新工科背景下工業(yè)機(jī)器人課程思政教學(xué)模式探索與實(shí)踐

劉玉飛 于華 江本赤 許德章

摘? 要 根據(jù)新工科背景下人才培養(yǎng)能力素質(zhì)要求，對(duì)工業(yè)機(jī)器人課程思政教學(xué)模式進(jìn)行探索，結(jié)合具體教學(xué)實(shí)施過(guò)程，從課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)方面探討思政教育與專業(yè)知識(shí)教育融合的具體措施，為該課程的思政教學(xué)提供思路借鑒。

關(guān)鍵詞 新工科;工業(yè)機(jī)器人;課程思政;混合式教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G641? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2021）06-0080-03

Exploration and Practice on Mode of Ideological and Political Teaching in Course of Industrial Robot under Background of New Engineering//LIU Yufei， YU Hua， JIANG Benchi， XU Dezhang

Abstract According to the requirement of talent cultivation ability?and quality under the new engineering background， this paper ex-plores the ideological and political teaching mode of Industrial Ro-bot， and discusses the concrete measures of integrating ideological and political education with professional knowledge education from two aspects of classroom teaching and practical teaching combining the concrete teaching implementation process， which provides a reference for the ideological and political teaching of the course.

Key words new engineering; industrial robot; ideological and political education in courses; mixed teaching mode

0 前言

高等學(xué)校人才培養(yǎng)是育人和育才相統(tǒng)一的過(guò)程，建設(shè)高水平人才培養(yǎng)體系，必須將思想政治工作體系貫通其中，必須抓好課程思政建設(shè)，解決好專業(yè)教育和思政教育“兩張皮”問(wèn)題[1]。思政課是落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的關(guān)鍵課程，能夠讓學(xué)生在理解專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，自覺(jué)樹(shù)立正確的世界觀和價(jià)值觀[2]。課程思政是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，因教學(xué)內(nèi)容更強(qiáng)調(diào)業(yè)務(wù)知識(shí)傳授，工科專業(yè)課程思政是最為關(guān)鍵和最難解決的部分[3-4]。為此，工科專業(yè)課程思政應(yīng)結(jié)合具體專業(yè)特點(diǎn)組織實(shí)施。

以安徽工程大學(xué)為例，為全面落實(shí)中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)新形勢(shì)下高校思想政治工作的意見(jiàn)》《關(guān)于深化新時(shí)代學(xué)校思想政治理論課改革創(chuàng)新的若干意見(jiàn)》和教育部印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》等文件要求，學(xué)校專門制訂課程思政實(shí)施方案，提出要根據(jù)不同專業(yè)性質(zhì)特點(diǎn)分類推進(jìn)課程思政建設(shè)，根據(jù)不同學(xué)科、課程的性質(zhì)特點(diǎn)，挖掘拓展思政元素，在加強(qiáng)課堂教學(xué)的同時(shí)，要加大實(shí)踐育人力度，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題，讓學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中深化認(rèn)識(shí)、提升感悟、鍛煉成長(zhǎng)。

工業(yè)機(jī)器人是機(jī)器人工程、智能制造工程等新工科專業(yè)重要的專業(yè)課，在培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力方面占有重要的地位。在新工科背景下，根據(jù)人才培養(yǎng)能力素質(zhì)要求，探索思政教育與專業(yè)教育的融合，具有重要意義[5-6]。本文將從課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)方面探索工業(yè)機(jī)器人課程思政教學(xué)模式。

1 課程大綱修訂

教學(xué)目標(biāo)? 培養(yǎng)學(xué)生工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析的基本能力，具備從事機(jī)器人工程實(shí)踐的基本素質(zhì)，將思政元素融入專業(yè)知識(shí)，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)思政教育與專業(yè)知識(shí)教育的有效融合，弘揚(yáng)以愛(ài)國(guó)主義為核心的民族精神和以改革創(chuàng)新為核心的時(shí)代精神，引導(dǎo)學(xué)生深刻理解并自覺(jué)實(shí)踐行業(yè)職業(yè)規(guī)范，增強(qiáng)職業(yè)責(zé)任感和終身學(xué)習(xí)意識(shí)。

教材選取? 突出新工科特色，內(nèi)容上應(yīng)以設(shè)計(jì)→分析→感知→控制→集成應(yīng)用為主線，注重學(xué)科知識(shí)交叉融合、理論與實(shí)踐結(jié)合。同時(shí)，根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)，推薦相應(yīng)參考書目，讓學(xué)生適當(dāng)了解機(jī)器人技術(shù)的理論基礎(chǔ)、與智能制造技術(shù)的融合，以及機(jī)器人倫理標(biāo)準(zhǔn)。

2 課堂教學(xué)思政探索

以“機(jī)器人概述”教學(xué)為例，從課程導(dǎo)入、教學(xué)內(nèi)容與思政元素融入、教學(xué)方法改革等方面進(jìn)行思政教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)。

課程導(dǎo)入? 結(jié)合時(shí)政熱點(diǎn)和視頻，以社會(huì)熱點(diǎn)話題如新冠疫情防控中的交通管理、醫(yī)療服務(wù)、核酸檢測(cè)等工作為切入點(diǎn)，分析人工作業(yè)存在的高交叉感染風(fēng)險(xiǎn)，由此延伸到工業(yè)生產(chǎn)打磨、噴涂等惡劣工況環(huán)境，分析傳統(tǒng)生產(chǎn)模式存在的生命安全威脅、生產(chǎn)效率低下、生態(tài)環(huán)境污染等弊端和挑戰(zhàn)，引導(dǎo)學(xué)生思考：如何改變傳統(tǒng)生產(chǎn)作業(yè)模式？機(jī)器人技術(shù)如何改變這一現(xiàn)狀？通過(guò)展示機(jī)器人技術(shù)在新冠疫情防控醫(yī)療服務(wù)和核酸檢測(cè)工作中的應(yīng)用場(chǎng)景，闡述機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)⑷藦臉O端危險(xiǎn)環(huán)境中解放出來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的變革;進(jìn)一步介紹機(jī)器人在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、航天、教育娛樂(lè)等領(lǐng)域的成功應(yīng)用案例，尤其是中國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)潛力巨大。

通過(guò)融入社會(huì)熱點(diǎn)話題，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)愛(ài)社會(huì)，將個(gè)人的“小我”融入祖國(guó)的“大我”之中;通過(guò)展示傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)模式存在的弊端，引導(dǎo)學(xué)生理解工程實(shí)踐對(duì)環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng);通過(guò)闡述機(jī)器人技術(shù)對(duì)生產(chǎn)模式的變革，讓學(xué)生理解機(jī)器人技術(shù)與人類生活和生命健康息息相關(guān)，引導(dǎo)學(xué)生崇尚科學(xué)，理解科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力的深刻內(nèi)涵，以及科學(xué)技術(shù)與人的全面發(fā)展之間的辯證關(guān)系。

教學(xué)內(nèi)容與思政元素的融入

1）機(jī)器人基本概念。機(jī)器人一詞雖然出現(xiàn)較晚，但其概念在人類想象中早已出現(xiàn)。西周時(shí)期，我國(guó)的能工巧匠偃師就研制出了能歌善舞的伶人，是世界上最早記載的機(jī)器人;春秋后期，我國(guó)著名的木匠魯班曾制造過(guò)一只木鳥(niǎo)，能在空中飛行“三日不下”，體現(xiàn)了中國(guó)勞動(dòng)人民的聰明智慧。通過(guò)展示我國(guó)在機(jī)器人發(fā)展歷程中的璀璨成就，彰顯中華民族博大精深的優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，弘揚(yáng)以愛(ài)國(guó)主義為核心的民族精神和以改革創(chuàng)新為核心的時(shí)代精神，引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)文化自信、民族自豪感和責(zé)任感，傳承中華優(yōu)秀文化。

2）機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用。介紹機(jī)器人在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、航天、教育娛樂(lè)等領(lǐng)域的應(yīng)用案例以及應(yīng)用中的關(guān)鍵核心技術(shù)。通過(guò)數(shù)字直觀展示我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)需求潛力巨大，且工業(yè)機(jī)器人占據(jù)主要市場(chǎng)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，預(yù)計(jì)2020年中國(guó)市場(chǎng)在全球范圍內(nèi)所占比重將超過(guò)40%。通過(guò)展示機(jī)器人技術(shù)與不同領(lǐng)域的融合，尤其是與傳統(tǒng)文化教育的結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生感受科學(xué)精神與人文精神的交融;通過(guò)介紹亟待突破的機(jī)器人精密減速器、控制系統(tǒng)、伺服電機(jī)等“卡脖子”技術(shù)以及我國(guó)自主創(chuàng)新的舉措和成就，弘揚(yáng)以愛(ài)國(guó)主義為核心的民族精神和以改革創(chuàng)新為核心的時(shí)代精神，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)為建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)和推動(dòng)民族發(fā)展出力爭(zhēng)光。

3）機(jī)器人技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)闡述機(jī)器人與人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深度融合，重點(diǎn)講解從傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展為為人類安全工作的智能工業(yè)機(jī)器人和人機(jī)協(xié)作機(jī)器人，從“機(jī)器換人”到“人機(jī)協(xié)作”作業(yè)模式的轉(zhuǎn)變，引出機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用的社會(huì)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考智能化生產(chǎn)模式中機(jī)器人和人的關(guān)系，關(guān)注機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，認(rèn)識(shí)到機(jī)器人技術(shù)研發(fā)應(yīng)遵循的工程倫理，以及工程實(shí)踐中應(yīng)遵守的職業(yè)道德和職業(yè)規(guī)范，樹(shù)立終身學(xué)習(xí)意識(shí)。

4）機(jī)器人三定律。美國(guó)科幻作家埃薩克·阿西莫夫在科幻小說(shuō)I， Robot中提出“機(jī)器人三定律”：機(jī)器人不應(yīng)傷害人類，且在人類受到傷害時(shí)不可袖手旁觀;機(jī)器人應(yīng)遵守人類的命令，與第一條違背的命令除外;機(jī)器人應(yīng)能保護(hù)自己，與第一條相抵觸者除外。這三條定律依然是學(xué)術(shù)界默認(rèn)的研發(fā)準(zhǔn)則。機(jī)器人帶來(lái)的倫理挑戰(zhàn)不再是科幻電影和文學(xué)作品玄想的主題，已然成為人們必須面對(duì)的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)——引導(dǎo)學(xué)生理解并自覺(jué)踐行職業(yè)精神和職業(yè)規(guī)范。

教學(xué)方法改革? 以互動(dòng)研討教學(xué)為主，包括課堂案例討論和觀點(diǎn)分析，分組調(diào)研機(jī)器人技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，尤其是中國(guó)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用，撰寫報(bào)告并分享感受，引導(dǎo)學(xué)生正確看待中國(guó)經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)文化自信和民族自豪感。教學(xué)過(guò)程引入機(jī)器人領(lǐng)域熱點(diǎn)前沿，激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和終身學(xué)習(xí)意識(shí)。

3 實(shí)踐教學(xué)思政探索

混合式教學(xué)模式? 為強(qiáng)化理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，在教學(xué)過(guò)程中可設(shè)置機(jī)器人操作實(shí)驗(yàn)，如在講授工業(yè)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)、機(jī)器人編程等章節(jié)內(nèi)容時(shí)，可以采用混合式教學(xué)模式，通過(guò)實(shí)操演示讓學(xué)生直觀理解機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)成和編程方法，同時(shí)能夠很好地進(jìn)行互動(dòng)，利于啟發(fā)式教學(xué)的開(kāi)展。在實(shí)際操作過(guò)程中可以有意設(shè)置故障類型和安全警示，能夠讓學(xué)生深刻理解安全操作規(guī)范，自覺(jué)踐行職業(yè)規(guī)范。

創(chuàng)新能力訓(xùn)練? 通過(guò)創(chuàng)新專題設(shè)計(jì)或第二課堂強(qiáng)化工業(yè)機(jī)器人理論知識(shí)。在學(xué)生學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人課程理論知識(shí)后，開(kāi)設(shè)機(jī)器人創(chuàng)新專題設(shè)計(jì)，以工業(yè)機(jī)器人為載體，開(kāi)展機(jī)器人集成應(yīng)用方案設(shè)計(jì)和實(shí)踐訓(xùn)練，內(nèi)容直接面向機(jī)器人工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，采用項(xiàng)目組形式，要求每組學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)目標(biāo)。例如，針對(duì)滾動(dòng)軸承自動(dòng)化裝配工藝，通過(guò)分組要求每組學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)使用兩臺(tái)機(jī)器人協(xié)同作業(yè)，完成滾動(dòng)軸承自動(dòng)裝配工序動(dòng)作，可設(shè)置PLC與機(jī)器人通信建立、電氣連接、程序編寫調(diào)試、機(jī)器人示教等內(nèi)容，能夠訓(xùn)練學(xué)生的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用能力，進(jìn)一步強(qiáng)化工業(yè)機(jī)器人課程理論知識(shí)。在項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中，需要學(xué)生主動(dòng)獲取機(jī)、電、氣等多學(xué)科交叉知識(shí)并靈活應(yīng)用，啟發(fā)學(xué)生思考如何提高裝配效率，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。同時(shí)，學(xué)生通過(guò)機(jī)器人協(xié)作完成滾動(dòng)軸承自動(dòng)裝配，既體現(xiàn)了機(jī)器人的協(xié)同作業(yè)，也讓學(xué)生深刻理解了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性。

4 預(yù)期效果

教師能夠轉(zhuǎn)變教育教學(xué)理念，挖掘工業(yè)機(jī)器人專業(yè)知識(shí)所蘊(yùn)含的思政元素，從課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)方面將思政教育與專業(yè)知識(shí)教育有機(jī)融合，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容;學(xué)生能夠理解蘊(yùn)涵在工業(yè)機(jī)器人專業(yè)知識(shí)中的思想政治元素，深刻理解并自覺(jué)實(shí)踐行業(yè)職業(yè)精神和職業(yè)規(guī)范，增強(qiáng)職業(yè)責(zé)任感和終身學(xué)習(xí)意識(shí)。

總之，通過(guò)設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人課程思政教育內(nèi)容，挖掘?qū)I(yè)知識(shí)所蘊(yùn)含的思政元素，能夠?qū)⑺颊逃c專業(yè)知識(shí)教育有機(jī)融合，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容和專業(yè)課內(nèi)涵，促進(jìn)教育教學(xué)理念轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)新工科專業(yè)課程思政育人目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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*項(xiàng)目來(lái)源：安徽省高等學(xué)校省級(jí)質(zhì)量工程教學(xué)研究項(xiàng)目“以知識(shí)點(diǎn)為粒度的人工智能類專業(yè)課程體系構(gòu)建”（2019jyxm0225）;安徽工程大學(xué)本科教學(xué)質(zhì)量提升計(jì)劃教學(xué)研究項(xiàng)目“‘人工智能+’理念下機(jī)器人專業(yè)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新探索與實(shí)踐”（2019jyxm55）。

作者：劉玉飛，安徽工程大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院（人工智能學(xué)院）教學(xué)秘書，副教授，研究方向?yàn)闄C(jī)器人技術(shù);于華，安徽工程大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院（人工智能學(xué)院），副教授，研究方向?yàn)橹圃煅b備技術(shù);江本赤，安徽工程大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院（人工智能學(xué)院）副院長(zhǎng)，副教授，研究方向?yàn)橹悄苤圃旒夹g(shù);許德章，安徽工程大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院（人工智能學(xué)院）院長(zhǎng)，教授，研究方向?yàn)闄C(jī)器人技術(shù)（241000）。