《水下机器人技术》专业课程对分课堂思政建设

2021-05-06纪华伟冯莉媚

科教导刊·电子版 2021年6期

王芳纪华伟冯莉媚

([1]杭州电子科技大学机械工程学院浙江·杭州 310018；[2]哈尔滨工程大学水下机器人技术重点实验室黑龙江·哈尔滨 150001)

2016年召开的全国高校思想政治工作会议上发表的重要讲话，习近平总书记深刻回答了高校培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题。高等学校要将立德放在人才培养的首位，教育引导青年大学生树立远大理想，树立正确的世界观、人生观、价值观，敢于有梦、勇于追梦、勤于圆梦，把理想信念建立在对科学理论的理性认同上，建立在对历史规律的正确认识上，建立在对基本国情的准确把握上，以中国梦激励青春梦，勇敢地肩负起时代赋予的光荣使命。

新时期新形势下，高校面临的国内社会环境和国际环境正发生着巨大的变化，以90后为主的大学生群体思想更加开放，价值观更加多元，这些都对高校的思想政治建设提出了新的更高要求。高校专业课教师作为传道者，既是专业知识的传授者，又是道德言行的引导者，专业课课堂不能像以前一样只注重专业知识的传授，还要主动回应大学生的价值观疑虑与信念困惑，引导学生正确认识中国特色和国际形势，全面客观地认识当代中国与世界，激励学生把个人的专业理想追求融入到国家、民族与社会的发展进程中。高校专业课程作为“课程思政”的重要组成部分，立足学科的特殊视野，将对传统高校的思政教育起到一个很好的补充作用，甚至在新形势下能更加发挥课堂主渠道功能。

1 《水下机器人技术》对分思政课堂探索

《水下机器人技术》课程是海洋工程与技术专业学生的一门主干专业课，该门课程涉及机械、电气、控制、计算机、通信等交叉领域的专业知识，具体包括水下机器人的总体设计、能源与推进、导航、控制、通信、水下声、光、视觉探测等内容。

通过本课程的学习，使学生初步了解水下机器人技术的历史、现状与发展趋势，以及相关的基本理论与知识，系统结构与系统设计方法，为学生毕业后从事水下机器人的应用、水下机器人系统的开发和创新设计工作提供初步认识基础，课程目标描述如下：

课程目标1：能运用水下机器人的机械结构、系统组成、能源与推进技术、导航与控制技术、水下通信技术、目标探测技术等基础知识，解决复杂海洋工程问题，并结合实际工程应用背景，对复杂海洋装备技术问题进行识别。

课程目标2：能综合运用水下机器人的总体设计方法、航行性能优化方法、结构设计方法、自动控制方法，以及软、硬件编程技能等，实现水下机器人的方案设计。

课程目标3：熟悉水下机器人技术产生的技术及文化背景，理解机器人技术发展与国家海洋工程技术进步以及军民需求之间相互影响与相互促进关系，熟悉国内外水下机器人技术及其产品的特点与发展趋势。

1.1 对分课堂简介

对分课堂是由复旦大学张学新教授在多年教学实践和理论思考的基础上提出的原创性课堂教学新模式。其核心理念是分配一半课堂时间给教师进行讲授，另一半给学生以讨论的形式进行交互式学习，如图1所示。这里的讲授不是传统课堂的面面俱到式授课，主要讲授每章节的关键知识点，帮助学生们梳理好知识点之间的逻辑关系，结合学生课前预习以及课后作业，从而让学生自觉习惯形成一个自我学习与消化内省的过程。经过作者几轮的教学实践表明，对分课堂比一般传统讲授式课堂更能充分调动师生双方的积极性，引导学生自主学习，将学习过程贯穿到课前—课中—课下，教学效果更好，为此该门课程的思政建设也在对分课堂下进行实践。

图1：对分课堂基本流程

1.2 思政教学目标

课程思政中的“思政”是广义的含义。思政元素的挖掘可以从以下几个方面展开：

（1）结合思政课教学内容：马克思主义哲学、党的方针政策等；

（2）结合习总书记的论述：新发展理念（包括创新、协调、绿色、开放、共享）、人类命运共同体等；四个意识（包括政治意识、大局意识、核心意识、看齐意识）；四个自信（包括道路自信、理论自信、制度自信、文化自信）；

（3）结合学科特点：专业学科的历史发展、人才培养的使命、课程的科学思维、科学精神等。

根据本校课程思政建设全面修订教学大纲的要求，利用对分课堂的讨论环节，在课上学生分组进行了思政元素的挖掘与讨论，最后经过课程组教师团队的讨论与总结，归纳了该门课程的几大思政元素点：

从家国情怀大类：海洋强国意识、海权意识、走向深蓝；

从文化自信大类：自主研发打破垄断；

从道德修养大类：用于探索、辩证思维、创新思维、理论联系实际等科学精神；

从职业素养大类：海洋科技工匠精神、团队合作精神；

其他：海洋生命共同体。

1.3 思政元素教学内容设计

教学环节主要分为理论授课与实践授课两部分内容，其中理论授课占2/3总课时，实践占1/3总课时。理论与实践环节都进行了思政元素融入设计。

1.3.1 理论授课

绪论那一章通过讲授、提问、讨论与观看视频等教学方法，使学生了解世界各国水下机器人的发展历史与现状。通过典型的水下机器人案例，如国外的“Remus”AUV、“蛟龙”号万米深潜技术、“海龙”号等，使学生体会全球海洋科技工作者的创新精神，体会人类对海洋及其未知的无止境探索。

同时，通过近半个世纪中国在水下机器人领域的快速发展案例介绍，培养学生的专业责任感，增强学生的民族自豪感，激发爱国情怀，激发作为一名海洋专业学生所肩负的责任。最后，通过对未来水下机器人的展望，使学生了解发展先进海洋技术与装备对海洋强国战略实施的必要性与紧迫性，培养学生的海洋强国意识。

在水下机器人结构这一章通过讲授、提问、小组讨论等教学方法，使学生掌握水下机器人的系统结构，各部分的结构逻辑关系以及工作原理，培养学生的系统思维能力与总体与个体的逻辑关系。

在水下机器人总体设计这一章通过讲授、小组讨论、分组作业等方法，使学生掌握水下机器人总体设计方法与流程、AUV阻力性能与操纵性能的计算及其优化方法。特别通过水下机器人耐压壳的设计作业，培养学生的系统思维与辩证思维，以及多性能指标螺旋设计优化的设计过程。

在人工智能这一章通过讲授、讨论与观看视频等教学方法，结合当前人工智能技术的发展，使学生理解水下机器人的自主性定义以及等级、自主性关键技术，体会领域内大师们的创新精神，培养学生勇于探索与创新的科学精神。

1.3.2 实践环节

在实践环节，应用ROV和AUV两类水下机器人进行实践教研活动，探索两种机器人在水下的不同应用特性，及其对应的不同技术特征。通过课后的文献查阅与自学，应用材料、能源、人工智能等学科与技术的最新发展进展，开展ROV和AUV的概念设计。拟分组进行ROV和AUV的下水实验，每组形成新概念水下机器人的实践报告，并按完成时间先后逐组汇报。通过水下机器人的实践教学活动，帮助学生建立理论联系实际的科学研究方法，进一步强化机电一体化的设计理念，以及团队协作的能力。

1.4 课程思政元素考核

除了本门课程专业知识与能力的考核外，需要科学有效地对专业课中的思政元素进行考核。以学生为中心的对分课堂比较注重学生的参与过程及过程考核，包括个人发言、小组讨论与总结，以及分组实践等环节，这些环节将分别记入平时成绩，这方面对分课堂比传统灌输式课堂更显优势。而对于爱国情怀、科学精神等思政元素的实现，刚好要依赖于学生的积极参与、理解和实践投入，为此教学考核上增加诸如海权意识、海洋强国意识、创新与严谨的科学精神等考核点在学生参与环节的体现。

此外，课程中期的文献总结报告以及学期期末的期末课程论文，选题明确围绕海权意识与科学精神展开，可以是关于当前我国水下机器人及其海洋探测领域的突破，也可以是反映海洋领域大师们科学精神的典型事迹方面，谈谈对自己的影响与感悟，成绩按爱国情怀和科学精神这两个课程思想政治教育目标来评定。如果对当前我国海洋工程领域的科学与技术成果有一定的深入程度或对科学精神的有相当的理解程度，则期末成绩给良或优，文献综述报告与期末课程论文占总成绩的一定比例。