，以機器人實踐平臺為基礎，讓輔導員、專業(yè)教師、項目指導教師共同參與其中。這種教育模式不僅培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，促進了學生的全面發(fā)展，而且為學生的未來發(fā)展奠定了良好的基礎。使學生在綜合素質和能力方面得到全面提升。

全過程育人模式，以學生為中心，強調學生的全面發(fā)展。課程教學中構建“預、學、訓、賽、創(chuàng)”五位一體的全過程育人模式，如圖2所示。專業(yè)教師需要在課前布置預習任務、課中精講學習，課后實踐任務、課外知識拓展、機器人競賽和項目實踐創(chuàng)新環(huán)節(jié)。在設置各個教學環(huán)節(jié)時要精心思考，恰當地融入課程思政元素。引導學生樹立終生學習的理念，逐步確立和踐行職業(yè)道德，培育和踐行社會主義核心價值觀、弘揚民族精神。

全方位育人模式中，各個環(huán)節(jié)協同發(fā)力。機器人操作系統屬于實踐性很強的課程，課程學習過程中必然會涉及到實驗、實踐、設計等環(huán)節(jié)。積極開展第二課堂教育，在課程體系中，教師需要打通主課堂和第二課堂的通道。把顯性知識和隱性思政元素相結合，把思政元素滲透到實踐教學的環(huán)節(jié)。在第二課堂中積極推動學生參加機器人學科競賽項目。在理論教學中學習理論基礎，在實踐教學、競賽活動中鍛煉能力，塑造品格。努力在知行合一、學以致用上下功夫，培養(yǎng)工匠精神及踏實嚴謹的科學素養(yǎng)，建立學生為中華民族偉大復興的科技創(chuàng)新奮斗終身的理想信念。

全員育人模式，要求與學生學習、生活等相關的教師都需要有育人意識，樹立育人責任感。需要在各自的工作崗位和職責范圍內，取長補短、互相配合。借助校企聯合實驗室等平臺，邀請知名的企業(yè)家、行業(yè)專家、優(yōu)秀的校友為學生舉辦與專業(yè)相關的實踐類講座。引導學生提前認識社會，加強社會責任感。同時在開展課程的過程中，參與到學生的課程中，參與項目的選題、實踐過程、總結匯報環(huán)節(jié)，提升實踐課程的深度和廣度。以行業(yè)領域專家的學識能力和人格魅力教育感染學生。在潛移默化中給學生以智慧啟迪和精神力量。

（三）"優(yōu)化教學過程，創(chuàng)新教學方法

美國教育家弗蘭克林說過：“告訴我，我會忘記；教給我，我會記??；讓我參與，我才會明白?！边@句話說明，實踐對于學生的學習來說十分重要。課程思政的教育方式也要做到如此，在實踐課堂教學中注意穿插引導，讓學生主動去體悟知識點中蘊含的思政元素。

利用韶關學院在線教學平臺，開展線上線下混合式教學，課前預習環(huán)節(jié)在在線教學平臺開展，發(fā)布課前任務，結合課程內容讓學生查閱熱點問題、當前技術難點、行業(yè)痛點。上課過程中可采用精講和討論結合的方式。分析難點和痛點，培育工匠精神，增強社會責任感。課后進行實驗和實踐環(huán)節(jié)，把課程綜合項目按照課程內容分解為小項目，分階段分小組完成小項目，課程后期進行知識遷移，整合創(chuàng)新，完成課程綜合項目，在此過程中需要開展第二課堂來完成課程后期任務。

在整門課程教學過程中，采用逐級推進教學方式。課程前期，采用案例式、問題式對機器人操作系統課程中的技術發(fā)展歷程、系統結構框架、ROS通信策略等基礎知識點進行針對性教學，以期讓學生理解、記憶。在課程中期階段，使用ROS可視化工具Rviz和物理仿真平臺Gazebo，結合前期課程知識完成機器人模型的構建。在課程后期，結合機器人算法等開展智能機器人項目，培養(yǎng)學生的團隊精神和創(chuàng)新能力。

（四）"開展成效評價，建立課程思政評價體系

教育評價事關教育發(fā)展方向。黨的二十大報告指出，要“完善學校管理和教育評價體系”。2023年5月，習近平總書記在中共中央政治局第五次集體學習時強調要“深化新時代教育評價改革，構建多元主體參與、符合中國實際、具有世界水平的教育評價體系”。

課程中逐步探索以學生為中心，以立德樹人為核心，多元評價和分類評價的新評價體系。考評指標及要素見表1，將立德樹人融入考試評價全過程。機器人操作系統屬于實踐性很強的課程，培養(yǎng)主旨以立德樹人為根本任務，激發(fā)學生愛國熱情，激發(fā)學生創(chuàng)新和創(chuàng)意思維，培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力。教學評價包含了形成性評價和終結性評價兩個部分。在形成性評價過程中，要以學生為中心，評價主體不能僅僅拘泥于任課教師一人的評價，這種評價不合理也不全面。讓學生參與到評價過程中來，在課程中部分教學環(huán)節(jié)開展學生的自評與互評，讓學生在評價中交流，在交流中成長，提高學生的自主意識、反思能力，提高學習的積極性和主動性。

通過對學生專業(yè)知識掌握程度，靈活應用專業(yè)知識解決工程問題的能力，以及對思政元素的考核評價學生的價值取向、人文素養(yǎng)、職業(yè)道德和行為規(guī)范等是否有所提高。

圖3是對比了6個班的形成性評價的成績。17級、18級自動化剛開設機器人操作系統。無論在課程體系還在考核機制方面都依靠較早的教學經驗。從19級機器人工程班級就開始進行課程改革，并以學生為中心，融入課程思政，在形成性評價過程中讓學生參與了自評、互評等環(huán)節(jié)。以學生為中心融入思政教育之后，學生在教學過程中參與度明顯提高。大約有20%多的學生能在形成性評價過程中達到優(yōu)秀，能夠真實反映學生在課程參與過程的真實情況。學生都喜歡參與到課堂教學中。

三"結束語

機器人操作系統作為一門交叉學科的課程，面向自動化類工科學生開設，意在讓學生了解機器人領域的相關技術及機器人在行業(yè)中的應用，培養(yǎng)學生在機器人程序設計、機械結構、算法方面的能力，使學生具有解決智能機器領域實際問題。課程涉及的內容多，知識面廣，其中蘊含豐富的思想政治問題，在傳統的教學中往往是針對技術問題和知識點的教學，缺乏對學生在思想政治方向的引導。本文在授課過程中，主要從引導學生樹立正確的價值觀、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和責任感、強調科學精神和批判思維、關注社會問題和可持續(xù)發(fā)展幾個方面融入思政元素，逐步形成課程思政案例庫。

通過合理提煉思政元素，并且有效融入到實驗課教學過程中，建立科學的考核評定方式，從知識與能力、情感與態(tài)度、價值與立場這三個維度，結合課堂教學和實驗實踐教學，同步實現價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授三位一體的

教學效果。通過案例講解、專題討論等教育新模式融入思政元素，教育方法接地氣，互動感強，學生參與度高，對于培養(yǎng)學生的家國情懷、社會責任感和歷史使命感等具有積極的教育作用。通過機器人操作系統實踐思政的創(chuàng)新，有效培養(yǎng)了學生的專業(yè)素養(yǎng)及創(chuàng)新能力，提高學生對本專業(yè)的學習興趣，實現實踐育人，價值觀引領。輻射到本專業(yè)的其他專業(yè)課程中，從而推動全員、全過程、全方位“三全育人”的大格局。

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